《发酵工程原理与技术》课程复习提纲及习题集

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。

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。

发酵⼯程章节复习资料第⼀章绪论1、发酵及发酵⼯程的概念1、传统发酵最初发酵是⽤来描述酵母菌作⽤于果汁或麦芽汁产⽣⽓泡的现象，或者是指酒的⽣产过程。

2、⽣化和⽣理学意义的发酵指微⽣物在⽆氧条件下，分解各种有机物质产⽣能量的⼀种⽅式，或者更严格地说，发酵是以有机物作为电⼦受体的氧化还原产能反应。

如葡萄糖在⽆氧条件下被微⽣物利⽤产⽣酒精并放出CO2。

3、⼯业上的发酵泛指利⽤微⽣物制造或⽣产某些产品的过程包括：1. 厌氧培养的⽣产过程，如酒精，乳酸等。

2. 通⽓（有氧）培养的⽣产过程，如抗⽣素、氨基酸、酶制剂等。

产品有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等。

发酵⼯程（Fermentation Biotechnology）: 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。

2、发酵⼯程技术的发展⼤致可分为哪⼏个阶段，每段的技术特点是什么？1. ⾃然发酵时期:嫌⽓性发酵⽤于酒类酿造，好⽓性发酵⽤于酿醋、制曲。

2. 纯培养技术的建⽴：⼈⼯控制环境条件使发酵效率迅速提⾼。

3.通⽓搅拌好⽓发酵过程技术的建⽴：从分解代谢转为⽣物合成代谢，可以利⽤微⽣物合成积累⼤量有⽤的代谢产物。

4.⼈⼯诱变育种与代谢控制发酵⼯程技术的建⽴：遗传⽔平上控制微⽣物代谢。

5. 发酵动⼒学、发酵⼯程连续化、⾃动化⼯程：以数学、动⼒学、化⼯原理等为基础，通过计算机实现发酵过程的⾃动化控制的研究，使发酵过程的⼯艺控制更为合理。

6. 微⽣物酶反应⽣物合成与化学合成反应结合⼯程技术：可⽣产许多过去不能⽣产的有⽤物质。

3、发酵⼯业的应⽤范围1. 酿酒⼯业（啤酒、葡萄酒、⽩酒）2. ⾷品⼯业（酱、酱油、⾷醋、腐乳、⾯包、乳酸）3. 抗⽣素⼯业（青霉素、链霉素、⼟霉素）4. 有机酸⼯业（柠檬酸、葡萄糖酸）5. 酶制剂⼯业（淀粉酶、蛋⽩酶）6. 氨基酸⼯业（⾕氨酸、赖氨酸）7. 核苷酸发酵⼯业(肌苷酸、肌苷)8. 有机溶剂⼯业（酒精、丙酮）9. 维⽣素⼯业(VB2、VB12)10.⽣物能源⼯业（沼⽓、⽣物柴油）11.环境保护产业（废⽔⽣物处理）12.⽣理活性物质发酵⼯业（激素）13. 冶⾦⼯业(微⽣物探矿、⽯油脱硫)14.微⽣物菌体蛋⽩发酵⼯业（酵母、单细胞蛋⽩）4、发酵⼯业的特点与化学⼯程相⽐，发酵⼯程具有以下特点：1、发酵过程是极其复杂的⽣物化学反应，与微⽣物细胞息息相关2、通常在常温常压下进⾏，反应安全，需求条件也⽐较简单3、发酵醪（包括固相、液相、⽓相，还含有活细胞体或菌丝体），属⾮⽜顿流体，其特性影响因素很多，对发酵⼯程都有关联4、具有严格的灭菌系统，以防⽌杂菌污染如空⽓除菌系统、培养基灭菌系统、设备的冲洗灭菌等5、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，在同⼀发酵罐内进⾏6、后处理阶段，为了适应菌体与发酵产物的特点，需采取⼀些特殊的⼯艺措施并选⽤合适的设备。

《发酵工程工艺原理》复习思考题第一章复习思考题1．什么是初级代谢产物？什么是次级代谢产物？次级代谢产物主要有哪些种类？初级代谢：指微生物的生长、分化和繁殖所必需的代谢活动而言的。

初级代谢过程所生成的产物就是初级代谢产物。

次级代谢：是指非微生物生命活动所必须的代谢活动而言，也就是说这种代谢对微生物的生长、分化和繁殖关系不大，生理功能也不十分清楚，但可能对微生物的生存有一定价值。

次级代谢过程所生成的产物就是次级代谢产物。

通常在细胞生成的后期形成。

次级代谢产物有抗生素、生物碱、色素和毒素等。

2．典型的发酵过程由哪几个部分组成？发酵产物包含哪几类？发酵过程组成：（1）菌种活化与扩大培养；（2）发酵与酿造原料前处理及培养基制备；（3）发酵与酿造操作方式；（4）产物分离、提取与后加工。

发酵产物：（1）菌体或菌体部分成分；（2）初级代谢产物如醇、酸、糖、蛋白质等；（3）次级代谢产物如抗生素、色素等第二章复习思考题1．发酵工业用菌种应具备哪些特点？（1）能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并能高产和稳产所需的代谢产物。

（2）可在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵，且所需的酶活性高。

（3）生长速度和反应速度快，发酵周期短。

（4）副产物尽量少，便于提纯，以保证产品纯度。

（5）菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。

（6）对于用作食品添加剂的发酵产品以及进行食品发酵，其生产所用菌种必须符合食品卫生要求。

2．什么叫自然突变和诱发突变？诱变育种的实质是什么？（1）自然状况下发生的突变称为自然突变或自发突变；人为地用物力或化学因素诱发的突变叫诱发突变。

（2）用各种物理、化学的因素人工诱变基因突变进行的筛选。

3．突变分为哪两种类型，举例说明。

（1）点突变：碱基对置换和移码；（2）染色体畸变：在染色体上发生大的变化，如断裂、重复、缺失、易位和染色体数目变化等结构变化。

4．何为转化、转导、DNA体外重组技术？举例说明在发酵工业中的应用。

《发酵工程原理与技术》习题集问答题1、发酵工业有何特点？简述发酵生产过程的主要环节。

2、工业用微生物的要求在哪些？试举例说明微生物要工业中的应用。

3、工业生产中使用的微生物为什么会发生衰退？菌种衰退表现在哪些方面？防止菌种衰退的措施有哪些？4、在菌种扩大培养中，就注意哪些事项？5、影响种子质量的因素有哪些？如何控制种子的质量？6、配制发酵培养基时应注意哪些问题？本着什么原则进行配制？7、发酵培养基的碳氮比对菌体的生长和产物的生成有何影响？8、请列出适用于发酵培养基灭菌的方法，并比较其各自的优缺点。

9、某制药厂现有一发酵罐，内装80t发酵培养基，在121℃温度下进行实罐灭菌。

如果每毫升培养基中含有耐热的芽孢数为2*107个，121℃时灭菌速度常数为0.0287S-1.请部灭菌失败概率为0.001时所需的灭菌时间是多少？10、请列出空气除菌的方法，并比较各种方法的优缺点。

11、影响空气过滤除菌效率的因素有哪些？12、比较两级冷却除菌流程、冷热空气直接混合除菌流程、高效前置过滤除菌流程的优缺点和适用场合，并分析原因。

13、解释氧在发酵液中的传质阻力和气体溶解过程的双膜理论。

14、说明影响氧传递速率的主要因素和效果。

15、比较酵母菌的酒精发酵和细菌的酒精发酵之异同。

16、说明初级代谢和次级代谢的关系及次级代谢产物的特征。

17、抗生素产生菌的主要代谢调节有哪几种方式？说明各种抗生素的生物合成机制。

18、阐述菌体生长速率、基质消耗速率、产物生成速率及意义。

19、发酵动力学如何分类？20、试比较不同发酵方法的优缺点。

叙述生物反应器（发酵设备）的功能和分类。

21、设计反应器时要本着哪些原则？反应器必须具备什么条件？22、机械搅拌发酵罐有哪些主要组成部分，它们各有怎样的功能或作用？23、发酵过程中温度升高对微生物生长和产物的形成有什么影响？什么原因造成温度升高？24、生产中为什么要控制pH？怎样调节和控制pH？25、发酵过程中哪些因素引起的pH上升和下降？26、泡沫的实质和形成原因是什么？它对发酵生产有什么影响？27、发酵生产中消除泡沫的方法有哪些种？各有什么优缺点？28、基质浓度对发酵有什么影响？说明补料分批发酵的优点和作用。

发酵工程原理与技术题库河北
摘要：
一、发酵工程概述
二、发酵工程的原理
三、发酵工程的技术应用
四、发酵工程在河北的发展
正文：
一、发酵工程概述
发酵工程是一门以微生物为基本单元，研究发酵过程的科学和工程技术。

发酵工程主要包括微生物的筛选、培养、调控和发酵过程的设计、控制和优化等。

在我国，发酵工程已经成为生物技术、食品工业、医药产业和环保领域等不可或缺的重要技术。

二、发酵工程的原理
发酵工程的原理主要基于微生物的代谢和生长规律。

微生物在特定的培养条件下，通过代谢将营养物质转化为有用的产品，并释放能量。

发酵过程中，需要对微生物的生长、代谢和产物生成进行严格的控制和调节，以保证发酵效率和产品质量。

三、发酵工程的技术应用
发酵工程在多个领域都有广泛的应用，主要包括：
1.生物制药：通过发酵工程生产抗生素、维生素、激素等药物，以及用于生物制药的酶制剂和中间体等。

2.食品工业：发酵工程在食品工业中的应用包括酿造、酸奶、酱油、醋等传统发酵食品的生产，以及利用发酵工程生产新型生物食品和食品添加剂等。

3.环保领域：发酵工程可用于废水处理、废气净化和生物质资源利用等环保领域。

4.生物能源：发酵工程可用于生产生物柴油、生物乙醇等生物能源。

四、发酵工程在河北的发展
河北省是我国发酵工程的重要发展地区之一，具有较好的产业基础和优势。

在生物制药、食品工业、环保领域和生物能源等方面，河北的发酵工程产业都取得了长足的发展。

发酵工程复习提纲发酵工程复习提纲一．名词解释：1.发酵：指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。

是任何利用好氧或厌氧微生物来生产有用代谢产物的一类生产方式。

2.前体：指加入到发酵培养基中，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化合物。

3.连续灭菌：指将配置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的过程。

4.临界氧浓度：指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。

对产物而言，就是不影响产物合成所允许的最低溶氧浓度。

5.接种量：指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。

6.分批灭菌：指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的操作过程，也称实罐灭菌。

7.生长因子：从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。

8.种子培养：指将冷冻干燥管、沙土管中处于休眠状态的工业菌种接入试管斜面活化后，再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种的过程。

9.絮凝：指在某些高分子絮凝剂存在的情况下，基于架桥作用，使胶粒形成絮凝团的过程。

二．填空、单选、多选、简答或问答1.絮凝剂：P173是一种水溶性的高分子聚合物，具有长链结构，其链节上含有相当多的活性官能团，包含带电荷的阴离子，以及不带电荷的非离子型基团。

2.提高溶氧的方法：p128（1）.在通气中掺入纯氧或富氧，使氧分压提高；（2）.提高罐压（3）.改变通气速率3.发酵工业培养基的分类：（1）按组成分：合成培养基、天然培养基、半合成培养基（2）按物理状态分：固体培养基、液体培养基、半固体培养基（3）按用途分：孢子培养基/ 斜面培养基、种子培养基、发酵培养基4.发酵过程中参数的分类：P1181>按性质可分为三类：（1）物理参数：温度、搅拌转速、罐压、空气流量、溶解氧、表观粘度、氧浓度、二氧化碳浓度等（2）化学参数：基质浓度（包括糖、氮、磷）、pH、产物浓度、核酸量等（3）生物参数：菌丝形态、菌体浓度、菌体比生长速率、呼吸强度、摄氧率（耗氧量）、关键酶活力等2>按获取方式可分为两类：（1）直接参数：如T、pH、罐压、空气流量、搅拌转速、溶氧浓度等（2）间接参数：将直接参数通过公式计算获得的参数，如摄氧率(γ)、呼吸强度(Q O2)、比生长速率（μ) 、体积溶氧系数(K L a)、呼吸商(RQ)等3>按参数的测量形式分：（1）离线测量：基质（糖、脂类、无机盐等）、前体和代谢产物（抗生素、酶、有机酸、氨基酸等）黏度、搅拌转速等（2）在线测量：如T、pH、DO、溶解CO2、尾气CO2、5.产物的提取与精制过程的一般工艺流程：P171工艺过程的四个阶段：（1）预处理和固液分离：目的是除去发酵液中的菌体细胞和不溶性固体杂质。

《发酵工程原理与技术》课程复习提纲及部分知识点[复习提纲]什么是发酵？发酵工程的发展历程？发酵的定义在合适的条件下利用生物细胞内特定的代谢途径转变外界底物生成人类所需目标产物或菌体的过程自然发酵时期 1.发酵工程的诞生 2.通气搅拌液体深层发酵的建立 3.大规模连续发酵以及代谢调控发酵技术的建立 4.现代发酵工程时期发酵工业常用的微生物及其特点。

①细菌：枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等②放线菌：链霉菌属、小单胞菌属和诺卡均属③酵母菌：啤酒酵母、假丝酵母、类酵母 4.霉菌菌种的分离及保藏一稀释涂布和划线分离法二利用平皿中的生化反应进行分离三组织分离法四通过控制营养和培养条件进行分离一斜面保藏方法二液体石蜡油保藏法三冷冻干燥保藏法四真空干燥法五液氮超低温保藏法六工程菌的保藏菌种的退化及复壮菌种退化是指生产菌种或选育过程中筛选出来的较优良菌株，由于进行转移传代或包藏之后，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退化的原因主要有基因突变连续传代以及不当的培养和保藏条件菌种的复壮通过人工选择法从中分离筛选出那些具有优良性状的个体使菌种获得纯化服装的方法一纯种分离二淘汰法三宿主体内复壮法微生物育种的方法有哪些？自然育种、诱变育种培养基的主要成分。

水、碳源、氮源、无机盐、生长因子、碳源及氮源的种类。

碳源种类：1、糖类2、醇类3、有机酸类4、脂肪类5、烃类6、气体氮源种类：1、无机氮源 2、有机氮源培养基的设计的基本原则？一根据生产菌株的营养特性配制培养基二营养成分的配比恰当三渗透压4ph值发酵工业原料的选择原则一因地制宜就地取材原料产地离工厂要近，便于运输节省费用二营养物质的组成比较丰富浓度恰当能满足菌种发育和生长繁殖成大量有生理功能菌丝体的需要更重要的是能显示出产物合成的潜力三原料资源要丰富容易收集四原料药容易储藏五在一定条件下理化性质要相对稳定六生产过程中既不影响通气与搅拌的效果又不影响产物的分离精制和废物处理七对身体无损害八原料价格低廉可降低产品成本培养基及设备的灭菌方法有哪些？一加热灭菌二过滤灭菌三紫外线灭菌四化学药物消毒与灭菌五熏蒸消毒空气中的微生物有哪些？有较强耐受恶劣劣环境能力的霉菌孢子或细菌芽孢空气的洁净度是如何表示的？什么是无菌空气？无菌空气使除菌后的空气微生物含量达到一个很低的水平如何制备无菌空气？一热灭菌二辐射灭菌三静电吸附四介质过滤生物反应器的类型及设计要点？根据反应器的操作方式：分为间歇操作、连续操作和半间歇半连续操作。

《发酵工程工艺原理》复习思考题第一章复习思考题1．什么是初级代谢产物？什么是次级代谢产物？次级代谢产物主要有哪些种类？初级代谢：指微生物的生长、分化和繁殖所必需的代谢活动而言的。

初级代谢过程所生成的产物就是初级代谢产物。

次级代谢：是指非微生物生命活动所必须的代谢活动而言，也就是说这种代谢对微生物的生长、分化和繁殖关系不大，生理功能也不十分清楚，但可能对微生物的生存有一定价值。

次级代谢过程所生成的产物就是次级代谢产物。

通常在细胞生成的后期形成。

次级代谢产物有抗生素、生物碱、色素和毒素等。

2．典型的发酵过程由哪几个部分组成？发酵产物包含哪几类？发酵过程组成：（1）菌种活化与扩大培养；（2）发酵与酿造原料前处理及培养基制备；（3）发酵与酿造操作方式；（4）产物分离、提取与后加工。

发酵产物：（1）菌体或菌体部分成分；（2）初级代谢产物如醇、酸、糖、蛋白质等；（3）次级代谢产物如抗生素、色素等第二章复习思考题1．发酵工业用菌种应具备哪些特点？（1）能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并能高产和稳产所需的代谢产物。

（2）可在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵，且所需的酶活性高。

（3）生长速度和反应速度快，发酵周期短。

（4）副产物尽量少，便于提纯，以保证产品纯度。

（5）菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。

（6）对于用作食品添加剂的发酵产品以及进行食品发酵，其生产所用菌种必须符合食品卫生要求。

2．什么叫自然突变和诱发突变？诱变育种的实质是什么？（1）自然状况下发生的突变称为自然突变或自发突变；人为地用物力或化学因素诱发的突变叫诱发突变。

（2）用各种物理、化学的因素人工诱变基因突变进行的筛选。

3．突变分为哪两种类型，举例说明。

（1）点突变：碱基对置换和移码；（2）染色体畸变：在染色体上发生大的变化，如断裂、重复、缺失、易位和染色体数目变化等结构变化。

4．何为转化、转导、DNA体外重组技术？举例说明在发酵工业中的应用。

《发酵工程原理与技术》课程考核大纲一、课程编号4300773二、课程类别专业方向课。

三、编写说明本大纲根据《发酵工程原理与技术》课程教学大纲要求编写，它是食品科学与工程《发酵工程原理与技术》（32学时）课程考核的基本依据，适用于食品科学与工程专业。

四、课程考核要求与知识点第一章 绪论1. 识记：（1）发酵；（2）发酵工程。

2. 理解：（1）发酵工业的范围；（2）发酵工业的特征；（3）发酵工业的未来。

第二章 菌种与种子扩大培养1. 理解：（1）发酵工业常用的四种微生物及主要用途；（2）发酵工业对菌种的要求；（3）影响种子质量的主要因素。

2. 掌握或运用：种子扩大培养、工艺过程及控制。

第三章 培养基的制备与灭菌1. 识记：（1）发酵培养基；（2）天然培养基；（3）合成培养基；（4）半合成培养基。

2. 理解：（1）培养基的原材料；（2）淀粉水解糖的制备；（3）前体物质与促进剂；（4）培养基灭菌。

3. 掌握或运用：发酵培养基的设计和最优化。

第四章 发酵过程的控制1. 识记：呼吸商。

2. 理解：（1）菌体浓度与基质对发酵的影响；（2）二氧化碳和呼吸商；（3）微生物发酵终点的判断。

3. 掌握或运用：（1）发酵的几种操作方式；（2）温度对发酵的影响及发酵过程温度的控制；pH值对发酵的影响及pH值的控制；发酵过程泡沫产生的原因和规律性，以及泡沫对发酵的影响。

第五章 发酵供氧1. 识记：（1）传质理论；（2）KLa；（3）临界氧浓度。

2. 理解：（1）微生物需氧和溶解氧的控制；（2）影响氧传递速率的主要因素；（3）溶解氧系数的测定；（4）溶解氧的测量和控制；（5）空气除菌；（6）氧的传质方程式。

第六章 发酵工程1. 理解：（1）分批培养过程的基本动力学方程；（2）分批培养过程的基本动力学方程；（3）发酵罐的基本结构；（4）非糖质原料的发酵工程。

3. 掌握或运用：现代生物技术在发酵工业中的应用。

五、课程考核实施要求1. 考核方式本课程考核采用平时考核和期终考试相结合的方式进行。

《发酵工程》练习题题集一、选择题1.下列哪项不是发酵工程的基本过程？A. 培养基的制备B. 菌种的扩大培养C. 发酵产物的分离与纯化D. 发酵产物的市场销售答案：D。

发酵工程的基本过程包括培养基的制备、菌种的扩大培养、发酵产物的形成以及发酵产物的分离与纯化，市场销售不属于其基本过程。

2.以下哪种微生物常用于啤酒发酵？A. 乳酸菌B. 酵母菌C. 醋酸菌D. 大肠杆菌答案：B。

酵母菌是啤酒发酵中的关键微生物，通过其代谢作用将糖类转化为酒精和二氧化碳。

3.发酵过程中，pH值对微生物生长和产物形成有何影响？A. 无显著影响B. 影响微生物酶的活性C. 只影响产物形成D. 只影响微生物生长答案：B。

pH值是发酵过程中的重要参数，它影响微生物酶的活性，进而影响微生物的生长和产物的形成。

4.下列哪种技术常用于提高发酵产物的产量？A. 降低温度B. 减少氧气供应C. 优化培养基组成D. 增加污染物答案：C。

优化培养基组成是提高发酵产物产量的常用技术，通过调整营养成分的比例和种类，可以为微生物提供更好的生长环境。

5.在发酵工业中，哪种设备常用于大规模的液体发酵？A. 摇床B. 发酵罐C. 培养皿D. 试管答案：B。

发酵罐是发酵工业中常用的设备，特别适用于大规模的液体发酵，具有良好的密封性和混合效果。

6.下列哪种因素不是影响发酵产物纯度的主要原因？A. 发酵时间B. 提取方法C. 发酵温度D. 发酵液的pH值答案：A。

发酵时间主要影响产物的产量，而不是纯度。

纯度受提取方法、发酵温度和发酵液pH值等因素的影响更大。

7.在发酵过程中，为了维持无菌环境，常采用哪种技术？A. 高温灭菌B. 低温保存C. 紫外线消毒D. 化学消毒答案：A。

高温灭菌是发酵过程中常用的技术，通过高温处理杀死或去除培养基和发酵设备中的微生物，以维持无菌环境。

8.下列哪种发酵产物在食品工业中有广泛应用？A. 青霉素B. 乙醇C. 柠檬酸D. 胰岛素答案：C。

微生物工程：利用微生物的活动来进行物质转化的理论与工程技术体系。

根据微生物对氧的需求情况：好氧发酵、厌氧发酵、兼性厌氧；根据培养基性状：液体发酵、固体发酵；根据工艺流程：分批发酵、连续发酵；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。

发酵工业对菌种的要求①培养基原料来源广、廉价；②培养条件易控制；③发酵周期短；④菌株高产；⑤抗病毒（噬菌体）能力强；⑥菌株性状稳定，不易变异退化；⑦菌体本身不能是病原菌；发酵工业菌种的分离筛选典型步骤：样品采集→样品预处理→目标菌富集→初筛→复筛→发酵性能测试→菌种鉴定→菌种保藏；富集培养：目的就是让目的菌在种群中占优势，使筛选变得可能。

（使混合微生物群体中某特定微生物比例激增的培养方法。

）标本的预处理：优化目标菌生长环境物理方法、化学方法、诱饵法菌种分离：通过稀释平板、平板划线、平板涂布等手段获得单菌落，再进一步获得纯化菌种。

工业化生产对菌种的要求？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；代谢调控机制：酶活成的调节(诱导、阻遏)；酶活性的调节(激活、抑制)育种方法：常规育种、细胞工程、基于代谢调节的育种、基因工程、蛋白质工程、代谢工程等。

常规育种方法中，包括自然选育、诱变育种；杂交类型：接合准性杂交有性杂交原生质体融合转化转导细菌，霉菌，酵母菌杂交育种：接合准性杂交主要是有性杂交;细胞工程育种包括杂交育种、原生质体融合；常用工业微生物可分为：细菌、酵母菌、霉菌、放线菌四大类。

发酵高产菌种选育方法包括（自然选育）、（杂交育种）、（诱变育种）、（基因工程育种）、（原生质体融合）。

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.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。

发酵工程复习提纲《发酵工程》复习提纲一、名词代谢控制发酵、富集液体培养、自然选育、回复突变、分离纯化、诱变育种、结构类似物、结构类似物抗性突变株、营养缺陷型、培养基、发酵培养基、生理酸性物质、生理碱性物质、产物促进剂、种龄、倒种、双种、初级代谢产物、次级代谢产物、细胞得率系数、产物得率系数、基质的消耗比速、菌体生长比速、产物形成比速、维持消耗、稀释率、倍增时间td、Monod方程、基质的消耗速率、细胞生长速率、产物生成速率、摄氧率（oxygen uptake rate，OUR）、二氧化碳释放率（carbon dioxide excretion rate，CER）、呼吸熵（respiratory quotient，RQ）、呼吸强度、临界溶氧浓度、总糖、还原糖、氨基氮、微载体培养、灌注培养(perfusion culture)、超临界流体萃取、膜分离过程、色谱分离、凝胶色谱分离二、论述1.何谓发酵？生物化学和工业上的发酵有何不同？2.何谓发酵工程？现代发酵工程的研究内容?3.何谓初级代谢和次级代谢？举例说明初级代谢产物和次级代谢产物。

4.工业化菌种的要求？什么是代谢控制发酵？5.讨论：生产抗生素的微生物能不能生产氨基酸？6.自然界分离微生物的一般操作步骤？7.从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集培养？8.菌种选育分子改造的目的？9.什么叫自然选育？自然选育在工业生产中的意义？10.什么是正突变？什么是负突变？什么是回复突变？11.高产菌株是正突变高，还是负突变高？12.什么是诱变育种？常用的诱变剂有哪些？13.什么是营养缺陷型？筛选营养缺陷型的步骤？14.请列举国内外主要的菌种保藏机构。

工业微生物菌种常用的保藏方法？15.微生物活力和稳定性测定16.什么是培养基及其分类?发酵培养基的要求？17.举例说明使用糖蜜作为发酵碳源需要注意什么？18.糖蜜主要包括甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜。

19.糖分中影响谷氨酸发酵和柠檬酸发酵的主要有害物质有哪些？20.什么是生理酸性物质？什么是生理碱性物质？21.培养基成分中的玉米浆具有哪些作用？22.什么是前体？前体添加的方式？23.什么是生长因子？生长因子的来源？24.什么是产物促进剂？举例说明。

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。

《发酵工程》复习资料发酵工程需要掌握的知识点1、发酵：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：是利用微生物生长与代谢活动，通过现代工程技术手段进行工业规模生产的技术。

由于它以培养微生物（发酵）为主，所以习惯上也称为微生物工程。

3、发酵工程研究的内容（1）工业生产菌种的选育。

（2）最佳发酵条件的选择和控制。

（3）生化反应器（发酵罐）的设计。

（4）产品的分离、提取及精制等过程。

4.获得一种发酵产品应具备的条件1)适宜的微生物; 2)保证或控制微生物进行代谢的各种条件;3)进行微生物发酵的设备;4）精制成产品的方法和设备1、工业微生物菌种的分离筛选方法1)简单平板分离法:变色圈、抑菌圈、透明圈(水解圈)、生长圈法。

2）稀释分离法3）平板划线分离法 4）涂布分离法 5）毛细管分离法6)小滴分离法2、几种鉴别圈的概念和鉴别的原理（1）透明圈：在固体培养基中加入酶作用的底物或其他物质（都能使培养基产生浑浊）培养微生物，能够利用此底物的酶的产生菌得以生长或微生物能利用此种物质，则在其菌落周围形成一个透明的圈，叫透明圈，也叫水解圈。

（2）变色圈：在菌体筛选中直接用显色剂或指示剂掺入培养基中或喷洒已生长的菌落的培养基表面，由于培养基中所筛选出的微生物产生酸或碱性物质从而使培养基的pH值降低或升高，由于显色剂在不同pH值条件下显色不同，从而形成围绕菌落周围的变了颜色的圈叫变色圈。

（3）抑菌圈：有害菌与能够产生抑菌物质的微生物菌种一起在固体培养基上进行培养时，则在产生抑菌物质的微生物菌落周围产生一个透明的圈（即有害微生物不能生长的形成的圈）叫抑菌圈。

(4〉生长圈：利用某些具有特殊营养要求的微生物为工具菌（如营养缺陷型菌株）若分离的微生物能在一般的培养条件下（缺乏上述营养要求的物质）生长而合成该物质，则能使工具菌生长，则在分离的微生物的菌落周围形成工具菌的生长圈，这种圈叫生长圈。

1）发酵的传统定义：酵母作用于果汁或发芽谷物，产生CO2的现象。

发酵的现代定义：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。

2）发酵工程定义：利用微生物特定性状和功能，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。

（又称微生物工程，以微生物的生命活动为基础）3）微生物工业发酵的基本过程：4）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。

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。

发酵工程复习资料第一章绪论1、发酵及发酵产品各包括哪些类型？答案要点：一）发酵的类型：按发酵原料分类：糖类物质发酵、石油发酵、废水发酵；按发酵形式分类：固体发酵、液体发酵；按发酵工艺流程分类：分批发酵、连续发酵、流加发酵；按发酵过程对氧的需求分类：厌氧发酵、通风发酵；按发酵产物分类：氨基酸发酵、有机酸发酵、抗生素发酵、酒精发酵、维生素发酵、酶制剂发酵二）发酵产品的类型：以菌体为产品、以微生物的酶为产品、以微生物的代谢产物为产品、生物转化过程2、了解发酵工程的组成、基本要求及主要特点。

答案要点：一）组成：上游工程：菌种选育、种子培养、培养基设计与制作、接种等。

发酵工程：发酵培养。

下游工程：产物的提取纯化、副产品的回收、废物处理等。

二）基本要求：发酵设备、合适的菌种、合适的培养基、有严格的无菌生长环境三）主要特点：1）发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件简单；2）发酵所用的原料主要以再生资源为主；3）发酵过程通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单一的代谢产物；4）获得按常规方法难以生产的产品；5）投资少，见效快，经济效率高；6）维持无菌条件是发酵成败的关键；7）环境污染小。

3、为什么说发酵工程在国民经济中有着重要的地位？答案要点：因为发酵工程在医药、食品、能源、化工、冶金、农业、环境保护等方面均有着十分重要的作用，例如：抗生素的生产；饮料食品等的制造；沼气、微生物采油、生物肥料、生物农药以及三废处理等方面都有很重要的应用。

所以说发酵工程在国民经济中有着重要的地位。

4、了解发酵工业的类型及必备条件。

答案要点：一）发酵工业类型：食品发酵工业：食品、酒类1）传统分类非食品发酵工业：抗生素、有机酸、氨基酸、酶制剂、核苷酸、单细胞蛋白酿造业：利用微生物生产具有较高风味要求的发酵食品。

2）现代分类发酵工业：经过微生物纯种培养后，提炼、精制而获得成分单纯、无风味要求的产品。

样卷1一、填空（每空1分，共30分）1，工业上的发酵产品分为菌体、代谢产物、微生物酶和生物转化产品四个类别。

2，从本质上来说，微生物代谢是通过酶量调节和酶活性调节两种方式来进行调节的。

3，根据对氧需求的不同可将发酵分为通风发酵和厌氧发酵两种类型。

4，根据产物合成途径，我们可将次级代谢分为与糖代谢有关的类型、与脂肪酸代谢有关的类型、与萜烯和甾体化合物有关的类型、与TCA环有关的类型和与氨基酸代谢有关的类型五种类型。

5，卡尔文循环由羧化、还原和再生三个阶段（部分）组成。

6，发酵厂用于原料除杂的方法有筛选、风选和磁力除铁。

7，种子的制备可分为实验室种子制备和车间种子制备两个阶段。

8，空气除菌的方法有加热、静电、射线和介质过滤。

10，常用的连续灭菌工艺有喷射加热、薄板换热器和喷淋冷却。

11，氢化酶是氢细菌进行无机化能营养方式生长的关键酶，在多数氢细菌中有两种氢化酶，它们是颗粒状氢化酶和可溶性氢化酶。

二、名词解释（每题4分，共20分）1，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。

2，无菌空气发酵工业应用的“无菌空气”是指通过除菌处理使空气中含菌量降低在一个极低的百分数，从而能控制发酵污染至极小机会。

此种空气称为“无菌空气”。

3，种子的扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。

这些纯种培养物称为种子。

4，酶合成的阻遏某些酶在微生物生长时可正常地产生，但当生化途径的终产物浓度增加时或向生长培养基加入这种终产物时，酶的合成就被阻遏。

这种低分子量的终产物(辅阻遏物)被认为是同胞内由调节基因编码的蛋白质(阻遏蛋白)结合，产生一种阻遏物，该阻遏物“关闭”对酶编码的结构基因。

这样的酶称为可受阻遏的酶。

阻遏酶合成的物质称为阻遏物。