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样卷2
一、填空（每空1分，共30分）
1，酒精发酵罐的冷却装置有、
和三种类型。
2，发酵罐上常用的轴封有和两种类型。
3，按细胞类型可将固定化细胞分为、和三种类型。
4，发酵产品的下游加工工艺过程可分为、、
和四个阶段。
5，发酵过程的主要控制参数主要分为、
和三种类型。
6，超临界流体萃取的流程有、和。
7，植物细胞大规模培养的方式有和。
8，细胞固定化的方法有、、
和。
10，质粒的不稳定性有和两种类型。
11，影响植物细胞培养的因素有和。
12，发酵过程中参数测定的方法和哪两种。
二、名词解释（每题4分，共20分）
1，分批发酵
2，物理密封
3，错流过滤
4，死角
三、简答题（每题4分，共20分）
1，大部分通风发酵过程都会产生泡沫，请问泡沫的形成对发酵过程有何不利影响？
2，简述影响超滤速度的因素。
3，简述动植物细胞培养与微生物细胞培养有何区别。
4，简述Monod方程与米氏方程的区别与联系。
5，搅拌器的轴功率
四、问答、计算题（每题10分，共30分）
1，按照产物生成与菌体生长是否同步，可将分批发酵分为哪两种类型，并用公式进行表述。
这种分类方法对实际生产有何指导意义？
2， 根据功率准数所表征的意义推导下式
3，请问下图中的管道连接方式有何不合理之处，为什么？请画出正确的连接方式
5
30
D N P P N ρ=。
发酵工程原理与技术_陈坚_思考题第一章的复习思考题1，发酵及发酵工程的定义2，发酵工程的特点3，发酵的分类4，发酵产品的类型5，微生物代谢产物的类型及其之间的关系6，发酵过程的组成7，发酵生产成立的条件8，发酵工业发展的阶段及大致年代9，和国际先进水平相比较，我国发酵工业的不足之处主要表现在哪些方面第二章的复习思考题1，微生物代谢调节和微生物代谢调控的概念2，为何要进行微生物的代谢调控3，微生物代谢调节的方式4，从本质上来说，微生物的代谢是通过哪两种方式来进行的5，酶合成调节的方式及其定义、机制6，酶活性调节的定义、方式7，有分支代谢途径的调节方式有哪些8，酶活性的调节机制可用什么理论来解释9，初级代谢的调节有哪几种方式10，次级代谢的调节方式11，提高初级和次级代谢产物产量的方法12，高浓度细胞培养的目的、原理、优点、方法及存在的问题第三章的复习思考题1，次级代谢和次级代谢产物的概念2，次级代谢产物的分类3，次级代谢产物的生物合成模式4，在微生物的氢代谢过程中，关键的酶是什么酶，它有哪些类型5，氢效应的概念及产生的原因6，二氧化碳固定的概念、方式、生理意义7，什么是卡尔文循环，它由哪几个部分组成第四章的复习思考题1，原料的定义及选择原则2，培养基设计的基本原则及如何进行培养基的设计3，为何要进行原料预处理及原料预处理的方法4，原料粉碎的目的和方法5，垂式粉碎机生产能力的计算6，干法粉碎和湿法粉碎工艺的比较7，原料输送的方法8，气流输送的原理、流程和优点9，颗粒在垂直管道和水平管道中悬浮输送的机理10，气流输送中常用除尘装置有哪几种11，淀粉原料水-热处理的定义及目的12，淀粉的膨胀、糊化和液化13，在淀粉的水-热处理过程中有哪些反应（变化）是我们所不希望的14，淀粉的酶法液化和糖化工艺常用到的酶有哪些及各自的作用专一性15，酶法液化的工艺有哪几种及各自的优缺点16，淀粉液化效果的标准17，淀粉糖化的定义和目的18，淀粉糖化的理论收率、实际收率和淀粉转化率的定义及计算19，DE值的定义20，淀粉糖化的工艺有哪几种，比较各自的优缺点21，糖蜜原料的来源、特点及常用的处理方法22，在发酵培养基中添加前提物质、抑制剂和促进剂为何能提高产物的产量第五章的复习思考题1，何谓培养基的灭菌，它和消毒有和区别2，常用的灭菌方法3，致死温度、微生物热阻的定义4，湿热灭菌的原理和优点5，从工程角度看，设计一个培养基的湿热灭菌过程首先要解决的问题是什么6，根据微生物的热死灭动力学方程和温度对微生物热死灭常熟（K）的影响，论述为什么采用高温短时间灭菌既有利于杀灭微生物又有利于减少营养物质的破坏7，间歇灭菌的成功的要素及注意事项8，常用的连续灭菌工艺有哪几种9，连续灭菌和间歇灭菌的比较10，影响灭菌的因素第六章的复习思考题1，何谓无菌空气，发酵工业对空气无菌程度的要求2，空气含菌量的测定方法3，空气除菌的方法有哪些、这些方法的原理和优缺点4，介质过滤除菌的定义，机理；过滤介质的类型5，常见的空气过滤除菌工艺流程的分析计算6，过滤效率、对数穿透律7，传统空气过滤除菌工艺中的主要设备有哪些8，新型的空气过滤器有哪些，有何优点9，空气贮罐的作用是什么，其大小如何确定第七章的复习思考题1，种子的扩大培养的定义。
发酵工程原理的概念
发酵工程原理是指利用微生物进行发酵过程中的基本原理和规律。
发酵是利用微生物（如细菌、酵母、真菌等）在合适的环境条件下，通过代谢产生酶、酸、酒精、有机酸、氨基酸、酶解等多种化合物的过程。
发酵工程原理主要包括以下几个方面的内容：
1. 微生物的选择与培养：根据所需产物的特性，选择合适的微生物种类，并进行优化培养，保证微生物的生长和代谢能力。
2. 发酵底物的选择与加工：根据微生物的代谢途径和能源需求，选择合适的发酵底物，并对底物进行预处理，提高底物利用效率。
3. 发酵过程控制与调节：通过对发酵条件的控制和调节，如温度、pH值、氧气供应、营养物质浓度等参数的优化，保证发酵过程的顺利进行，提高产物的产量和品质。
4. 发酵产物的分离与提取：选择合适的分离技术，对发酵产物进行分离、提纯和浓缩，得到所需的纯净产品。
通过对发酵工程原理的研究和应用，可以实现高效、可控和可持续的生物生产过程，广泛应用于食品、医药、环保等领域。
第四章培养基及其制备第一节原料一、原料的定义及选择（一）原料的定义从工艺角度来看，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。
（二）选择原料的依据1，原料选择的原则选择淀粉质原料生产酒精时，从工艺的角度着眼，凡任何含有可发酵性糖或可变为发酵糖的原料，都可作为酒精生产的原料。
对于工业上大规模投入生产的原料，除了要提出工艺上的要求外，还要提出生产管理和经济上的要求，因此，在选择工业上大规模生产酒精的原料时，应考虑到下列诸条件：（1）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。
（2）要求原料内碳水化合物含量较多，蛋白质含量要适当，适合与微生物的需要和吸收利用。
（3）原料资源要丰富，容易收集。
由于酒精生产需要大量原料，要保证一定的库存量。
（4）原料要容易贮藏。
应考虑到新鲜原料内含水量多，不耐久藏，最好选择经，干燥后，含水极少的干原料，易与保藏，不宜霉烂。
（5）对人民的身体无寻损害，影响发酵过程的杂质含量因应当极少，或者几乎不含。
（6）原料价格低廉，可降低产品成本。
此外，还应当考虑到大力节约粮食原料，尽量少用或不用粮食原料，充分利用当地的非粮食原料，广泛利用野生植物原料，同时利用农林副产物和植物纤维原料，以及亚硫酸盐纸浆废液等，对于节约粮食原料有着重要意义。
另外，利用石油原料化学合成制造酒精，也是发展酒精的主要途径。
2，在确定原料选择原则时需注意的问题（1）所选用的培养基与所使用的发酵器的结构有关。
例如ICI公司因指定用甲醇和氨生产单细胞蛋白质而另行设计新的发酵罐。
同样的理由，在一个巳设定的发酵罐中，发酵必然会受到培养基组份改变的影响。
（2）从实验室规模放大到实验工厂规模，以至于放大到工业生产规模，都要考虑培养基的组份的变化。
（3）培养基的组成，除了考虑到菌体生长和产物的形成的需要外，还要考虑到培养基的pH变化、泡沫的形成、氧化还原电位和微生物的形态等，而且还有前体和代谢抑制剂的需要。
江南大学科技成果——传统发酵食品工艺机理解析与优化成果简介
通过国家“十一五”科技支撑计划、863计划、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金及镇江市科技支撑计划的资助，解析我国优势传统发酵食品，如镇江香醋的功能性组份及其成因，探寻我国传统多菌种混合发酵过程中微生物群落结构与功能之间的关系，进而进行其功能优化调控。
创新要点
以原位分离出的功能微生物进行“生物强化”，调控产酸、产酯、改善产品品质、提高原料利用率、缩短发酵周期。
效益分析
通过“生物强化”新技术，取得显著降低食醋发酵周期（25%以上）及提高成品产率（10%以上）的效果。
推广情况
先后与江苏恒顺集团、安徽恒裕酿造有限公司、湖北灵乡食品有限公司等多家食醋酿造企业合作。
目前与泸州老窖合作开展国窖1573窖池酿造微生物多样性研究。
授权专利
一株高产3-羟基丁酮的地衣芽孢杆菌MEL09的筛选及应用，201010166969.8。
第一章微生物的现代发酵技术1.1固态发酵按照培养基物理性状的不同，分为固体发酵和液体发酵1)固态发酵是以气相为连续相的生物反应过程2)液态发酵是以液相为连续相的生物反应过程固体发酵：微生物在固态培养基上生长和代谢的一种发酵方式。
是指没有或几乎没有自由水存在，在有一定湿度的水不溶性固态基质中，用一种或多种微生物进行的一个生物反应过程。
固态发酵（曲法培养）：分为浅盘固体培养和深层固体培养此法最大的特点是：酶活力高1.1.1固态发酵的特点1)热量传递困难2)存在明显的营养梯度3)并无大量有机废水产生4)氧气、二氧化碳扩散比较容易1.1.2固体培养的优点1)原料多是谷物和农业废物，来源广泛，成本低廉2)防止污染：霉菌在水分较低的基质表面可以增殖3)通气：使用循环的冷却增湿无菌空气调控温度1.1.3固液发酵的比较1.1.4传统固态发酵与现代固态发酵根据固态发酵过程中是否能实现限定微生物纯种培养，分为传统固态发酵与1.1.5固态发酵分类1.1.5.1按微生物的情况和形成的产品条件自然富集固态发酵强化微生物混合固态发酵限定微生物混合固态发酵单菌固态纯种发酵1.1.5.2按固态发酵固相的性质分类固体底物基质固态发酵惰性载体吸附固态发酵1.1.6适合固态发酵的微生物固态发酵的最佳微生物即为丝状微生物，即为真菌或放线菌1)能够利用多糖的混合物2)有完整的酶系3)能够深入到料层中，也能够穿入基质细胞内4)不容易孢子化5)生长迅速，染菌较少6)可以在含水量比较低的基质中生长7)能够耐受高浓度的营养盐8)耐受基质预处理中产生的苯类等有毒物质1.1.7固态发酵的界面作用意义1)提供给微生物生长繁殖的场所2)营养物质通过界面作用吸附在界面表面，供给微生物的生长利用。
1.2固态发酵反应器固态发酵的放映基质以固态形式存在，反应体系内的传递极其复杂。
包括气固、气液、液固等形式，气相是最主要的流动介质。
以基质的运动情况分类静态固态发酵反应器动态固态发酵反应器1.2.1静态固态发酵反应器包括浅盘式和塔柱式反应器;优点:结构简单，操作方便，放大问题小;缺点:由于发酵基质的相对静止，热量、氧气和其他营养物质的传递困难，从而导致基质内部温度、湿度、酸碱度和菌体生长状态的严重不均匀。
第四章培养基及其制备第一节原料一、原料的定义及选择（一）原料的定义从工艺角度来看，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。
（二）选择原料的依据1，原料选择的原则选择淀粉质原料生产酒精时，从工艺的角度着眼，凡任何含有可发酵性糖或可变为发酵糖的原料，都可作为酒精生产的原料。
对于工业上大规模投入生产的原料，除了要提出工艺上的要求外，还要提出生产管理和经济上的要求，因此，在选择工业上大规模生产酒精的原料时，应考虑到下列诸条件：（1）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。
（2）要求原料内碳水化合物含量较多，蛋白质含量要适当，适合与微生物的需要和吸收利用。
（3）原料资源要丰富，容易收集。
由于酒精生产需要大量原料，要保证一定的库存量。
（4）原料要容易贮藏。
应考虑到新鲜原料内含水量多，不耐久藏，最好选择经，干燥后，含水极少的干原料，易与保藏，不宜霉烂。
（5）对人民的身体无寻损害，影响发酵过程的杂质含量因应当极少，或者几乎不含。
（6）原料价格低廉，可降低产品成本。
此外，还应当考虑到大力节约粮食原料，尽量少用或不用粮食原料，充分利用当地的非粮食原料，广泛利用野生植物原料，同时利用农林副产物和植物纤维原料，以及亚硫酸盐纸浆废液等，对于节约粮食原料有着重要意义。
另外，利用石油原料化学合成制造酒精，也是发展酒精的主要途径。
2，在确定原料选择原则时需注意的问题（1）所选用的培养基与所使用的发酵器的结构有关。
例如ICI公司因指定用甲醇和氨生产单细胞蛋白质而另行设计新的发酵罐。
同样的理由，在一个巳设定的发酵罐中，发酵必然会受到培养基组份改变的影响。
（2）从实验室规模放大到实验工厂规模，以至于放大到工业生产规模，都要考虑培养基的组份的变化。
（3）培养基的组成，除了考虑到菌体生长和产物的形成的需要外，还要考虑到培养基的pH变化、泡沫的形成、氧化还原电位和微生物的形态等，而且还有前体和代谢抑制剂的需要。
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《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。
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。
