南开大学微生物发酵工程-8 连续发酵

1. 引物：与待扩增的 DNA片段两头的状态下生长的培育方法。

核苷酸序列特异性互补的人工合成的 6. 聚合酶链式反响：又称聚合酶链式寡核苷酸序列，它是决定 PCR扩增特反响、或无细胞克隆技术，使依据 DNA异性的重点要素。

模板特异性模拟体内复制的过程，在2. 富集培育：经过采纳选择性培育基，体外适合的条件下，以单链为模DNA使目的微生物大批生殖，而其余微生板，以人工设计合成的寡核苷酸为引物的生长被克制，进而便于目的微生物，利用热稳固的 DNA聚合酶，从 5′物的分别。

-3 ′方向渗透单核苷酸，进而特异性3. 操控子学说：调理基因的产物隔绝的扩增 DNA片段的技术。

物，经过控制操控子中的操控基因从7. 代谢控制发酵：就是利用遗传学的而影响其周边的构造基因的活性。

方法或其余生物化学的方法，人为的4. 生长因子：凡是微生物生长不行缺在脱氧核糖核酸的分子水平上，改变少的微量有机物质，如氨基酸、嘌呤、和控制微生物的代谢，使实用的目的嘧啶、维生素等均称为生长因子。

产物大批生成、累积的发酵。

5. 连续发酵：连续不停的向发酵罐中8. 菌种退化：主要指生产菌种或选育流加新鲜发酵液，同时又连续不停的过程中挑选出来的较优秀菌株，因为排出等量的发酵液，进而使 pH、养分、进行接种传代或收藏以后，集体中某溶解氧保持恒定，使微生物生长和代些生理特点和形态特点渐渐减退或完谢活动保持旺盛稳固的状态的一种发全丧失的现象。

或菌种的一个或多个酵方式。

或以必定的速度向发酵罐内特征，随时间的推移逐渐减退或消逝增添新鲜培育基，同时以同样的速度的现象，一般常指菌株的生活力、产流出培育液，使培育物在近似恒定的孢能力弱退和目的产物产量的降落。

9. 基因工程菌：将目的基因导入细菌12.发酵热：是指发酵过程中开释出来体内使其表达，产生所需要的蛋白的的净热量，主要包含生物热和搅拌热。

细菌称为基因工程菌，如：大肠杆菌13.发酵：广义指借助微生物大批生成10. 种子培育：是指经冷冻干燥管、砂并累积特定产物的过程。

发酵⼯程名词解释加速期：经过迟滞期后，细胞开始⼤量繁殖，进⼊⼀个短暂的加速期并很快到达对数⽣长期。

对数⽣长期：微⽣物经过迟滞期的调整后，进⼊快速⽣长阶段，使细胞数⽬喝菌体质量的增长随培养时间成直线上升。

Monod⽅程：菌体⽣长⽐速与限制性基质浓度的关系⽅程。

减速期：微⽣物群体不会长时间保持指数⽣长，因为营养物质的缺乏，代谢产物的积累，从⽽导致⽣长速率下降，进⼊减速期。

稳定⽣长期：微⽣物在对数⽣长后期，随着基质的消耗，基质不能⽀持微⽣物的下⼀次细胞分裂。

衰亡期：随着基质的严重缺乏，代谢产物的更多积累，细胞的能量储备消耗完毕以及环境条件如温度，PH，⽆机离⼦浓度的恶劣变化，使细胞⽣长进⼊衰亡期简单反应型：底物以恒定的化学计量转化为产物，没有中间产物的积累并⾏反应型：底物以不定的化学计量转化为⼀种以上的产物，⽽且产物⽣成速率随底物浓度⽽变化，⽆中间产物的积累。

串联反应型：底物形成产物前积累⼀定程度的中间产物。

分段反应型：底物形成产物前全部转化为中间产物，再由中间产物转化为最终产物。

复合反应型：⼤多数发酵反应即底物转化产物的过程是⼀个复杂的联合反应。

得率：⽣成的菌体或产物与消耗的基质的关系。

最⼤⽣产率：指发酵时间按从对数⽣长期开始⾄发酵结束计算得出的⽣产率。

开放式连续培养与发酵：指在连续培养与发酵系统中，微⽣物细胞随发酵液⼀起从发酵容器中流出，细胞的流出速率与新细胞的⽣成速率相等。

封闭式连续培养与发酵：指在连续培养与发酵系统中，只允许发酵液从发酵容器中流出，⽽使微⽣物细胞保留在发酵容器中。

单级式连续培养与发酵：采⽤单个发酵容器进⾏的连续培养与发酵系统。

多级式连续培养与发酵：采⽤多个发酵容器串联起来进⾏的连续培养与发酵系统。

恒浊器：指通过光电池检测发酵容器中发酵液的浊度，使发酵容器中的微⽣物细胞浓度保持恒定，从⽽保证微⽣物以最⼤的⽣长速率⽣长。

恒化器：通过⾃动控制系统使发酵容器中限制性基质的浓度保持恒定，从⽽保持微⽣物恒定的⽣长速率。

发酵工程，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。

发酵工程的内容包括菌种的选育、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方面。

发酵工程的内容它是一级学科“轻工技术与工程”中的一个重要分支和重点发展的二级学科，在生物技术产业化过程中起着关键作用。

1）“发酵”有“微生物生理学严格定义的发酵”和“工业发酵”，词条“发酵工程”中的“发酵”应该是“工业发酵”。

（2）工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。

为实现工业化生产，就必须解决实现这些工艺（发酵工艺）的工业生产环境、设备和过程控制的工程学的问题，因此，就有了“发酵工程”。

（3）发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。

发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼（包括废水处理）等三个阶段，这三个阶段都有各自的工程学问题，一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。

（4）微生物是发酵工程的灵魂。

近年来，对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化，发酵工程正在走近科学。

（5）发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。

发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。

人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。

随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。

现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。

例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌种并且提高其产量；利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。

1、发酵工程的基本定义？发酵工程：是利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程技术体系，是生物工程与生物技术学科的重要组成部分。

发酵工程也称作微生物工程，该技术体系主要包括菌株选育与保藏、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。

2、提出研发一个发酵新产品的可能路线发酵生产工艺流程除某些转化过程外，典型的发酵工艺过程大致可以划分为以下6个基本过程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灭菌；③扩大培养有活性的适量纯种，以一定比例将菌种接入发酵罐中；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；⑥ 回收或处理发酵过程中所产生的三废物质。

3、发酵工业的特点①常温常压下进行的生物化学反应，条件较温和②较廉价的原料生产较高价值的产品③通过生物体的自适应调节来完成，反应专一性强，可以得到较为单一的代谢产物④可以产生比较复杂的高分子化合物⑤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1、为什么需要进行微生物菌种改良？①提高目标产物的产量生产效率和效益！②提高目标产物的纯度，减少副产物可有效降低产物分离成本。

③改良菌种性状，改善发酵过程改变和扩大菌种所利用的原料范围、提高菌种生长速率、保持菌株生产性状稳定、提高斜面孢子产量、改善对氧的摄取条件并降低需氧量及能耗、增强耐不良环境的能力（如耐高温、耐酸碱、耐自身所积累的过量代谢产物）、改善细胞透性以提高产物的分泌能力等。

④改变生物合成途径，以获得高产的新产品2、你认为菌种筛选过程中最关键的环节是什么？筛选方法（1）平皿快速检测法肉眼可观察的变化。

显色法、变色圈法、透明圈法、生长圈法和抑制圈法…（2）形态变异的利用（3）高通量筛选(high throughput screening)3、如果尽量保持菌种不发生退化？（1）控制传代次数基因的变化往往发生在复制和繁殖过程中，繁殖越颇繁，复制的次数越多，基因发生变化的机会也就越多。

发酵工程（题库）一、名词解释1.引物：与待扩增的DNA片段两端的核脊酸序列特异性互补的人工合成的寡核脊酸序列，它是决定PCR扩增特异性的关键因素。

2.富集培养：通过采用选择性培养基，使目的微生物大量繁殖，而其他微生物的生长被抑制，从而便于目的微生物的分离。

3.操纵子学说：调也基因的产物阻遏物，通过控制操纵子中的操纵基因从而影响其邻近的结构基因的活性。

4.生长因子：凡是微生物生长不可缺少的微量有机物质，如氨基酸、嗦岭、啥陡、维生素等均称为生长因了。

5.连续发酵：连续不断的向发酵罐中流加新鲜发酵液，同时乂连续不断的排出等筮的发酵液, 从而使pH、养分、溶解氧保持恒定，使微生物生长和代谢活动保持旺盛稳定的状态的一种发酵方式。

或以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同的速度流出培养液，使培养物在近似恒定的状态卜•生长的培养方法。

6.聚合酶链式反应：乂称聚合酶链式反应、或无细胞克隆技术，使根据DNA模板特异性模仿体内夏制的过程，在体外适合的条件下，以单链DNA为模板，以人工设计合成的寡核昔酸为引物，利用热稳定的DNA聚含酶，从5’ -3’方向渗入单核廿酸，从而特异性的扩增DNA片段的技术。

7.代谢控制发酵：就是利用遗传学的方法或其他生物化学的方法，人为的在脱氧核糖核酸的分子水平上，改变和控制微生物的代谢，使有用的目的产物大量生成、枳景的发酵。

8.留种退化：主要指生产曲种或选育过程中筛选出来的较优良曲株，由于进行接种传代或保藏之后，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。

或幽种的一个或多个特性，随时间的推移逐步减退或消失的现象，一般常指菌株的生活力、产抱能力衰退和目的产物产量的卜'降。

9.基因工程菌：将目的基因导入细菌体内使其表达，产生所需要的蛋白的细菌称为基因工程菌，如：大肠杆菌10.种子培养：是指经冷冻干燥管、砂土管中处于休眠状态的工业幽种接入试管斜面活化后，在经过摇瓶及种了罐逐级放大培养而获得一定数量和质量纯种的过程。

一、名词解释1、分批发酵：在发酵中,营养物和菌种一次参加进行培养,直到结束放出,中间除了空气进入和尾气排出外,与外部没有物料交换.2、补料分批发酵：又称半连续发酵,是指在微生物分批发酵中,以某种方式向培养系统不加一定物料的培养技术.3、絮凝：在某些高分子絮凝剂的作用下,溶液中的较小胶粒聚合形成较大絮凝团的过程.二、填空1、生物发酵工艺多种多样,但根本上包括菌种制备、种子培养、发酵和提取精制等下游处理几个过程.2、根据过滤介质截留的物质颗粒大小的不同,过滤可分为粗滤、微滤、超滤和反渗透四大类.3、微生物的育种方法主要有三类：诱变法,细胞融合法,基因工程法.4、发酵培养基主要由碳源,氮源,无机盐,生长因子组成.5、青霉素发酵生产中,发酵后的处理包括：过滤、提炼,脱色,结晶.6、利用专门的灭菌设备进行连续灭菌称为连消,用高压蒸汽进行空罐灭菌称为空消.7、可用于生产酶的微生物有细菌、真菌、酵母菌.常用的发酵液的预处理方法有酸化、加热、加絮凝剂.8、根据搅拌方式的不同,好氧发酵设备可分为机械搅拌式发酵罐和通风搅拌式发酵罐两种.9、依据培养基在生产中的用途,可将其分成孢子培养基、种子培养基、发酵培养基三种.10、现代发酵工程不仅包括菌体生产和代谢产物的发酵生产,还包括微生物机能的利用.11、发酵工程的主要内容包括生产菌种的选育、发酵条件的优化与限制、反响器的设计及产物的别离、提取与精制.12、发酵类型有微生物菌体的发酵、微生物酶的发酵、微生物代谢产物的发酵、微生物转化发酵、生物工程细胞的发酵.13、发酵工业生产上常用的微生物主要有细菌、放线菌、酵母菌、霉菌.14、当前发酵工业所用的菌种总趋势是从野生菌转向变异菌,从自然选育转向代谢调控育种,从诱发基因突变转向基因重组的定向育种.15、根据操作方式的不同,液体深层发酵主要有分批发酵、连续发酵、补料分批发酵.16、分批发酵全过程包括空罐灭菌、参加灭过菌的培养基、接种、发酵过程、放罐和洗罐,所需的时间总和为一个发酵周期.17、分批发酵中微生物处于限制性的条件下生长,其生长周期分为延滞期、对数生长期、稳定期、衰亡期.18、根据搅拌的方式不同,好氧发酵设备又可分为机械搅拌式发酵罐、通风搅拌式发酵罐.19、下流加工过程由许多化工单元操作组成,通常可以分为发酵液预处理和固液别离、提取、精制及成品加工四个阶段.20、当前发酵工业所用的菌种总趋势是从野生菌转向变异菌,从自然选育转向代谢调控育种,从诱发基因突变转向基因重组的定向直独.21、微生物发酵产酶步骤为先选择适宜的产酶菌株、后采用适当的培养基和培养方式进行发酵、微生物发酵产酶、酶的别离纯化、制成酶制剂.三、判断1、微生物发酵的最适氧浓度与临界氧浓度的概念是完全一样的〔X〕2、从微生物中发现的抗生素,有约90%是由放线菌产生的.〔X〕3、在微生物杀虫剂中,引用最广泛的是苏云金芽抱杆菌,他用来毒杀鳞翅目和双翅目的害虫.〔V〕4、分批发酵又称为半连续发酵.〔X〕5、青霉素是由放线菌产生的.〔X〕6、培养基的连续灭菌称为空消〔X〕7、在微生物杀虫剂中,引用最广泛的是苏云金芽抱杆菌,他用来毒杀鳞翅目和双翅目的害虫.〔V〕8、在分批发酵中,最好的收获期是指数生长期.〔X〕9、奶制品的发酵主要是一种叫大肠杆菌的微生物的作用.〔X〕10、固体垃圾进行填埋处理时,必须留有排气孔.〔V〕11、目前,人们把利用微生物在有氧和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称为发酵.〔V〕12、在微生物菌体的对数生长期所产生的产物如氨基酸、核甘酸等是菌体生长繁殖所必须的,这些产物叫初级代谢产物.〔V〕13、微生物转化是利用微生物细胞的一种或多种酶,把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物.〔V〕14、发酵过程中需要预防杂菌污染,大多数情况下设备需要进行严格的冲洗、灭菌,但空气不需要过滤.〔X〕15、酵母菌是兼性厌氧微生物,它在缺氧条件下进行厌氧性发酵积累酒精,在有氧天津下进行好氧发酵,大量产生菌体细胞.〔V〕16、发酵工业中常用的细菌有：枯草芽抱杆菌、乳酸杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等. 〔V〕17、发酵培养基的组成和配比由于菌种不同、设备和工艺不同等有所差异,但都包括碳源、氮源、无机盐类、生长因子等几类.〔V〕18、发酵产物的产量与成品的质量,与菌种性能及抱子和种子的制备情况密切相关.〔V〕19、在发酵过程中要限制温度和pH,对于需氧微生物还要进行搅拌和通气.〔V〕20、通用式发酵罐和自吸式发酵罐是机械搅拌式发酵罐.〔V〕四.简答1、工业上常用的菌种保藏方法？①斜面冰箱保藏法；②沙土管保藏法；③石蜡油封保藏法；④真空枯燥冷冻保藏法；⑤液氮超低温保藏法2、发酵培养基由哪些成份组成？〔1〕碳源构成菌体和产物的碳架及能量来源〔2〕氮源构成微生物细胞物质或代谢产物中氮素来源的营养物质〔3〕无机盐和微量元素〔4〕生长因子〔5〕水、产物形成的诱导物、前体和促进剂3、根据操作方式的不同,发酵类型主要分成哪几种？〔1〕分批发酵〔2〕连续发酵〔3〕补料分批发酵〔4〕固体发酵4、简述发酵工程的类型〔1〕微生物菌体发酵：以获得具有某种用途的菌体为目的的发酵.〔2〕微生物酶发酵：微生物具有种类多、产酶品种多、生产容易和本钱低等特点.〔3〕微生物代谢产物发酵：初级代谢产物、次级代谢产物.〔4〕微生物的转化发酵微生物转化是利用微生物细胞的一种或多种酶,把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物.〔5〕生物工程细胞的发酵：这是指利用生物工程技术所获得的细胞,如DNA重组的“工程菌〞以及细胞融合所得的“杂交〞细胞等进行培养的新型发酵,其产物多种多样.5、简述发酵技术特点①发酵过程以生命体的自动调节方式进行,数十个反响过程能够在发酵设备中一次完成；②在常温常压下进行,条件温和,能耗少,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、复原、官能团引入或去除等反响；⑤发酵过程中需要预防杂菌污染,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.五、论述1.论述液体深层发酵有哪些优点？发酵方式分为几类？优点：①是很多微生物的最适生长环境；②菌体及营养物、产物易于扩散,使在均质或拟均质条件下进行,便于限制,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,易自动化限制,产品质量稳定；⑤产品易于提取、精制等.方式：〔1〕分批发酵：营养物和菌种一次参加进行培养,直到结束放罐,中间除了空气进入和尾气排出,与外部没有物料交换.〔2〕连续发酵是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基,同时以相同的速度流出培养液,从而使发酵罐内的液量维持恒定,微生物在稳定状态下生长.可以有效地延长分批培养中的对数期. 〔3〕补料分批发酵又称半连续发酵,是介于分批发酵和连续发酵之间的一种发酵技术,是指在微生物分批发酵中,以某种方式向培养系统补加一定物料的培养技术.可以使培养液中的营养物浓度较长时间地保持在一定范围内,既保证微生物的生长需要,又不造成不利影响,从而到达提升产率的目的.2、论述发酵下游加工过程〔1〕预处理方法：加热：适当加热之后,发酵液中的蛋白由于变性而凝聚,形成较大的颗粒,发酵液的粘度就会降低.此法仅适用于对非热敏感性产品发酵液的预处理.调节PH值：适当的PH值可以提升产物的稳定性,减少其在随后的别离纯化过程中的损失.此外, 发酵液PH值的改变会影响发酵液中某些成分的电离程度,从而降低发酵液的粘度.注意选择比拟温和的酸和碱,以预防局部过酸或过碱.草酸较常用.参加絮凝剂：通常情况下,细菌的外表都带有负电荷,可以在发酵液中参加带正电荷的絮凝剂, 从而使菌体细胞与絮凝剂结合形成絮状沉淀,降低发酵液的上粘度,利于菌体的收获.〔2〕固液别离方法：常用到过滤、离心等方法.如果欲提取的产物存在于细胞内,还需先对细胞进行破碎.沉淀提取法、色谱别离法、萃取法、膜别离技术〔3〕精制：初步纯化中的某些操作,如沉淀、超滤等也可应用于精制.大分子〔蛋白质〕精制依赖于层析别离,小分子物质的精制那么可利用结晶操作〔4〕成品加工：经提取和精制后,根据产品应用要求,有时还需要浓缩、无菌过滤和去热原、干燥、加稳定剂等加工步骤.第二套一、名称解释1、前体指某些化合物参加到发酵培养基中,能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去,而其自身的结构并没有多大变化,但是产物的产量却因参加前体而有较大的提升.2、发酵生长因子从广义上讲,但凡微生物生长不可缺少的微量的有机物质,如氨基酸、嘌吟、嘧啶、维生素等均称生长因子3、菌浓度的测定是衡量产生菌在整个培养过程中菌体量的变化,一般前期菌浓增长很快,中期菌浓根本恒定.补料会引起菌浓的波动,这也是衡量补料量适合与否的一个参数.4、搅拌热：在机械搅拌通气发酵罐中,由于机械搅拌带动发酵液作机械运动,造成液体之间, 液体与搅拌器等设备之间的摩擦,产生可观的热量.搅拌热与搅拌轴功率有关5、分批培养：简单的过程,培养基中接入菌种以后,没有物料的参加和取出,除了空气的通入和排气.整个过程中菌的浓度、营养成分的浓度和产物浓度等参数都随时间变化.6、接种量：移入种子的体积接种量=接种后培养液的体积7、比耗氧速度或呼吸强度单位时间内单位体积重量的细胞所消耗的氧气,mmol O2?g菌-1?h-1 8、次级代谢产物是指微生物在一定生长时期,以初级代谢产物为前体物质,合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质过程,这一过程的产物,即为次级代谢产物.9、实罐灭菌实罐灭菌〔即分批灭菌〕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加热至灭菌温度后维持一定时间,在冷却到接种温度,这一工艺过程称为实罐灭菌,也叫间歇灭菌.10、种子扩大培养：指将保存在砂土管、冷冻枯燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后,再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终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.11、初级代谢产物是指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,生成维持生命活动所需要的物质和能量的过程.这一过程的产物即为初级代谢产物.12、倒种：一局部种子来源于种子罐,一局部来源于发酵罐.13、维持消耗〔m〕指维持细胞最低活性所需消耗的能量,一般来讲,单位重量的细胞在单位时间内用于维持消耗所需的基质的量是一个常数.14、产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物,又非前体,但参加后却能提升产量的添加剂15、补料分批培养：在分批培养过程中补入新鲜的料液,以克服营养缺乏而导致的发酵过早结束的缺点.在此过程中只有料液的参加没有料液的取出,所以发酵结束时发酵液体积比发酵开始时有所增加.在工厂的实际生产中采用这种方法很多.16、发酵热：所谓发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量.什么叫净热量呢？在发酵过程中产生菌分解基质产生热量,机械搅拌产生热量,而罐壁散热、水分蒸发、空气排气带走热量.这各种产生的热量和各种散失的热量的代数和就叫做净热量.发酵热引起发酵液的温度上升.发酵热大,温度上升快,发酵热小,温度上升慢.17、染菌率总染菌率指一年发酵染菌的批〔次〕数与总投料批〔次〕数之比的百分率.染菌批次数应包括染菌后培养基经重新灭菌,又再次染菌的批次数在内18、连续培养：发酵过程中一边补入新鲜料液一边放出等量的发酵液,使发酵罐内的体积维持恒定. 到达稳态后,整个过程中菌的浓度,产物浓度,限制性基质浓度都是恒定的.19、临界溶氧浓度指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度20、回复突变由突变型回到野生型的基因突变21、种子见种子扩大培养22、培养基广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖所需的一组营养物质和原料.同时培养基也为微生物培养提供除营养外的其它所必须的条件.23、发酵工程：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,是将传统发酵于现代的DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术集合并开展起来的发酵技术.二、填空题1、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.2、微生物生长一般可以分为：调整期、对数期、稳定期和衰亡期.3、发酵过程工艺限制的只要化学参数溶解氧、PH、核酸量等.4、发酵过程限制的目的就是得到最大的比生产率和最大的得率.5、菌种别离的一般过程采样、富集、别离、目的菌的筛选.6、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.7、根据工业微生物对氧气的需求不同,培养法可分为好氧培养和厌氧培养两种.8、微生物的培养基根据生产用途只要分为抱子培养基、种子培养基和发酵培养基.9、常用灭菌方法：化学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌10、常用工业微生物可分为：细菌、酵母菌、霉菌、放线菌四大类.11、发酵过程工艺限制的代谢参数中物理参数温度、压力、搅拌转速、功率输入、流加数率和质量等12、环境无菌的检测方法有：显微镜检查法、肉汤培养法、平板培养法、发酵过程的异常观察法13、染菌原因：发酵工艺流程中的各环节漏洞和发酵过程治理不善两个方面.14、实验室中进行的发酵菌液体发酵方式主要有四种：试管液体培养、浅层液体培养、摇瓶培养、台式发酵罐15、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〕.16、发酵产物整个别离提取路线可分为：预处理、固液别离、初步纯化、精细纯化和成品加工加工等五个主要过程.17、发酵过程主要分析工程如下：pH、排气氧、排气CO2和呼吸熵、糖含量、氨基氮和氨氮、磷含量、菌浓度和菌形态.18、微生物调节其代谢采用酶活性、酶合成量、细胞膜的透性.19、工业微生物菌种可以来自自然别离,也可以来自从微生物菌种保藏机构单位获取.20、发酵工业上常用的糖类主要有葡萄糖、糖蜜.21、工业发酵方式根据所用菌种是单一或是多种可以分为单一纯种发酵和混合发酵.22、种子及发酵液进行无菌状况限制常用的方法显微镜检测法、酚红肉汤培养基法、平板画线培养法、发酵过程的异常观察法.23、菌种的别离和筛选一般分为采样、富集、别离、目的菌的筛选步骤.24、菌种的别离和筛选一般可分为.25、常用灭菌方法有：化学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌三、问做题1、发酵工程的概念是什么？发酵工程根本可分为那两个大局部,包括哪些内容？答：发酵工程是利用微生物特定性状好功能,通过现代化工程技术生产有用物质或其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开展起来的发酵技术.也可以说是渗透有工程学的微生物学,是发酵技术工程化的开展, 由于主要利用的是微生物发酵过程来生产产品,因此也称为微生物工程.一.发酵局部：1.菌种的特征和选育 2.培养基的特性,选择及其灭菌理论3.发酵液的特性4.发酵机理.5.发酵过程动力学6.空气中悬浮细菌微粒的过滤机理7.氧的传递.溶解.吸收.理论.8.连续培养和连续发酵的限制二.提纯局部1.细胞破碎,别离2.液输送,过滤.除杂 3.离子交换渗析,逆渗透,超滤4.凝胶过滤,沉淀别离5溶媒萃取,蒸发蒸馏结晶,枯燥,包装等过程和单元操作2、现代发酵工程所用的发酵罐应具备那些特征？答：〔1〕、发酵罐应有适宜的径高比.罐身较长,氧的利用率较高；〔2〕、发酵罐应能承受一定的压力.由于发酵罐在灭菌和正常工作时,要承受一定的压力〔气压和液压〕和温度；〔3〕、发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混合,实现传质传热作用,保证微生物发酵过程中所需的溶解氧；〔4〕、发酵罐内应尽量减少死角,预防藏污纳垢,保证灭菌彻底,预防染菌；〔5〕、发酵罐应具有足够的冷却面积；〔6〕、搅拌器的轴封要严密,以减少泄露.3、微生物发酵的种子应具备那几方面条件？答：〔1〕、菌种细胞的生长活力强,移种至发酵罐后能迅速生长,缓慢期短.〔2〕、生理性状稳定.〔3〕、菌体总量及浓度能满足大量发酵罐的要就.〔4〕、无杂菌污染.〔5〕、保持稳定的生产水平.4、发酵工业上常用的氮源有那些,起何作用？答：氮源主要用于构成菌体细胞物质〔氨基酸,蛋白质、核酸等〕和含氮代谢物.常用的氮源可分为两大类：有机氮源和无机氮源.1、无机氮源种类：氨盐、硝酸盐和氨水特点：微生物对它们的吸收快,所以也称之谓迅速利用的氮源.但无机氮源的迅速利用常会引起pH的变化如：〔NH4〕2SO4 ― 2NH3 + 2H2SO4NaNO3 + 4H2 ― NH3 + 2H2O + NaOH无机氮源被菌体作为氮源利用后,培养液中就留下了酸性或碱性物质,这种经微生物生理作用〔代谢〕后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质,如硫酸胺,假设菌体代谢后能产生碱性物质的那么此种无机氮源称为生理碱性物质,如硝酸钠.正确使用生理酸碱性物质,对稳定和调节发酵过程的pH有积极作用.所以选择适宜的无机氮源有两层意义：满足菌体生长；稳定和调节发酵过程中的pH2、有机氮源来源：工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料,花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒糟.成分复杂：除提供氮源外,有些有机氮源还提供大量的无机盐及生长因子.有机氮源成分复杂可以从多个方面对发酵过程进行影响,而另一方面有机氮源的来源具有不稳定性.所以在有机氮源选取时和使用过程中,必须考虑原料的波动对发酵的影响5、发酵产品的生产特点是什么,什么是种子扩大培养,其任务是什么？答：〔2〕、种子扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻枯燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后,再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终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.〔3〕、种子扩大培养的任务：现代的发酵工业生产规模越来越大,每只发酵罐的容积有几十立方米甚至几百立方米,？要使小小的微生物在几十小时的较短时间内,完成如此巨大的发酵转化任务,那就必须具备数量巨大的微生物细胞才行.〔1〕发酵和其他化学工业的最大区别在于它是生物体所进行的化学反响.其主要特点如下：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响,反响平安,要求条件也比拟简单.2,发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主,只要参加少量的有机和无机氮源就可进行反响.微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养.基于这一特性,可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新.3,发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的,反响的专一性强,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响机制,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地氧化、复原等化学转化反响,也可以产生比拟复杂的高分子化合物.5,发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要.除了必须对设备进行严格消毒处理和空气过滤外,反应必须在无菌条件下进行.如果污染了杂菌,生产上就要遭到巨大的经济损失,要是感染了噬菌体,对发酵就会造成更大的危害.因而维持无菌条件是发酵成败的关键.6,微生物菌种是进行发酵的根本因素,通过变异和菌种筛选,可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用,也可以因此获得按常规方法难以生产的产品.7,工业发酵与其他工业相比,投资少,见效快,开可以取得显着的经济效益.基于以上特点,工业发酵日益引起人们重视.和传统的发酵工艺相比,现代发酵工程除了上述的发酵特征之外更有其优越性.除了使用微生物外,还可以用动植物细胞和酶,也可以用人工构建的“工程菌’来进行反响；反响设备也不只是常规的发酵罐,而是以各种各样的生物反响器而代之, 自动化连续化程度高,使发酵水平在原有根底上有所提升和和创新.发酵产品的生产特点：①一般操作条件比拟温和；②以淀粉、糖蜜等为主,辅以少量有机、无机氮源为原料；③过程反响以生命体的自动调节方式进行；④能合成复杂的化合物如酶、光学活性体等；⑤能进行一些特殊反响,如官能团导入；⑥生产产品的生物体本身也是产物,含有多种物质；⑦生产过程中,需要预防杂菌污染；⑧菌种性能被改变,从而获得新的反响性能或提升生产率.6、培养成分用量确实定有什么规律？答：〔1〕、参照微生物细胞内元素的比例确定.培养基的成分配比虽然千差万别,但都是用来培养某种微生物的,而不同类型的微生物细胞的成分比例其实是有一定规律的.这些规律可以在很大程度上知道培养基的根本成分配比的选择.不同种类的微生物内某种成分的含量其实是比拟稳定的.培养基最终会被微生物吸收利用,因此其成分比例可以参考该种微生物的成分比例,至少可以作为一个重要依据.另外,尽管不同种类的微生物的成分比例有一定的差异,但还是有一定共性的.所以培养基中这集中营养成分不管由什么具体物质提供,其用量根本上也符合这种关系.〔2〕参照碳氮比确定.如果培养基中碳源过多,不利产物的合成.同样碳源过少或氮源过少对发酵的影响也是不利的.不同种微生物碳氮比差异很大,既是同种微生物在其不同生理时期对碳氮比要求也有不同,所以最适碳氮比要通过试验确定,一般在100：〔1—20〕之间.〔3〕、其他因素.培养基中一些用量极少的物质一般要严格限制,不能过量.例如,维生素、微量元素、某些生长因子、前体等.具体用量要通过试验确定.培养基中的一些成分的比例会影响培养基的某些理化性质,这时要引起重视.7、表达预防发酵菌种退化的具体条件举措有那些？答：〔1〕限制传代次数：尽量预防不必要的移种和传代,并将必要的传代降低到最低限度,以减少细胞分裂过程中所产生的自发突变几率.〔2〕创造良好的培养条件：如在赤霉素生产菌的培养基中,参加糖蜜、天冬酰胺、谷氨酰胺、5'- 核甘酸或甘露醇等丰富营养物时,有预防衰退效果.〔3〕利用不易衰退的细胞传代：对于放线菌和霉菌,菌丝细胞常含有几个细胞核,因此用菌丝接种就易出现衰退,而抱子一般是单核的,用于接种就可预防这种现象.〔4〕采用有效的菌种保藏方法〔5〕合理的育种：选育菌种是所处理的细胞应使用单核的,预防使用多核细胞合理选择诱变剂种类或增加突变位点,以减少别离回复突变；在诱变处理后及别离提纯化,从而保证保藏菌种的纯度. 〔6〕、选用适宜的培养基在培养基中添加某种化学物质可以预防菌种退化.或者选取营养相对贫乏的培养基在菌种保藏培养基,限制菌株的生长代谢减少变异反而发生从而预防菌种的退化. 8、如何选择最适发酵温度？。

在西方，苏美尔人和巴比伦人在公元前6000年就已开头啤复习思考题第一章1.现代生物技术是一项高技术，它具有高技术的“六高”特征是指哪“六高”？答：高效益、高智力、高投入、高竞争、高风险、高势能。

2.什么是生物技术，它包括哪些根本的内容？它对人类社会将产生怎么样的影响？答：生物技术，也称生物工程，是指人们以现代生命科学为根底，结合其他根底学科的科学原理，承受先进的工程技术手段，依据预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或到达某种目的。

生物工程主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程。

每一次重大的科学觉察和科技创，都使人们对客观世界的生疏产生一次飞跃；每一次技术革命浪潮的兴起，都使人们改造自然的力量和推动社会进展的力气提高到一个的水平。

生物技术的进展也不例外，它的进展越来越深刻地影响着世界经济、军事和社会进展的进程。

3.为什么说生物技术是一门综合性的学科，它与其他学科有什么关系？答：由于生物技术涉及到很多个方面，有医学、林农业、食品、环境、能源、化学品等等，不仅仅是局限于生物这一方面，例如争辩使用到高科技电子设备，两者必需结合才能进展争辩。

生物分子学也被运用到计算机的研发中去。

4.简要说明生物技术的进展史以及现代生物技术与传统生物技术的关系。

答：传统生物技术诞生较早。

在石器时代后期，我国人民就会利用谷物造酒，这是最早的发酵技术。

在公元前221 年周代后期，我国人民就能制作豆腐、酱和醋，并始终沿用至今。

公元10 世纪，我国就有了预防灭花的活疫苗。

到了明代，就已经广泛地种植痘苗以预防天花。

16 世纪，我国的医生已经知道被疯狗咬伤可传播狂犬病。

酒发酵。

埃及人则在公元前4000年就开头制作面包。

cosmid 而现代生物技术是以20 世纪70 年月DNA 重组技术的建立为标志的。

1944 年Avery 等说明DNA 是遗传信息的携带者。

1953 年Watson 和Crick 提出了DNA 的双螺旋构造模型说明白DNA 的半保存复制模式，从而开拓了分子生物学争辩的纪元。

第一篇微生物工业菌种与培养基四、名词解释1.培养基:人工配置的供微生物或动植物细胞生长繁殖，代谢和合成人们所需的营养物质和原料。

2.生理酸性物质：经微生物代谢后能形成酸性物质的无机氮源。

3.次级代谢产物：由微生物产生的，与微生物生长繁殖无关的一类物质。

五、问答题1.什么是前体？前体添加的方式？6.依据不同的分类方法，培养基有哪几种类型？7、淀粉酶可以通过微生物发酵生产，为了提高酶的产量，请你设计一个实验，利用诱变育种方法，获得产生淀粉酶较多的菌株，（1）写出主要实验步骤。

（2）根据诱发突变率和诱变不定向性的特点预期实验结果。

答案：（1）主要实验步骤：将培养好的菌株分两组，一组用一定剂量的诱变剂处理，另一组不处理作对照。

配制含淀粉的培养基。

把诱变组的菌株接种于多个含淀粉的培养基上，同时接种对照组，相同条件培养。

比较两种菌株菌落大小，选出透明大的菌株。

预期实习结果：由于诱变率低，诱变组中大多数菌落周围的透明圈大小与对照组相同。

由于诱变不定向性，诱变组中极少数菌落透明圈与对照组相比变大或变小。

第二篇发酵设备三.填空题1.常用的需氧发酵罐有, , , 等,其中作为通用式发酵罐而占据主导地位.2.发酵罐中的搅拌器按液流形式可分为和两种,圆盘涡轮式搅拌器使用比较广泛,圆盘上的搅拌叶一般有, , 三种.3.酒精发酵罐一般为形,底盖和顶盖为碟形或锥形,国内外啤酒厂使用较多的是形发酵罐,4、下图为标准通用式发酵罐的几何尺寸比例图，其中H/D= ，d/D=W/D= , B/D= .四.名词解释机械搅拌发酵罐气升式发酵罐自吸式发酵罐五.简答题(见P85之1\4\6)1. 机械搅拌发酵罐中，搅拌器的搅拌作用是什么？2. 机械搅拌发酵罐的基本结构包括哪些部件？3. 判断下图分别为何种生物反应器？请简述其操作原理。

4、简述好氧发酵过程所需使用哪些设备?5、简述通风机械搅拌发酵罐的基本结构有哪些？第三篇发酵工艺过程的控制三、填空题1. 一条典型的生长曲线至少可分为_ _、__ __、__ _和__ ___四个生长时期。

名词解释发酵：即发泡现象，指利用微生物进行生长和代谢活动，并通过现代化工技术，进行微生物代谢活动形成各种有用产品的过程。

现代微生物发酵工程：将传统的发酵技术和基因工程、细胞融合工程、酶工程等新技术结合起来的生物技术，并通过现代化工技术生产传统发酵不能生产出的产品。

重点研究微生物的生命及其代谢途径，以及优化控制微生物代谢的规律、方法和应用。

自然选育：在生产过程中，不经过人工诱变处理，利用菌种的自发突变而进行菌种筛选的过程。

诱变育种：利用各种诱变剂处理微生物细胞，提高基因的随机突变频率，扩大变异幅度，通过一定的筛选方法，获取所需要优良菌株的过程。

分批发酵：将培养基装进容器中，灭菌后接种开始发酵，周期是数小时或几天，最后排空容器，进行分离提取产品，再进行下一批发酵准备，中间除了空气进入和尾气排出，与外界没有物料交换。

连续发酵：在反应器中不断补充新鲜的培养基，并不断以同样速度排出培养物，培养液的流入量等于流出量，使分裂繁殖增加的新菌数相当于流出的老菌数，保证反应器中总菌数量基本不变的方法。

补料分批发酵：在分批发酵过程中，间歇或连续地补加新鲜培养基的发酵方法，又称为半连续发酵或流加分批发酵法。

下游加工过程：又称发酵后处理，是指从发酵液或酶反应液中分离、纯化目的产物并加工成成品的过程。

过滤：是用过滤介质将悬浮液中的固体颗粒与液体分离的过程。

离心分离：让料液在离心力场作用下促使其固形颗粒加速沉降而与液体分离的过程。

沉淀：在发酵液中加入沉淀剂，使待分离的生化物质形成不溶性复合物或复合盐而析出的过程。

盐析：在高浓度中性盐存在下，使生物分子在水溶液中的溶解度降低而产生沉淀的方法，多用于蛋白质的分离双水相萃取：利用不同物质在双水相间分配系数不同的特性进行萃取的方法。

自然选育：在生产过程中，不经过人工诱变处理，利用菌种的自发突变而进行菌种筛选的过程。

湿热灭菌法：按被灭菌物品的性质不同，选择不同温度的湿热蒸汽进行灭菌，此法在同一温度下笔干热杀菌效力大。

南开大学科技成果——生物质固废生产肥料关键技术
项目简介
我国每年农林固废、城市厨余垃圾等生物质固废中近60%被焚烧或随意处置，严重污染环境，也是造成雾霾的重要原因之一。

南开大学生物质资源化工程中心多年来致力于以生物质固废为原料生产有机肥系列技术的研究应用，获得了高效降解木质纤维素、淀粉、蛋白质、油脂等的细菌、放线菌和真菌，构建了微生物菌种库和系列化菌剂；开发了可在5-15天内将生物质固废转化为有机肥料和富含有益微生物的生物有机肥生产工艺及系列化产品；自主设计研发了以布尔玛金式搅拌装置为基础的微生物发酵装置，开发了系列化的微生物好氧/厌氧发酵装置。

技术水平
本项目已申请国家专利50项，其中授权发明专利10项、实用新型专利5项；代表性SCI论文5篇，出版专译著7部；本项目有关技术已被深圳芭田公司、天津百利阳光公司应用，近三年产生了显著的经济、社会和环境效益；本项目已获得2017年中国产学研合作创新成果一等奖。

连续发酵的名词解释在生物学领域中，连续发酵是指一种在连续流动的容器中持续进行的微生物发酵过程。

相比于传统的批量发酵，连续发酵技术能够在相对稳定的条件下保持长时间的发酵活性，具有许多优势和应用潜力。

1. 连续发酵的原理连续发酵的原理基于微生物对环境的适应能力。

通过将底物连续加入流动反应器中，微生物能够不断吸收和利用底物进行生长和代谢，同时产生所需的产物。

相对于批量发酵，连续发酵可以维持相对稳定的培养环境，避免底物和产物浓度波动带来的不利影响，从而提高了发酵效率和产物质量。

2. 连续发酵的应用2.1 生物燃气生产连续发酵在生物燃气（生物甲烷）生产中具有广泛的应用。

将有机废弃物如农业残渣、畜禽排泄物等投入连续发酵反应器中，通过细菌的代谢作用，可以产生大量的甲烷气体。

这种生物燃气是一种可再生能源，不仅可以减少化石能源的使用，还能有效治理废弃物和减少温室气体排放。

2.2 乙醇生产连续发酵还被广泛应用于乙醇生产。

将植物纤维素类废物如秸秆等转化为乙醇的过程中，采用连续发酵技术可以提高发酵产能和产物纯度。

通过定量加入底物和连续排出产物的方式，可以减少底物浓度对微生物生长的抑制作用，从而保证发酵反应的稳定进行。

2.3 食品工业在食品工业中，连续发酵技术广泛应用于酿酒、酱油、酸奶等产品的生产。

通过控制底物供应和产物排放速率，可以维持微生物在发酵过程中的活性和稳定性，从而获得更好的产品质量和产能。

3. 连续发酵的优点3.1 高产能相比于批量发酵，连续发酵可以保持持续的反应条件，减少底物和产物的波动，从而能够实现更高的产能。

这对于大规模工业化生产是非常有利的。

3.2 能耗低连续发酵能够通过精确控制底物供应速率和排放速率，最大限度地提高底物利用率。

这种精细的控制使得反应过程能够高效进行，相比于批量发酵，在相同产出的情况下，节约了能源和原料成本。

3.3 稳定性高由于连续发酵能够维持相对稳定的反应环境，微生物的生长和代谢状态能够得到有效控制。

发酵工程复习要点绪论1．传统发酵：发酵（Fermentation），是拉丁语“沸腾”（fervere）的派生词，它描述酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生气泡的现象，或者是指酒的产生过程。

2．生物化学或生理学意义上的发酵：发酵：在无外在电子受体时，微生物氧化一些有机物。

有机物仅发生部分氧化，以它的中间代谢产物（即分子内的低分子有机物）为最终电子受体。

3．工业意义上的发酵它泛指利用微生物的某种特定功能，通过现代工程技术手段生产有用物质的过程。

或者说，发酵是利用特定的微生物，控制适宜的工艺条件，生产人们所需的产品或达到某些特定目的的过程。

它包括厌氧培养的生产过程，如酒精、乳酸、丙酮丁醇等，以及通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等的生产。

产品既有微生物细胞代谢产物，也包括菌体细胞（如单细胞蛋白）、酶等。

4.发酵工业发展史分为几个阶段？1）、自然（天然）发酵时期从史前到19世纪末，在微生物的性质尚未被人们所认识时，人类已经利用自然接种方法进行发酵制品的生产。

2）、纯培养技术的建立时期1900－1940年间，由巴斯德（Pasteur）和科赫（Koch）建立了微生物分离纯化和纯培养技术，可以认为纯培养技术的建立是发酵技术发展的第一个转折时期。

3）、通气搅拌（好气性）发酵（工程）技术的建立时期20世纪40年代初，随着青霉素的发现（1928年弗莱明(Fleming)发现青霉素，1965年获诺贝尔医学生理学奖。

），抗生素发酵工业逐渐兴起。

通气搅拌发酵技术的建立是发酵工业发展史上的第二个转折点。

4）、人工诱变育种与代谢控制发酵工程技术的建立时期20世纪60年代，随着生物化学、微生物生理学和遗传学的深入发展，科学家在深入研究微生物代谢途径和氨基酸生物合成的基础上，通过对微生物进行人工诱变，得到适合于生产某种产品的突变类型，再在人工控制的条件下培养，即利用调控代谢的手段进行微生物菌种选育和控制发酵条件，从而大量生产出人们所需要的产品。