发酵工程复习题（仅供参考）
第1章绪论
1.发酵：通过微生物的生长和繁殖代谢活动，产生和积累人们所需产品的生物反应过程。
2.发酵工程：主要包括菌种选育和保藏、菌种的扩大生产、微生物代谢产物的发酵生产和分离纯化制备，同时也包括微生物生理功能的工业化利用等。
3．现代生物技术划分为：基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、生化工程等5个方面。
4.发酵的本质：①1680年，荷兰人列文虎克制成了显微镜；②1897年德国人毕希纳提出酶的催化理论后，对发酵的本质才最终有了真正的认识。
5.发酵工程技术的发展史（6个阶段）：①1900年以前，自然发酵阶段；②1900-1940年，德国人科赫在1905年因肺结核菌研究获诺贝尔奖，科赫发明了固体培养基，应用固体培养基分离培养细菌，得到了细菌的纯培养，同时改进了细菌的染色法，纯培养技术的建立是发酵技术发展的第一个转折时期；③1929年弗莱明发现青霉素，它的问世使千万生命免除了死亡的威胁，同时在发酵工业的发展史上开创了崭新的一页；④代谢控制发酵工程技术的建立，是发酵技术发展的第三个转折时期；⑤20世纪60年代，许多跨国公司决定研究生产微生物细胞作为饲料蛋白质的来源，甚至研究采用石油产品作为发酵原料，这一时期可视为发酵工业发展的第五阶段。⑥这一时期可以采用分子生物学为核心的现代生物技术手段，构建基因工程菌。
6.发酵工业的特点：
①发酵过程一般都是在常温下进行的生物化学反应，反应条件比较温和；
②可采用较廉价的原料生产较高价值的产品；
③发酵过程是通过生物体的自适应调节来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单一的代谢产物；
④由于生物体本身所具有的反应机制，能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，也可以比较复杂的高分子化合物；
⑤发酵生产不受地理、气候、季节等自然条件的限制，可以根据订单安排通用发酵设备来生产多种多样的发酵产品。
7.（P6）
8.工业发酵的类型：
①根据对氧的需求分为：需氧发酵、兼性厌氧发酵和厌氧发酵；
②根据培养基物理状态分为：液体发酵和固体发酵；
9.近年的一些新发展的微生物培养方法（两步法液体深层培养）：此法在酶制剂生产和氨基酸生产方面应用较多。在酶制剂生产中，由于微生物生长与产酶的最适条件往往有很大的差异。采用两步法培养，可将菌体生长条件（营养期）与产酶条件区分开来，因而更容易控制各个生理时期的最适条件。
10.发酵工程应用（了解不考）：①医药工业；②食品工业；③能源工业；④化学工业；⑤冶金工业；⑥农业；⑦环境保护。
第2章发酵工业菌种
1.发酵工业应用的可培养微生物通常分为4大类（重点）：细菌、放线菌、酵母菌和丝状真菌。后两种为真核生物，放线菌的最大经济价值在于能产生多种抗生素。酵母不是分类学上的名词，指一类单细胞。
2.发酵工业对菌种的要求（重点）：
①能在廉价原料制成的培养基上生长，且生成产物产量高、易于回收；
②生长较快，发酵周期短；
③培养条件易于控制；
④抗噬菌体及杂菌污染能力强；
⑤菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定；
⑥对放大设备的适应性强；
⑦菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素。
3.微生物分离筛选的一般过程：
4.微生物菌种的分离筛选步骤（从自然界分离为例）（重点）：样品采集→样品的预处理→目的菌富集培养→菌种初筛→菌种发酵性能鉴定→菌种保藏。
5.样品预处理的方法（非重点）：①物理法（热处理、膜过滤法和离心法等）；②化学法；③诱饵法（将一些固体物质加到待分离的土壤或水中作诱饵，待其菌落长出后再进行平板分离，可获得某些特殊的微生物种类。）
6.富集培养的两种方法（重点）：
①控制培养基的营养成分；
②控制培养条件。
7.菌种常用的分离方法：
①平板划线分离法；
②稀释分离法；
③简单平板分离法；
④涂布分离法；
⑤毛细管分离法；
⑥小滴分离法（滴管前端拉成毛细管后，将欲分离样品制成悬液，适当稀释，再用无菌毛细管吸取悬液，
在无菌盖玻片上以纵横成行的方式滴数个小滴，镜捡，发现单细胞或单孢子，用无菌毛细管吸取后进行斜面培养。）
8.经典的分类鉴定方法：相对现代分类鉴定方法而言，指长期以来常采用的方法（形态、生理、生化、生态、生活史和血清学反应等指标。）
①形态学特征；
②生理生化指标；
③血清学试验与噬菌体分型；
④氨基酸顺序和蛋白质分析。
9.现代分类鉴定方法：
①微生物遗传型的鉴定（DNA的碱基组成、核酸的分子杂交、遗传重组特性分析、rRNA序列分析）；
②细胞化学成分特征分类法；
③数值分类法。
10.发酵工业菌种改良目标（重点）：
①提高目标产物的产量；
②提高目标产物的浓度，减少副产品；
③改良菌种性状，改善发酵过程；
④改变生物合成途径，以获得高产的新产品。
11.诱导：根据酶的合成是否受环境中所存在的诱导物诱导作用，可把酶划分为组成型酶和诱导型酶两类。
12.阻遏：在微生物代谢过程中，当代谢途径中某末端产物过量时，通过阻遏作用来阻碍代谢途径中包括关键酶在内的一系列酶的生物合成，从而控制代谢以减少末端产物的合成。
13.末端产物阻遏：指由某代谢途径末端产物过量累积而引起的阻遏。
14.分解代谢阻遏：指有两种碳源（或氮源）分解底物同时存在时，细胞利用快的那种会阻遏利用慢的底物的有关分解酶的合成和累积。
15.代谢调节机制：酶的调节机制两种（酶合成调节和酶分子催化活力调节）。
16.反馈抑制：酶活性抑制主要指反馈抑制。主要表现在某代谢途径末端产物（即终产物）过量时，这种产物可反过来直接抑制该途径和分支途径中第一个酶的活性，促使整个反应过程减慢甚至停止，从而避免了末端产物的过多累积。
17. 前体激活（非重点）：酶活性的激活指在分解代谢途径中，后面的反应可被前面的中间产物所促进前体激活。
18.菌种选育常用的诱变剂（P26，表2-1）：
19.细胞工程育种：杂交育种（将两个基因型不同的菌株经吻合（或结合）使遗传物质重新组合，从中分离筛选出具有新性状菌株）。
20.（P31）
21.（P19）
（选择）22.关于菌种的选育不正确的是（）
A 自然选育菌种费时且盲目性大
B 诱变育种原理的基础是基因突变
C 代谢控制育种方法有转化、转导及杂交
D 采用基因工程的方法可构建工程菌
（选择）23.谷氨酸棒杆菌合成天冬氨酸族氨基酸时，天冬氨酸激酶受到赖氨酸和苏氨酸的抑制属于（）
A、协同反馈抑制
B、累积反馈抑制
C、增效反馈抑制
D、顺序反馈抑制
（选择）24.通常用来作为菌种鉴定的重要依据是（）
A.菌落 B．细菌形态
C.细菌体积
D.细菌结构
（选择）25.微生物菌种的分离一般方法有（）
A.平板划线分离法
B.稀释分离法
C. 涂布分离法
D.离心法
（选择）26.酶活性调节速度比酶合成调节速度（）
A.快
B.慢
C.相等
D.无法比较
（选择）27.为了保证纯种生产，稳定生产和提高产量，通常要把在出现退化现象群体中的少量变异细胞除掉，以保持群体的纯正，这种操作叫做（）
A.菌种分离
B.菌种纯化
C.自然选育
D.菌种复壮
（选择）28.谷氨酸棒杆菌合成天冬氨酸族氨基酸时，天冬氨酸激酶受到赖氨酸和苏氨酸的抑制属于（）
A、协同反馈抑制
B、累积反馈抑制
C、增效反馈抑制
D、顺序反馈抑制
（选择）29.用葡萄糖和乳糖及其它必需营养在适宜环境下培养大肠杆菌，只有当葡萄糖被消耗完后乳糖才能被利用。这一事实表明（）
A.大肠杆菌优先利用葡萄糖，葡萄糖能抑制利用乳糖的有关酶的基因的表达
B.分解乳糖的酶是在乳糖诱导下合成的诱导酶
C.葡萄糖既作碳源又作能源，利用葡萄糖的酶属于诱导酶
D.葡萄糖对利用乳糖的有关酶的活性起抑制作用
30.填空题：
①发酵工业应用的可培养微生物通常包括细菌、放线菌、酵母菌和丝状真菌四大类;
②发酵工业菌种分离筛选过程中的富集培养按照其培养方式的不同可分为分批培养方式、连续培养方式和半连续培养方式;
③发酵工业菌种改良的方法有：诱变育种、细胞工程育种、基于代谢调节技术的育种、基因工程育种、蛋白质工程育种、代谢工程育种、组合生物合成育种、反向生物工程育种等。（写出任4种）;
④细胞工程育种方法包括杂交育种和原生质体融合育种;
⑤菌种保藏的方法有斜面低温保藏法、沙土管干燥保藏法、冷冻真空干燥法、液氮超低温保藏法等;
⑥导致发酵工业菌种退化的原因主要有基因突变和连续传代两个方面。
第3章发酵工业培养基设计
1.培养基（非重点）：指用于维持供微生物生长繁殖和产物形成所需的一组营养物质和原料。
2.发酵培养基的作用（非重点）：①满足菌体的生长；②促进产物的形成。
3.发酵工业培养基的成分及来源：
①碳源（来源：糖类、油和脂肪、有机酸、烃和醇类）；
②氮源（有机氮源、无机氮源）；
③无机盐及微量元素；
④水；
⑤生长调节物质（生长因子、前体、产物合成促进剂）。
4.微生物的培养基类型：
①斜面培养基；
②种子培养基；
③发酵培养基。
5.发酵培养基设计原理：（除了一些基本的要求外，还应…..）
①菌体同化能力；
②培养基对菌体代谢的阻遏与诱导的影响；
③碳氮比对菌体代谢调节的重要性；
④pH对不同菌体代谢的影响。
6.发酵培养基的优化方法（步骤）（重点）：
①根据以前的经验以及在培养基成分确定时必须考虑的一些问题，初步确定可能的培养基组分；
②通过单因子优化实验确定最为适合的各个培养基组分极其最适浓度；
③最后通过多因子实验，进一步优化培养基的各种成分极其最适浓度。
（选择）7.固体培养基中需要加入琼脂的目的是（）
A．为菌体提供碳源 B．为菌体提供氮源
C．使培养基保持水分 D．使培养基凝固
（选择）8.实验室常用的培养细菌的培养基是（）
A．牛肉膏蛋白胨培养基B．马铃薯培养基
C．高氏一号培养基 D．麦芽汁培养基
（选择）9.下列关于生长因子的说法，不正确的是（）
A 是微生物生长不可缺少的微量有机物
B 是微生物生长不可缺少的微量矿质元素
C 主要包括维生素、氨基酸和碱基等
D 是微生物自身不能合成的
（选择）10.下列哪种物质是发酵生产时培养基中的生长因子（）
A. 淀粉
B. 维生素
C. 蛋白质
D. 糖蜜
（选择）11.苯乙酸在青霉素G发酵培养基中的作用是（）
A、诱导剂
B、氮源
C、前体
D、消沫剂
（选择）12.下列属于微生物不可缺少的微量有机物的是（）
①牛肉膏②蛋白胨③氨基酸④维生素⑤碱基⑥生物素
A．①②③ B．②③④
C．②③④⑤ D．③④⑤⑥
（选择）13.以下哪项不是培养基成分选择的原则（）
A、菌体的同化能力
B、代谢的阻遏和诱导
C、温度的要求
D、合适的C、N比
（选择）14.下列不是微生物生长、繁殖所必需的物质是（）
A 激素
B 核苷酸
C 维生素
D 色素
E 抗生素
（填空）15.发酵工业培养基的成分主要由碳源、氮源、无机盐及微量元素、水和生长调节物质5大部分组成。
第4章发酵工业的无菌技术
1.灭菌：用物理或化学的方法杀死物料或设备中的所有生命物质的过程。
2.消毒：用物理或化学的方法杀死空气、地表以及容器和器具表面的微生物。
3.除菌：用过滤的方法除去空气或液体中的微生物极其孢子。
4.防腐：用物理或化学方法杀死或抑制微生物的生长和繁殖。
5.发酵工业污染的危害：（*重点*）
①由于杂菌的污染，使发酵培养基因杂菌的消耗而损失，造成生产能力下降；
②杂菌合成一些新的代谢产物，或杂菌污染后改变了发酵液的某些理化性质，使发酵产物的提取和分离变得困难，造成产物收率降低或产品质量下降；
③杂菌代谢会改变原反应体系的pH，使发酵发生异常变化；
④杂菌分解产物，使生产失败；
⑤细菌发生噬菌体污染，微生物细胞被裂解，导致整个发酵失败。
6.不同发酵时期对发酵的影响：
①种子扩大时期染菌；
②发酵前期染菌；
③发酵中期染菌；
④发酵后期染菌。
7.杂菌污染途径极其预防：
①种子带菌极其防治（培养基及器具彻底灭菌、避免菌种在移接过程中受污染、避免菌种在培养过程或保藏过程中受杂菌污染）；
②过滤空气带菌极其防治（正确选择采气口，提高采气口的位置或安装前置粗过滤器，提高空压机进口空气的洁净度等、根据发酵工厂所在地的气候条件，设计合理的空气预处理流程，尽可能减少过滤空气的含
油量和湿度，适当提高进入过滤器的空气温度，境地空气的相对湿度，保持过滤介质的干燥状态。此外，防止空气冷却器渗漏，勿使冷却水进去空气处理系统等、设计和安装合理的空气冷却器渗漏，防止过滤器失效，选用除菌效率高的过滤介质）；
③设备的渗漏或“死角”造成的染菌极其防治（发酵罐的“死角”、管道安装不当或配置不合理形成的“死角”）；
④培养基灭菌不彻底导致染菌极其防治（原料性状的影响、灭菌时温度与压力不对应造成染菌、灭菌过程中产生泡沫造成染菌、连续灭菌时间不够或压力波动大而造成染菌、灭菌后期的罐压骤变造成染菌、操作不当造成染菌）；
⑤噬菌体染菌极其防治。
8.发酵工业的无菌技术（P64）：
9.湿热灭菌原理（P65-66）：
10.分批灭菌（名词）：将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行灭菌操作过程，也称实罐灭菌。
11.连续灭菌：
①（名词）将配制好的培养基向发酵罐等培养装置输送的同时进行加热、保温和冷却等灭菌操作过程。
②（优点）（*重点*）：
◆高温短时，营养成分破坏少，发酵产率高；
◆发酵罐利用率高；
◆蒸汽负荷均衡；
◆采用板式换热器时，可节约大量能量；
◆适宜采用自动控制，劳动强度小；
◆可实现将耐热性物料和不耐热性物料在不同温度下分开灭菌，减少营养成分的破坏。
③（缺点）（非重点）：
对小型罐无优势，不方便，对设备要求高；
蒸汽波动时灭菌不彻底；
当培养基中含有固体颗粒或有较多泡沫时，以分批灭菌好，可防止灭菌不彻底。
12.连续灭菌的流程：
①喷淋冷却连续灭菌流程
②喷射加热连续灭菌流程
③薄板式换热器连续灭菌流程
（选择）13.接种时用75%乙醇擦拭双手属于（）
A.湿热灭菌
B.物理灭菌
C.化学灭菌
D.过滤灭菌
（选择）14.下列关于发酵工程的说法，错误的是（）
A．发酵工程的产品是指微生物的代谢产物和菌体本身
B．通过人工诱变选育新品种
C．培养基、发酵设备和菌种必须经过严格的灭菌
D．环境条件的变化，不仅影响菌体的生长，而且影响代谢产物的形成
（选择）15. 出于控制微生物的目的，灭菌一词指的是( C )
A、除去病原微生物
B、降低微生物的数量
C、消灭所有的生物
D、只消灭体表的微生物
（选择）16.实验室常规高压蒸汽灭菌的条件是（ C ）
A、 135℃—140℃，5—15秒
B、72℃、15秒
C、121℃，30分钟
D、100℃，5小时
（选择）17.灭菌方法主要有（）
A．干热灭菌法 B．湿热灭菌法 C．射线灭菌法
D．化学药品灭菌法 E．过滤除菌法
（选择）18. 发酵过程中污染杂菌的途径可能有（）
A．种子带菌 B．无菌空气带菌 C．设备渗漏
D．培养基和设备灭菌不彻底 E．操作不当
（选择）19.影响培养基灭菌效果的因素有（）
A．温度 B．时间 C．pH值
D．培养基成分和颗粒物质 E．泡沫
（填空）20.发酵工业常用的无菌技术主要有干热灭菌法、湿热灭菌法、射线灭菌法、化学药剂灭菌法、过滤除菌法和火焰灭菌法等。
（填空）21.培养基连续灭菌流程主要有喷淋冷却连续灭菌流程、喷射加热连续灭菌流程和薄板式换热器连续灭菌流程等。
（填空）22.空气除菌的方法有辐射杀菌、加热杀菌、静电除菌和过滤除菌等，其中过滤除菌是发酵工业生产中最常用、最经济的方法。
（填空）23.发酵工业培养基灭菌的方式主要有分批灭菌和连续灭菌2种。
第5章发酵工业的种子制备
1.优良种子应具备的条件（重点）：
①菌种细胞的生长活力强，转种至发酵罐后能迅速增长，延迟期短；
②菌种生理状态稳定，如丝状形态、菌丝生长速率和种子培养液的特性等符合要求；
③菌体浓度及总量能满足大容量发酵罐接种量的要求；
④无杂菌污染，保证纯种发酵；
⑤菌种适应性强，能保持稳定的生产能力。
2.种子制备大体分为几个步骤：
①将砂土管和冷冻干燥管中的种子接种到斜面培养基中进行活化培养；
②将生长良好的斜面孢子或菌丝转种到扁瓶固体培养基或摇瓶液体培养基中扩大培养，完成实验种子制备；
③将扩大培养的孢子或菌丝体接种到一级种子罐，制备生产用种子。如果需要，可将一级种子再转种至二级种子罐进行扩大培养，完成生产车间种子制备；
④制备好的种子转种至发酵罐进行发酵。
3.接种龄（*名词*）：种龄是指种子的培养时间。接种龄是指种子罐中培养的菌丝体转入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。
4.影响种子质量的因素：
a.原材料质量；
b.培养温度；
c.湿度；
d.通气与搅拌；
f.斜面冷藏时间；
e.培养基；
g.pH。
5.为什么细菌发酵时种子最好是在对数生长期接种？（*重点*）
答：①种子浓度够；②代谢活力强。
6.种子制备步骤（和上面的3重复）：
斜面培养基中活化；
扁瓶固体培养基或摇瓶培养基中扩大培养，完成实验室种子制备；
一级种子罐，制备生产用种子；视情况确定扩大级数，完成生产车间种子制备；
种子转种至发酵罐
（选择）7.在种子扩大培养过程中，一般采用的接种龄是以下哪个时期的（）
A、对数生长期
B、稳定期
C、衰减期
D、延滞期
（选择）8.产芽孢细菌在分批发酵过程中的哪个时期大量产生芽孢（）
A．延滞期 B．对数期
C．稳定期 D．衰亡期
第6章发酵动力学
1.发酵类型：
①是否需痒：好样发酵、厌氧发酵和兼性厌氧发酵；
②培养基类型：固体发酵和液体发酵（浅层发酵和深层发酵）；
②.1深层发酵又分为：分批发酵、补料发酵和连续发酵。
2.分批发酵（*重点*）：指一次性投料、接种直到发酵结束，此过程中发酵液始终留在发酵罐内。随着发酵初期接入微生物细胞对培养环境的适用性和生长，基质将逐渐消耗，代谢产物不断累积。分批发酵过程中，微生物生长通常要经历延滞期、对数生长期、衰减期、稳定期（静止期）和衰亡期。
3.由于限制性底物减少使微生物比生长速率下降，也可用μ与培养基中残留的生长限制性底物S t的关系（Monod方程）：μ=μmaxS t/（Ks+S t），式中Ks是底物亲和常数，其数值相当于μ处于μmax一半时的底物浓度，表面微生物对底物的亲和力。
4.在微生物发酵过程中，底物主要消耗在以下三个方面：
①用于合成新的细胞物质；
②用于合成代谢产物；
③提供细胞生命活动的能量。
5.（P90）
6.分批发酵的优缺点（重点）：
①优点：
操作简单、投资少
运行周期短
染菌机会减少
生产过程、产品质量较易控制
②缺点：
不利于测定过程动力学，存在底物限制或抑制问题，会出现底物分解阻遏效应及二次生长现象。
对底物类型及初始高浓度敏感的次级代谢物如一些抗生素等就不适合用分批发酵（生长与合成条件差别大）
养分会耗竭快，无法维持微生物继续生长和生产
周期短，产率较低
7.连续发酵：在发酵过程中，连续向发酵罐流加培养基，同时以相同流量从发酵罐中取出培养液。
8.连续发酵的优缺点：
①优点：添加新鲜培养基，克服养分不足所导致的发酵过程过早结束，延长对数生长期，增加生物量等；
②缺点：a.在长时间发酵中，菌种易于发生变异，并容易染上杂菌；b.如果操作不当，新加入的培养基与原有培养基不易完全混合。
9.分批补料发酵与连续发酵相比的优点：
①无菌要求低；
②菌种变异，退化少；
③适用范围更广。
（选择）10.下列对微生物连续培养优点叙述不正确的是（）
A．能及时连续补充微生物所需的营养物质，提高产量
B．有利于微生物尽快将代谢产物释放到培养基中
C．提高了设备利用率且便于自动控制与管理
D．能消除不利于微生物生长的某些环境因素
（选择）11.下列关于微生物群体生长出现稳定期的原因，不正确的是（）
A 有害代谢产物的积累
B 菌体生长速率的加快
C pH的变化
D 营养物质的消耗
（选择）12.分批培养过程中，微生物生长阶段包括（）
A.对数期
B.延迟期
C.稳定期
D.产物形成期
13.填空：
①液体发酵可以分为浅层发酵和深层发酵，深层发酵又可细分为分批发酵、补料分批发酵和连续发酵三大类型。
②分批发酵过程中，微生物生长通常要经历延滞期、对数生长期、衰减期、稳定期和衰亡期五个阶段。
③在微生物发酵过程中，底物主要消耗在合成新的细胞物质、合成代谢产物和提供细胞生命活动的能量三个方面。
④根据发酵时间过程分析，微生物生长与产物合成存在生长相关型、生长部分相关型和非生长相关型三种关系：
14.问答题：
①什么是分批发酵、连续发酵及补料分批发酵？试述三种发酵的优缺点。
②在实际生产应用中，为什么连续发酵不能无期限连续下去？试简述之。
第7章发酵工业中氧的供需
1.呼吸强度（名词）：单位质量干菌体在单位时间内消耗氧的量。
2.影响微生物好痒的因素：
①微生物本身遗传特征的影响；
②培养基的成分和浓度；
③菌龄；
④发酵条件；
⑤代谢类型。
3.控制溶解氧的意义（重点）：
●溶解氧浓度对细胞生长和产物合成的影响可能是不同的（发酵不同阶段需氧要求不同）。
●氧传递速率已成为许多好气性发酵产量的限制因素。
●提高传氧效率,能大大降低空气消耗量, 降低设备费和动力消耗,以及减少泡沫形成和染菌的机会,
提高设备利用率。
4.氧的传递途径与传质阻力：
?供氧方面主要阻力是气膜和液膜阻力
空气分散成细小气泡，增大接触界面与接触时间，促进氧气的溶解。
?耗氧方面主要阻力是细胞团内与细胞膜阻力
搅拌
5.氧传递方程：
6.影响氧传递的因素（重点）：
①温度；
②溶质（电解质、非电解质、混合溶液）；
③溶剂；
④氧分压。
7.发酵液性质的影响：
①表面活性剂；
②离子强度；
③菌体浓度。
8.搅拌对K L a的影响（重点）：
a.将通入培养液的空气分散成细小的气泡，防止小气泡的凝并，从而增大气液相的接触面积，即a↑→
K L a↑→溶氧↑
b.搅拌产生涡流，延长气泡在液体中的停留时间，K L a↑→溶氧↑
c.搅拌造成湍流，减小气泡外滞流液膜的厚度，从而减小传递过程的阻力，即1/K L↓→K L↑→K L a↑→溶
氧↑
d.搅拌使培养液成分均匀分布、菌体分散，有利于固液传递中接触面积的增加，使推动力均一；同时，
也减少菌体表面液膜的厚度，有利于氧的传递。
第8章发酵过程控制
1.简述发酵过程优化控制的一般步骤？（重点）
答：①首先确定能反映过程变化的各种理化参数极其检测方法；
②其次研究这些参数的变化对发酵生产水平的影响极其机制，获取最佳范围和合适水平；
③建立数学模型定量描述各参数之间随时间变化的量化关系；
④最后，通过计算机实施在线自动检测和控制，验证各种控制模型的可行性极其适用范围，实现发酵过程的最优控制。
2.常规发酵工艺控制参数：温度、pH、搅拌转速、空气流量、罐压、液位、补料速率及补料量等。
3.直接状态参数：温度、罐压、空气流量、搅拌转速、黏度、密度、装量、浊度、泡沫、传氧系数K L a、加糖速度、加消泡剂速率、加中间体或前体速率。
4.间接状态参数：摄氧OUR、呼吸强度、CO2释放率CER，比生长率μ、菌体浓度X、呼吸熵RQ、体积溶氧系数K L a。
5.（P122-124）温度对微生物生长的影响、温度对基质消耗的影响、温度对产物合成的影响、最适温度的选择。
6. 发酵液pH调控方法有哪些？（重点）
答：①配制合适的培养基，调节培养基初始pH至合适范围并使其有很好的缓冲能力；
②培养过程中加入非营养基质的酸碱调节剂，如CaCO3等防止pH过度下降；
③培养过程中加入基质性酸碱调节剂，如氨水等；
④加生理酸性或碱性盐基质，通过代谢调节pH；
⑤将pH控制与代谢调节结合起来，通过补料来控制pH。
7. 简述溶解氧在发酵过程控制中的重要作用？
答：①发酵异常指标；
②补料控制指标；
③代谢方向控制指标；
④设备性能、工艺合理性指标；
8.泡沫的产生的原因：
通气和搅拌
代谢气体的逸出
存在稳定泡沫的表面活性物质
9.泡沫产生的不利影响（重点）：
降低了发酵罐的装料系数
增加了菌群的非均一性
增加了染菌机会
大量起泡引起“逃液”，导致产物的损失
泡沫严重时会影响通气搅拌的正常进行
消泡剂的加入将给提取工序带来困难
10.泡沫的控制：
（1）机械消泡
（2）化学消泡
（3）从微生物本身特性着手，防止泡沫形成
筛选不产生泡沫的微生物突变株
几种微生物混合培养
11.（P136-140）高密度发酵及过程控制、发酵终点的检测与控制、自动控制技术在发酵过程控制中的应用。
（选择）12.为了提高培养液中溶解氧的含量，可采用（ B ）
A．提高发酵温度 B.降低发酵温度
C.降低发酵罐压力
D.减少通气量
（选择）113.液态深层好氧发酵基本操作的控制点包括（ ABCD ）
A. 泡沫控制
B.温度控制 C . pH控制 D.补料控制
（选择）114.目前发酵过程已经实现在线测量和控制的参数是（）
A.温度
B.pH值
C.溶解氧浓度
D.消泡
E.流量
（选择）115.能影响发酵过程中温度变化的因素是（ ABCD ）
A．生物热 B．搅拌热 C．蒸发热 D．辐射热
（选择）116.补料有利于控制微生物的中间代谢，补料的内容有（）
A．碳源 B．氮源 C．酸 D．消泡剂
（填空）17.直接状态参数是指能直接反映发酵过程中微生物生理代谢状况的参数，如： pH、DO、溶解CO2、尾气O2、尾气CO2、黏度等。
（填空）18.发酵罐中泡沫的控制方法分为机械消泡和化学消泡剂消泡两大类。
（填空）19.发酵工业常用的消泡剂分为天然油脂类、聚醚类、高级醇类和硅树脂类。
（填空）20.发酵终点的判断标准有产品质量和经济效益两点。
（填空）21.发酵热包括生物热、搅拌热、蒸发热和辐射热等。
第9章发酵罐放大与设计
1.发酵罐的类型：
①通用式发酵罐；
②气升式发酵罐；
③管道式发酵罐；
④固定化发酵罐；
⑤自吸式发酵罐；
⑥伍式发酵罐。
2.发酵罐设计的基本原则，主要考虑两方面的因素：
①必须考虑微生物生长率和产物转化率；
②必须考虑发酵罐传递性能，包括传质效率、传热效率以及混合效果。
3.发酵罐设计的基本要求：
①发酵罐应具有适宜的高径比；
②发酵罐能承受一定的压力；
③发酵罐的搅拌通气装置要能使气泡破碎并分散良好；
④发酵罐应具有良好的循环冷却和加热系统。
⑤发酵罐内壁应抛光到一定精度，尽量减少死角，避免藏污积垢，要易于彻底灭菌，防止杂菌污染；
⑥搅拌器的轴封应严密，尽量避免泄漏；
⑦发酵罐传递效率高，能耗低；
⑦具有机械消泡装置，要求放料、清洗、维修等操作简便；
⑧根据发酵罐生产的实际要求，可以为发酵罐安装必要的温度、pH、液位、溶解氧、搅拌转速及通气等的
传感器及补料控制装置，以提高发酵水平。
4.放大方法：经验放大法、量纲分析法、时间常数法、数学模型放大法。
5.搅拌功率（名词）：搅拌器输入搅拌液体的功率，又称轴功率。
6.通用式发酵罐设计的基本原则是什么？
答：是否适合生产工艺的放大要求以及获得最大的生产效率。考虑下列因素：
a.微生物生长速率和产物转化率
b.发酵罐的传递性能
（填空）7.发酵罐按照其结构类型可分为通用式搅拌发酵罐、气升式发酵罐、管道式发酵罐、固定化发酵罐、自吸式发酵罐及伍式发酵罐等。
（填空）8.发酵罐的性能以生产能力为评价标准。
（填空）9.发酵罐在放大过程中，要保证规模放大过程中的“发酵单位相似”，通常采用K L a相等，或单位体积功率（P/V）相等，或末端剪切力（nd）相等的原则放大。
第10章基因工程发酵（自学）
第11章发酵产物提取与精制（自学）
第12章发酵工业清洁生产技术（自学）
第13章发酵工厂摄及概述（自学）
第14章发酵经济学（自学）
第15章发酵产品生产原理与技术应用（自学）第16章发酵工程现代生物化工中的应用（自学）
●发酵工程：以微生物、动植物细胞为生物作用剂进行工业化生产的工程，包括发酵工艺和发酵设备。 ●主要研究内容：菌种选育与构建、大规模培养基和空气的灭菌、大规模细胞培养过程、细胞生长和产物形成动力学、生物反应器的优化设计和操作、发酵产品的分离纯化过程中的技术问题等。 ●发酵工程原理：指导发酵产品研究与开发，发酵工厂设计与建设以及发酵生产实践的理论。 ●初级代谢：是许多生物都具有的生物化学反应，蛋白质、核酸的合成等，均称为初级代谢。 ●初级代谢产物：指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质，如氨基酸、多糖等。 ●次级代谢：微生物以初级代谢产物为前提合成的对微生物本身的生命活动没有明确功能的物质的过程。 ●自然选育：不经过人工处理，利用菌种的自然突变而进行菌种筛选的过程。 ●杂交育种：将两个基因型不同的菌株经吻合使遗传物质重新组合，分离和筛选具有新性状的菌株。 ●诱变育种：利用物理、化学等诱变剂处理均匀而分散的微生物细胞群，在促进其突变率显着提高的基础上，采用简便、高效的筛选方法，从中挑选出少数符合目的
的突变株，以供科学实验或生产实践使用。 ●原生质体融合育种：两个亲本的原生质体在高渗条件下混合，由聚乙二醇作为助融剂，使它们互相凝集，发生细胞融合，接着两个亲本基因组由接触到交换，从而实现遗传重组。 ●前体：某些化合物加入发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物中去，而自身结构并没有明显变化，产物的产量却因前体的加入而有较大的提高。 ●抑制剂：某些化合物可以抑制特定代谢途径的进行，使另一种代谢途径活跃，获得人们所需产物的积累。 如生产甘油加抑制剂亚硫酸钠，它与代谢过程中的乙醛生成加成物。这样使乙醇代谢途径中的乙醛不能成为NADH 2(还原型辅酶I)的受氢体，而使NADH 2在细胞中积累， 从而激活α－磷酸甘油脱氢酶的活性，使磷酸二羟基丙酮取代乙醛作为NADH 2的受氢体而还原为α－磷酸甘油，其水解后即形成甘油。 ●促进剂：指那些既不是营养物质又不是前体，但却能提高产量的添加剂，如加巴比妥盐能使利福霉素单位增加，并能使链霉菌推迟自溶，延长分泌期。 ●灭菌：用化学或物理的方法杀灭或除掉物料及其器皿中所有的生命体。消毒是指杀死病原微生物的过程。 ●分批灭菌：培养基置于发酵罐中加热，达到预定温度后维持一段时间，再冷却到发酵所需温度的灭菌。
一、名词解释 全挡板条件：可以达到时涡旋基本消失或消除液面涡旋的最低档板条件。 牛顿型流体：之发酵过程中,液体的粘度不遂剪切速度和剪切力的改变并而改变。 介质过滤除菌：是使空气经高温灭菌的介质，通过滤层将空气中的微生物颗粒阻截在介质层中而达到灭菌的目的体喷射吸气装置吸入无菌空气并同时实现混合搅拌,及溶氧船只的发酵罐。 空气调节：是指在一定的看空间内时，其空气温度湿度清洁度和空气流动速度进行调节到到工艺要求的过程。 糖蜜稀释器：糖蜜浓度很高，酵母不能直接利用，所以在利用糖蜜做酒精前需要进行稀释，酸化灭菌，和增加营养盐的处理过程。 磁芯：是永久磁钢和铁隔板按一定顺序排列成圆弧形，安装在固定的轴上，形成极头开放磁路。 气缚：离心泵启动时，若泵内存有空气，由于空气密度很低，旋转后产生的离心力小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将储槽内的液体吸入泵内，虽启动离心泵也不能输送液体。此种现象称为气缚，表示离心泵无自吸能力，所以必须在启动前向壳内灌满液体。 压头：离心泵对单位重量液体所提供的能量，称为扬程（单位：m）。 流量：泵在单位时间内由泵的排液口排出的液体量，也称为排量或扬水量（单位：m3/h）。生物反应器：是指大规模培养微生物、动物细胞、植物细胞获得其代谢产物或生物体的设备。由于当代发酵工业的发展，大规模悬浮培养微生物（液态深层培养）已成为生物工业获得产品的最主要手段，通常把此类微生物反应器统称为发酵罐。 填料函式轴封：填料箱体固定在顶盖上，将转轴通过填料函，然后放置弹性密封填料，再放上填料压盖并用压紧螺栓拧紧。填料受压发生弹性形变，对转轴产生径向压力，从而起到密封作用。 端面式轴封：其作用是靠弹性元件（弹簧、波纹管）的压力使垂直于轴线的动环和静环光滑表面紧密地相互贴合，并作相对转动而达到密封。 气升式发酵罐：利用空气的喷射功能（气体动量）和流体密度差造成反应液循环流动，从而实现液体搅拌、混合和氧传递的一类反应器。气升式反应器是应用较为广泛的一类无机械搅拌生物反应器。 高位塔式生物反应器：一种高径比较大的非机械搅拌式生物反应器。它不设置机械搅拌装置，利用通入培养液的空气泡上升时带动流体运动，产生混合效果。 自吸式发酵罐：不需空气压缩机提供压缩空气，而是利用特殊的机械搅拌吸气装置或液体喷射吸气装置吸入无菌空气并同时实现混合搅拌与溶氧传质的发酵罐。类型：机械搅拌自吸式发酵罐和喷射自吸式发酵罐。 涡轮式空压机：涡轮式空压机一般由电动机通过增速装置直接带动涡轮高速旋转，将空气吸入并使之获得较高的离心力，甩向叶轮外圆周，部分动能转变为静压能，由压出管排出。碟片式精选机：碟片在粮堆中运动时，短小的颗粒嵌入袋孔被带到较高的位置，因此把收集短小颗粒的斜槽放在适当高度的位置上，就能将短小颗粒分离出来。 锤式粉碎机：物料从上方料斗加入，在悬空状态下就被锤刀的冲击力所破碎（冲击）。然后物料被抛至冲击板上，再次被击碎。此外物料在机内还受到挤压和研磨的作用。 双辊式粉碎机：主要工作机构为两个相对旋转的平行装置的圆柱形辊筒，装在两辊之间的物料通过辊筒对其的摩擦作用而被拖入两辊的间隙中被粉碎。 球磨机：球体随筒旋转而升起，当球的重力大于所受的离心力时落下，对物料产生撞击，同时靠近筒壁的物料也可为圆球所研磨。 带式输送机：利用一根封闭的环形带，绕在相距一定距离的2个鼓轮上，带由主动轮带动运
发酵工程复习题库 一、填空题（常为括号后2－4字） 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包括（ ）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. 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。 22. 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。 23. 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。 24. 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。 25. 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。 26. 液体培养基中加入CaCO3的目的通常是为了调节（ ）pH 值。 27. 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。 () X c Q r O ?=2
一、选择题（共10小题，每题2分，共计20分） 1.下列关于发酵工程的说法，错误的是（C ） A 发酵工程产品主要是指微生物的代谢产物、酶和菌体本身 B 可以通过人工诱变选育新菌株 C 培养基、发酵设备和菌种必须经过严格的灭菌 D 环境条件的变化既影响菌种的生长繁殖又影响菌体代谢产物的形成 2.当培养基pH发生变化时，应该（C ） A 加酸 B 加碱 C 加缓冲液 D 加无机盐 3. 甘油生物合成主要由下列哪种物质引起（D ） A 尿素 B 硫酸铵 C 酶 D 亚硫酸盐 4. 对谷氨酸发酵的叙述正确的是（D ） A 菌体是异养厌氧型微生物 B 生物素对谷氨酸生成无影响 C 谷氨酸的形成与搅拌速度无关 D 产物可用离子交换法提取 5. 为使淀粉和纤维素进行代谢而提供能量，（B ） A 它们必须第一步变成脂肪分子 B 它们的葡萄糖单位必须被释放 C 环境中必须有游离氧存在 D 遗传密码必须起促进作用 6. 关于微生物代谢产物的说法中不正确的是（D ） A 初级代谢产物是微生物生长和繁殖所必须的 B 次级代谢产物并非是微生物生长和繁殖所必须的 C 初级代谢产物在代谢调节下产生 D 次级代谢产物的合成无需代谢调节 7. 在发酵中有关氧的利用正确的是（B ） A 微生物可直接利用空气中的氧 B 微生物只能利用发酵液中溶解氧 C 温度升高，发酵液中溶解氧增多 D 机械搅拌与溶氧浓度无关 8.某药厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，结果代谢产物没有谷氨酸而产生乳酸及琥珀酸，其原因可能是（B ） A 温度控制不适 B 通气量过多 C pH呈酸性 D 溶氧不足 9.下列可用于生产谷氨酸的菌种是（C ）
一．名词解释 1.前体：某些化合物被加入培养基后，能够直接在生物合成过程中结合到产物分子中去，而自身的结构并未发生太大变化，却能提高产物的产量，这类小分子物质被称为前体。如在青霉素的发酵生产中，苯乙胺及其衍生物和一些脂肪酸的前体可以被优先结合到青霉素分子中去，它们是青霉素分子的组成部分。并且加入的这类分子不同，除可以提高产量外，还可以形成不同的青霉素。 2.聚合度：衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以n表示;以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含单个结构单元数目。由于高聚物大多是不同分子量的同系物的混合物，所以高聚物的聚合度是指其平均聚合度。 3.增效反馈调节：又称合作反馈抑制，在分支代谢途径中，当两个分支的末端产物同时存在时，反馈抑制明显强于只有一种末端产物存在时的作用。也就是1+1>2的效果。 4.共同中间体：是指既是生产初级代谢产物的中间体也是生产次级代谢产物的中间体。 5.分批发酵：又称分批培养，即在一个密闭系统内一次性投入有限数量的营养物进行培养的方法。在以后微生物的整个生长繁殖过程中，除加氧气、消泡剂及控制pH值外，不再加入任何其他物质，因此这是一种非恒态的培养方法。 6.倒种法：种子罐数量较少，当菌种不够对多个发酵罐接种使用时，一个发酵罐加入全部菌种培养后，一罐分两罐，再补加培养基进行发酵。 7.临界氧浓度：是指不影响微生物呼吸的最低溶氧浓度，和菌种的种类、大小、生长状态等有关。 8.半合成抗生素：一部是微生物合成，另一部分是用化学方法或生物方法进行修饰而成的衍生物。 9.化学耗氧量：又称化学需氧量，简称COD。是指在一定条件下，水体中存在的能被一定的氧化剂（如高锰酸钾和重铬酸钾）所氧化还原性物质的量，通常用mg/L来表示。COD是表示水体有机污染的一项重要指标，能够反应水体的污染程度。化学耗氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。 10.抗生素的效价单位：指每毫升或每毫克中所含某种抗生素的有效成分的多少，其有三种表示方法：一是稀释单位，是将抗生素配成溶液，逐步进行稀释，以抑制某一标准菌株生长发育的最高稀释度（即最小剂量）作为效价单位；二是重量单位，是以抗生素的有效成分（即生理活性部分）的重量作为抗生素的效价单位，即1微克作为一个效价单位；三是特殊单位，某些抗生如青霉素G钠盐1毫克定为1667单位，另外，为了生产科研的方便而规定的，链霉素、土霉素等其效价基准都是以1毫克作1000单位计算。 11.抗菌谱：是指某种抗生素所能抑制或杀灭病原体的范围及其所需要的剂量称之为该种抗生素的抗菌谱。 12.发酵热：引起发酵过程中温度变化的原因是在发酵过程中所产生的热量，叫做发酵热。发酵热=生物热+搅拌热-蒸发热-显热-辐射热 13.生物热：是指微生物在生长繁殖过程中本身所产生的大量的热，主要来源是培养基中的碳水化合物、脂肪和蛋白质被微生物分解成二氧化碳、水和其他物质时释放出来的。
一、名词解释 1传统发酵工程：通过微生物生长的繁殖和代谢活动，产 的生物反应过程。 将DNA重组细胞融合技术、酶工程技 综合对 发酵过程控制、优化及放大 指迄今所采用的微生物培养分离及培养 微生物。（特别是极端微生物） 4富集培养主要方法：是利用不同种类的微生物其生长繁 求不同，如温度、PH、培养基C/N 等，是目的微生物在最适条件下迅速生长繁殖，数量增加， 成为人工环境下 的优势种。方法：⑴控制培养基的营养成 消毒仅仅是杀死生物体或非生物体表 死营养细胞，而不能杀死细菌芽孢和 真菌孢子等，特别适合与发酵车间的环境和发酵设备、器 具的灭菌处理。灭菌杀灭所 有的生命体，因此灭菌特别适 的灭菌处理。 法及其区别：湿热灭菌法：指将物品置 高压饱和蒸汽、过热水喷淋等手段使微生 物菌体中的蛋白质、核酸发生变性而杀灭微生物的方法。 该法灭菌能力强，为热力灭菌中最有效、应用最广泛的灭 菌方法。药品、容器、培养基、无菌衣、胶塞以及其他遇 高温和潮湿不发生变化或损坏的物品，均可采用本法灭 菌。干热灭菌法：指将物品置于干热灭菌柜、隧道灭菌器 等设备中，利用干热空气达到杀灭微生物或消除热原物质 的方法。适用于耐高温但不宜用湿热灭菌法灭菌的物品灭 菌，如玻璃器具、金 属制容器、纤维制品、固体试药、液 用本法灭菌。 即在规定温度下杀死一定比例的微生物所用 8致死温度：杀死微生物的极限温 在致死 微生物所需要对 的致死时间。 制好的培养基放入发酵罐或其他装置中， 基和所用设备一起（实罐灭菌）进 行灭菌 10连续灭菌：将配制好的培养基向发酵罐等培养装置输 热、保温盒冷却等灭菌操作过程。 是指将 冷冻干燥管，沙土管中处于休眠 状 入试管斜面活化后，再经过摇瓶及种子罐 逐级扩大培养而和质量的纯种的过程 纯培养物称为种是指种子的 龄：是指种子始移入下一级 的培养是指移入的种子液体积和 影响呼吸所能允许的最低溶氧浓 13稀释度D：单位时间内连续连续流入发酵罐中的新鲜 的培养总体积的比值。 把导致菌体开始从系统中洗出时的稀 发酵过程中，引起温度变化的原因是由 于 生的净物在生长 繁殖过程中，本身产生的耗氧培养 的 发酵罐都有一定功率的做机械 运动，造成液体之间、液体与设备之间的摩擦，由此产生 。 依靠无菌压缩空气作为液体的提升力， 翻动实现混合和传质传热过程。其 特点是结构简单，无轴封，不易污染，氧传质效率高，能 耗低，安装维修方便。缺点：不适合高粘度或含大量固体 感菌体的生产。 培养基中某些成分的加入有助于 生长因子、前体。产物抑制和促进剂。 微生物生长不可缺少的微量的有机物质，不是 必需。 18前体：指加入到发酵培养基中能直接被微生物在生 物 到产物分子中去，其自身的结构并没有多 大变化，但是产物的产量却因其加入而有较大提高的一类 那些细胞生长非必需的，但加入 量的一些物质，常以添加剂的形式 20 分批发酵（序批式发酵）：指一次性投料、接种直到发 留在发酵罐内。 在发酵过程中，连续向发酵罐流加培养基， 培养液。 搅拌器输入搅拌液体的功率，具 用以客服介质阻力所需用的功 率。 23供氧：指空气中的氧气从空气泡里通过气膜、气液 界 液体主指氧气从液体主流通 内。 生产菌种或选育过程中筛选出来的优良 传代和保藏之后，群体中某些生理特 征和形态特征逐渐减退或完全丧失的 现象。 25氨基酸发酵：指合成菌体蛋白质的氨基酸脱离其正 常 是对产品 使污染物 产生量、流失量和治理量达到最小，使资源充分利用。② 末端治理：把环境责任放在保护研究、管理等人员身上， 产生的污染物的 处理上，总是处于一种被动的、消极的地位。③因为工业 生产无法完全避免污染的产生，推行清洁生产的同时还需 要末端治理。 二、选择填空 1染菌概率：在实际生产过程中，要实现每批次发酵都 完 染几乎是不可能的，一般采用“染菌概率” 一般 为10-3 ①细菌②放线菌③酵母菌④霉菌⑤未培养 采集样品→样品预处理→目的菌富 酵性能鉴定→菌 种保藏 层的微生物数量最多，秋季采土样 物理方法、化学方法、诱饵法。 因突变；直接原因：连续 传 菌种保藏方法：①斜面低温保藏法②砂土管保藏法 ③冷 液保藏法⑥液体 石蜡保藏据微生物生理、生化特点，人为地 于不活泼、生长繁殖受抑制的 持菌种存活率②减少变异③保 持 优良性状 7液氮超低温保藏法：原理：在超低温（-130℃）状态下 延续，且不发生 加保护剂（甘油等）制成菌悬液封于安瓿管内 温速度的冻结后，贮藏在-150～-190℃液氮冰箱内；特 点：适合各类微生物①适合各类微生物②保存时间长③需 特殊设备④操作较复杂 8培养基成分： ①碳源（糖类，导致PH下降；油和脂肪， ，导致PH上升）②氮源（有机、无 量元素④水⑤生长调节物质。 ⑴一般首先是通过单因子实验确定培养基成 因子实验确定培养基个组分及其适宜的浓 度；⑵响应面分析法对培养基进行优化①最陡爬坡实验 10检测染菌方法：镜检查法 ②平板划线培养检 法④发酵过程异常现象观察法(溶 CO 2、粘度）。 种子带菌②过滤空气带菌③设备的 培养基霉菌不彻底⑤操作不当⑥噬 干热灭菌法，湿热灭菌法，射线灭菌法， 除菌法，火焰灭菌法 13空气除菌方法：辐射杀菌，加热杀菌，静电除菌，过 乙醇发酵；部分相关型，中间 复杂发酵类型：抗生 15DO值只是发酵与 配合起OUR： CER：CO2 的 产品的质量和经济效 式、固定化、 指在一定的搅拌转速下，在搅拌罐中增 加而漩涡基本消 18发酵罐构件：搅拌器，挡板，空气分布器，换热装置。 罐的基本体积上升，单位发酵液 清洁生产过程，清洁产品和 理，改进生产工艺，废 20工艺技术改革方式：改变原料，改进生产设备，改革 经济效益，环境效益，社会效 ，反应过程，后 23总成本费用=成本+销售费用+管理费用+财务费用 ①气泡与包围着气泡的液体之 间 体分子处于层流状态，氧气以 浓度差方式透过双膜，任何一点的氧浓度 氧分压相等；② 在双膜之间的界面上，氧分压与溶于液体中的氧浓度处于 平衡状态；③氧传递过程处于稳定状态时，传递途径上各 间而变化。 为了提高分离效率，通常富集培养课增加 数量。 是为了获得大量的活力强的种子，以便 中尽可能的缩短延迟期，种子最好 是在对数生长期接种。 27. S0 为底物初始St为发酵时间为t时底物的 残留 小。 、传热及混合效 30发酵罐放大极限为100级 成本的20% ~30% 32酒精发酵原料：淀粉质原料、糖质原料、纤维质原料。 三、简答 1影响微生物耗氧因素：①微生物本身遗传特征的影响 菌龄④发酵条件⑤代谢类 影响③碳氮比对菌体代谢调节的重要性④ PH对不同 3发酵工艺过程：①用作种子扩大培养及发酵生产的各 种 基、发酵罐及其附属设备的灭菌； ③扩大培养有活性的适量纯种，以一定比例形成大量的代 谢产物；④控制最适的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； 酵过程中所产生的三废物质。（P8图） ①能在廉价原料制成的培养基上生长，且 生 量高、易于回收；②生长较快，发酵周期 短；③培养条件易于控制；④抗噬菌体及杂菌污染的能力 强；⑤菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的 稳定；⑥对放大设备的适应性强；⑦菌种不是病原菌，不 性物质和毒素。 必须提供合成微生物细胞和发酵产 少培养基原料的单耗，即提高 单位营养物质的转化率。③有利于提高产物的浓度， 以提 高单位容积发酵罐的生产能力。④有利于提高产物的合成 速度，缩短发酵周期。⑤尽量减少副产物的形成，便于产 物的分离纯化，并尽可能减少“三废”物质。⑥原料价格 低廉，质量稳定，取材容易。⑦所用原料尽可能减少对发 酵过程中通气搅拌的影响，利于提高氧的利用率，降低能 ①原材料质量：生产过程中经常 其主要原因在于原材料质量 波动；②培养温度：温度对多数微生物的斜面孢子质量有 显著影响；③湿度：斜面孢子培养基的湿度对孢子的数量 和质量都有较大影响。湿度低，孢子生长快；湿度高，孢 子生长慢；④通气与搅拌：在种子罐中培养的种子除保证 供给易于利用的营养物质外，应有足够的通气量，以保证 菌种代谢的正常，提高种子的质量；⑤斜面冷藏时间：斜 面冷藏时间对孢子的生产能力有较大影响，通常冷藏时间 越长，生产能 力降低越多；⑥培养基：一般来说，种子罐 是培养菌体的，培养基的糖分要少而对微生物生长起主导 作用的氮源要多，而且其中无机氮源所占比例要大些；⑦ pH：各种微生物都有自己生长和合成酶的最适pH，为了 达到微生物的打了繁殖和酶合成的目的，培养基必须要保 ①能在廉价原料制成的培养基上生长，且 生 量高、易于回收；②生长较快，发酵周期 短；③培养条件易于控制；④抗噬菌体及杂菌污染的能力 强；⑤菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的 稳定；⑥对放大设备的适应性强；⑦菌种不是病原菌，不 性物质和毒素。 ①分批作业操作简单，周期短，染菌 程产品质量易控制；②不利于测定其 过程动力学，存在底物限制或抑制问题，出现底物分解阻 遏效应以及二次生长现象；③对底物类型及初始浓度敏感 的次级代谢产物如一些抗生素等就不适合采用分批发酵； ④营养层分很快耗竭，无法维持微生物继续生长和生产； ①添加新鲜培养基，克服养分不足所 延长对数期生长期，增加生物量 等；②长时间发酵，菌种易变异，易染菌；③操作不当， 新加入的培养基与原有培养基不易完 全混合。 10补料分批发酵优缺点：①可以解除底物的抑制，产 物 应；③避免在分批发酵中因 一次性投糖过多造成细胞大量生长，耗氧量过多，以致通 风搅拌设备不能匹配的状况；③菌体可被控制在一 续的过度态阶段，可用来作为控制细胞质量的手段 ①无菌要求低；②菌体变异 11分批补料发酵的应用：①消除分解阻遏作用，保障通 浓度培养基的抑制作用并延 配置合适的培养基，调节培养基初始 使其具有很好的缓冲能力；②培养过程 中加入非营养物质的酸碱调节剂；③培养过程中加入基质 性酸碱调节剂；④加入生理酸性或碱性盐基质；⑤将pH 控制与代谢结合起来，通过补料来控制pH。 13搅拌式、气升式结构特征及其应用：①搅拌式： 带有 机 械搅拌的作用是使发酵液充分混合，保持液体中的固性物 料呈悬浮状态，并能打破空气气泡以提高气液间的传氧速 率。较适合对剪切力生长，不适于高粘度或 含大量固体的培依靠无菌压缩空气作为 液体的提升力，下翻动实现混合和传 质传热过程，特点是结构简单、无轴封、不易污染、氧传 质效率高、能耗低、安装维修方便。 14清洁生产与末端治理 的比较：①清洁生产：是对产品 使污染物 量和治理量达到最小，使资源充分利用。② 把环境责任放在保护研究、管理等人员身上， 产生的污染物的 处理上，总是处于一种被动的、消极的地位。③因为工业 生产无法完全避免污染的产生，推行清洁生产的同时还需 15味精清洁生产工艺优点：①取消离子交换工艺，减少 温结晶，节约大量冷冻 耗电；③因为采用闭路循环工艺，除了副产品中夹带少量 目标产物外，没有其他损失，故产品得率高；④实现物料 主体闭路循环，达到经济、环境和社会效应的三统一；⑤ 冷凝水可循环作为工艺用水，实现废水零排放。
发酵工程复习资料重 点
发酵工程（Fermentation Engineering）的定义 应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会服务的一门科学。 淀粉质原料进行蒸煮的目的是使植物组织和细胞膜彻底破裂，淀粉成为溶解状态进行液化；同时对进料进行灭菌；排除原料中的一些不良成分及气味。 为了实现这些目的，蒸煮设备必须达到下列要求： (1)能使淀粉细胞完全破裂，淀粉溶解成均匀的糊状物； (2)尽量减少淀粉和糖分的损耗，避免产生其它不必要的有害的化学变 化； (3)节省蒸汽，减少热损失； (4)设备能承受较高的压力，具有耐磨性，能使物料在锅内充分翻动，受 热均匀； (5)结构简单，操作方便，投资少。 连续蒸煮有低温长时间的罐式连续蒸煮，中温的柱式连续蒸煮和高温短时间的管式连续蒸煮 后熟器 在连续蒸煮中，后熟器是利用经加热器或蒸煮锅(罐)加热后的料液余热，在一定压力和温度下维持一定时间的继续蒸煮，因此，后熟器又称维持器。对后熟器的要求是，料液在后熟器中的整个截面上均匀地由下向上推动，力求做到先进先出。
真空冷却指的是醪液在一定的真空度下（即醪液进入负压状态）醪液本身产生大量蒸气（二次蒸气），并被抽出，这样便消耗了醪液大量的热量，因而醪液很快冷到与真空度相应的温度，这种醪液冷却法就称为真空冷却 糖化设备主要是糖化罐，其容积按1m3的糖化醪需要的1.3m3容积来计算。其旋转方向与冷却水在蛇管中水流的方向相反 ?连续糖化罐的作用是连续地把糊化醪与水稀释，并与液体曲或麸曲乳混 合，在一定温度下维持一定时间，保持流动状态，以利于酶的活动。二级真空冷却的连续糖化法。对蒸煮醪的前冷却和后冷却均采用真空冷却的糖化工艺，叫二级真空冷却糖化法 发酵罐的定义：是为一个特定生物化学过程的操作提供良好而满意的环境的容器。 ?1．按微生物生长代谢需要分类： ?好气：抗生素、酶制剂、酵母、氨基酸，维生素等产品是在好气发酵罐 中进行的；需要强烈的通风搅拌，目的是提高氧在发酵液中的传质系 数； ?厌气：丙酮丁醇、酒精、啤酒、乳酸等采用厌气发酵罐。不需要通气。 ? 2. 按照发酵罐设备特点分类： ?机械搅拌通风发酵罐：包括循环式，如伍式发酵罐，文氏管发酵罐，以 及非循环式的通风式发酵罐和自吸式发酵罐等。
一、选择题（多项或单项） 1．发酵工程得前提条件就是指具有( A )与( E C)条件 A、具有合适得生产菌种 B、具备控制微生物生长代谢得工艺 C．菌种筛选技术D、产物分离工艺E．发酵设备 2．在好氧发酵过程中，影响供氧传递得主要阻力就是（ C ） A．氧膜阻力 B．气液界面阻力 C．液膜阻力 D．液流阻力 3．微生物发酵工程发酵产物得类型主要包括: ( ABC ) A、产物就是微生物菌体本身 B、产品就是微生物初级代谢产物 C、产品就是微生物次级代谢产物 D、产品就是微生物代谢得转化产物 E、产品就是微生物产生得色素 4．引起发酵液中pH下降得因素有：( BCDE ) A、碳源不足 B、碳、氮比例不当 C、消泡剂加得过多 D、生理酸 性物质得存在E、碳源较多 5．发酵培养基中营养基质无机盐与微量元素得主要作用包括: (ABCD ) A、构成菌体原生质得成分 B、作为酶得组分或维持酶活性 C、调节细胞渗透压 D、缓冲pH值 E、参与产物得生物合成6．在冷冻真空干燥保藏技术中，加入5%二甲亚砜与10%甘油得作用就是（B ） A 营养物 B 保护剂 C 隔绝空气 D 干燥 7．发酵就是利用微生物生产有用代谢产物得一种生产方式，通常说得乳酸发酵属于（ A ） A、厌氧发酵B．氨基酸发酵C．液体发酵D．需氧发酵 8．通过影响微生物膜得稳定性，从而影响营养物质吸收得因素就是（ B ） A、温度 B、pH C、氧含量D．前三者得共同作用 9．在发酵工艺控制中，主要就是控制反映发酵过程中代谢变化得工艺控制参数，其中物理参数包括：( ABCD ) A、温度 B、罐压 C、搅拌转速与搅拌功率 D、空气流量 E、菌体接种量10．发酵过程中较常测定得参数有：( AD ) A、温度 B、罐压 C、空气流量 D、pH E、溶氧 二、填空题
第一章发酵工程概述 一、发酵工程：是利用微生物特定的形状和功能，通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用与工业化生产的技术体系，是将传统发酵与现代的DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的发酵技术。 二、发酵工程简史： 1590 荷兰人詹生制作了显微镜 1665 英国人胡克制作的显微镜观察到了霉菌近代发酵工程建立初期 1864 巴斯德灭菌法 1856 psateur 酵母导致酒精发酵 19世纪末 Koch 纯种分离和培养技术 三、发酵工程技术的特点 （1）主体微生物的特点 ①微生物种类繁多，繁殖速度快、代谢能力强，容易通过人工诱变获得有益的突变株； ②微生物酶的种类很多，能催化各种生化反应 ③微生物能够利用有机物、无机物等各种营养源 ④可以用简易的设备来生产多种多样的产品 ⑤不受气候、季节等自然条件的限制等优点 （2）发酵工程技术的特点 ①发酵工程以生命体的自动调节方式进行，数十个反应能够在发酵设备中一次完成 ②反应通常在常温下进行，条件温和，耗能少，设备简单
③原料通常以糖蜜，淀粉等碳水化合物为主 ④容易生产复杂的高分子化合物 ⑤发酵过程中需要防止杂菌污染 (3)发酵工程反应过程的特点 ①在温和条件下进行的 ②原料来源广泛，通常以糖、淀粉等碳水化合物为主 ③反映以生命体的自动调节形式进行（同（2）①） ④发酵分子通常为小分子产品，但也很容易生产出复杂的高分子化合物 四、发酵工程的一般特征 ①与化学工程相比，发酵工程中微生物反应具有以下特点： 作为生物化学反应，通常在常温常压下进行，没有爆炸之类的危险，不必考虑防爆问题，还有可能使一种设备具有多种用途 ②原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，加入少量的各种有机或无机氮源，只要不含毒，一般无精制的必要，微生物本身就有选择的摄取所需物质 ③反应以生命体的自动调节方式进行因此数十个反应过程能够像单一反应一样，在称为发酵罐的设备内很容易进行 ④能够容易的生产复杂的高分子化合物，是发酵工业最有特色的领域 ⑤由于生命体特有的反应机制，能高度选择性的进行复杂化合物在特定部位的氧化还原官能团导入等反应 ⑥生产发酵产物的生物物质菌体本身也是发酵产物，富含维生素、蛋白质、酶等有用物质，因此除特殊情况外，发酵液等一般对生物体无害。 ⑦发酵生产在操作上最需要注意的是防止杂菌污染。进行设备的冲洗、灭菌，空气过滤
（建筑工程管理）第五章第三节发酵工程简介
第五章第三节发酵工程简介 教学目标 1．知识方面 （1）发酵工程的概念（知道）。 （2）发酵工程中培养基的配制、菌种选育、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离、提纯等相关内容（知道）。 （3）有关发酵工程在医药工业和食品工业中应用的内容（知道）。 2．态度观念方面 （1）通过学习发酵工程的有关内容，培养学生理论联系实际的科学态度。 （2）通过学习有关发酵工程在医药工业和食品工业中应用的知识激发学生学习生物学的兴趣，提高学生把所学知识转化为技术，且服务于社会的STS意识。 3．能力方面 通过对发酵过程中菌种选育、发酵条件控制等相关内容的讨论，培养学生综合运用知识去解决实际问题的能力。 重点、难点分析 1．教学重点： （1）通过对谷氨酸发酵实例的分析、讨论，使学生了解发酵工程的概念，了解菌种选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离、提纯等内容是本节的重点。（2）让学生收集有关发酵工程应用的资料，且相互交流、讨论，使学生了解发酵工程在医药工业、食品工业中的应用知识也是本节的教学重点之壹。 2．教学难点： 有关发酵工程的内容是本节教学的难点，因为这些内容中涉及了细胞工程、基因工程、杂菌污染对发酵工业造成的危害以及发酵条件对菌种代谢途径的影响等多点知识，比较繁杂，学生较难理解。 教学模式 启发讲解和学生讨论相结合。 教学手段 谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的代谢途径及发酵的的示意图的投影片，影响谷氨酸代谢途径的因素表格及谷氨酸发酵所用培养基的成分的表格。 课时安排二课时。 设计思路 1．前期知识准备： （1）复习有关谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径及其人工控制的内容。 （2）复习有关微生物群体生长的规律及影响微生物生长的环境因素的内容。 （3）复习有关微生物的营养、培养基、代谢产物等内容。 2．通过讨论谷氨酸发酵过程，使学生了解从菌种选育、培养基配制到产品生成等简要的发酵生产过程，了解发酵生产的主体设备发酵罐及其控制部分，且了解发酵工程的概念。3．通过分析、讨论有关发酵过程的内容，使学生了解培养基的配制、菌种选育、灭菌、扩大培养接种、发酵过程和产品的分离、提纯等相关知识。 4．通过学生讨论、交流等活动，总结出发酵工程在医药工业和食品工业上的应用的知识。第壹课时 壹、设疑引出新课题 前面我们学习了有关微生物的代谢的内容，我们知道了微生物的代谢是指微生物细胞内所发生的全部的化学反应。在微生物的代谢过程中，会产生多种多样的代谢产物，如氨基酸、维
复习A 1. 发酵过程中异常现象（发酵液转稀、发酵液过浓、耗糖缓慢、pH不正常）处理措施？ （1）发酵液转稀：适时补入适当碳源或氮源促使繁殖新菌体； （2）发酵液过浓：补入10%无菌水，使菌液浓度下降、粘度下降，改善发酵条件； （3）耗糖缓慢：补入适量合适的氮源、磷盐，提高发酵温度、风量； 2. Monod(莫诺)方程表明了什么和什么的重要关系？简介Monod(莫诺)方程？ 比生长速率和生长基质浓度的关系。 内涵：当温度、pH恒定时，u随特定的S变化。 3. 补料分批发酵技术的特点, 与分批发酵，连续发酵的区别？ 特点：（1）由于机制的缓慢补入，既满足了微生物生长和产物合成的持续需要，又避免了由于基质过量引起的各种调控效应，从而能使产率获得很大提高； （2）补料技术本身提高：少次多量→少量多次→流加→微机控制流加； 区别：（1）区别于分批发酵技术：由于补加物料，补料分批发酵系统不再是封闭系统； （2）区别于连续发酵技术：补料分批系统并不是连续地向外放出发酵液，罐内的培养液体积（V）不再是个常数，而是随时间（t）和物料流速（F）而变化的变量（变体积操作）。 4. 通风发酵设备中的机械搅拌发酵罐必须满足的基本条件？ （1）发酵罐应具有适宜径高比； （2）能承受一定压力； （3）发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混合； （4）具有足够的冷却面积； （5）罐内应尽量减少死角； （6）搅拌器的轴封应严密。 5. 发酵液pH对发酵的影响包括哪些方面？ （1）影响酶活力； （2）影响细胞膜所带电荷的状态，改变膜的渗透性，影响对营养的吸收利用； 6. 比底物消耗速率方程？ Qs=Qsmax·S/Ks+S 7. 补料分批发酵的适用范围？ （1）高菌体浓度培养系统； （2）存在高浓度底物抑制的系统，通过添加底物降低抑制； （3）存在crabtree效应的系统； （4）受异化代谢物阻遏的系统； （5）利用营养突变体的系统； （6）希望延长反应时间或补充损失水分的系统。 8. 优良的发酵装置应具有的基本特征包括哪些内容？ （1）避免将需蒸汽灭菌的部件与其它部件连接，因为即使阀门关闭，细菌也可在阀门内生长； （2）尽量减少法兰连接，因为设备震动和热膨胀会引起连接处的移位，导致染菌，应全部焊接结构，消除积蓄耐灭菌物质； （3）防止死角、裂缝等一类情况，以避免固体物质在此堆积，形成使杂菌获得热抗性的环境‘ （4）发酵系统的某些部分应能单独灭菌； （5）与反应器相同的任何连接应采用蒸汽加以密封，取样口在不取样时也要一直通蒸汽； 9. 控制发酵过程pH的方法？ （1）培养基中适当添加生理酸性盐或生理碱性盐; （2）培养基中适当添加缓冲剂； （3）自动检控；
1发酵:把利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体或其代谢产物的过程统称为发酵。 2发酵工程：应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学 酶活性调节：是指一定数量的酶，通过其分子构象或分子结构的改变来调节其催化反应的速率。3为什么要采用高浓度微生物的培养？微生物液体发酵大都采用分批培养，这 种培养方式的缺点 是：发酵液中最终细 胞浓度不高。如果通 过改进工艺技术，使 发酵液中微生物细 胞增殖到很高的浓 度，那么，高浓度的 细胞将会产生高浓 度的发酵产物，这样 就可以大大提高发 酵设备的利用率，降 低生产成本。基于这 种目的，人们开始研 究微生物高细胞浓 度的培养技术。采用 高细胞浓度培养技 术，发酵液中菌体浓 度比分批式培养可 高10倍以上 高浓度细胞培养的 方法:1流加培养2 高细胞浓度连续培 养3菌体循环利用等 4四大工程:发酵工 程 ( Fermentation )2 酶工程 (蛋白质工 程) 3基因工程 4细 胞工程 5菌种：用于发酵过 程作为活细胞催化 剂的微生物，包括细 菌、放线菌、酵母菌 和霉菌四大类。 6具有生产价值的发 酵类型有五种：①微 生物菌体发酵；②微 生物酶发酵；③微生 物代谢产物发酵；④ 微生物的转化发酵； ⑤生物工程细胞的 发酵 7初级代谢产物：在
菌体对数生长期所产生的产物，是菌体生长繁殖所必需的。8液体深层发酵优点：①液体悬浮状态是很多微生物的最适生长环境。②在液体中，菌体及营养物、产物（包括热量）易于扩散，使发酵可在均质或拟均质条件下进行，便于控制，易于扩大生产规模。③液体输送方便，易于机械化操作。④厂房面积小、生产效率高，易进行自动化控制，产品质量稳定。⑤产品易于提取、精制等。因而液体深层发酵在发酵工业中被广泛应用。 9自然选育在生产过 程中，不经过人工处 理，利用菌种的自发 突变而进行菌种筛 选的过程 10诱变育种：就是人 为地利用物理或化 学等因素，使诱变对 象细胞内的遗传物 质发生变化，引起突 变，并通过筛选获得 符合要求的变异菌 株的一种育种方法。 11表型迟延现象：突 变基因的出现并不 等于突变表型的出 现，表性的改变落后 于基因型改变的现 象成为表型延迟现 象。 12原料：从工艺角度 来看，凡是能被生物 细胞利用并转化成 所需的代谢产物或 菌体的物料，都可作 为发酵工业生产的 原料。 13培养基灭菌的定 义：是指从培养基中 杀灭有生活能力的 细菌营养体及其孢 子，或从中将其除 去。工业规模的液体 培养基灭菌，杀灭杂 菌比除去杂菌更为 常用。 14灭菌与消毒的区 别：灭菌：用物理或 化学方法杀死或除 去环境中所有微生 物，包括营养细胞、 细菌芽孢和孢子。 消毒：用物理或化学
《发酵工程》复习资料 一、单项选择题 1、被现代誉为微生物学鼻祖、发酵学之父的巴斯德。 A、首次观察到大量活着的微生物； B、建立了单种微生物的分离和纯培养技术； C、阐明了微生物产生的化学反应本质； D、首次证明酒精发酵是酵母菌所引起的。 2、关于Pirt方程π＝a + bμ，不正确的有。 A、a=0、b≠0：可表示一类发酵； B、a≠0、b ≠ 0：可表示二类发酵； C、a=0、b≠0：可表示三类发酵； D、第二类发酵表明产物的形成和菌体的生长非偶联。 3、代谢参数按性质分可分。 A、物理参数、化学参数和间接参数； B、中间参数和间接参数； C、物理参数、化学参数和生物参数； D、物理参数、直接参数和间接参数。 4、关于菌种低温保藏的原理正确的有。 A、低于最低温度，微生物很快死亡； B、低于最低温度，微生物代谢受到很大抑制，并不马上死亡； C、高于最高温度，微生物很快死亡； D、低于最低温度，微生物胞内酶均会变性。 5、下列不是利用热冲击处理技术提高发酵甘油产量的依据的有。 A、酵母在比常规发酵温度髙10~20℃的温度下经受一段时间刺激后，胞内海藻糖的含量显著增加； B、Lewis发现热冲击能提高细胞对盐渗透压的耐受力； C、Toshiro发现热冲击可使胞内3-磷酸甘油脱氢酶的活力提高15~25%，并导致甘油产量提高； D、Lewis发现热冲击可使胞内3-磷酸甘油脂酶的活力提高15~25%，并导致甘油产量提高。 6、霉菌生长pH为5左右，因此染为多。 A、细菌； B、放线菌； C、酵母菌； D、噬菌体。 7、放线菌由于生长的最适pH为7左右，因此染为多 A、细菌； B、酵母菌； C、噬菌体； D、霉菌。 8、不是种子及发酵液无菌状况检测方法的有。 A、酚红肉汤培养基检测； B、平板划线； C、显微镜观察； D、尘埃粒子检测。 9、要实现重组大肠杆菌的高密度培养，最常用和最有效的方法就是。 A、反复分批培养； B、分批补料流加培养法； C、连续培养法； D、反复分批流加培养法。 10、微生物菌种的筛选最关键的是要找到一个合适的“筛子”，在耐高酒精浓度酿酒酵母的筛选中，这个“筛子”是。 A、平板培养基中高葡萄糖含量； B、种子培养基中高酒精含量； C、平板培养基中高酒精含量； D、发酵培养基中高酒精含量。 11、在摇瓶发酵法生产糖化酶实验中，糖化酶比酶活力单位应为。 A、U/mL粗酶液； B、U/g淀粉； C、U/g酶； D、U/mL培养基。 12、在反复分批发酵过程中，细胞回用操作必须在进行。 A、密闭条件下； B、无菌条件下； C、稳定条件下； D、任何条件下。 13、现代发酵工程采取的优化策略是。 A、高产量； B、高转化率； C、高产率； D、高产量、高得率和高生产强度的相对统一。 14、下列叙述正确的是。 A、在稳定期，细胞增加速度和死亡速度达到平衡，细胞浓度达最大，活细胞重量基本维持恒定； B、稳定期往往是微生物次级代谢产物大量产生的时期； C、在稳定期，细胞的能量贮备已消耗完，细胞开始死亡； D、在工业生产中，通常在对数生长期的末期或衰亡期开始之后结束发酵过程。 15、在微生物培养过程中，消耗的底物。 A、只用于菌体生长、菌体维持和产物生成； B、只用于菌体生长和产物生成； C、用于菌体生长、菌体维持和产物的生成，有的底物还与能量的产生有关； D、只用于菌体生长。 16、现代发酵工程采取的优化策略是。 A、高产量； B、高转化率； C、高产率； D、高产量、高得率和高生产强度的相对统一。
杨淑芳 （天津市农业信息中心，天津 ３００２０１） 摘 要： 发酵工程技术在农产品加工方面的应用越来越广泛，该文阐述了发酵工程的概念；论述了发酵工程在农产品加工方面的应用，提出了与生产实践相结合的实例；展望了发酵工程技术在农产品加工领域中的美好发展前景。 关键词：发酵工程；农产品加工 收稿日期：２００８－０４－０３ 作者简介：杨淑芳（１９５６－），女，高级工程师，研究方向为农业信息。 发酵工程是现代生物技术的组成部分，是采用现代发酵设备，使经优选的细胞或经现代技术改造的菌株进行放大培养和控制性发酵，获得工业化生产预定的产品。基因工程和细胞工程是生物技术的主要领域，是发酵工程、酶工程的基础；发酵工程和酶工程又是基因工程、细胞工程研究成果的实际应用，其中发酵工程占有重要位置。从生物工程的过程看，只有通过发酵工程，才能使由基因工程或细胞工程获得的某种目的菌种实现工业化生产，获得经济效益。可见，发酵工程是生物技术产业化的基础。生物技术中的基因工程、酶工程、单克隆抗体、生物量的转化等研究成果为发酵工程注入新的内容，使传统的发酵工艺焕发“青春”，赋予微生物发酵技术新的生命力，使微生物发酵制品不断增加，也使发酵工 程在制药业、食品工业和农产品加工业显示出强大的生命力。该文主要介绍发酵工程在农产品加工方面的应用。 １ 发酵工程在甜高粱茎秆加工上的应用 随着经济和社会的高速发展，能源的需求量越来越大。在国际国内石油价格不断上涨的情况下，世界各国都在积极探索利用可再生能源发展可再生的石油替代燃料。甜高粱茎秆发酵制取燃料乙醇是目前生物质能领域的研究热点之一。试验研究表明，甜高梁每年的乙醇产量为６１０６Ｌ／ｈｍ２，而号称太阳能最有效转化器的甘蔗只有４６８０Ｌ／ｈｍ２，玉米为２３９０Ｌ／ｈｍ２。甜高梁光合效率为大豆、甜菜和小麦等作物的２￣３倍。在生物能源系统中，甜高粱是第一位竞争者，是世界公认的高能作物。甜高粱同普通高粱一样，每亩地也能产出２００￣５００ｋｇ的粮食籽粒，但甜高粱的精华在于它亩产４０００￣５０００ｋｇ、富含１８％￣２４％糖分的茎秆。巴西政府自１９７５年开始用甜高粱发酵生产酒精，并提出一项以甘蔗、木薯、红薯、甜高粱为原料发酵生产酒精替代汽油的计划。美国从１９７８年开始进行甜高粱发酵生产酒精的研究，美国能源部还将甜高梁列为制取酒精的主要作物，他们计划用甜高粱逐渐取代玉米生产酒精。从１９８２年开始，欧洲开展了甜高梁的研究，首先估价了甜高粱作为一种有潜力的工业和能源作物的可能性，并于１９９１年在欧共体内成立了甜高粱网，在不同国家分工开展甜高梁研究。Ｗｙｍａｎ ［１］就中国北方的 发酵工程在农产品加工上的应用