实验 1 K L a 的测定方法
氧是难溶气体，在25℃和1个大气压下，纯水中溶解度为0.25 mol/m 3左右。在好氧发酵过程中，氧气由气相传递到液相，为微生物消耗。氧的传递过程限速阻力位液膜阶段，此时K l a 是描述氧的传递性能的重要参数。 1.目的
掌握利用亚硫酸盐测定容积氧体积传递系数的方法，了解氧传递在好氧发酵过程中的重要作用。 2原理
以Cu 离子为催化剂，溶解于水中的O 2能立即将水中的SO 32-氧化为SO 42-，其氧化反应的速度几乎与SO 32-浓度无关。实际上是O 2一经溶入液相，立即就被还原掉。这种反应特性使溶氧速率成为控制氧化反应的因素。其反应式如下：
2Na 2SO 3
2 2SO 4 剩余的Na 2SO 3与过量的碘作用 Na 2SO
3 + I 2 + H 2O Na 2SO
4 + 2HI 剩余的I 2用标准Na 2S 2O 3溶液滴定。 I 2+ 2Na 2S 2O 3 Na 2S 4O 6+2NaI
?O 2 ~ ?Na 2SO 3 ~ ?I 2 ~ ?Na 2S 2O 3
1 2 2 4
可见，每溶解1mol O 2，将消耗2mol Na 2SO 3，将少消耗2mol I 2，将多消耗4mol Na 2S 2O 3。因此可根据两次取样滴定消耗Na 2S 2O 3的摩尔数之差，计算体积溶氧速率。公式如下：
090036004tV VM
tV VM N V ??=
???=
式中 N V ：两次取样滴定消耗Na 2S 2O 3体积之差，
M ：Na 2S 2O 3浓度，
?t ：两次取样时间间隔，h
V 0：取样分析液体积。 将上述N V 值代入公式C
C N a k V
L -=
*
即可计算出k L a
由于溶液中SO3-2在Cu2+催化下瞬即把溶解氧还原掉，所以在搅拌作用充分的条件下整个实验过程中溶液中的溶氧浓度C=0。
在0.1Mpa(1atm)下，25oC时空气中氧的分压为0.021MPa，根据亨利定律，可计算出C*=0.24mmol/L，但由于亚硫酸盐的存在，C*的实际值低于0.24mmol/L，因此一般规定C*=0.21mmol/L。所以k L a=N V/0.21
亚硫酸钠氧化法的优点是不需专用的仪器，适用于摇瓶及小型试验设备中k L a的测定。缺点是：测定的是亚硫酸钠溶液的体积溶氧系数k L a，而不是真实的发酵液中的k L a。
3. 试剂
a. 0.1mol/LNa2S2O3溶液（需要标定），在使用前1-2周配置
b.淀粉溶液：称取1g淀粉，放入100mL的水中加热搅拌煮沸2-3min.
c.0.05mol/L的I2溶液：称取30gKI，加入10mL,溶解，再称取19.5g碘搅拌
充分溶解，定容1.5L（根据实验用量调节），避光保存。
d. 0.1mol/L硫酸铜溶液
4. 仪器
吸管，50mL三角瓶、酸式滴定管、300-500mL三角瓶。
5. 实验步骤及方法
测定Kla的反应装置，加入适当浓度，如x mol/L（0.05~0.45mol/L）Na2SO3溶液，每升Na2SO3溶液加入1 ml 0.1mol/L硫酸铜溶液.。
在通风搅拌后开始计时（准确秒表）及间隔准确时间取样时，取样量略少于2.5/x,以便于取样为准。取样时注意，迅速取样10ml Na2SO3溶液加入0.05mol/L 的I2溶液25ml溶液中。吸管一定要尽可能的靠近碘液液面。然后用标准的0.1mol/LNa2S2O3溶液进行滴定。
6. 实验记录及报告
反应液组成Na2SO3：
mol/L
实验条件反应器名称及
规格反应液体积反应温度转速、绝对气
压
两次取样间隔
t/s
两次滴定
Na2S2O3溶液
体积差
Kla（1/h）
Kla（1/h）平均
值
思考题
1.实际发酵过程中能否用此法进行测定容积氧传递系数？
2. 对于几十立方的发酵罐该法是否可行？
3. 为什么要吸管一定要尽可能的靠近碘液液面
实验2 菌体生长动力学参数的求取（第一部分）
目的和要求
掌握DNS法测定还原糖和多糖的方法，绘制出标准曲线。
一. 原理
3，5-二硝基水杨酸与还原糖共热后被还原成棕红色的氨基化合物，在一定范围内还原糖的量和反应液的颜色深度成正比。因此，可利用分光光度计进行比色测定，求得样品的含糖量。
材料与试剂
a)材料：葡萄糖（分析纯）、蒸馏水
b)试剂：DNS液
1）以称取3,5-二硝基水杨酸（C7H4N2O7）6.3 g，氢氧化钠 21.0 g充分溶解于500 ml蒸馏水中（水先煮沸10分钟后冷却）
（2）加入酒石酸钾钠（C4H4O6KNa·4H2O）182.0g，苯酚（在50℃水中融化） 5.0g，偏重亚硫酸钠（NaS2O5）5.0g，搅拌至全溶，定容至
1000 ml。
（3）充分溶解后盛于棕色瓶中，放置10天后便可使用。平时盛一小瓶放在外面使用，其它储于冰箱中。此溶液每月配制一次。
c)器材：容量瓶、吸管（1mL,5mL,25mL）、烘箱、试管架、吸耳球、称量纸、
分光光度计、烧杯、恒温水浴锅、离心机、记号笔、电炉、搪瓷缸
二. 操作方法
a)标准曲线的制作
三. 结果
1.以吸光度为横坐标，葡萄糖质量为纵坐标作图。并借助计算机计算出相关系
数和曲线方程。
动力学参数求取（第二部分）
自20世纪40年代至今，微生物生理学者和生物化学工程学者提出了许多关于微生物生长的动力学模型。这些生长模型根据Tsuchiya 理论可分为 （1）确定论的非结构模型，是一种理想状况，不考虑细胞内部结构，每个细胞之间无差别。
（2）确定论的结构模型，每个细胞之间无差别，细胞内部有多个组分存在。 （3）概率论的非结构模型，不考虑细胞内部结构，每个细胞之间有差别。 （4）概率论的结构模型，考虑细胞内部结构，每个细胞之间有差别。 从工程角度看，理想的微生物生长模型应具备下列4个条件： （1）要明确建立模型的目的。
（2）明确地给出建立模型的假定条件，这样才能明确模型的适用范围。 （3）希望所含有的参数，能够通过实验逐个确定。 （4）模型应尽可能简单。
目前，常使用确定论的非结构模型是Monod 方程。 莫诺方程（Monod 方程）
S
K S
S +=
max μμ，式中：
μ：生长比速(h -1) μmax ：最大生长比速(h -1) S: 单一限制性基质浓度(mol/L) K S : 微生物对基质的半饱和常数(mol/L)
根据细胞生长动力学，细菌生长速率可以表示为 根据细胞生长动力学，细菌的生长速率可以表示为
/*x r dx dt x μ==
因此max //()x s r x S k S μμ==+
max max //*1/1/x s x r k S μμ=+
在短时间内上式可表示为
1*x r x t -
-=??
max max //*1/1/x s r k x
S μμ-
-
-=+
以
/~1/x r x
S -
-
- 作图，为一直线则符合monod 方程，通过斜率和截距可求
取动力参数K s 与r max . 二、方法步骤
1.培养基配置：葡萄糖 30g ，NaCl 5g ，牛肉膏 5g ，蛋白胨 10g ， 水 1000ml ；分装值500ml 三角瓶中装瓶量为200mL,0.1Mpa 蒸汽灭菌25min.
2. 待培养基降至室温，无菌接入种子10mL,放置于37℃恒温摇床振荡培养；
3.按照以下方法取样进行测定
注意：葡萄糖浓度较高稀释后，（具体稀释倍数以吸光度测定值在02~0.8之间为准）测定的吸光度乘以稀释倍数根据标准曲线进行换算为浓度。
同样当菌体浓度吸光度大于1时，要适当稀释（具体稀释倍数以吸光度测定值在02~0.8之间为准）测定的吸光度乘以稀释倍数。 三．数据分析
以
/~1/x r x S 作图，符合monod 方程，通过斜率和截距可求取动力参数
K s 与r max . 五、实验分析 六、总结
实验3 发酵罐的构造和操作原理
[目的要求]
了解生物发酵罐的基本结构和操作方法
[实验原理]
发酵罐是最常见和常用的生物反应器，已经实现生物发酵各种工艺参数的在位测定和自动控制。
[内容]
发酵罐基本结构与操作方法。
发酵罐的基本结构：生物发酵罐系统=罐体系统+控制机箱+空气压缩机+蒸汽发生器
操作流程：开机→空罐灭菌→加入培养液→实罐灭菌→冷却→接种→工艺参数设定→运行：发酵+通气→终点：放料→清洗→关机。
1. 罐体系统
罐身：由硼硅玻璃和不锈钢（316L）加工而成。
密封件：机械密封、硅橡胶“O”型圈。
罐盖：排气冷凝器口、pH电极口、取样放料孔、取样回气孔、液位电极口、接种口、温度电极口、DO电极口、接地线插口、进气孔、单孔补料孔、三口补料孔、泡沫电极口。
2. 管阀系统
管阀系统由EW—冷却水电磁阀、W1一溢流水阀、W2一排水排汽阀、S一进蒸汽调节阀、G—气路调节阀、不锈钢管路、优质胶管、接头等组成。
3.pH电极的校止进入pH电极校止后，显示界面如下图所示。
校正时，温度补偿是自动的，校正温度应选择于发酵液工作温度附近。操作人员须将随机提供的温
度电极和pH电极一同插入中性标准溶液，如pH=6.86，通过面板调整零位ZERO，(用箭头键移动光标到
ZERO行的+/-上，按ENTER键即可)使屏幕上pH指示值接近6.86，再将pH计和温度电极一起插入标准的酸性或碱性溶液，如pH=4.0。调整斜率SLOPE(用箭头键移动光标到SLOPE行的+/-上，按ENTER键即可)使pH指示接近4，再重复上述过程1--2次，使pH指示达到标准溶液的pH值即可。斜率SLOPE的变化范围：0.39-1.89，零位ZERO的变化范围122-143，校正完毕用ESC键退出。
实罐灭菌后及发酵过程中应对pH电极进行在线校正。从罐内取出样品后，即用标准pH计检测样品
的pH值，再进入CALIB程序，调整零位ZERO，使液晶显示器显示的pH值与标准pH计显示值相同。
显然，你应保证这标准pH计是正确的。
4. DO2电极的校正
进入DO2电极校正后，显示界面如下图所示。
校正时，温度补偿是自动的，校正温度应选择在发酵：工作温度附近。操作员将溶氧电极放入些遮酸钠趣盘遥遮，调整零位ZERO，使DO2指示接近于0%，最好为1%--2%，再将溶氧电极取出，以空气作为100%溶氧量来标定，调楚斜率SLOPE使DO2达到100%，再重复上述过程1—2次即可。SLOPE的调整范围：0.5—2.0，ZERO的调整范围：1—25。校正完毕用ESC键退出。实罐灭菌后，在接种发酵刚开始，
应对DO2电极进行在线校正，进入CALIB程序，调整斜率SLOPE，使液晶显示器显示的DO2值达到100%。
5. 实罐灭菌
第一步装上已校正好的pH、DO电极
第二步按工艺要求在罐内放入发酵培养液。
第三步夹套加热，开启搅拌，待温度上升至90℃左右，停止夹套加热，关闭搅拌；
第四步空气过滤器、取样口通入蒸汽加热。当灭菌接近15min左右结束时，关闭空气过滤器蒸汽，打开空气过滤器排污阀，启动空气压缩机，通入空气过滤器。
第五步控制蒸汽阀门和尾气阀门大小稳定罐体蒸汽压在0.1MPa至灭菌结束；
第六步打开冷却水关闭排污阀，启动搅拌，降温。
6 接种
采用火焰接种法
7. 发酵控制参数设定，进入发酵，定时取样分析，并控制。
发酵结束，放罐，拔出电极并加以保护，清洗发酵罐，灭菌。
[报告]
1.绘画生物发酵罐的详细结构。
2.说明生物发酵罐的操作方法。
3.说明生物发酵罐操作的注意事项。
实验4 枯草芽孢杆菌生长条件优化
在工业化发酵生产中，发酵培养基的设计是十分重要的，因为培养基的成分对产物浓度、菌体生长都有重要的影响。实验设计方法发展至今可供人们根据实验需要来选择的余地也很大。目前最常用的方法有, 单因素法（One at a time）、
正交实验设计（Orthogonal design）、均匀设计 (Uniform design)、全因子实验设计(Full factorial design)、部分因子设计(fractional factorial design)、 Plackett-Burman设计（Plackett-Burman design）中心组合设计（Central composite design）、Box–Behnken设计(Box –Behnken design)、响应曲面分析法、改进单纯形优化法(Modified simplex method)
、遗传算法(Genetic algorithm，GA)等。
正交设计法（4学时）
[目的要求]
掌握发酵工艺条件或参数的多因素实验设计和操作方法。
[实验原理]
发酵过程涉及到数个工艺参数，每个参数有多个水平，每个因素之间还存在交互作用。采用正交试验设计方法进行多因素、多水平的试验，可以大大减少实验，并确定各因素之间的交互作用。实验次数可以减少为：水平数的平方次。
在多因素试验中，随着实验因素的增多，处理数据呈几何级数增长。例如，2个因素各取3个水平的试验（简称32试验），有32=9个处理，3因素各取3个水平的试验（简称33验），有33=27个处理，4因素各取3个水平的试验（简称34验），有34=81个处理……处理数太多，试验规模变大，会给试验带来许多困难。采用正交试验设计，可以大大减少试验次数。
正交试验设计是利用一套规格化的表格——正交表来安排试验，适用于多因素、多水平、试验误差大、周期长等的试验，是效率较高的一种试验设计方法。[教学内容]
分组进行多个因素多个水平的多因素试验，测定实验结果。根据实验设备条件，本实验为4因素3水平实验，正交实验次数为9次，采用L9（34）正交设计
表。
表1 试验因素水平设计表
表2 L9（34）正交试验因素设计与结果记载表
[实验器材]
1.活材料：复筛菌株斜面或培养液。
2.器材：高压锅、恒温摇床、振荡培养箱、酸度计、分光光度计、吸水纸、计数器、滴管、擦镜纸。
[实验方法]
1.培养基配方：
1)基础培养基：，蛋白胨5g，酵母粉/膏2g，水，pH自然。
2.配制培养基：每组组号做序号相对应的实验，计算培养液体积：每个处理重复3次，每瓶装液体培养基100mL，计算培养液体积。称样后加入容器中，加少量水，搅拌并适当加热加水溶解。用量筒分装在培养瓶中，每瓶装试验处理相应体积的培养液。用8层纱布、或棉塞、。标签。
3.灭菌：0.1MPa，20min。冷却后出锅，取出，放入超净工作台中风冷，用紫外线照射20min。
4.接种：用无菌的5mL或10mL无菌移液管，每瓶按照接种剂量等量接入菌种。封口。标签。
5.培养：接种后的培养瓶放在振荡培养箱或恒温摇床上培养，相同温度条件下进行培养。
6.测定：16 小时测定培养瓶中培养液的OD值。每次重复测定3次以上。计算平均值。
[报告]
1.进行直观分析得出最佳条件
2.进行方差分析得出最佳条件。
绪论： 一、概念：发酵工程（Fermentation Engineering）指在最适发酵条件下，在发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的技术。 二、发酵工程研究的主要内容 发酵工程主要包括代谢工程和发酵工艺两个主要内容 具体来说它一般包括微生物细胞或动植物细胞的悬浮培养，或利用固定化酶，固定化细胞所做的反应器加工底物，以及培养加工后产物大规模的分离提取等工艺。发酵工艺主要是在生物反应过程中提供各种所需的最适环境条件。如酸碱度、湿度、底物浓度、通气量以及保证无菌状态等研究内容。 四、发酵工程的特点 一个完整的发酵过程包括：1材料的预处理2生物催化剂的制备3生化反应器及发应条件的选择与监控 第二章：菌种的来源 一、工业化生产菌种的要求 ?能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成 产物 ?有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造的 可操作性要强 ?遗传性能要相对稳定 ?不易感染它种微生物或噬菌体 ?产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病 菌无关） ?生产特性要符合工艺要求 二、自然界中菌种分离的一般过程(步骤): 土样的采取→预处理→培养→菌落的选择→产品的鉴定. 目的：高效地获取一株高产目的产物的微生物. 三、采样时要注意的问题: 气候、水分、空气;来源要广;结合产品的特点;标签：地点、时间、气候等四、目的微生物富集的一些基本方法 富集的目的：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 富集的三种方案： ?定向培养:采用特定的有利于目的微生物富集的条件，进行培养。 ?当不可能采用定向培养时，则可设计在一个分类学中考虑， ?不能提供任何有助于筛选产生菌的信息，这时只能通过随机分离的办法. 定向培养的方法 物理方法：加热、膜过滤等但主要是通过培养的方法 定向培养的富集方法 1、底物 2、pH条件 3、培养时间 4、培养温度等一切能提高目的微生物相对生长速度的手段，培养（固体、液体；分批连续）后使目的微生物在种群中占优势。 五、菌落的选出 1.从产物角度出发：在培养时以产物的形成有目的的设计培养基 利用简单、快速的鉴定方法，如抗生素
生物发酵工程实验 实验一................................ 利用酵母富集培养基分离酵母菌 实验二... ......................... 分离纯化酵母菌 实验三... ......................... 酵母菌的保藏 实验四............................... 大肠杆菌生长曲线测定及pH对生长曲线 的影响 实验五.............................. 发酵罐的构造及操作 实验六.............................. 发酵罐实灌灭菌操作 实验七.............................. 利用7L发酵罐对地衣芽孢杆菌进行补 料分批发酵培养 实验八..............................淀粉酶生成曲线的测定
实验一、利用酵母富集培养基分离酵母菌 一实验目的 1、通过本实验加深理解酵母富集培养基的原理和应用； 2、掌握涂布分离技术； 3、熟悉从自然样品土壤中分离酵母菌的具体操作方法 二实验原理 酵母菌主要分布于含糖高和酸度较高的自然环境中，在果园表土和浆果、蔬菜、花蜜和蜜饯等的表面很容易找到它们。在土壤中，由于各种微生物混杂在一起且酵母菌的数量相对比较少，故可以利用酵母菌富集培养基进行富集培养，该培养基含有较高的葡萄糖（5%）和较酸（pH为4.5）的环境，以及能抑制多种杂菌（许多细菌、放线菌和快速生长霉菌）的孟加拉红（玫瑰红），故十分有利于酵母菌的增值。 三实验材料 土壤（标注采集地点） 培养基：酵母富集培养基（5%葡萄糖、0.1%尿素、0.1%硫化铵、0.25%磷酸二氢钾、0.05%磷酸氢二钠、0.1%七水合硫酸镁、0.01%七水合硫酸铁、0.05%酵母膏、0.003%孟加拉红、1.9%琼脂 pH4.5） 移液枪、培养皿、天平、涂布棒、棉绳、250ml三角瓶、75%酒精棉花、摇床等 四实验步骤 1、采集土样：采集葡萄园或其他果园、菜地等的土壤若干（要求：先铲去2~3cm 的表土，再采集土样）适当研碎。 2、称取1g土样装入准备好的30/250ml蒸馏水中震荡均匀。 3、准备平板：将酵母菌富集培养基加热融化，待冷却至50℃左右后，倒2个平板，冷却待用。 4、用移液枪吸取200ul样品，用涂布法分离菌种。 5、恒温培养：将培养皿倒置后防于37℃恒温培养箱中培养2d。 五结果记录 将土壤来源，平板上得到的菌落特征和菌落数做表记录 六思考题 酵母菌富集培养基中为什么要加孟加拉红
《微生物发酵工程》课程感受 《微生物发酵工程》带给我的最大收获是让我完整的经历了查找文献，筛选文献，翻译文献以及从文献中找到值得学习的地方等一系列过程。在这其中带给我了很多的启发。 首先，对于大三即将结束，马上就要开始毕业设计以及毕业后读研的我们来说，如何有效快速的查找到我们所需要的文献是我们必须要掌握的技能。在平时的学习过程中这样的训练或者是锻炼机会并不多，而《微生物发酵工程》就给我们提供了一个非常好且及时的锻炼机会。我原来无论是做专业选修课还是一些E类课论文时，文献查找只局限用知网查找中文文献。现在宋老师的作业要求让我开始接触了英文文献的查找。我现在已初步学会了利用学校购买的英文文献数据库如nature、science等来查找英文文献资料，学会了通过一篇文献的摘要快速的判断文献是否是我们所需要的，适应了英文的阅读环境。这些让我获益匪浅，相信对我以后的研究生的学习生涯有很大帮助。 其次，在听别的小组同学汇报时，也可以学到很多东西。比如说，我从第一个展示的同学身上学到的就是如何高效传达出一篇文献或者说是我们自己的某些想法的主要内容。原来我在做展示一篇文献时所遵循的原则是按照文章顺序用简洁的语言表达。通过比较，我才发现这种我一直以来遵循的原则的缺陷——展示的结构不太清晰或者说是展示缺乏一种内在的逻辑，容易让听者搞不清每个实验每个步骤之间的关系从而产生混乱。大四学姐的展示则是自己把文献划分为四部分：为什么做、怎么做、做了什么和实验结果。这样这个展示的结构就清晰明了，每个实验每个步骤的目的也就一清二楚，听者也很清楚。我想，学习了这一点我以后的展示效果也一定会进步一大块的。此外宋老师还建议再加上实验创新之处和我能从文章中借鉴什么。 最后，在课程展示这一环节中我还发现我的一个不足。我只能做到听懂展示同学介绍的PPT内容，却无法就实验内容提出自己的疑问。这说明我平时无法锻炼，缺乏自主思考的能力。这一点应该是我在今后的学习生活中着力改善的一点。
发酵工程实验 目录 发酵罐的结构系统及使用方法实验一 实验二微生物的诱变育种乳酸菌的分离及乳酸饮料制作实验三 实验四大肠杆菌生长曲线的测定摇床培养枯草芽孢杆菌发酵条件的优化实验五
实验一发酵罐的结构系统及使用方法 一、实验目的： 1．了解发酵罐（气升式、搅拌式）的几大系统组成，即空气系统、 蒸汽系统、补料系统、进出料系统、温度系统、在线控制系统。 2．掌握发酵罐空消的具体方法及步骤 3．掌握发酵罐进料及实消的具体方法及步骤 4．掌握发酵罐各系统的控制操作方法 二、实验原理： 1．蒸汽系统： 三路进汽——空气管路、补料管路、罐体 2．温度系统： (1) 夹套升温：蒸汽通入夹套。 (2) 夹套降温：冷水通入夹套，下进水，上出水。 3．空气系统： 取气口→空压机：往复式油泵获得高脉冲的压缩空气 粗过滤器：由沙布包裹棉花压实成块状叠加制得，作用是去除部分细菌及大部分灰尘 （贮气罐）：空压机压缩使气体温度升高，经贮气使气体保温杀菌；压缩空气中有油污、水滴，且压力不稳，有一定的脉冲作用，会冲翻后面的过滤介质，贮气后可使油滴重力沉降，减小脉冲。（冷却塔）：有降温并稳定作用，同时经旋风分离器进行气液分离 (丝网分离器)：通过附着作用，逐步累积沉降而分离5微米以上的微粒 其作用介质为铜丝网 (加温器)：对压缩空气升温，除湿，使湿度达50%-60% 总过滤器：纱布包裹棉花加活性炭颗粒，逐层压紧而成。 分过滤器：平板式纤维，中间为玻璃纤维或丝棉，下面放水阀应适时打开放出油、水，再用压缩空气控干。 种子罐或发酵罐 4．补料系统：补培养基、消泡剂、酸碱等。 5．在线控制系统：热电偶（温度探关）、溶氧探头、pH探头（后二者实消时才安装，为不可再生探头，有限定使用次数，pH探头使用前要先校准）、控制柜、数据采集系统。 。)取样口(、出料口)接种口(、进出料系统：进料口6．
实验 1 K L a 的测定方法 氧是难溶气体，在25℃和1个大气压下，纯水中溶解度为0.25 mol/m 3左右。在好氧发酵过程中，氧气由气相传递到液相，为微生物消耗。氧的传递过程限速阻力位液膜阶段，此时K l a 是描述氧的传递性能的重要参数。 1.目的 掌握利用亚硫酸盐测定容积氧体积传递系数的方法，了解氧传递在好氧发酵过程中的重要作用。 2原理 以Cu 离子为催化剂，溶解于水中的O 2能立即将水中的SO 32-氧化为SO 42-，其氧化反应的速度几乎与SO 32-浓度无关。实际上是O 2一经溶入液相，立即就被还原掉。这种反应特性使溶氧速率成为控制氧化反应的因素。其反应式如下： 2Na 2SO 3 2 2SO 4 剩余的Na 2SO 3与过量的碘作用 Na 2SO 3 + I 2 + H 2O Na 2SO 4 + 2HI 剩余的I 2用标准Na 2S 2O 3溶液滴定。 I 2+ 2Na 2S 2O 3 Na 2S 4O 6+2NaI ?O 2 ~ ?Na 2SO 3 ~ ?I 2 ~ ?Na 2S 2O 3 1 2 2 4 可见，每溶解1mol O 2，将消耗2mol Na 2SO 3，将少消耗2mol I 2，将多消耗4mol Na 2S 2O 3。因此可根据两次取样滴定消耗Na 2S 2O 3的摩尔数之差，计算体积溶氧速率。公式如下： 090036004tV VM tV VM N V ??= ???= 式中 N V ：两次取样滴定消耗Na 2S 2O 3体积之差， M ：Na 2S 2O 3浓度， ?t ：两次取样时间间隔，h V 0：取样分析液体积。 将上述N V 值代入公式C C N a k V L -= * 即可计算出k L a
1 绪论 1-1何谓发酵？生物化学和工业上的发酵有何不同？ 生物化学意义上的发酵是指细胞在无氧条件下，分解葡萄糖或有机物产生能量的过程。 工业意义上的发酵是泛指利用培养细胞（包括动物、植物和微生物）获得产物的任何有氧或无氧的过程。 1-2何谓发酵工程？其主要内容是什么？请简述其与生物技术的关系。 发酵工程是利用生物体为工业化生产服务的一门工程技术，即利用生物体的生命活动产生的酶，对无机或有机原料进行酶加工（生物反应过程），获得产品的工程化技术。 它是研究生物技术产业化的一门学科，其主体包括生物反应工程和产品提取、精制的下游工程。主要研究内容： 1）优良菌种的选育； 2）合适的生物反应工程包括生物反应过程的优化、反应器的选择和下游工程生物技术是应用自然科学和工程学的原理，依靠生物催化剂（酶或细胞）的作用将物料进行加工以提供产品或为社会服务的技术。它包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、生化工程等五大工程。生物技术的核心是基因工程，但又离不开发酵工程。发酵工程是基因工程和酶工程的表达，即大部分生物工程的产品均要通过发酵工程来完成。所以说，发酵工程在生物工程中是最关键的过程。现代发酵工程处于生物技术的中心地位，绝大多数生物技术的目标都是通过发酵工程来实现的。因此生物技术的主要应用领域往往就是发酵工程的研究对象。 1-3请简述发酵工程的发展史。 1）基因工程出现之前的时代（1982年前）； 1859年发现发酵原理、设计了便于灭菌的密闭式发酵罐； 1929,1940年发现和分离出青霉素，青霉素发酵、将通气搅拌引入发酵工业； 1956年谷氨酸等氨基酸、核苷酸等发酵成功、代谢控制育种理论的建立； 60年代采用烷烃、乙酸、天然气等为原料的石油发酵； 2）基因工程出现后的时代（1982年后）。 80 年代随着基因工程技术的发展，人们可定向选育高产菌株； 1991年综述代谢工程，在对细胞内代谢网络系统分析的基础上开始运用基因工程技术改造细胞代谢途径，以改进细胞性能或提高产物生产能力。 组学的发展…… 系统工程和合成生物学…… 1-4 何谓初级代谢和次生代谢？举例说明初级代谢产物和次生代谢产物。 初级代谢：微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动的物质和能量的过程称为初级代谢。常见的初级代谢产物有：乙醇、氨基酸、呈味核苷酸、有机酸、多羟基化合物、多糖（黄原胶、结冷胶）、糖类和维生素。
发酵工程与设备实验 1.决定摇瓶溶氧量的因素有哪些？它们如何影响摇瓶溶氧量？答：⑴摇瓶的透气性：8层纱布，纱布透气性越好，摇瓶溶氧量越大。⑵摇瓶的转速：转速越大，培养基流动越剧烈，增大与气体接触面积。⑶培养基的粘稠度：粘稠度越大，氧气越难进入，溶氧量越低。 2.采用磷钼蓝法测定发酵液中的植酸酶活性实验中，空白对照中并未发生酶和底物的水解反应，但经过显示后，颜色却呈较深的蓝色，试解释其原因。 答：①磷钼蓝受热，易被氧化成蓝色还原物。②植酸钠中含杂质磷太多。 3.红曲米发酵实验中，为何要添加酸水？无菌酸水如何制得？答：是为了洗脱菌种，同时为红曲霉生长创造酸性环境。 制备：取一烧杯的蒸馏水，往水中加入乳酸并调PH至4.0.然后取10ml配制好的溶液于干净的试管中，密封包扎后，放入高压灭菌锅灭菌，即可得到无菌酸水。 4.产植酸酶黑曲霉的分离实验中，为何选用植酸钙而不选用植酸钠？ 答：钠盐易溶解、钙盐难容，易形成透明圈，从而筛选。 5.产植酸酶黑曲霉的分离实验中，为什么不将脱氧胆酸钠溶液
和氯霉素眼药水加入到筛选培养基中一起灭菌？ 答：①脱氧胆酸钠会与铁盐高温时反应。②细菌性抗生素、自身就是杀菌的，且本身无菌，也不能灭菌。 6.请详细说明产植酸酶黑曲霉的分离实验的实验原理。 答：以植酸钙为唯一磷来源的选择培养基，同时以透明圈法，从土壤中分离筛选产植酸酶的黑曲霉 7.产植酸酶黑曲霉的摇瓶发酵实验中，摇瓶的作用有哪些？答：①气体和营养分布均匀②温度保持恒定③代谢产物分散④避免影响其他菌丝生长⑤防止细胞沉淀 8.植酸酶酶活力测定实验中，若显色后的反应体系测定吸光度值为2.23，说明什么问题？该如何调整实验方案？ 答：浓度过大，该稀释。 9.植酸酶活力测定时做标线的目的是什么？ 答：标线是反应吸光度与无机磷浓度之间的关系，待我们测的样品吸光度后即可在标线上读出对应无机磷浓度，从而进行酶活计算。 10.简述灭菌锅的使用方法及步骤。 答：①向锅内注入水至三脚架上边缘、预热。 ②放入物品，将直排气管并放入排气槽。 ③关盖，拧紧对应螺栓，打开开关加热 ④待压力达到0.05MPa，排冷空气，归零。
发酵工程重点总结
第一章 发酵：通过微生物的生长繁殖和代谢活动，产生和积累人们所需产品的生物反应过程发酵工程：利用微生物（或动植物细胞）的特定性状，通过现代工程技术，在生物反应器中生产有用物质的技术体系。该技术体系主要包括菌种选育与保藏、菌种扩大生产、代谢产物的生物合成与分离纯化制备等技术。 发酵工业的特点？（7点） 1.发酵过程一般是在常温常压下进行的生化反应，反应安全，要求条件较简单。 2.可用较廉价原料生产较高价值产品。 3.反应专一性强。 4.能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位的生物转化修饰。 5.发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。 6.菌种是关键。 7.发酵生产不受地理、气候、季节等自然条件限制。 工业发酵的类型？ 厌氧发酵 1. 按微生物对氧的不同需求需氧发酵 兼性厌氧发酵 液体发酵（包括液体深层发酵） 2.按培养基的物理性状浅盘固体发酵 深层固体发酵（机械通风制曲） 分批发酵 按发酵工艺流程补料分批发酵 单级恒化器连续发酵 连续发酵多级恒化器连续发酵 带有细胞再循环的单级恒化器连续发酵 发酵生产的基本工业流程？ 1. 用作种子扩大培养及发酵生产的各种培养基的配制； 2. 培养基、发酵罐及其附属设备的消毒灭菌； 3. 扩大培养出有活性的适量纯种，以一定比例接种入发酵罐中； 4. 控制最适发酵条件使微生物生长并形成大量的代谢产物； 5. 将产物提取并精制，以得到合格的产品； 6. 回收或处理发酵过程中所产生的三废物质。
工业发酵的过程的工艺流程图？ 第二章 1、发酵工业菌种分离筛选的一般流程? 调查研究（包括资料查阅） 试验方案设计 含微生物样品的采集（如何使样品中所含微生物的可能性大？） 样品预处理（如何在后续的操作中使这种可能性实现） 菌种分离 根据目的菌株及其产物特点分 选择性分离方法随机分离方法 (定向筛选←选择压力) (用筛选方案- 检测系统进行间接分离） 富集液体培养固体培养基条件培养 (初筛) 菌种纯化 复筛 菌种纯化 初步工艺条件摸索再复筛生产性能测试 较优菌株1-3株 保藏及进一步做生产试验某些必要试验和 或作为育种的出发菌株毒性试验等 2、菌种选育改良的具体目标。(4点)？ 1.提高目标产物的产量
酒厂实习心得体会 实习是我们深入社会实践，接触实际工作，提高实际操作技能，了解现实状况的途径，以下是酒厂，以供赏析和参考借鉴！ 酒厂实习【1】一、实习目的： 1、通过深入到白酒生产企业(陕西太白酒厂)进行生产大实习，使我们更好地掌握发酵工程的理论原理。 2、通过大实习使我们了解中国白酒发酵生产全过程，掌握白酒生产过程中菌种培养，培养料制备，前后发酵过程，白酒酿造的后处理等工艺过程。掌握白酒上述各个单元操作中所使用的通用设备，专业设备，非标设备等的数量，型号，规格及基本的工作原理。 3、通过实习更好地了解发酵工厂一线的生产实际，了解现代企业管理，销售的特点及工人师傅们工作状况，为我们以后走向社会提供丰富的实际经验。 二、实习内容： 1、 2、了解白酒发酵产品生产的全过程。掌握白酒发酵产品生产过程中就中选育、种子培养、培养基制备、发酵、后处理，分离纯化等单元操作的具体工艺过程。 3、掌握白酒发酵产品上述各个单元操作中所用的通用设备，专业设备，非标设备等的数量、型号、规格、工作原理。 4、根据白酒发酵产品各个单元操作的具体步骤、操作参数，中
间控制等，根据所见生产环节的工艺现状，结合所学理论知识，如发现需改进之处，可提出工艺改进的建议。 5、了解白酒发酵品生产的工艺技术指标，原辅料及动力消耗;实习结束后，提出提高质量、降低消耗、节约成本、提高效率等的方案与设想。 6、了解白酒发酵产品生产过程中岗位配制、班组管理、工段管理、车间管理、技术管理、设备管理等方面的情况，丰富企业管理方面的知识。 三、实习感悟 第一天，我们进入太白酒厂的大门，陕西太白酒业几个 大字映入眼帘。企业恢弘的气势，干净的厂房，清洁的地面，员工脸上洋溢着的笑容让我对这个企业产生了深深的好感。随后，太白酒厂的胡建祥副总经理、院领导庄世宏书记、王赟副书记、杨淑慎教授为我们召开了实习欢迎仪式，让我们体会到学院对我们的实习、学业的重视，以及我们实习机会的来之不易。 1中国白酒简介 中国白酒源远流长，博大精深，与法国白兰地、英国威士忌、 俄罗斯俄得克，荷兰金酒，加勒比海国家的老姆酒并称世界六大蒸馏酒。中国白酒以大曲为糖化剂，以高粱、小麦等为原料经自然发酵后蒸馏而得到。根据其香型，可以分为：酱香型、浓香型、清香型、米香型、董型、兼香型、凤型、豉香型、特型、芝麻香型。而我们所去的太白酒厂正式酿造凤型白酒的所在地之一。
实验一酸奶的制作与乳酸菌的活菌计数（5学时） 实验目的： 1、学习并掌握酸奶制作的基本原理与方法。 2、了解市售酸奶的生产工艺。 3、掌握乳酸菌活菌计数方法与操作。 实验原理： 乳酸菌在乳中生长繁殖，发酵分解乳糖产生乳酸等有机酸，导致乳的pH值下降，使乳酪蛋白在其等电点附近发生凝集。 乳酸菌属于兼性厌氧微生物，在无氧条件下生长繁殖较好，实验室条件下利用混菌培养的方法，尽可能让乳酸菌在无氧条件下生长，每个单菌落代表一个微生物细胞。实验内容： （一）酸奶制作 1、10%脱脂奶粉溶解于热水（80℃左右）中，充分搅拌均匀，配成调制乳； 2、添加蔗糖：为了缓和酸奶的酸味，改善酸奶口味，在调制乳中加人4-8％的蔗糖。 3、灭菌：方法有两种：将乳加热至90℃，保温5min； 4、接种：往冷却到43-45℃灭过菌的乳中加入乳酸菌，接种量为2%-5%。 5、分装：酸奶受到振动，乳凝状态易被破坏，因此，不能在发酵罐容器中先发酵然后再进行分装，须是将含有乳酸菌的牛乳培养基先分装到小容器中，加盖后送入恒温室培养，在小容器中发酵制成酸奶。 6、发酵：发酵的温度保持在40-43 ℃，一般发酵时间为3-6h。 发酵终点的确定有两种方法： 1）检测发酵奶的酸度，达到65-70 T°。 2）倾斜观察，瓶内酸奶流动性差，而且瓶中部有细微颗粒出现。 7、冷却：发酵结束，将酸奶从发酵室取出，用冷风迅速将其冷印到10℃以下，一般2 h，使酸奶中的乳酸菌停止生长，防止酸奶酸度过高而影响口感。 8、冷藏和后熟：经冷却处理的酸奶，贮藏在2-5℃的冷藏室中保存。 9、感官指标 1）色泽：色泽均匀一致，呈乳白色，或稍带微黄色。 2）组织状态：凝块稠密结实均匀细腻，无气泡，允许少量乳清析出。 3）气味：具有清香纯净的乳酸味，无酒精发酵味，无霉味和其他外来不良气味。（二）乳酸菌活菌检测 ①、检测培养基：蛋白胨15g，牛肉膏5g，葡萄糖20g，氯化钠5g，碳酸钙10g， 琼脂粉20g，水1000ml，115～121℃灭菌20min，灭菌后放置水浴52℃保温备用。
1、举出几例微生物大规模表达的产品,及其产生菌的特点？ A.蛋白酶表达产物一般分泌至胞外，能利用廉价的氮源，生长温度较高， 生长速度快 ,纯化、分离及分析快速；安全性高，得到 FDA的批准的菌种。 B.单细胞蛋白生长迅速，营养要求不高，易培养，能利用廉价的培养基或生 产废物。适合大规模工业化生产，产量高，质量好。安全性高，得到 FDA的批准的菌种。 C.不饱和脂肪酸生长温度较低，安全性高，能利用廉价的碳源，不饱和脂 肪酸含量高， D.抗生素生产性能稳定，产量高，不产色素，，能利用廉价原料 F.氨基酸代谢途径比较清楚，代谢途径比较简单 2、工业化菌种的要求？ A能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物 B有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造的可操作性要强C. 遗传性能要相对稳定 D.不易感染它种微生物或噬菌体 E.产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病菌无关） F.生产特性要符合工艺要求 4、讨论：微生物（包括动、植物）可以生产我们所需的一切产品，但是涉 及到工业化生产，对于某一种特定的产品，为何只有特定的微生物才具有大量 表达的潜力？ 在不同的环境条件下，微生物细胞对遗传信息作选择性的表达，实现代谢 的自动调节。代谢的协调能保证在任何特定时刻、特定的细胞空间，只合成必 要的酶系（参与代谢的多种酶）和刚够用的酶量。一旦特定物质的合成达到足 够的量，与这些物关系支持细胞自身的增殖（生产细胞），不支持（人的）目
的产物的过量生产（生产特定的初级代谢产物）。而工业化生产要求特定表达 某种或某类物质，只有正常代谢被打破，代谢协调失常的微生物才能达到要求 5、自然界分离微生物的一般操作步骤？ 样品的采取→预处理→培养→菌落的选择→初筛→复筛→性能的鉴定→菌种保藏 6、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集培养？ 自然界中目的微生物含量很少，非目的微生物种类繁多，进行富集培养， 使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖，数量增加，由原来自然条件下 的劣势种变成人工环境下的优势种，使筛选变得可能。 7、菌种选育分子改造的目的？ 防止菌种退化 ; 解决生产实际问题 ; 提高生产能力 ; 提高产品质量 ; 开发新产品 . 8、以目前的研究水平，土壤中能够培养的微生物大概占总数的多少？什么 是 16sRNA同源性分析？ 目前能够培养的微生物不到总数的 1%。以 16sRNA为靶基因，设计引物， 建立 pcr 扩增体系，再通过 DNA 测序进行细菌同源性分析。 9、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 自然选育就是不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过 程。
发酵工程 P1-8第一章（绪论）发酵的定义：人们把利用生物细胞在有氧或无氧条件下的生命活动来大量生产或积累生P1（判断题）物细胞、酶类和代谢产物的过程统称为发酵。P56碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。六大营养要素：P22-23P106-145）（微生物书判断是何种代谢产物初级代谢产物：初级代谢产物是指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必P22（判断题）需的物质，如氨基酸、蛋白质、核苷酸、核酸、多糖、脂类、维生素等。次级代谢产物：次级代谢产物是指生物生长到一定阶段后通过次级代谢合成的分子结构十分复杂、对该生物无明显生理功能，或并非是该生物生长和繁殖所必需的小分子物质，如P23（判断题）抗生素、生物碱、毒素、激素、色素等。P9-21第二章（工业微生物菌种选育）从中选出具有优良特性,提高菌种的突变频率,,扩大变异幅度诱变育种：通过诱变剂处理14P12-的变异菌种。使遗传性状不同的两个细胞的原生质体原生质体融合是通过人工方法，原生质体融合：P14发生融合，并产生全重组子的过程。综合分子生物学和微生物基因工程育种：基因工程育种是以分子遗传学的理论为基础，能像工程一样事先设计遗传学的重要技术而发展起来的一门新兴应用科学，是一种自觉的、P15和控制的育种技术，可以完成超远缘杂交，是最新最有前途的育种方法。基因工程育种的全部过程一般包括目的基因片段的取得、片段与基因载体的体外连接、 P16外源基因转入宿主细胞和目标基因的表达等主要环节。利用菌种的自然突变而进行菌不经过人工处理，自然选育：自然选育指在生产过程中，种筛选的过程。。野生型菌株从自然界分离到的微生物在其发生突变前的原始菌株，称为是野生型菌株经过人工诱变或自发突变失去合成某种成长因子的能力，营养缺陷性菌株只能在完全培养基或补充了相应的生长因子的基本培养基中才能正常生长的变异菌株。自然选育指在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自然突变而进行11 / 1． 菌种筛选的过程。 紫外线诱变育种：一般我们常以细胞的死亡率表示，希望照射的剂量死亡率控制在70～80%为宜。 杂交育种：？ 生产菌种的常规保藏方法：定期移植保藏法、液体石蜡保藏法、沙土管保藏法、冷冻干燥保藏法、液氮超低温保藏法、固体曲保藏法。 自然选育的作用：在工业生产中可以达到纯化菌种、防止菌种衰退、稳定生产、提高产量的目的。 致死率计算：取未照射的制备菌液和照射菌液各0.5，进行稀释分离，计算活菌细胞数。 P56-75 第三章（发酵培养基）培养基的基本作用：1）满足菌体的生长。2）促进产物的形成。培养基按用途分为：斜面培养基（目的：使菌种迅速生长。成分：因菌种不同而异） P60种子培养基（目的：为获得一定质、量的菌种提供营养。成分：营养丰富，与发酵培养基接近） 发酵培养基（目的：提供菌体生长繁殖，产物合成的营养。成分：完整，但不是很丰富） P61碳源：凡是能够提供微生物细胞物质和代谢产物中碳素来源的营养物质称为碳源。作用：①提供微生物菌种的生长繁殖所需的碳成分。②提供合成目的产物所必须的碳成P61 （工业中常用的葡萄糖由淀粉制备，葡萄糖为微生物能够直接利用的单分糖）
发酵工程实验指导书 辽宁石油化工大学环境与生物工程学院主编
《发酵工程》实验指导书 实验学时：24学时 适用专业：生物工程 生物技术是当前优先发展的高新技术之一，本课程是为了和生物工程专业理 论教学相配合，通过实践教学，培养学生对生物工程专业知识的具体实际应用的 能力。 发酵工程实验是以实验操作为主的技能课程，是生物工程专业学生的必修课， 是在学生学习了《生物化学及实验》、《微生物学及实验》等专业基础课及专业 实验课的基础上开设的，课程目的在于通过本课程的实验训练，使学生对整个微 生物生产过程有一个全面的认识和理解，既可培养他们实际操作的技能，又可达 到提高他们理论联系实际能力的目的。通过学习，使学生能掌握发酵工程常用的 实验方法和常见的发酵工程设备，为以后的学习和科研工作打下良好的基础。 本实验指导书包括： 实验一、细菌增殖曲线的测定（6学时） 实验二、土壤中放线菌的分离与纯化（6学时） 实验三、发酵菌株的初筛 实验四、枯草芽孢杆菌的紫外线诱变选育（6学时）（必做） 实验五、淀粉酶的固态发酵（6学时） 实验六、发酵过程中糖的利用（6学时） 实验七、玉米淀粉液化和糖化（6学时） 实验八、淀粉酶的固定化生产（6学时） 实验九、摇床培养确定酵母菌体的培养和营养条件（6学时）（必做） 实验十、小型连续发酵实验（6学时） 实验十一、甜酒酿的制作（6学时） 备注：实验一至实验七为基础实验，实验八至实验十一为设计性和综合性实验，除必做实验外，其他可选做。 实验总时间为24学时，包括设计实验、准备实验、进行实验、书写实验预习 及最终报告及所需仪器药品清单等。
实验一发酵菌株的初筛 一、实验目的与要求 目的： 1、从已分离到的细菌或真菌中筛选出能产生生理活性物质的菌株。 2、学习淀粉酶、蛋白酶产生菌的筛选方法。 要求： 1、复习微生物学及实验过程所学到的微生物培养的方法和过程，了解影响微生物生长各种条件因素。 2、独立查阅相关资料，设计实验方案，并对实验所需的各种药品、玻璃仪器及分析设备列出清单，写出详尽的试验过程及需要。 3、三人一组，互相配合，开展实验，动手完成实验，并记录并分实验中的实验现象、数据，必要时及时修改试验计划。 4、总结试验数据，经教师认定后，撰写实验报告。 二、实验原理 淀粉酶是一类淀粉水解酶的统称，它能将淀粉水解成糊精等小分子物质并进一步水解成麦芽糖或葡萄糖，淀粉被水解后，遇碘不再变蓝色，因此可以根据淀粉培养基上透明圈的大小来判断所选菌株的淀粉酶活力。 蛋白酶也是一类重要的工业用酶制剂，它能将蛋白质分解成短肽甚至氨基酸。根据三氯乙酸能将酪蛋白变性从而产生沉淀这一原理，可在平板培养基上直接筛选蛋白酶产生菌株。产酶菌株能将酪蛋白水解成小分子物质，菌落周围不形成沉淀蛋白而出现透明圈，根据透明圈大小还能判断产酶活力。 本实验以淀粉酶或蛋白酶产生菌株的筛选为例，介绍发酵菌种的初步筛选方法。 三、实验主要仪器设备及材料 1.菌株：自然界中分离到的目的菌株 2.淀粉酶产生菌筛选培养基：蛋白胨1%，牛肉膏0.3%，氯化钠0.5%，可溶性淀粉0.2%。琼脂2%，pH 7.2-7.4。 3.蛋白酶产生菌筛选培养基：葡萄糖0.05,氯化钠0.5%，磷酸氢二钾0.05%，
实验一酸奶的制作与乳酸菌的活菌计数(5学时) 实验目的： １、学习并掌握酸奶制作的基本原理与方法。 2、了解市售酸奶的生产工艺。 3、掌握乳酸菌活菌计数方法与操作。 实验原理: 乳酸菌在乳中生长繁殖,发酵分解乳糖产生乳酸等有机酸,导致乳的ｐH值下降，使乳酪蛋白在其等电点附近发生凝集。 乳酸菌属于兼性厌氧微生物,在无氧条件下生长繁殖较好，实验室条件下利用混菌培养的方法，尽可能让乳酸菌在无氧条件下生长，每个单菌落代表一个微生物细胞。实验内容: （一）酸奶制作 1、10%脱脂奶粉溶解于热水(80℃左右)中,充分搅拌均匀，配成调制乳； 2、添加蔗糖:为了缓和酸奶的酸味，改善酸奶口味,在调制乳中加人4-8%的蔗糖。 ３、灭菌：方法有两种：将乳加热至90℃，保温5min； 4、接种:往冷却到43－4５℃灭过菌的乳中加入乳酸菌，接种量为2%－５%。 5、分装:酸奶受到振动,乳凝状态易被破坏,因此，不能在发酵罐容器中先发酵然后再进行分装,须是将含有乳酸菌的牛乳培养基先分装到小容器中，加盖后送入恒温室培养，在小容器中发酵制成酸奶。 6、发酵:发酵的温度保持在40-43 ℃，一般发酵时间为3－6h。 发酵终点的确定有两种方法: 1)检测发酵奶的酸度，达到65－７0 T°。 2）倾斜观察，瓶内酸奶流动性差,而且瓶中部有细微颗粒出现。 7、冷却：发酵结束，将酸奶从发酵室取出,用冷风迅速将其冷印到1０℃以下,一般2 h,使酸奶中的乳酸菌停止生长，防止酸奶酸度过高而影响口感。 8、冷藏和后熟：经冷却处理的酸奶，贮藏在2-5℃的冷藏室中保存。 ９、感官指标 １）色泽：色泽均匀一致，呈乳白色,或稍带微黄色。 2）组织状态:凝块稠密结实均匀细腻，无气泡，允许少量乳清析出。 3)气味：具有清香纯净的乳酸味，无酒精发酵味,无霉味和其他外来不良气味。（二）乳酸菌活菌检测 ①、检测培养基：蛋白胨15g,牛肉膏５ｇ，葡萄糖20g，氯化钠５ｇ，碳酸钙10ｇ, 琼脂粉20ｇ，水１000ｍl,115~121℃灭菌20mｉn,灭菌后放置水浴52℃保温备用。
发酵工程习题及思考题库 一、填空题 1. 淀粉水解糖的制备可分为酸解法、酶解法和酸酶结合法 三种。 2. 糖酵解途径中的三个重要的关键酶是己糖激酶、磷酸丙糖激酶、丙酮酸激酶。 3. 甘油的生物合成机制包括在酵母发酵醪中加入亚硫酸氢钠 与乙醛起加成反应和在碱性 条件 下乙醛起歧化反应。 4. 微生物的吸氧量常用呼吸强度；耗氧速率两种方法来表示，二者的关系是 5. 发酵热包括生物热；搅拌热；蒸发热和辐射热等几种热。 6. 发酵过程中调节pH 值的方法主要有添加碳酸钙法；氨水流加法和尿素流加法。 7. 微生物工业上消除泡沫常用的方法有化学消泡和机械消泡两种。。 8. 一条典型的微生物群体生长曲线可分为迟滞期、对数期；稳定期；衰亡期四个生长时期。 9. 常用菌种保藏方法有斜面保藏法、沙土管保藏法、液体石蜡保藏法；真空冷冻保藏法等。 10. 培养基应具备微生物生长所需要的五大营养要素是碳源、氮源；无机盐；生长因子和水。 11. 提高细胞膜的谷氨酸通透性，必须从控制磷脂的合成着手或者使细胞膜受损伤。 12. 根据微生物与氧的关系，发酵可分为有（需）氧发酵；厌氧发酵两大类。 13. 工业微生物育种的基本方法有自然选育、诱变育种；代谢控制育种；基因重组和定向育种等。 14. 肠膜明串珠菌进行异型乳酸发酵时，产物为乳酸；乙醇；CO2。 15. 诱导酶指存在底物时才能产生的酶，它是转录水平上调节酶浓度的一种方式。 16. 发酵工业的发展经历了自然发酵，纯培养技术的建立，通气搅拌的好气性发酵技术的建立， 人工诱变育种代谢控制发酵技术的建立，开拓新型发酵原料时期，与基因操作技术相结合的 现代发酵工程技术 等六个阶段。 17. 去除代谢终产物主要是通过改变细胞的膜的通透性来实现。 18. 获得纯培养的方法有稀释法，划线法，单细胞挑选法，利用选择培养基分离法等方法。 19. 生长因子主要包括维生素，氨基酸，碱基，它们对微生物所起的作用是供给微生物自身不能 合成但又是其生长必需的有机物质。 20. 微生物生长和培养方式，可以分为分批培养，连续培养，补料分批培养三种类型。 21. 发酵动力学主要内容为细胞生长动力学、基质消耗动力学及产物形成动力学。 22. 影响种子质量的主要因素包括培养基，种龄与接种量，温度，pH 值，通气和搅拌，泡沫，染 菌的控制和种子罐级数的确定。 23. 空气除菌的方法有加热杀菌法，静电除菌法，介质过滤除菌法。 24. 发酵产物的浓缩和纯化过程一般包括发酵液预处理，提取，精制。 25. 菌种扩大培养的目的是为每次发酵罐的投料提供数量相当的代谢旺盛的种子。 26. 在微生物研究和生长实践中，选用和设计培养基的最基本要求是目的明确，营养协调，物理 化学条件适宜和价廉易得。 27. 液体培养基中加入CaCO3的目的通常是为了调节pH 值。 28. 实验室常用的有机氮源有牛肉膏，蛋白胨等，无机氮源有 硫酸铵，硝酸钠， 等。为节约成 本，工厂中常用尿素、液氨等作为氮源。 29. 乳酸菌进行同型乳酸发酵时通过EMP 途径，产物为乳酸，肠膜明串珠菌进行异型乳酸发酵时 通过HMP 途径，产物为乳酸、乙醇和二氧化碳 。 30. 操纵子是由结构基因，操纵基因和启动子组成。 31. 微生物发酵培养（过程）方法主要有分批培养、补料分批培养、连续培养、半连续培养四种。 32. 发酵过程控制的目的就是得到最大的比生产率和最大的得率。 () X c Q r O ?=2
建筑 1绪论 1-1何谓发酵？生物化学和工业上的发酵有何不同？ 生物化学意义上的发酵是指细胞在无氧条件下，分解葡萄糖或有机物产生能量的过程。 工业意义上的发酵是泛指利用培养细胞（包括动物、植物和微生物）获得产物的任何有氧或 无氧的过程。 1-2何谓发酵工程？其主要内容是什么？请简述其与生物技术的关系。 发酵工程是利用生物体为工业化生产服务的一门工程技术，即利用生物体的生命活动产生的酶，对无机或有机原料进行酶加工（生物反应过程），获得产品的工程化技术。 其主体包括生物反应工程和产品提取、精制的下它是研究生物技术产业化的一门学科， 游工程。主要研究内容： 1）优良菌种的选育； 2）合适的生物反应工程包括生物反应过程的优化、反应器的选择和下游工程 生物技术是应用自然科学和工程学的原理，依靠生物催化剂（酶或细胞）的作用将物料 进行加工以提供产品或为社会服务的技术。它包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、生化工程等五大工程。生物技术的核心是基因工程，但又离不开发酵工程。发酵工程是基因 工程和酶工程的表达，即大部分生物工程的产品均要通过发酵工程来完成。所以说，发酵工 ，绝大多数生物程在生物工程中是最关键的过程。现代发酵工程处于生物技术的中心地位 技术的目标都是通过发酵工程来实现的。 因此生物技术的主要应用领域往往就是发酵工程的 研究对象。 1-3请简述发酵工程的发展史。 1）基因工程出现之前的时代（1982年前）； 1859年发现发酵原理、设计了便于灭菌的密闭式发酵罐； 1929,1940年发现和分离出青霉素，青霉素发酵、将通气搅拌引入发酵工业； 1956年谷氨酸等氨基酸、核苷酸等发酵成功、代谢控制育种理论的建立； 60年代采用烷烃、乙酸、天然气等为原料的石油发酵； 2）基因工程出现后的时代（1982年后）。 80年代随着基因工程技术的发展，人们可定向选育高产菌株； 1991年综述代谢工程，在对细胞内代谢网络系统分析的基础上开始运用基因工程技术改造 细胞代谢途径，以改进细胞性能或提高产物生产能力。 组学的发展?? 系统工程和合成生物学?? 1-4何谓初级代谢和次生代谢？举例说明初级代谢产物和次生代谢产物。 初级代谢：微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动的物质和能量的过程称为初级代谢。常见的初级代谢产物有：乙醇、氨基酸、呈味核苷酸、 有机酸、多羟基化合物、多糖（黄原胶、结冷胶）、糖类和维生素。
发酵工程 专业实习报告 学院： 专业：发酵工程 学生姓名：杜青道学号： 14880121 指导教师：杜晓峰职称：教授 完成时间：2016年5月10日 本范文适合所有发酵工程专业实习报告，首页不显示页码，正文部分的标题更改之后，在目录上右键->更新域，就会自动更新目录。正文内容根据自己需要修改
目录 一、实习目的 (2) 二、实习时间 (2) 三、实习地点 (2) 四、实习单位 (3) 五、实习主要内容 (3) 六、实习总结 (4) （1）实习体会 (5) （2）实习反思 (6) （3）实习心得 (7) 七、致谢 (7)
一、实习目的 随着时代发展和社会进步，用人单位对发酵工程专业大学生的要求越来越高，对于即将毕业的发酵工程专业在校生而言，为了能更好的适应发酵工程专业严峻的就业形势，毕业后能够尽快的融入到社会，同时能够为自己步入社会打下坚实的基础，参加发酵工程专业毕业实习是必不可少的阶段。 通过发酵工程专业毕业实习，能够让我们学到了很多在发酵工程专业课堂上根本就学不到的知识，提高调查研究、文献检索和搜集资料的能力，提高发酵工程理论与实际相结合的能力，提高协同合作及组织工作的能力，同时也打开了视野，增长了见识。只有把从书本上学到的发酵工程专业理论知识应用于实践中，才能真正掌握这门知识。 二、实习时间 201×年02月01日～201×年03月15日 (修改成自己发酵工程专业实习时间) 三、实习地点 杭州市滨江经济开发区江南大道 (修改成自己发酵工程专业实习地点)
四、实习单位 杭州市振石教育集团(修改成自己发酵工程专业实习单位) 此处可以继续添加具体你发酵工程专业实习单位的详细介绍 五、实习主要内容 我很荣幸进入杭州市振石教育集团(修改成自己发酵工程专业实习单位)开展毕业实习。为了更好地适应从学生到一个具备完善职业技能的工作人员，实习单位主管领导首先给我们分发发酵工程专业相关岗位从业相关知识材料进行一些基础知识的自主学习，并安排专门的老同事对岗位所涉及的相关知识进行专项培训。 在实习过程，单位安排的了杜老师作为技术指导，杜老师是位非常和蔼亲切的人，他也是发酵工程专业毕业的，从事发酵工程领域工作已经有十年。他先带领我们熟悉工作环境和发酵工程专业岗位的相关业务，之后他亲切的和我们交谈关于实习工作性质以及发酵工程专业课堂上知识在实际工作中应用容易遇到的问题。杜老师带领我们认识实习单位的其他工作人员，并让我们虚心地向这些辛勤地在发酵工程专业工作岗位上的前辈学习，在遇到不懂得问题后要积极请教前辈。 在单位实习期间，我从事的发酵工程专业相关的工作之外，还负责协助人事部部的日常工作，包括制定计划，利用发酵工程知识处理相关文书。具体实习内容过程如下：
精心整理实验一酸奶的制作与乳酸菌的活菌计数（5学时） 实验目的： 1、学习并掌握酸奶制作的基本原理与方法。 2、了解市售酸奶的生产工艺。 3、掌握乳酸菌活菌计数方法与操作。 实验原理： 乳酸菌在乳中生长繁殖，发酵分解乳糖产生乳酸等有机酸，导致乳的pH值下降，使乳酪蛋白在其等电点附近发生凝集。 乳酸菌属于兼性厌氧微生物，在无氧条件下生长繁殖较好，实验室条件下利用混菌培养的方法，尽可能让乳酸菌在无氧条件下 实验内容： 1、10% 2 3 4 5 6 1 2 7 8 9 1 2 3 121℃灭菌 10－1样品溶液；再从中取1ml至添加9.0ml无菌生理盐水三角瓶中，稀释至10－2，以此类推稀释至10－8，即稀释了1亿倍; ③、倒培养平板，从上述已稀释了1亿倍的乳酸菌悬液中取1ml，在无菌操作台上注入9.0cm培养皿中，再将已经灭了菌的保持 在52℃水浴锅中的呈溶解状态的培养基，倒入15毫升左右于培养皿中，全部浸到培养皿，与菌悬液充分混合均匀（倒入培养基后，马上用手转动培养皿，转动几下，让其混合均匀），然后等其凝固再移入培养箱中培养，注意最后一步倒平皿必须在超净台无菌操作，以免杂菌污染。每次稀释均要换灭好菌的移液管。 ④、培养条件：37℃恒温培养箱培养48～72h。 ⑤、培养完毕后，取出进行计数，因为是稀释了1亿倍，所以一个透明圈菌落代表1亿/克，如果有200个透明圈，则是200亿/ 克。 实验器材及试剂： 菌种：市售酸奶试剂：白糖奶粉培养基各成分
器材：培养箱、电炉、铝锅5L，培养皿，酸奶发酵瓶（自带） 实验结果： 1、详细描述自己制作的酸奶结果： 答：制作后酸奶与市场所售酸奶比较，比市场所售酸奶更稠密，酸奶的香味与酸味明显，制作成功 2、记录个人酸奶中各菌数测定的平行数据，计算最终平均值。 答：最终培养基上未出现乳酸菌菌落，全部为杂菌菌落，因此无法统计酸奶中的菌含量 3、同时用图片记录实验过程中各现象与结果并对图进行注释。 答：制备乳酸菌时，瓶子上方留有一部分空间，并未使乳酸菌完全处于无氧环境中发酵，但乳酸菌是兼性厌氧菌，因此在存在少量氧气的环境中，乳酸菌也可以生长，酸奶制备成功。但在平板接种时，由于污染杂菌，乳酸菌并未长出。乳酸菌计数失败。 思考题： 实验目的： 1 2 3 实验原理： 的一种， )， 细胞。 实验内容： 1 2 每置37℃控温摇床培养。转速200r·min-1，至芽孢率达90%以上时停止，约需24h。 3、固体发酵培养基：麸皮60%，稻草粉10%，玉米粉5%，豆粕25%，硫酸镁0.05%，硫酸铵0.5%，料水比为1:1.1。 4、三角瓶固体发酵培养： 每250mL三角瓶装量20-30g（湿重），固体发酵培养基原料试剂混合料，加水，料水比为1:1.1，搅拌均匀，培养基经121℃灭菌30min，降温后接种量为2%(V/M：V—液体菌种体积数，M—固体发酵培养基的质量)，然后置37℃培养箱中静止培养，间时拍打，使其均匀生长。至脱落芽孢率为80%以上时，停止发酵，约需48h。 （二）枯草芽孢菌活菌检测 ①、检测培养基：葡萄糖0.2%，NaCl0.5%，酵母膏0.5%，蛋白胨1%，琼脂粉2%，pH7.0。115℃灭菌20min，灭菌后放置水浴 52℃保温备用。 ②、稀释：取10克样品放入添加90ml无菌水的带玻璃珠的250ml三角瓶中，摇床180rpm震荡30min，即为10－1样品溶液； 再从中取1ml至添加9.0ml无菌生理盐水的三角瓶中，稀释至10－2，……以此类推稀释至10－8，即稀释了1亿倍;