名词解释
发酵工程：利用微生物，通过工程技术手段生产特定有用物质的生物工程技术体系。
厌氧发酵：不通空气条件下的微生物发酵。
深层培养：在液体深层培养基进行微生物发酵的纯种培养方法。
微生物转化产物：微生物代谢中，通过酶或酶系的生化反应，由某种化合物转化形成的含特殊功能基团的产物。
1. 实现生物细胞产物的工业化，必须经过〔〕阶段。
A.人化学工程
B.发酵工程
C.信息工程
D.基因工程
复习：1-2
2. 1928年弗莱明发现了能抑制葡萄球菌生长的（），但直到第二次世界大战期间才形成工业化规模的生产，被视为真正意义的现代（）工业。
3. 早期氨基酸的制造是用〔〕法。1964年我国利用（）法生产〔〕并实现大规模生产，被认为是现代发酵工业的重大突破。
A.人蛋白质水解
B.谷氨酸
C.发酵
D.转化
4. 发酵产物主要分以下几类：起催化作用的（）、与细胞生长代谢相关联的（）、可以用休眠细胞反应来获得的（），以及微生物本身的（）。
5. 尽管人们很早就使用发酵产品，但现代发酵工业建立的标志，却是上世纪40年代开始的〔〕生产。
复习：1-3
6.判断
( ) 深层培养是厌氧培养的一种形式。
( ) 微生物菌体本身不属于发酵产物。
( ) 酶固定化技术的应用得益于微生物转化技术的兴起。
( ) 发酵工程的下游加工是由多种化工单元操作组成的。
( ) 推动现代发酵工程的所谓定向育种，是指包括杂交育种、基因工程、细胞工程等在内的、按照预先设想，利用某种方法得到所需要特定性状的微生物或动植物细胞产品。
( )法国人巴斯德最早用显微镜证实了活酵母引起酒精发酵的现象，使人们用肉目艮看到了微生物的存在。
1.B
2.青霉素、发酵
3.A、C、B
4.酶、代谢产物、转化产物、菌体/细胞
5.抗生素
6. ××√√√×
名词解释
原生质体：脱去细胞壁的细胞，是重要的细胞工程、基因工程等技术操作的工具。
细胞膜：位于细胞壁内侧，包裹于细胞质外面的半渗透膜。
荚膜：某些细菌的细胞壁外包绕的一层粘液性物质，有着明显的边界。
芽孢：某些细菌在一定环境下因细胞质、核质脱水浓缩，在细胞内形成的圆形或椭圓形小体。
芽殖：通过成熟细胞的出芽来繁殖新个体，是真菌无性繁殖的方式之一。
病毒的复制：病毒借助宿主细胞、由病毒核酸控制合成子代核酸和蛋白质、装配成完整的病毒粒子后再释放到胞外的增殖方式。
复习：2-2
1．国际通用的微生物命名法是（），前面是（）名，后面是（）名。
2. 以下不属于原核细胞型微生物的是（）。
A.细菌
B.病毒
C.衣原体
D.支原体
3. 真核微生物与原核微生物的主要差别在于（）。
A．真核微生物没有细胞器 B.真核微生物无完整的核膜和核仁
C.真核微生物有细胞核和细胞器
D.真核微生物不能通过有丝分裂进行繁殖
4. 以下不属于细菌基本形态的是（）。
A.杆状
B.球状
C.盘碟状
D.螺旋状
5. 细茵的繁殖方式是〔〕。
A.无性孢子
B.有性孢子
C.菌丝断裂
D.无性二分裂
复习：2-3
6. 以下生产抗生素种类最多的菌是( )。
A.细菌
B.放线菌
C.酵母菌
D.霉茵
7. 青霉素的抗菌作用机理是（）。
A.破坏细胞膜结构
B.阻止细菌细胞核的分裂
C.干扰细菌DNA人复制
D.阻止细胞壁肽聚糖的形成
8. 大肠埃希菌的形状多呈现为（）。
A.杆状
B.球状
C.螺旋状
D.形状多变
9. 构成细菌细胞壁主要成分的是（），其网状结构由两种链组成，分别是氨基糖交替排列形成的（）和氨基酸组成的（）。
10. 革兰氏阳性菌和阴性菌的细胞壁均含有( )，不同的是阳性菌胞壁含有（），阴性菌胞壁含有（）。
1.拉丁双名法、属、种
2.B
3.C
4.C
5.D
6.B
7.D
8.A
11. 细胞内毒素的主要成分是（），对机体有致热作用。
12. 细茵的鞭毛与菌毛有何异同？
相同点：都是细菌细胞膜表面长出的丝状物
不同点：鞭毛较长，染色后在光镜下可见，是运动器官菌毛较细，须电镜观察，与细菌间的粘附性有关
13. 酵母菌细胞多为呈椭圓形的（），有时，其母细胞与子细胞会连成链状，称为（）。
14. 霉茵的营养菌丝和气生菌丝有何异同？
相同点：都是霉菌的菌丝体
不同点：基内菌丝伸入培养基内，吸取营养物气生菌丝长出培养基外，可生成孢子
复习：2-5
15.判断
( ) 所有微生物都必须借助于显微镜观察，无法用肉眼直接看见。
( ) 真茵具有无性繁殖和有性繁殖两个阶段。
( ) 放线菌属的放线菌只有气生菌丝和孢子，多为致病体。
( ) 孢子丝是放线菌营养菌丝顶端分化成孢子的菌丝。
( ) 对于产芽孢细菌，评判灭菌效果的依椐是看芽孢是否被杀灭。
( ) 细菌多形性是指细菌形态会因环境改变而改变的特性。
11.脂多糖 13.单细胞、假菌丝 15.×√××√√
作业
G+菌与G-菌在细胞壁组成上有什么主要不同？如果是破碎细胞，哪一个更容易一些？ (参见“补充教材之1：微生物基础，P5)
工业培养基有哪些类型，设计培养基应注意哪些问题？ (参见教材，P37)
名词解释
自然选育：利用菌种自发突变来选育菌种的育种方法。
野生型菌林：从自然界中分离得到的原始菌株。
纯种分离：从混杂的菌群落中分离单一菌落的过程。
营养缺陷型：因自身不能合成一种或几种生长因子、无法在基本培养基上生长的一类细胞生长类型。
菌种退化：因变异导致菌林生产性能下降的现象。
富集培养：在微生物培养中通过技术措施来使菌数量大量增殖的培养方式，通常是对某一类目标群体进行增殖。
光复活：紫外线照射造成的DNA损伤可以在可见光照射下经光激活酶的作用得到修复、并恢复正常的现象。
复习：3-2
1.从土壤中自然选育所需菌种通常包括四个基本步骤，依次是( ）、( )、（）、（）。
2.控制培养基碳源，并添加某些细胞生长抑制因子或促进因子，这样的培养基又称为〔〕培养基。
A．选择 B.完全 C.基本 D.合成
3.通过平板进行选择性分离的常用方法主要有：应用指示剂的 ( ）法、平板中添加不易溶解底物的（）
法、用营养缺陷型菌株做工具菌的〔〕法和使用抗生素敏感茵的〔〕法。
4.分离放线菌时，为抑制霉菌生长，可用哪种方法（）？
A．平板中添加链霉素 B.摇瓶中添加0.1%去氧胆酸
C. 平板中添加10%的酚
D.摇瓶放置于60℃下培养
复习：3-3
5.关于营养缺陷型菌株的筛选，哪种是正确的？（）
A.应使用完全培养基配制的平板
B.应使用基本培养基配置的平板
C.应使用补充培养基配制的平板
D.应使用添加了诱变剂的平板
5.常用的工业微生物菌种主要有四类，分别是生有假菌丝的 ( ）、被称为发霉真菌的（）、生有营
养菌丝的 ( ）和可产生芽孢的（）。
6.选择性分离以下目的菌时，应采用哪种平板培养方法：谷氨酸产生菌〔〕、产柠檬酸的黑曲霉〔〕、
青霉素酰化酶产生菌〔〕。
A．用淀粉作唯一碳源 B.溴百里酚蓝作指示剂
C. 含甘薯醪的滤纸
D.含6-氨基青霉烷酸敏
1.采样、富集培养、纯种分离、性能考察
2.A
3.变色圈、透明圈、生长圈、抑菌圈
4.C
5.C
6.酵母菌、霉菌、放线菌、细菌
7.B、C、D
7．原生质体融合操作指：将用酶法脱除（）的两种来源的原生质体进行( )混合于〔〕中，两种原生质体相互融合成新的原生质体后，再生出〔〕，发育成新的细胞。
A．差量混合 B.等量混合 C.细胞膜 D.细胞壁 E.融合诱导剂 F.融合诱变剂 G.融合缓沖剂
8．诱变育种的关键是：选择优异的出发（）、合适的( )和诱变剂量，以及合理的（）。
9．为什么说亚硝基胍是“超级诱变剂”？
因为亚硝基胍可导致细胞多次突变，并可诱发多基因并发突变和连锁突变，诱变效果好。
10．诱变育种原理是：利用( )处理微生物细胞，提高其 ( )频率，扩大（），以获得优良菌株。
复习：3-5
11.液氮超低温法保藏菌种时，必须先加入无菌的〔〕，分装菌悬液后立即〔〕，再以（）的速度冷却至（）后放入（）内。保藏期间应注意及时（）。
A．缓冲剂 B.保护剂 C.抽干 D.熔封 E.1℃/min F.10℃/min G.-25℃ H.-30℃
I．超低温冰拒 J.液氮罐 K.控制湿度 L.补充氮气
12.液氮罐保藏菌种的依椐是：菌体在添加〔〕后，在超低温条件下处于（）的状态，可长期保藏。
13．为什么诱变操作需要用玻璃珠？
为使待诱变的细胞能均匀接触诱变剂，提高诱变效果，应将细胞。
玻璃珠的作用是在细胞液中通过振荡将成团的细胞打散，获得均匀分散的细胞悬浮液。
复习：3-6
14．为什么说一般的自来水烧开后饮用是安全的？开水可以不经过灭菌而直接用来无菌培养吗？为什么？
通常，微生物细胞营养体在80℃下被杀死，100℃时大多数致病菌已经死亡，所以自来水烧开后饮用是安全的。不可以。
因为细菌的芽孢耐热达100℃以上，必须在高温下将芽孢彻底杀死后才能用于无菌培养。
15．进行工业微生物菌种保藏的前提条件是挑选优良的菌种，最好是〔〕和有利的〔〕环境。
16．判断
（）菌种选育的实质是微生物的遗传变异。
（）接种操作时，接种环在取菌的前后必须进行充分的灼烧，以防止染菌。
（）用平板选择性分离时，透明圏的大小，定性反映了待检菌林目标活性的高低程度。
（）选择放线菌，并抑制细菌的平板分离操作时，可使用可溶性淀粉十葡萄糖的双碳源培养基。
( ）为强化诱变，对野生菌林可用多种诱变剂交替诱变。
( ）用抗生素法淘汰野生型时，营养缺陷型因生长不良而被杀死，野生型则可以生长，达到筛选的目的。（）初级代谢和次级代谢都是相互关联的，细胞内所有次级代谢的原料都是初级代谢的产物
( ）诱变剂的使用量越高，正突变率就越大。
( ) 液蜡覆盖法保藏菌种是由于微生物菌林不能利用液蜡等烃类物质而代谢缓慢，以此来实现保藏目的。
7．D、B、E、D 8.菌体、诱变剂、诱变方法 10.诱变剂、突变频率、变异幅度
11.B、D、E、G、J、L 12.保护剂、代谢繁殖完全停止 15.休眠体、菌种休眠
名词解释
培养基能源：提供细胞生长最初能量来源的营养物质。
培养基碳源：用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的营养成分。
生理酸性物质：培养基中的无机氮成分，可被细胞迅速利用而产生酸性物质，并引起邱变化。
生长因子：调节细胞代谢、而细胞自身又不能合成的微量有机物。
前体物质：发酵中直接被结合到产物分子中，显著提高产物产量，自身基本结构没有变化的物质。
缓效碳：培养基中被茵体缓慢利用的碳源，主要包括二糖、多糖等。
复习：4-2
1.进行孢子繁育的培养基被称为（），这类培养基是（）状态；而用来进行细胞扩大培养以增加细
胞数量、提高细胞活性的培养基称为（）。
2.以下哪种物质可做为自养型菌的能源？（）
A．酵母膏 B.硫酸钠 C.维生素 D.葡萄糖
3.磷含量对谷氨酸发酵的影响很大，浓度过高时，则茵体转向合成〔〕含量过低又不利于〔〕。
4.碳源中最容易利用的糖是〔〕，可加速菌体生长，但其含量过多时会加速菌体呼吸，导致〔〕
降低，反而会抑制菌体生长。
5.酸是一种重要的维生素，其前体物质是〔〕。
A．烟酸 B.泛酸 C.硫胺素 D.对氨基苯甲酸
复习：4-3
6.淀粉、糖蜜、麦芽都是常用的微生物碳源，用做培养基成分时，一般都要先水解成（），再被细胞
吸收利用。
7.发酵过程中添加某些抑制剂，会提高目的产物的产量，例如在头孢菌素C发酵中加入〔〕，会抑制
头孢霉素N的产生，从而促进（）的合成。
A．乙硫氨酸 B.硫尿嘧啶 C.蛋氨酸 D.头孢菌素
8. 配制培养基需要依椐菌种的来源和生理生化特征，确定一般的( )，还要考虑各成分间的配比。例如，
当氮浓度（）时，容易引起菌体衰老、自溶；当氮浓度( )时，则会导致菌体生长旺盛，不利于产物积累。
9.天然培养基富含各类营养物质，适用于多种微生物，但不适用于( )型微生物的生长。
复习：4-4
10.培养基中的不同成分发挥着不同的作用，请分别指出以下各物质在发酵过程中的作用：
A.甲硫氨酸
B.甘氨酸
C.生物素
D.硫酸铵
( )可提高赖氨酸的产量，生产中常用黄豆水解液代替。
( )可使黑曲霉发酵中培养基阳下降并抑制杂菌生长。
( )是谷氨酸生产过程中必需加入的。
( )是1-丝氨酸的前体。
11. 以下哪种可以做微生物培养用无机氮〔〕？哪种常用做谷氨酸发酵用有机氮（）？哪种又被称为
速效氮〔〕？
A.玉米浆
B.硫酸铵
C.尿素
D.蛋白胨
12. 以下哪种物质是生理碱性物质？( )
A．硫酸铵 B.硫酸钠 C.硝酸钠 D.磷酸氢二钠
13.判断
( )种子培养的目的是扩大培养，故有时需要设置多级培养，且各级种子培养基的组分应一致。
( )微生物生长所需要的能源均来自于培养基中的各种营养成分。
( )分子态的氮是固氮微生物的唯一氮源。
( )有时，前体物质的浓度过高会产生毒性，所以一般是采用少量多次的添加方式。
( )发酵中，悔是许多重要酶的激活剂，并参与许多细胞结构物质的组成。
( )种子培养基应富含多种营养成分，总浓度越高越有利于茵体生长。
1.孢子培养基、固体、种子培养基
2.B
3.缬氨酸、菌体生长
4.葡糖糖、溶解氧
5.D
6.单糖
7.C、D
8.营养需求、低、高
9.自养 10.A、D、C、B 11.B、C、B 12.C
13.××√√××
复习：5-1
名词解释
灭茵：利用物理或化学方法杀死或除去环境中的所有微生物的过程。
湿热灭菌：利用高温饱和蒸汽使胞内蛋白凝固变性的灭菌方法。
过滤除菌：利用过滤介质除菌的灭菌方法。
1.培养基灭菌应遵循的原则是：既要（）又要尽可能（）的损失。
2.分别对含较多蛋白质和糖的培养基与含较多无机盐成分的培养基进行蒸汽灭菌，两者的温度应如何控制？
A．前者>后者 B.前者<后者 C.前者=后者
复习：5-2
3.分别对琼脂斜面培养基和摇瓶液体培养基进行蒸汽灭菌，两者的灭菌时间应如何控制？（）
A．前者>后者 B.前者<后者 C.前者=后者
4.有甲、乙、丙三种培养基，分别用于培养不同的微生物，其培养基的值各不相同，甲是
5.4，乙是7.2，丙是
6.5，其它营养成分大致相同，现分别对其进行蒸汽灭菌，请问三者的灭菌时间有何不同？（）A．甲〉乙〉丙 B.乙、甲〈丙 C.甲〈乙、丙 D.乙〈甲、丙 E.甲=乙=丙
5.微效生物的营养体、菌丝体、芽孢对热的敏感度均不同，一般来说，灭茵时间是以杀灭〔〕为灭菌标
6.在对发酵罐进行实效灭菌时，以下操作应按照的怎样步骤进行？（）
①向罐内装入培养基②引冷却水进夹套③引蒸汽入夹套④引无菌空气入罐内⑤打开排气阀⑥引蒸汽入罐内⑦排除罐内残留液体⑧关闭蒸汽入罐及夹套⑨调节排气阀在持续微排蒸汽的状态
A．①→③→⑥→⑦→⑨→②→④→⑤→⑧
B．⑦→①→③→⑥→⑤→⑨→④→②→⑧
C．⑦→①→⑤→③→⑥→⑨→⑧→②→④
D．⑤→①→②→③→④→⑥→⑨→⑧→⑦
复习：5-4
7.如下图所示，欲对发酵罐进行罐体灭菌（），在所有阀门均为关闭的初始状态下，进行如下阀门操作：排出罐内残留水开（）和（），然后关〔〕；
引蒸汽入夹套和罐内，升温排气依次开〔〕、〔〕和〔〕；
恒温恒压，维持一定时间调节（）、（）和（〕、（）至微开状态；
冷却降温，结束灭菌依次关〔〕、〔〕和〔〕，开 ( 〕、( 〕，
适时开( ），并调节( ）、( 〕.
8.简述：为什么新鲜的牛奶要采取短时间高温的灭菌方法？
答：培养基灭菌应遵循杀菌且減少对营养成分的破坏；温度升高，
菌体死亡的速率大于培养基成分破坏的速率；所以，高温短时间
的灭菌方式能在灭菌的同时，最大程度地减少营养成分的损失。
9.判断：
( ）在进行设备及管路的蒸汽灭菌时，为提高蒸汽压力，常常在蒸汽中加入适度比例的高压空气。
( ）实罐灭菌时，正确的操作是应使蒸汽同时进入罐体和夹套中，并注意控制进入罐内的蒸汽量。
( ) 实罐灭菌时，为避免染菌，应在停止进蒸汽后及时关闭所有阀门，使罐内与外界保持隔绝状态。
1．杀菌、减少营养成分 2.A 3.A 4.C 5.芽孢 6. C
7.F6 F2 F6 F5 F3 F4 F3 F4 F5 F2 F3 F4 F5 F7 F8 F1 F1 F2
9.×××
复习：6-1
名词解释
深层介质过滤：过滤介质的空隙大于被滤除颗粒的直径，颗粒因多种作用方式沉积在介质内的一种过滤方法。
空气过滤的临界速度：采用深层介质过滤时，惯性捕集作用接近于零时的气流速度。
空气加热灭菌：将空气加热至一定温度，并维持一定时间，杀灭空气中的微生物的方法。
惯性捕集：通过一定的气流速度，使气流中的颗粒因运动惯性沖撞、黏附在滤层纤维表面，从而达到滤除颗粒目的的一种过滤机制。
复习：6-2
1．空气中微生物存在的状态是〔〕。
A.附在颗粒上
B.自由漂浮
C.生长旺盛
D.无法繁殖
2.静电除菌的机制是使含有灰尘和（）等颗粒物的空气通过（），使气体产生( )现象，气体中的颗粒物成为（），被捕集于（）上，从而达到除茵的目的。
3.利用空气压缩热灭菌时，（）温度常需要达到220℃，并维持一定的（），保温〔〕左右，需要消耗较多的动力。
4.用于绝对过滤的介质常常是各种（），这些介质的孔径一般都小于（），为提高空气过滤效率，常需要事先除去空气中的（）。
复习：6-3
5.判断
( ) 各种过滤介质均需在干燥状态下才能保证较高的除菌效率。
( ）由于醋酸纤维滤膜等能够将空气中的微生物等颗粒阻截在介质层内，因此可以不必灭菌，直接用来作为空气过滤除菌的介质。
( ）深层介质过滤除菌时，气流速度越大，惯性捕集作用的效果就越差。
( ) 当气流速度较大时，布朗扩散机制不是深层介质过滤的主要作用方式。
( ) 静电除菌就是利用交流电场将带电颗粒吸引至电极板上来达到除菌的目的，通常是用来做初步除菌。
1.A
2.微生物、高压直流电场、电离、载电体、电极
3.空气、压力、15h
4.微孔滤膜、小于0.45um 油和水
5.√××√
复习：7-1
名词解释
种龄：种子的培养时间。
种子罐级数：备种子需要逐级扩大培养的次数。
接种量：入的种子液体积和接种后培养液体积之比。
种子制备：于休眠状态的保藏菌种经试管斜面活化、摇瓶和种子罐逐级放大培养，获得一定数量和质量的纯菌种过程。
压差接种：利用容器之间的压力差通过管道进行接种。
双种法接种：2个种子罐的种子接入1个发酵罐中的接种法。
倒种法接种：倒出适宜的发酵液一部分给另一个发酵罐做种子液的接种方法。
1.种时间宜选择为〔〕？
A.迟滞期
B.加速期
C.对数期
D.平衡期
复习:7-2
2.向发酵罐内接入种子液的常用方法有（）和 ( )两种方式，前者指将摇瓶内的菌丝或菌体在( )附近倒入发酵罐中，后者则通过密闭（）、利用（）来完成接种。
3.在进行放线菌的种子制备时，通常使用琼脂斜面以适合孢子的产生，但应注意控制培养基的〔〕。
（）较多时容易造成生理酸性环境，不利于菌体生长；而( )较多时又容易促进菌丝繁殖，不利于孢子形成。
A.氮源
B.温度
C.碳源
D.碳氮比
E.溶解氧
4.孢子的培养时间应控制在〔〕阶段时终止，( )结束培养的孢子会导致生产能力下降，而（）结束
培养的孢子则不适宜冷藏保存。
A．孢子长大 B.孢子成熟 C.过早 D.过晚
复习:7-3
5.判断
( ) 种子罐的级数越少，越有利于减少染菌的机会。
( ) 选择对数生长期做为接种时间，这是由于此时种子液中细胞的量最大。
( ）使用压差接种法时，接收罐内应保持负压，以利于接收种子液。
( ) 有时需要多级种子扩大培养才能进行发酵。采用二级种子罐扩大培养的称为“二级发酵”。
( ) 接种量越多，菌生长就越快，越有利于菌群快速完成对数生长期，增加产物的合成。
( ) 种子培养和发酵培养虽然是同菌种的培养过程，但其目的和工艺条件不同，因此不能在同一个罐内进行。
1.A
2.火焰接种、压差接种、火焰区、管道、压差
3.D、C、A
4.B、D、C
5．√××××√
复习:8-1V名词解释
通用式发酵罐：具有机械搅拌和压缩空气分布装置的发酵罐，又称机械搅拌发酵罐。
空气分布器：将无菌空气引入发酵罐内并分布均匀的装置。
气液比：气升式发酵罐的发酵液环流量与通风量之比。
1.大型机械搅拌通风发酵罐的罐内设有许多部件，例如和电机相连促进发酵液混合的（）、设置于罐壁
增强溶氧的 ( )、沉浸在发酵液中调控温度的（），满足发酵液氧需求的（），以及用于清洗维护的 ( )等。
2.消除发酵中产生的泡沫通常有（）和（）两类方法，前者是向发酵液中添加（），后者常使用破
3.搅拌器的工作特征是：（）的传动力通过与罐壁连接的 ( )传递到（）上，驱动（）在（）中旋转，起到打碎（），提高氧的（），促使发酵液充分（）。
4.机械式消沫器安装于发酵罐的（）上，如果要取得较好的消沫效果，需要提高搅拌轴的（）。
5.气升式发酵罐的结构特征是：没有（），主要依靠( )使液体循环，实现〔）混合。
6.衡量气升式发酵罐性能的参数有：描述发酵液环流量与通风量状况的（），和发酵液循环状况的（）。
7.自吸式发酵罐依靠机械（）吸气装置或液体（）吸气装置吸入（）空气，不需要（）提供加压
空气。
复习：8-3
8.以下图为例，请参考提示，指出生物反应器基本结构的名称和用途。
提示:A.向反应釜内传递搅拌动力
B.推动传质传热、促进反应
C.换热，保持反应温度
D.清洗、维修的通道
回答：名称用途
1 ( ) ( ）
2 ( ) ( )
3 ( ) ( )
4 ( ) ( )
复习：8-4
9.如图所示的搅拌器：（）是
( )式叶轮，粉碎气泡能力强，
（）是（）式叶轮，翻动流体能力强。
10.关于通气式发酵罐，以下说法, 错误的是（）。
A．机械搅拌发酵罐的通气量越大，溶氧效果相对越好。
B．气升式发酵罐的通气量越小，溶氧越差。
C．搅拌罐的空气分布器气孔朝上设置，有利于气泡的分散。
D．气液比一定时，通风量越大，环流量越大。
11.判断：
（）数目适当与位置合适的竖式冷却排管可以替代挡板。
（）发酵罐的进料口、补料口和接种口有着不同的用途，必须分别独立设置。
1.搅拌器、挡板、蛇管/列管、气体分布器、人梯
2.化学、机械、消泡剂、耙式/锯齿式
3.电机、轴封、搅拌轴、叶轮、发酵液、气泡、传质速率、混合
4.搅拌轴、转速
5.搅拌器、气体喷射、气液
6.气液比、循环周期
7.搅拌、喷射、无菌、空压机 8. 入孔D、夹套C、搅拌器B、传动装置A
9.A 、平叶、B、弯叶 10.C 11.√×
复习：10-1
名词解释
呼吸强度：单位重量干菌体在单位时间内的耗氧量。
比生长速率：单位质量微生物在单位时间内的生长速率。
菌体浓度：单位体积培养液中菌体的含量。
DO值：即溶氧浓度，指溶解在发酵液中的氧的浓度。
生长临界氧浓度：发酵过程中微生物的对发酵液溶解氧浓度的最低要求值。
临界菌体浓度：指发酵过程中摄氧速率和供氧速率相平衡时的茵体浓度。
半连续发酵：即补料分批发酵，指在微生物发酵过程中，间歇或连续补加一种或多种成分的新鲜培养基的培养技术。
复习：10-2
1.反复补料分批发酵是在〔〕补料分批发酵基础上，按一定比例（）放出一部分发酵液，使发酵液
体积〔〕发酵罐的操作容积。
A．连续 B.单一 C.间隔 D.不大于 E.不小于
2.哪一种关于菌体生长与产物形成关系的描述正确？( )
A.生长关联型的代谢物来源于微生物分解产能的次级代谢
B.生长无关联型的产物形成速度与细胞积累量无关
C.生长部分关联型产物合成阶段的菌体生长速率和基质消耗速率同步
D.生长无关联型菌体生长阶段菌体生长速率与基质消耗速率无关
3.临界菌体浓度是菌体（）和发酵罐（）特性的综合反映。
复习：10-3
4.发酵过程中菌浓的增加会对DO值带来何种影响，请简述。
答：菌浓的增加会导致培养液摄氧速率增加和黏度增大，黏度的增大会使发酵液中氧传递速率下降。在供养速率不变的前提下，随茵浓的增加，DO值会下降。
5.影响发酵液中氧饱和浓度的因素主要有三个因素：（）、 ( )的组成和（）。第一个因素依菌种
和代谢反应而定，不能轻易改动；第二个因素可通过起始时（）的培养液浓度或发酵中补入灭菌水以降低发酵液（）来调节；第三个因素可通过提高发酵罐（）或增加通气中的（）来改善，但这些方法都有局限性。
6.工业发酵中测菌浓的常用方法有：测定离心沉降物湿重的 ( ）、烘干至恒重的（）和用于澄清发酵
液非丝状菌的（）。
7.基质浓度对发酵影响主要表现在（）生长、（）形成和（）特性等。一般来说，当基质浓度较
低时，菌体的比生长速率与（）成正比；过高的基质浓度会带来多方面的影响，如细胞会因（）而产生脱水现象导致细胞生长不好，也会因营养丰富而生长旺盛进而导致发酵液（）增加，传质状况变（），或者出现产物合成的（）现象，最终对产物合成不利。
8.青霉素发酵中应控制葡萄糖流加速度，这是因为：〔〕
A．加入过快易使菌体相对缺氧 B.加入过慢易使产生酒精
B．加入过多易使值升高 D.加入过少易使菌生长旺盛
9.发酵过程中，变化的一般规律是〔〕
A.生长初期pH为酸性
B.生产阶段pH比较稳定
C.生长末期pH下降
D.生长初期pH不断上升
复习：10-5
10.补料分批培养的两个阶段分别指的是：发酵液体积不变的 ( ）阶段和发酵液体积增加而菌体数量、
质量不变化的〔〕阶段。
11.判断：
( ）补料分批发酵中，菌体浓度最大的时候也是产物生成量最多的时候。
( ) 消沫剂的作用是降低发酵液膜表面张力，使其无法形成泡沫。
( ）当发酵过程中出现噬菌体染菌时，应立即中止染菌罐的发酵，将染菌部分的培养基重新灭菌再接种发酵。
( ) 发酵菌生长最适00不一定就是产物合成最适pH。
( ) 发酵液中溶解氧的测定一般使用可在线传送电信号的玻璃氢电极。
1.B、C、D
2.C
3.遗传、传氧 5.温度、溶液、氧分压、较稀、黏度、压力、氧含量
6．离心称湿重法、干重法、浊度法 7.菌体、产物、发酵液、基质浓度、高渗透压、黏度、差、阻遇8．A 9.B 10.菌体生长、产物合成 11.×√×√×
微生物生物技术重点 第一章 1 发酵的概念 传统概念：指酵母作用于果汁或发芽谷物，进行酒精发酵时产生CO2的现象。 生物学概念：发酵是指微生物在无氧条件下分解代谢有机物质释放能量的过程。（生化）工业生物学家概念：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 现代概念：培养生物细胞（含动植物和微生物）来制取产物的所有过程 2 生物工程（Microbial engineering ）是利用微生物的特定性状和功能，通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用于工业化生产的技术体系；是将传统发酵与现代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现代发酵技术。 发酵工程的发展简史 1、传统的发酵时期——天然发几千年 酒（古埃及龙山文化）啤酒、黄酒、酱油、泡菜等 特点 多数产品为嫌气性发酵 非纯种培养 单凭经验传授技术，使产品质量不稳定 （不了解微生物与发酵的关系） 2、近代发酵工程时期——纯培养技术 1665 英国物理学家Robert Hooke（罗伯特·胡克）细胞壁 1680 荷兰列文·虎克(Antonie vanLeeuwenhoek) 活细胞人类认识到微生物的存在 特点 多数产品为嫌气性发酵 非纯种培养 单凭经验传授技术，使产品质量不稳定 （不了解微生物与发酵的关系） 由天然发酵阶段转向纯培养发酵（第一次转折 过程特点 产品的生产过程较为简单，对生产要求不高，规模不大 3、近代发酵工程时期——深层培养技术 出现于20世纪40年代，以抗生素的生产为标志青霉素的发现与大量需求 表面培养法(surface culture) 效价40U/mL，纯度20%，收率30% 二战期间，青霉素发酵生产成功 青霉素发酵生产的成功，给发酵工业带来两大功绩： 开拓了以青霉素为先锋的庞大抗生素发酵工业 建立深层培养法（submerged fermentation），把通气搅拌技术引入发酵工业。它使得需氧菌的发酵生产从此走上了大规模工业化生产途径。通气搅拌液体深层发酵技术是现代发酵工业最主要的生产方式 机械搅拌通气发酵技术的建立是第二次转折 4、近代发酵工程时期——代谢控制发酵技术 定义：以动态生物化学和微生物遗传学为基础，将微生物进行人工诱变，得到适合于生产某种产品的突变株，再在人工控制的条件下培养，即能选择性地大量生产人们所需要的物
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。
发酵工程重点
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
啤酒 啤酒概念：啤酒是以优质大麦芽为主要原料，啤酒花为香料，经过制麦芽、糖化、发酵等工序制成的富含营养物质和二氧化碳的酿造酒。 啤酒的分类 1、据工艺分类 可分两大类： 以德国、捷克、丹麦、荷兰为典型的下面发酵法啤酒； 以及以澳大利亚、新西兰、加拿大等的上面发酵法啤酒。 2、根据是否巴氏灭菌 分为：生啤酒/熟啤酒 3、根据麦芽度 可分为：8o啤酒/10o啤酒/12o啤酒/14o啤酒/18o啤酒 4、根据色泽 可分为：黑啤酒/黄啤酒/淡色啤酒 啤酒作用：含二氧化碳，饮用时有清凉舒适感，促进食欲。 啤酒花含有蛋白质、维生素、挥发油、苦味素、树脂等，具有强心、健胃、利尿，镇痛等医疗效能，对高血压病、心脏病及结核病等均有较好的辅助疗效。产妇喝啤酒，以增加母体乳汁，使婴儿得到更充分的营养。 适量饮用啤酒对心脏和高血压患者亦有一定疗效。 啤酒是夏秋季防暑降温解渴止汗的清凉饮料，据医学和饮料专家们研究，啤酒含有4%的酒精，能促进血液循环。过度饮用冰冻啤酒伤脾胃，加重体内湿气，影响健康。 啤酒酿造对大麦质量的要求 1．感官 （1）色泽：良好大麦有光泽，淡黄；受潮大麦发暗，胚部呈深褐色；受霉菌侵蚀的大麦则呈灰色或微兰色 （2）气味：良好大麦具有新鲜稻草香味 （3）谷皮：优良大麦皮薄，有细密纹道 （4）麦粒形态：以短胖者为佳 （5）夹杂物：杂谷粒和沙土等应在2%以下 2．物理检验 （1）千粒重：以无水物计千粒重应为30~40g （2）麦粒均匀度：按国际通用标准，麦粒腹径可分为2.8、2.5、2.2mm三级 （3）胚乳性质：胚乳断面可分为粉状、玻璃质和半玻璃质三种状态 3．化学检验 （1）水分：原料大麦水分不能高于13%，否则不能贮存，易发生霉变，呼吸损失大（2）蛋白质：蛋白质含量一般要求为9~12%，蛋白质含量高，制麦不易管理，易生成玻璃质，溶解差，浸出物相应的低，成品啤酒易浑浊 （3）浸出物：间接衡量淀粉含量的方法，一般为72~80% 4．酿造大麦的质量标准：1986年正式制定和通过了啤酒大麦国家标准，编号为QB—1416—87
《发酵工程》课程教学改革与实践 摘要：《发酵工程》课程是生物工程专业的一门核心课，该课程内容丰富、涉及面广、实践性强。针对课程的特点，从教学内容整合、教学手段优化和教师素质提高，以及实践教学体系的建立等方面思考与探索该课程教学思路，提高学生学习本门课程的积极性和实践能力，获得了良好的效果。 关键词：发酵工程教学改革实践教学 中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0140-02 生物技术是当前世界最前沿的科学技术，目前正以前所未有的深度和广度迅速发展。发酵工程在生物技术中扮演着产业化的关键角色。生物技术的迅速发展对科学技术人才的培养提出了更高的要求，需要具有扎实的理论基础、又有一定的实践技能的高素质人才。《发酵工程》生物工程和生物技术专业的一门核心课，在专业课程体系中起着承上启下的作用，其教学体系的合理编排和设置对生物工程专业的人才培养起着至关重要的作用。我们仅就14年来的《发酵工程》授课实践，结合其他兄弟院校的教学经验谈谈感悟。 1 精选教学内容，整合课程体系
1.1 精选教学内容 河南科技学院（后简称我校）生物工程专业的《发酵工程》课程是在修完微生物学、生物化学和化工原理等课程之后，本科三年级第一学期开设，与《生物分离工程》、《生化工程》和《生物工程设备》同期开设，《酶制剂》、《酒类工艺学》和《生物制药》等专业课程在其后开设。生物工程各专业核心课程之间的知识具有较高关联性，教学过程中避免与其它课程交叉重复。我校每四年进行一次本科培养方案的修订，在参与的制定2005年、2009年和2013年新修订的教学大纲中，《发酵工程》课程的课时由72学时不断被压缩为现在的48学时。如何在有限的课时内使学生掌握发酵工程最基本的内容，提高他们在实践中分析问题、解决问题的能力，并为今后的发展打下坚实的基础，是《发酵工程》教师需要认真思考的问题。我们的《发酵工程》授课内容提炼为：以发酵工业过程共性环节为主线，按照发酵工艺过程串联为菌种―培养基―种子扩培―发酵过程控制一条主线。发酵工程的教学中还应对发酵企业经济效益的评价方法和体系进行分析和阐述；同时经济学的知识和理论体系比较宽泛，只需结合发酵工厂的实际有选择地讲授，做到重点突出，详略得当。 基于此将发酵工程教学内容从章节编排上为：绪论（2学时），工业微生物（4学时），微生物发酵机理（4学时），
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
●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。
第一章，绪论 一、填空： 微生物工程可分为发酵和提纯两部分，其中以发酵为主。 化学工程与发酵工程的本质区别在于化学工程利用非生物催化剂，发酵工程利用生物催化剂---酶。 二、判断： 发酵产品是经微生物厌氧生物氧化过程获得的。错 三、课后思考题： 1、发酵的定义：利用微生物的新陈代谢作用，把底物（有机物）转化成中间产物，从而获得某种工业产品。（工业上定义、广义、有氧无氧均可） 2、发酵流程： 3、比拟放大的基本过程：斜面菌种－摇瓶试验(培养基、温度、起始pH值、需氧量、发酵时间)－小型发酵罐－中试－大规模工业生产 4、发酵工程的发展经历了哪几个阶段？ 1.）自然发酵时期 2）纯培养技术建立(第一个转折期) 3）通气搅拌的好气性发酵工程技术建立(第二个转折期) 4）人工诱变育种与代谢控制发酵工程技术建立(第三个转折期) 5）发酵动力学、连续化、自动化工程技术的建立(第四个转折期) 6）生物合成和化学合成相结合工程技术建立(第五个转折期) 5、微生物工业发展趋势 1）、几个转变 分解代谢→合成代谢 自然发酵→人工控制的突变型发酵→代谢控制发酵→通过遗传因子的人工支配建立的发酵（如工程菌） 2）、化学合成与生物合成相结合 3）、大型、连续化、自动化发酵 发酵罐的容量可达500t，常用的也达20-30t。 4）、人工诱变育种和代谢控制发酵
微生物潜力进一步挖掘，新菌株、新产品层出不穷。 5）、原料范围不断扩大 石油、植物淀粉、天然气、空气、纤维素、木质素等 6、举例说明微生物工业的范围 酿酒工业（啤酒、葡萄酒、白酒） 食品工业（酱、酱油、食醋、腐乳、面包、酸乳） 有机溶剂发酵工业（酒精、丙酮、丁醇） 抗生素发酵工业（青霉素、链霉素、土霉素等） 有机酸发酵工业（柠檬酸、葡萄糖酸等） 酶制剂发酵工业（淀粉酶、蛋白酶等） 氨基酸发酵工业（谷氨酸、赖氨酸等） 核苷酸类物质发酵工业（肌苷酸、肌苷等） 维生素发酵工业（维生素B12、维生素B2等） 生理活性物质发酵工业（激素、赤霉素等） 名贵医药产品发酵工业（干扰素、白介素等） 微生物菌体蛋白发酵工业（酵母、单细胞蛋白） 微生物环境净化工业（利用微生物处理废水等） 生物能工业（沼气、纤维素等天然原料发酵生产酒精、乙烯等能源物质） 微生物治金工业（微生物探矿、治金、石油脱硫等） 第二章发酵基础知识 1、写出生产以下产品的主要菌种： 啤酒（啤酒酵母）、黄酒（霉菌（根霉、曲霉）、酵母菌、细菌）、味精（谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌）、柠檬酸（黑曲霉）、食醋（霉菌、酵母菌、醋酸菌）、酸奶（乳酸菌（保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、乳酸链球菌）） 2、发酵工艺控制中，主要应监控温度、pH值、溶解氧、 泡沫、氧化还原电位等。 3、概念：单菌发酵: 现代发酵工业中最常见，传统发酵工业中很难实现。 混合菌发酵: 自然发酵和人工接种发酵 液态发酵: 发酵基质呈流动状态，如啤酒发酵、柠檬酸发酵等。 固态发酵: 发酵基质呈不流动状态。如固态酱油发酵、米醋发酵、大曲酒（白酒）发酵等。半固态发酵: 发酵基质呈半流动状态，如黄酒发酵、传统稀醪酱油发酵等。 4、发酵产品主要类型 微生物菌体、代谢产物、酶 5、如何理解：传统工艺，原料决定菌种；现代工艺，菌种决定原料？ 传统工艺，原料决定菌种：传统工艺中，发酵原料是一种选择培养基。 传统工艺就是利用这种选择作用，把自然界带入的各种野生菌，在发酵基质上进行选择富集培养，这些微生物生长和代谢的结果可生产出有特殊风味的食品。 现代工艺，菌种决定原料：在使用纯种发酵剂前，我们必须对原料进行灭菌，以防止其他杂菌对发酵的干扰。 6、发酵产品主要有哪些附加值 1）发酵有利于食品保藏食品发酵后，改变了食品的渗透压、酸度、水的活性等，从而抑制了腐败微生物的生长，有利于食品保藏。 2）发酵产品有保健作用有些食品经过微生物发酵后，不仅能产生酸类和醇类等，还能产生某些抗菌素可抑制致病菌和肠内腐败菌。
一、发酵工程与传统酿造、化学工程相比特点是：发酵是生物体自身进行的反应 与传统酿造相比： 1、发酵过程以生命体的自动调节方式进行，数十个反应过程能够在发酵设备中 一次完成； 2、反应通常在常温常压下进行，条件温和，耗能少，设备较简单； 3、原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，可以是农副产品、工业废水或可 再生资源，微生物本身能有选择地摄取所需的物质； 4、容易生产复杂的高分子化合物，能高度选择地在复杂化合物的特定部位进行 氧化、还原、官能团引入或去除等反应； 5、发酵过程中需要防止杂菌污染，大多情况下设备需要进行严格的冲洗、灭菌， 空气需要过滤等。 二、与化学工程相比（发酵工程的一般特征）： 1）作为生化反应，通常在常温常压下进行，因此没有爆炸之类的危险，各种设备都不必考虑防爆问题，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，只要不含毒物，一般无精制的必要，微生物本身就有选择地摄取所需物质；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，在称为发酵罐的单一设备内很容易地进行； 4）能够容易地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，能高度选择性地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 8）通过微生物的菌种改良，能够利用原有生产设备使生产飞跃上升。 三、微生物发酵技术反应过程中的特点： 1、条件通常温和（常温、常压、弱酸、弱碱）。 2、原料来源广泛，以糖、淀粉等碳水化合物为主。 3、反应以生命体的自动调节方式进行，单一反应器内进行。 4、发酵产品（多为小分子产品，也容易生产出复杂的高分子化合物） 5、高度选择性地进行复杂化合物在特定部位的反应。 6、生产发酵产物的微生物菌体本身也是发酵产物（发酵液一般对生物体无害）。 7、防止污染（灭菌是发酵成败的关键）。 8、改良微生物菌种（提高生产水平；菌种是发酵的根本因素）。 四、微生物发酵技术发展历史过程及特点： 1、自然发酵（天然发酵）：厌氧发酵、非纯培养、产物稳定性差（酒、醋、酱油）。 2、纯培养技术建立：纯培养无菌操作技术建立、密闭发酵罐、表层培养、显微镜诞生及微生物发现（甘油、丙酮、丁醇等初级代谢产物）。 3、通气搅拌大规模发酵技术建立：好氧发酵、发现青霉素（次级代谢产物）。 4、代谢控制发酵技术：生产谷氨酸，菌种经遗传育种、人工诱变等控制其代谢途径得到所需的代谢终产物（氨基酸、某些抗生素）。
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；
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
发酵工程课后思考题 第一章绪论 1、发酵及发酵工程定义？ 答：它是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。由于它以培养微生物为主，所以又称为微生物工程。 2、发酵工程基本组成部分？ 答：从广义上讲分为三部分：上游工程、发酵工程、下游工程 3、发酵工业产业化应抓好哪三个环节？ 答：发酵工程产业化就是将有关应用微生物的科学研究成果转化为发酵产品，并投向市场的过程。 三个环节：投产试验、规模化生产和市场营销。 ①投产试验：涉及到”上、中、下三游”工作，即研究成果的验证、小试、中试和扩大试验。 ②规模化生产：值得注意的是产品质量问题，其检测必须符合相应产品标准。 ③市场营销：市场开拓对技术本身影响不大，但参与市场竞争却是产业化成败的决定因素。 4、当前发酵工业面临三大问题是什么？ 答：菌种问题 纯种，遗传稳定性，安全，周期短、转化率高产率高抗污染能力强：噬菌体、蛭弧菌； 合适的反应器 生产规模化原料利用量大，并且具有一定选择性，节能，结构多样化、操作制动化，节劳力。 基质的选择 价廉原料利用量大，并且具有一定选择性易被利用、副产物少，满足工艺要求。 5、我国发酵工业应该走什么样的产业化道路？发酵过程的组成部分？ 答第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段 典型的发酵过程可划分成六个基本组成部分： （1）繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份设定； （2）培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌； （3）培养出有活性、适量的纯种，接种入生产容器中； （4）微生物在最适合于产物生长的条件下，在发酵罐中生长； （5）产物分离和精制； （6）过程中排出的废弃物的处理。 第二章菌种的来源(1) 1、自然界分离微生物的一般操作步骤？ 答：标本采集，预处理，富集培养，菌种分离（初筛，复筛），发酵性能鉴定，菌种保藏 2、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集？ 答：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 3、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 答：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称为自然选育。 意义：自然选育是一种简单易行的方法，可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施。 4、诱变育种对出发菌株有哪些要求？
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。
发酵工程》理论教学大纲 一、课程说明 课程编号： 学时：64 学分数：4 适用专业：生物技术及应用 课程类型：必修课 先修课程：生物化学、微生物学 二、课程教学目的与要求： 《发酵工程》课程是生物技术专业的必修课。通过本课程的学习，使学生在生物化学、微生物学等课程的基础上，系统的掌握发酵工程的基本理论、基本知识和基本技能，建立较深刻的微生物学观点，形成科学的思维方式。同时要求学生能了解现代发酵工程理论和技术的新发展。 三、课程教学基本内容及学时分配 第一章绪论（2学时） 知识点：发酵工程的概念；发酵工程的发展简史；发酵工程的基本内容；发酵工程的后处理。重点：发酵的概念；发酵工程简史；发酵工程的应用。 难点：发酵工程的一般过程。 学生掌握要点：发酵工程的发展史中四个时代和发酵工程应用领域。 第二章工业发酵菌种的选育（4 学时） 知识点：菌种的来源；发酵高产菌种选育；菌种退化和菌种保藏。 重点：微生物选择性分离；自然选育和诱变育种。 难点：诱变育种的方法。 学生掌握要点：自然选育和诱变育种技术。 第三章工业发酵培养基（2 课时）
知识点：发酵营养基质的组成；工业发酵中营养基质的种类；工业发酵中营养基质的选择；工业发酵中营养基质的配制方法。 重点：掌握工业发酵用培养基的要求、培养基的构成以及培养基各组分的作用；掌握影响培养基质量的因素及控制措施；熟悉淀粉糖的制备原理、方法和工艺过程。 难点：影响培养基质量的因素及控制措施；淀粉糖的制备原理、方法和工艺过程。第四章工业发酵过程灭菌（4 课时）知识点：常用的灭菌方法；培养基与发酵设备的灭菌；空气除菌。 重点：掌握微生物热死动力学；掌握影响灭菌效果的因素及控制方法；重点掌握分批灭菌和连续灭菌的工艺过程及操作要点；掌握空气介质过滤除菌的工艺过程。 难点：无菌空气的制备方法和要点。 学生掌握要点：分批灭菌和连续灭菌的工艺过程及操作要点；无菌空气的制备方法和要点。 第五章种子扩大培养（2 课时）知识点：种子制备工艺，影响种子质量的因素重点：影响种子质量的因素，工业发酵种子扩大培养的工艺过程及操作要点。难点：影响种子质量的因素。 学生掌握要点：影响种子质量的因素，工业发酵种子扩大培养的工艺过程及操作要点。第六章发酵罐及其附属设备（4 课时）知识点：需氧发酵罐，嫌气发酵罐，表面培养设备，发酵设备的清洗与检修，发酵罐选型 注意事项。重点：理解气升式发酵罐、自吸式发酵罐、酒精和啤酒发酵罐的结构、工作原理和特 点； 理解表面培养设备类型、特点和工作原理；理解发酵罐选型注意事项；掌握通用式发酵罐的结构、工作原理。 难点：理解气升式发酵罐、自吸式发酵罐、酒精和啤酒发酵罐的结构、工作原理和特点；理解表面培养设备类型、特点和工作原理；理解发酵罐选型注意事项。 学生掌握要点：理解气升式发酵罐、自吸式发酵罐、酒精和啤酒发酵罐的结构、工作原理和特点；理解表面培养设备类型、特点和工作原理；理解发酵罐选型注意事项；掌握通用式发酵罐的结构、工作原理。 第七章发酵工艺控制（24 课时）知识点：工业发酵的主要类型；营养基质和菌体浓度的影响及其控制；溶解氧浓度对发酵的影响及控制；pH的影响及其控制；温度的影响及其控制；二氧化碳对发酵的影响及控制；泡沫的影响和控制；发酵异常现象及染菌分析；染菌对发酵的影响及防治；发酵终点的判断；发酵的过程的自动控制。 重点：发酵条件的影响及其控制；泡沫对发酵的影响及其控制；发酵终点的判断与自溶的监测；发酵染菌的分析、染菌污染的途径和防止染菌。