发酵工艺学原理作业

发酵工艺原理试题和答案一、选择题1.下列哪个不是发酵过程中产生的产物？ A. 乳酸 B. 二氧化碳 C. 氧气 D. 酒精2.发酵是由哪类生物过程而来的？ A. 呼吸 B. 光合作用 C. 分裂 D. 缩合3.使得食品变质的微生物是？ A. 厌氧菌 B. 好氧菌 C. 细菌 D. 真菌4.酵素在发酵过程中扮演的角色是？ A. 催化剂 B. 营养来源 C. 结构物质D. 能量二、填空题1.发酵过程中，糖类被分解成_________。

2.__________是发酵作用的催化剂。

3.乳酸发酵是由_____________产生的。

4.发酵过程中释放的气体是___________。

三、判断题1.发酵过程是一种无氧反应。

（T/F）2.发酵是由微生物引发的生化反应。

（T/F）3.酒精发酵是从乙醇生成葡萄糖的反应。

（T/F）四、问答题1.请简要描述酵素在发酵中的作用原理。

2.举例说明两种发酵过程的应用场景。

3.解释好氧发酵和厌氧发酵有何区别。

答案一、选择题1. C2. A3. D4. A二、填空题1.乙醇2. 酵素3. 乳酸杆菌4. 二氧化碳三、判断题1. F2. T3. F四、问答题1.酵素是一种生物催化剂，通过将底物分子在其活性部位发生特异性结合，使底物分子互相接近，从而使化学反应速率加快。

2.例如：酒精发酵用于啤酒酿造，乳酸发酵用于酸奶制作。

3.好氧发酵需氧气参与反应，产物为水和二氧化碳；厌氧发酵不需要氧气参与，产物为乙醇和二氧化碳。

第一章菌种与种子扩大培养1、能源问题是全球面临的问题，生物工程将如何解决？答：利用微生物或酶工程技术从生物体生产生物燃料，主要表现在沼气发酵、酒精发酵、氢燃料的研发、生物柴油等方面，另外在石油开发中，利用微生物作为二次采油、石油精炼等手段也是一定程度上缓解能源问题。

并且利用生物工程技术在能源资源的回收利用等方面也是可行的方法。

2、比较固体培养与液体培养的优缺点。

答：⑴固体培养（曲法培养）特点：酶活力高，但劳动强度大，曲层需翻动。

⑵液体培养特点：培养条件易控制，如温度，pH等，但易染菌，要求无菌。

3、菌种扩大培养的目的和意义是什么？答：目的：为每次发酵罐的投料提供相当数量的、代谢旺盛的种子意义：有利于缩短发酵时间，提高发酵罐的利用率，也有利于减少染菌的机会4、工业生产用菌种的基本要求有什么？答：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；5、种子罐级数的选择取决于那些因素？答：①种子的性质（生长繁殖性能）；②孢子瓶中孢子的密度（密度大则级数少）；③孢子发芽及菌丝繁殖速度；④发酵罐中种子的最低接种量（一般10%）；⑤种子罐与发酵罐的容积比；6、简述加大接种量的优缺点。

答：优点：缩短发酵周期；减少染菌机会；提高设备利用率缺点：种子培养费时；增加级数；代谢废物多7、简述防止菌种衰退的方法。

答：①尽可能满足其营养条件、培养条件，避免有害因素影响；②尽量减少传代次数；③采用幼龄菌种；第二章培养基及其制备1.微生物发酵培养基的碳源主要有哪几种？答：碳酸气、淀粉水解糖、糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液等、醋酸、甲醇、乙醇等死哟偶化工产品功能：提供能量、构成菌体、代谢产物的物质基础；2.微生物发酵培养基的氮源主要有哪几种？答：豆饼或蚕蛹水解液、味精废液玉米浆、酒糟水等有机氮尿素、硫酸铵、氨水、硝酸盐等无机氮、气态氮功能：构成菌体、含氮代谢物；3.淀粉的水解方法主要有什么？试进行优缺点比较？答：（1）.酸解法：以酸为催化剂，高温高压转化优点：简单、设备少、时间短缺点：设备易腐蚀、要耐高温高压，有副反应；淀粉粒小、浓度不能太高。

《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。

发酵原理及工艺范文一、发酵原理发酵是一种通过微生物代谢产生能量的过程。

在发酵过程中，微生物通过代谢产生能量，将有机物转化为其他物质。

发酵的原理可以分为三个主要步骤：产生能量的步骤、有机物转化的步骤和产物分泌的步骤。

1.产生能量的步骤：微生物通过正常呼吸或厌氧呼吸产生能量。

正常呼吸是指微生物利用有机物和氧气进行代谢，产生二氧化碳和水以及能量。

厌氧呼吸是指微生物在无氧条件下利用有机物进行代谢产生能量，主要产物有酒精和二氧化碳。

2.有机物转化的步骤：在发酵过程中，微生物将有机物转化为其他物质。

这些有机物可以是碳水化合物、脂肪或蛋白质等。

微生物通过酶的作用将这些有机物分解为较小的分子，然后通过一系列的化学反应将其转化为产物。

3.产物分泌的步骤：发酵的最终目的是产生一种特定的产物。

在发酵过程中，微生物通过代谢产生这些产物，并将其分泌到培养基中。

产物的分泌可以通过细胞膜的渗透、扩散或活性运输等方式进行。

二、发酵工艺发酵工艺是指将发酵原理应用于实际生产过程的方法和技术。

在发酵工艺中，需要确定合适的微生物菌种、培养基的成分和配方、培养条件以及产物分离和提纯等步骤。

1.微生物菌种：在发酵工艺中，选择合适的微生物菌种是十分重要的。

微生物菌种应具有高产量、高活力和优良的发酵性能。

常见的微生物菌种有酵母菌、乳酸菌、细菌和真菌等。

2.培养基成分和配方：培养基是微生物生长和发酵的基础。

培养基的成分和配方决定了微生物的生长和产物的产量和质量。

培养基的组成通常包括碳源、氮源、矿物盐以及必需的生长因子等。

3.培养条件：培养条件是指控制发酵过程中的温度、pH值、氧气供应以及搅拌等参数。

不同微生物对培养条件的要求不同，因此需要根据微生物的特性进行相应的调节和控制。

4.产物的分离和提纯：在发酵过程中，产生的产物通常需要经过分离和提纯才能得到纯净的产品。

通常采用离心、蒸发、过滤、萃取、蒸馏、结晶等方法进行分离和提纯。

发酵工艺在食品、制药、化工等领域有着广泛的应用。

发酵工艺原理发酵工艺学原理讲义及思考题工艺学, 讲义, 原理, 发酵, 思考（1）丙酮酸的有氧氧化就会减弱(由于VH对TCA循环的促进作用)，则：乙酰辅酶A的生成量就会少，醋酸浓度降低，它的诱导作用降低；（2）VH对TCA循环的促进作用的降低，使得其中间产物琥珀酸的氧化速度降低，其浓度得到积累，这样它的阻遏和抑制作用加强；两者综合的作用使得，异柠檬酸裂解酶的活性丧失，DCA循环得到封闭。

2.生物素对氮代谢的影响由以上分析可知，当VH缺乏时，异柠檬酸裂解酶的活性减弱，那么相反，当VH丰富时，异柠檬酸裂解酶的活性必然加强，则DCA 循环正常进行，DCA循环的进行，一方面提供了大量的“中间性产物”，另一方面，菌体的能和水平得到提高。

前者是菌体增殖的物质基础，后者则是菌体增殖的能量的保证。

这样的结果是，有利于菌体的增殖和生长，则GA的生物合成就会受到影响，甚至停止，这在生产上，就是通常我们说的“只长菌，不产酸”的现象。

以上分析说明，GA发酵过程中，前期，菌体的增殖期，一定的量的生物素是菌体增殖所必需的；而在产物合成期，则要限制生物素的浓度，以保证产物的正常合成。

3. VH对菌体细胞膜通透性的影响细胞膜通透性的调节对于GA 发酵时非常重要的，正如前述，当菌体进入产物合成期时，开始有GA的产生，这是如果能够大量的把产物及时的排泄到细胞膜外，可以解除GA对L—谷氨酸脱氢酶活性的抑制作用，从而使现由Glucose GA的高效率转化，反之，如果……。

可见，改善细胞膜通透性的重要性，如何进行呢？通常谷氨酸发酵采用的菌种都是VH-，而VH又是菌体细胞膜合成的必须物质，因此，可以通过控制VH的浓度，来实现对菌体细胞膜通透性的调节。

VH对细胞膜合成的影响主要是通过对细胞膜的主要成分——磷脂中的脂肪酸的生物合成来实现的，当限制了菌体脂肪酸的合成时，细胞就会形成一个细胞膜不完整的菌体。

生物体内脂肪酸的合成途径如下：葡萄糖丙酮酸+ 丙酮酸乙酰辅酶A 乙酰辅酶Ａ乙酰辅酶A羧化酶CO2CO2丙二酰辅酶AC4丙二酰辅酶A CO2C6其中，将乙酰辅酶A羧化生成丙二酰辅酶A的酶是乙酰辅酶A羧化酶，该酶的辅酶是VH，VH在此反应过程中起到传递CO2的作用。

发酵工艺原理复习题答案一、单项选择题1. 发酵过程中，微生物生长的四个阶段中，哪一个阶段的微生物代谢产物产量最高？A. 调整期B. 对数生长期C. 稳定期D. 衰减期答案：C2. 在发酵过程中，以下哪种营养物质是微生物生长所必需的？A. 碳源B. 氮源C. 无机盐D. 所有选项答案：D3. 下列哪种发酵罐设计最适合于大规模工业生产？A. 实验室规模的发酵罐B. 搅拌式发酵罐C. 气升式发酵罐D. 固定床发酵罐答案：B二、填空题1. 发酵过程中，微生物的______是影响发酵效率的关键因素之一。

答案：代谢途径2. 在发酵过程中，通过控制______和______可以优化微生物的生长环境。

答案：温度、pH值3. 发酵工业中常用的灭菌方法包括______和______。

答案：高压蒸汽灭菌、干热灭菌三、简答题1. 描述发酵过程中的氧气供应对微生物生长和产物形成的影响。

答案：氧气供应对微生物生长和产物形成至关重要。

在好氧发酵中，充足的氧气供应可以促进微生物的呼吸作用，增强能量产生，从而支持微生物的快速生长和代谢产物的合成。

而在厌氧发酵中，氧气的存在可能会抑制某些微生物的生长，影响产物的形成。

2. 阐述发酵过程中温度控制的重要性及其对微生物生长和产物形成的影响。

答案：温度控制是发酵过程中的关键因素之一。

适宜的温度可以促进微生物的酶活性，从而加速代谢过程，提高产物的产量和质量。

温度过高或过低都可能导致酶活性下降，影响微生物的生长速率，甚至导致细胞死亡，从而影响发酵效率和产物的产量。

四、计算题1. 假设一个发酵罐的体积为100升，初始pH值为6.0，通过添加1升pH为12.0的NaOH溶液后，求发酵罐内混合溶液的最终pH值。

答案：首先计算NaOH溶液的摩尔浓度，然后根据pH值计算H+离子浓度，最后应用Henderson-Hasselbalch方程计算最终pH值。

假设NaOH 完全离解，其摩尔浓度为0.1M。

混合溶液的H+离子浓度为10^(-6.09) M，最终pH值为6.09。

《发霉和发酵》作业设计方案一、设计目标：本次作业设计旨在帮助学生深入了解发霉和发酵的观点、原理和应用，培养学生的实验设计和数据分析能力，提高学生的科学素养和实验操作技能。

二、设计内容：1. 发霉和发酵的基本观点：通过讲解和教室讨论，让学生了解发霉和发酵的定义、区别和应用领域。

2. 实验设计：学生将分为小组，每组选择一种发霉或发酵实验进行设计，包括实验目标、实验步骤、材料准备、数据记录等。

3. 实验操作：学生按照小组设计的实验方案进行操作，观察记录实验过程中的现象和数据。

4. 数据分析：学生根据实验结果进行数据分析，总结实验结果并得出结论。

5. 实验报告：每个小组撰写一份实验报告，包括实验目标、实验步骤、实验结果、数据分析和结论等内容。

三、实验内容选择：1. 发霉实验：学生可以选择在不同条件下观察食物的发霉情况，如潮湿、温暖、通风不良等条件下的面包、水果或米饭等食物。

2. 发酵实验：学生可以选择观察不同微生物在不同条件下的发酵情况，如酵母在不同温度下对面团的发酵效果等。

四、作业要求：1. 每个小组选择一个发霉或发酵实验进行设计和操作。

2. 实验报告要求清晰、详细，包括实验目标、实验步骤、实验结果、数据分析和结论等内容。

3. 实验过程中要注意安全，恪守实验室规定，确保实验操作正确无误。

4. 作业提交时间：XX月XX日。

五、评分标准：1. 实验设计合理性和创新性（20%）。

2. 实验操作规范性和准确性（20%）。

3. 数据分析逻辑性和结论合理性（20%）。

4. 实验报告清晰完备性（20%）。

5. 团队合作和表现（20%）。

六、参考资料：1. 《生物学实验教程》2. 《微生物学实验指导》3. 《发酵工艺学》七、作业设计方案总结：通过本次作业设计，学生将深入了解发霉和发酵的观点和原理，培养实验设计和数据分析能力，提高科学素养和实验操作技能。

希望学生能够通过实践探究，加深对生物学知识的理解和应用，培养科学精神和实践能力。

发酵工艺原理发酵是一种利用微生物（如酵母、细菌、霉菌等）在适宜条件下生长繁殖而产生的化学反应过程。

发酵工艺在食品加工、酿酒、制药等领域起着重要作用。

其原理是微生物在合适的温度、湿度、pH值等环境条件下，利用底物（如糖类、蛋白质等）进行新陈代谢，产生各种有益的代谢产物。

在发酵过程中，微生物会分解底物，释放出能量并产生代谢产物，如酒精、有机酸、气体等。

这些代谢产物不仅可以改变食品的口感、香味、质地，还可以增加食品的营养价值，甚至具有药用价值。

比如，酵母在发酵过程中会产生酒精，从而使葡萄汁变成葡萄酒；乳酸菌在发酵牛奶时会产生乳酸，使牛奶变成酸奶。

发酵工艺的原理主要包括底物的选择、微生物的选择、发酵条件的控制等几个方面。

首先是底物的选择，不同的微生物对底物的需求不同，比如酵母对糖类底物需求较高，而乳酸菌对乳糖底物需求较高。

其次是微生物的选择，不同的微生物在发酵过程中会产生不同的代谢产物，因此需要根据产品的要求选择合适的微生物。

再者是发酵条件的控制，包括温度、湿度、pH值等环境因素的调节，这些条件会影响微生物的生长和代谢活动。

发酵工艺的原理虽然简单，但在实践中需要严格控制各种因素，以确保发酵过程的顺利进行。

比如在酿酒过程中，需要控制发酵温度、酒液的通氧性、酵母的数量等因素，以确保葡萄汁充分发酵成葡萄酒。

在制作酸奶的过程中，需要控制发酵温度、酸奶菌的数量等因素，以确保牛奶充分酸化成酸奶。

总的来说，发酵工艺的原理是利用微生物在适宜条件下进行新陈代谢的过程，通过控制底物、微生物和发酵条件等因素，可以生产出各种有益的发酵产品。

发酵工艺不仅可以改善食品的口感和品质，还可以增加食品的营养价值，具有广阔的应用前景。

通过不断的研究和创新，发酵工艺将会在食品、酒类、制药等领域发挥越来越重要的作用。

发酵的原理与工艺发酵是一种通过微生物代谢产生酒精、二氧化碳等物质的过程。

发酵广泛应用于食品、药品和化工等领域，是许多工艺过程的重要组成部分。

本文将介绍发酵的原理和工艺，并以酵母发酵为例进行具体讲解。

一、发酵的原理发酵是一种微生物代谢过程，它在缺氧条件下进行。

微生物通过各种代谢途径将有机物通过酶催化转化为其他有机物，同时产生能量。

其中最为常见的是糖类转化为乙醇和二氧化碳的酒精发酵。

这种发酵主要是由酵母菌进行的。

酵母菌（Saccharomyces cerevisiae）是一种能够利用糖类为能源的真菌。

在缺氧状态下，酵母菌通过糖酵解将葡萄糖和其他糖类分解成乙醇和二氧化碳。

酵母菌主要通过两个关键的酶催化反应来实现乙醇发酵。

首先，磷酸果糖激酶将葡萄糖分解为果糖-1,6-二磷酸。

然后，磷酸丙酮酸脱羧酶催化丙酮酸分解成乙醛和二氧化碳。

乙醛进一步还原为乙醇。

二、发酵的工艺发酵工艺是指将发酵所需的原料、微生物和其他条件配制成发酵液，并控制发酵过程的温度、pH值、供氧等参数。

根据不同的发酵目标和原料特性，发酵工艺可以有很大的差异。

下面将以酵母发酵为例，介绍典型的发酵工艺。

(一) 培养基配制培养基是指供微生物生长的营养物质的集合。

对于酵母发酵来说，一般是将糖类、氮源、矿物质和辅助物质配制成液体培养基。

常用的糖类包括葡萄糖、麦芽糖等；氮源可以是氨基酸、酵母浸粕等；矿物质可以是硫酸镁、氯化钠等。

此外，一些辅助物质如维生素、生物素等也可以添加到培养基中，以促进微生物的生长。

(二) 发酵液接种接种是指将酵母菌悬浊液接入培养基中。

接种量一般控制在适当的范围内，以达到最佳生长条件。

酵母菌接种后，在合适的温度下迅速适应培养基环境，开始生长和繁殖。

繁殖的酵母菌会不断分解糖类，产生乙醇和二氧化碳。

(三) 温度和pH控制温度和pH是发酵工艺中需要进行控制的重要参数。

酵母发酵一般进行在温度为25-30℃的条件下。

此外，pH的控制也非常关键，一般在4-6范围内合适。

发酵工艺学实验内容实验一红曲的生产（4学时）一、实验目的要求1、了解红曲色素的特点。

2、学习红曲生产的工艺技术。

掌握红曲酱腐乳酿造工艺及控制要求。

二、实验原理红曲霉是我国用来生产红曲色素的传统菌种，该菌产生的红曲色素由于安全性高，热稳定性强，色泽鲜亮已得到广泛的应用。

以大米或其他粮食作物为原料的红曲霉培养物称红曲。

红曲有杀菌和抑菌作用，将红曲应用在调味品生产中或鱼、肉腌制中，具有防腐作用。

红曲霉的菌丝有横隔、多核。

在麦芽汁琼脂培养基上，生成先白色后红色的扩展性菌落，子囊孢子数目甚多，一般不产生分生孢子，常用液体培养作扩大菌种。

三、实验材料与试剂1、菌种紫红曲霉(Monascus sp.)2、培养基斜面培养基配方：7.2 g麦芽糖、可溶性淀粉5 g、蛋白胨3 g、冰醋酸0.2 mL、琼脂2~3g、水100 mL。

种子培养基配方：可溶性淀粉3 g、硝酸钠0.3 g、黄豆粉0.5 g、水100 mL。

发酵培养基配方：大米500 g、红曲霉0.5 g、冰醋酸（95%）1.5 g, 水适量。

3、仪器摇床、超净工作台、三角瓶、无菌水试管、灭菌锅、恒温培养箱等。

四、实验操作步骤1、培养基的配制：按培养基的配方，配制斜面、液体、发酵培养基，并灭菌冷却备用。

2、斜面菌种活化：用接种环挑取冰箱保存的红曲霉菌种一环，在新鲜斜面上划线，于30 ℃培养箱内培养4～7 d，长满红色孢子为宜。

3、种子培养液的扩大培养：用接种针挑取1～3环活化的红曲霉于液体试管或三角瓶中，30 ℃摇床培养3～5 d，菌丝球生长小而密。

4、三角瓶固体发酵：将扩大培养的液体种子接种于发酵培养基中，拌匀后于30 ℃培养，每1 d 摇散菌丝，直至大米变成红色为止。

思考作业：1、红曲有何功能？2、红曲制作过程中应注意的事项？实验二蚕豆酱的制作（4学时）一、实验目的要求掌握蚕豆酱酿造工艺及控制要求。

熟悉类酿造常用的微生物类型。

二、实验原理米曲霉是酱类主发酵菌，具有复杂的酶系统，主要有蛋白酶，分解原料中的蛋白质；谷氨酰胺酶，分解谷氨酰胺直接生成谷氨酸，增强酱类（酱油）的鲜味；淀粉酶，分解淀粉生成糊精和葡萄糖。

发酵工艺学原理开课背景（1）何为工艺学？原来的工艺学的特性：（2）现在：强化工艺学的基本理论背景，减小课时数，以单元操作为主线条的工艺学原理第一章绪论§1-1发酵工艺学的基本概念一、发酵工业的基本概念微生物学中的发酵的定义：1.发酵工业生产的基本模式讲述生物工业的基本生产模式，引出生物技术、生物工程的概念，讲述两者之间的区别与联系2.发酵工业的分类酿酒业（啤酒、葡萄酒、白酒……）。

厌氧发酵调味品（酱油、醋）。

酵母工业——自然发酵。

氨基酸发酵——典型的代谢控制发酵。

抗菌素发酵——次级代谢控制发酵。

酶制剂工业——具有重要的意义，是工业发展的基础、科学研究的基础有机酸工业—柠檬酸、葡萄酸、乳酸、琥珀酸等。

石油发酵——降低石油熔点（石油脱腊）有机溶剂工业——乙醇、丙醇等好氧发酵维生素发酵——VC、VB2生理活性物质——白介——2环境工业——废水的生物处理，废弃物的生物降解二、微生物发酵的基本特征1.微生物发酵过程是一个典型的化工过程由于微生物生理特性决定了微生物在发酵过程中需要稳定的环境、特殊的条件以及以氧作为底物的供给，这些多涉及到化工生产的一下领域：（1）质量的传递——氧的供给、代谢物的排泄等（2）热量的传递——微生物呼吸产热，微生物生长于代谢需要稳定的而严格的温度条件。

（3）动量的传递——涉及到搅拌轴功率的计算，他与溶氧、气液混合的关系（4）微生物的反应工程——涉及到微生物的生长动力学模型的建立，产物生成动力学模型的建立。

2.微生物发酵过程是一个典型的代谢控制发酵从微生物发酵的历史角度看，最早的微生物发酵是一个自然发酵过程，现代微生物工业通常是指微生物的代谢控制发酵？定义：是指利用生物的、物里的、化学的方法，人为的改变了微生物的生长代谢途径，使之合成、积累、分泌我们所需要的产品的过程。

以GA发酵为例，建树微生物代谢控制发酵的意义。

3.微生物发酵工业又是一个有别于化工过程的一个工业有以下几个特征：（1）反应条件温和通常由于微生物的生理特性，要求温度为30℃-40℃pH值中性偏酸性——酵母、霉菌、放线菌等pH值中性偏碱性——细菌的发酵（2）无菌发酵整个反应过程要求无菌：培养基无菌、空气无菌、补料和取样要求无菌操作、某些工程菌，其尾气也要求进行无菌处理。

发酵动力学习题第一章1. 硫杆菌将硫氧化为硫酸，∆G0=-494 kJ/mol，同化1g碳需氧化30 g硫，求硫杆菌生长的标准自由能效率。

2. Spirophyllum ferrugineum将FeCO3氧化，利用其自由能固定CO2，生成Fe(OH)3，因而将将铁矿石中的铁溶出。

反应如下：4FeCO3+O2+6H2O−→4Fe(OH)3+4CO2, ∆G0=-41.9 kJ/mol若标准自由能效率为0.03，生成1 g菌体要氧化多少FeCO3？3. 氢单孢菌进行以下反应：H2+1/2 O2−→H2O ∆G0=-240 kJ/mol固定1 mol CO2氧化7 mol H2，求标准自由能效率。

4. 将S. agalactiae在含有葡萄糖和酪蛋白水解物的复合培养基中培养时，菌体的生长得率Y X/S为21.4 g菌体/mol葡萄糖,乳酸、醋酸、甲酸和乙醇的得率（Y P/S）分别为1.50，0.25，0.33和0.14 g/mol。

计算-∆H C和Y C。

5. 将Aerobacter aerogenes在以葡萄糖为唯一碳源的基本培养基中培养时，得到以下数据：μ=0.4 h-1，Q S=15.4 mmol/g/h，Q P=10.2 mmol/g/h。

假定同化的葡萄糖不产生ATP，1 mol葡萄糖异化代谢形成丙酮酸时产生2 mol ATP，每形成1 mol醋酸时则形成1 mol ATP，求Y ATP。

6. 在以葡萄糖为唯一碳源的培养基中连续培养Rhodopseudomonas spheroides时得到如下结果：μ (h-1) Q S (mmol/gh) Q O2 (mmol/gh) Q CO2 (mmol/gh)0.051 0.70 1.44 1.660.097 1.09 2.28 2.360.143 1.77 2.64 2.720.167 1.89 3.57 3.48问该过程是否有产物形成？计算Q P，RQ，Y X/O，Y X/S，m O，以及Y GO（已知α3＝72 g C/mol，α2＝0.5 g/g，B=42 mmol/g）。

发酵工程作业玉米酒精发酵工艺一、酒精发酵是在无氧条件下，微生物（如酵母菌）分解葡萄糖等有机物，产生酒精、二氧化碳等不彻底氧化产物,同时释放出少量能量的过程。

在高等植物中，存在酒精发酵和乳酸发酵,并习惯称之为无氧呼吸.二、机理酒精的发酵过程中，酵母菌进行的是属于厌气性发酵，进行着无氧呼吸，发生了复杂的生化反应。

从发酵工艺来讲，既有发酵醪中的淀粉、糊精被糖化酶作用，水解生成糖类物质的反应；又有发酵醪中的蛋白质在蛋白酶的作用下，水解生成小分子的蛋白胨、肽和各种氨基酸的反应。

这些水解产物，一部分被酵母细胞吸收合成菌体，另一部分则发酵生成了酒精和二氧化碳，还要产生副产物杂醇油、甘油等。

三、酒精发酵的生产流程特点在投产前必须先经过破碎处理。

目前在国内上有一部分产量较小的酒精厂，采用间歇蒸煮，原料不经粉碎，就直接将块状或粒状原料投入生产，但大部分中等规模以上的酒精厂，原料多经二次粉碎，然后进行高压连续蒸煮，有利原料的受热面加大，更有效地达到蒸煮的要求。

在高温高压过程中，引起原料细胞的组织破裂，使存在于细胞中的淀粉转化为可发酵性糖。

蒸煮温度由于原料的品种与规格不同而有差异，通常为130—150℃，但经过粉碎的原料，其蒸煮所须的温度较低，大约120—130℃。

高温处理除了使淀粉糊化，便于淀粉酶起糖化作用外，还可把附着的有害杂菌杀死。

根据发酵醪注入发酵罐的方式不同,可以将酒精发酵的方式分为间歇式、半连续式和连续式三种.(一)间歇式发酵法间歇式发酵法就是指全部发酵过程始终在一个发酵罐中进行.由于发酵罐容量和工艺操作不同,在间歇发酵工艺中,又可分为如下几种方法：1．一次加满法此法是将粉浆或糖化醪冷却到27-30℃后,接入糖化醪量10％的酒母,混合均匀后,经60～72小时发酵,即成熟.2．分次添加法生产时,先打入发酵罐容积三分之一糖化醪,接种发酵,隔2—3小时后,加第二次糖化醪,再隔2—3小时,加第三次糖化醪.如此,直至加到发酵罐容积的90％为止.从第一次加糖化醪直至加满发酵罐为止,其总时间不应超过l0小时.3．连续添加法此法适用于采用连续蒸煮、连续糖化的酒精生产工厂.先将一定量的酒母打入发酵罐,然后流加.一般从接种酵母后,应于6-8小时内将罐装满.4．分割主发酵醪法此法适用于卫生管理较好的酒精工厂,其无菌要求较高.将处于旺盛主发酵阶段的发酵醪分出1/3—1/2至第二罐,然后两罐同时补加新鲜糖化醪至满,继续发酵.(二)半连续发酵法半连续发酵是指在主发酵阶段采用连续发酵,而后发酵则采用间歇发酵的方式.在半连续发酵中,由于醪液的流加方式不同,又可分为两种：一种是将一组数个发酵罐连接起来,使前三个罐保持连续发酵状态.第三罐满后,流入第四罐.第四罐施加满后,则由第三罐改流至第五罐,依次类推.第四、五罐发酵结束后,送去蒸馏.洗刷罐体后再重复以上操作.第二种方法是由7—8个罐组成一组罐,各罐用管道从上部通入下-罐底部相串连.第一只罐加入1/3体积的酒母发酵,随后在保持主发酵状态下,流加糖化醪.满罐后,流入第二罐,第二罐醪液加至1/3容积时,糖化醪转流加至第二罐.第二罐加满后,流入第三罐,然后重复第二罐操作,直至末罐.最后从首罐至末罐逐个将发酵成熟醪蒸馏.（三）连续发酵1、连续发酵工艺由于具体操作方法的不同,连续发酵工艺可分为如下三种：(1)循环连续发酵法(2)多级连续发酵法(3)双流糖化和连续发酵2、连续发酵的优点(1)提高了设备利用率(2)提高了淀粉利用率(3)省去了酒母工段(4)便于实现自动化酒精发酵生产流程下面以博大生化公司玉米发酵制酒为例分析其（1）调控原理（2）调控指标（3）调控方法（4）异常生产现象及其处理方法。

发酵工艺学原理复习题参考答案（2011级）第二章1.比较固体培养与液体培养的优缺点。

固体培养优点：（1）酶活力高。

（因为菌丝体密度大）（2）生产过程中无菌程度要求不是很严格。

（3）对于固体培养，通常用于固体发酵，由于产物浓度大，易于分离，可以有效的降低产品分离成本。

缺点：（1）生产劳动强度较大，占地面积大，不宜自动化生产。

（2）周期长。

（3）培养过程中环境条件控制较难。

（4）生产过程中，由于无菌程度较低，其菌种菌类不纯。

液体培养优点：（1）生产效率高，便于自动化管理。

（2）生产过程中温度、溶氧、pH值等参数可以实现全面控制。

（3）通常生产液体种子，整个生产周期较短。

缺点：（1）无菌程度要求高，相对生产设备投资较大。

（2）对于某些种类的发酵，液体培养因投资大、生产密度大而难以实现。

2.说明菌种扩大培养的条件。

菌种扩大培养条件因不同的菌种差异是非常大的，通常是与菌种的性质有关的，也与后续的发酵工艺有关。

但是，与发酵工艺却有着很大的差别。

1.培养基：种子培养基因不同的微生物种类差别是很大的，同一种微生物因不同的扩大培养过程（一级、二级）其培养基往往也有较大差异。

通常，对于种子用的培养基，摇瓶与种子罐用的培养基也不相同，摇瓶要求培养基用的原材料精细，碳源浓度较低而且是用微生物较易利用的碳源；对于种子罐用培养基，要求使用接近大生产用的原材料，氮源浓度较高，有利于菌体的增殖。

2.温度种子扩大培养的温度，从试管到三角瓶到种子罐，其温度也应逐步调整，最后接近大生产的温度，目的在于使菌种逐渐适应。

需要指出的是：（1）许多微生物其最适生长温度与最适发酵温度往往有差异的，例如：谷氨酸发酵，谷氨酸产生菌的最适合生长温度为：30℃，而产物合成温度为32-34℃（2）种子扩大培养的温度的选择，应该考虑的是菌体的快速增殖上，一方面可以缩短周期，另一方面有利于抑制其他杂菌的生长。

3.氧的供给菌种扩大培养的目的就是提供大量的强壮的菌体，因此在扩培过程要求菌体增殖速度越快越好，增殖期消耗的底物葡萄糖越少越好，从这个意义上讲，扩培过程中应提供足够的氧气，无论是厌氧发酵还是好氧发酵。

发酵工艺学习题答案发酵工艺学习题答案发酵工艺学习题是发酵工艺学习过程中常见的一种学习方式，通过解答一系列问题来检验学生对发酵工艺的理解和掌握程度。

下面将给出一些常见的发酵工艺学习题及其答案，帮助读者更好地理解和应用发酵工艺。

一、简答题1. 什么是发酵工艺？答：发酵工艺是指利用微生物（如酵母菌、细菌等）在特定条件下对有机物进行代谢，产生有用产物的一种工艺。

它是一种将生物资源转化为有用产品的方法。

2. 发酵工艺有哪些应用领域？答：发酵工艺广泛应用于食品工业、酿酒工业、饲料工业、制药工业等领域。

例如，面包、酸奶、啤酒、乳酸菌制剂等都是通过发酵工艺生产的。

3. 发酵工艺的基本原理是什么？答：发酵工艺的基本原理是微生物在适宜的温度、pH值和营养条件下，通过对底物的代谢，产生有用产物。

微生物通过分解底物中的碳水化合物、蛋白质等有机物，释放出能量并产生副产物。

4. 发酵过程中的主要微生物有哪些？答：发酵过程中的主要微生物有酵母菌、乳酸菌、醋酸菌、酵母菌等。

不同的微生物对不同的底物具有特异性，因此在发酵工艺中选择适宜的微生物对产物的质量和产量有重要影响。

二、计算题1. 一批发酵液中初始糖浓度为50g/L，发酵过程中有30%的糖被消耗，求发酵结束后的糖浓度。

答：糖的消耗率为30%，即剩余糖浓度为70%，则发酵结束后的糖浓度为50g/L * 70% = 35g/L。

2. 一批发酵液中初始细菌数为1×10^6 CFU/mL，经过12小时发酵后，细菌数增至1×10^8 CFU/mL，求细菌的增长速率。

答：细菌的增长速率可以通过计算细菌数的对数增长量来获得。

初始细菌数的对数为log(1×10^6) = 6，发酵结束后细菌数的对数为lo g(1×10^8) = 8，增长速率为(8-6)/12 = 0.17 log(CFU/mL)/h。

三、综合题1. 某种酵母菌在发酵过程中产生乙醇，其产酒率为0.4g/g。

开课背景（1）何为工艺学？原来的工艺学的特性：（2）现在：强化工艺学的基本理论背景，减小课时数，以单元操作为主线条的工艺学原理第一章绪论§1-1发酵工艺学的基本概念一、发酵工业的基本概念微生物学中的发酵的定义：微生物发酵工业的概念：1.发酵工业生产的基本模式讲述生物工业的基本生产模式，引出生物技术、生物工程的概念，讲述两者之间的区别与联系2.发酵工业的分类的基础、科学研究的基础有机溶剂工业——乙醇、丙好氧发酵VC、VB22环境工业——废水的生物处理，废弃物的生物降解二、微生物发酵的基本特征1.微生物发酵过程是一个典型的化工过程由于微生物生理特性决定了微生物在发酵过程中需要稳定的环境、特殊的条件以及以氧作为底物的供给，这些多涉及到化工生产的一下领域：（1）质量的传递——氧的供给、代谢物的排泄等（2）热量的传递——微生物呼吸产热，微生物生长于代谢需要稳定的而严格的温度条件。

（3）动量的传递——涉及到搅拌轴功率的计算，他与溶氧、气液混合的关系（4）微生物的反应工程——涉及到微生物的生长动力学模型的建立，产物生成动力学模型的建立。

2.微生物发酵过程是一个典型的代谢控制发酵从微生物发酵的历史角度看，最早的微生物发酵是一个自然发酵过程，现代微生物工业通常是指微生物的代谢控制发酵？定义：是指利用生物的、物里的、化学的方法，人为的改变了微生物的生长代谢途径，使之合成、积累、分泌我们所需要的产品的过程。

以GA发酵为例，建树微生物代谢控制发酵的意义。

3.微生物发酵工业又是一个有别于化工过程的一个工业有以下几个特征：（1）反应条件温和通常由于微生物的生理特性，要求温度为30℃-40℃pH值中性偏酸性——酵母、霉菌、放线菌等pH值中性偏碱性——细菌的发酵（2）无菌发酵整个反应过程要求无菌：培养基无菌、空气无菌、补料和取样要求无菌操作、某些工程菌，其尾气也要求进行无菌处理。

（3）非连续性生产微生物的生理特性决定了发酵过程的非连续性大部分的工业发酵是以间歇操作为基础进行的，目前可以实现连续化生产的是：啤酒的连续化生产……§1-2微生物工业发酵的历史及发展方向一、微生物工业发酵的历史微生物发酵有着悠久的历史，几千年前的酿造实质上就是一个典型的微生物发酵过程，尽管……近几十年的来微生物发酵不但在应用领域上更加广泛，更重要的是建立了许多新的微生物发酵理论体系，诸如：代谢控制发酵、基因工程菌发酵等……微生物发酵的发展可以分为以下几个阶段：1.自然发酵阶段传统的酿造业，目前在国民经济和人民生活中仍然占有重要的地位。

发酵工艺原理复习题答案一、选择题1. 发酵的定义是什么？A. 微生物生长的过程B. 微生物代谢产物的积累过程C. 微生物的繁殖过程D. 微生物的代谢过程答案：B2. 发酵过程中，微生物主要进行哪种代谢？A. 有氧代谢B. 无氧代谢C. 光合作用D. 化学合成答案：B3. 以下哪个不是发酵过程中常用的微生物？A. 酵母菌B. 乳酸菌C. 曲霉D. 蓝藻答案：D4. 发酵过程中，pH值对微生物的生长和代谢有何影响？A. 无影响B. 促进生长和代谢C. 抑制生长和代谢D. 影响微生物的酶活性答案：D5. 发酵工艺中，温度控制的重要性是什么？A. 影响微生物的生长速度B. 影响微生物的代谢产物C. 影响微生物的酶活性D. 所有以上选项答案：D二、填空题6. 发酵罐中常用的搅拌方式包括_________、_________和_________。

答案：机械搅拌、气流搅拌、磁力搅拌7. 发酵过程中，_________是影响微生物生长和代谢的重要因素之一。

答案：氧气供应8. 发酵工艺中，常用的灭菌方法有_________、_________和_________。

答案：干热灭菌、湿热灭菌、过滤灭菌9. 发酵过程中，微生物的_________和_________是影响发酵效率的关键因素。

答案：生长速率、代谢途径10. 发酵工艺中，_________是控制微生物生长和代谢的重要手段。

答案：营养供应三、简答题11. 简述发酵工艺中常用的几种微生物及其应用。

答案：酵母菌常用于酒精发酵和面包制作；乳酸菌用于酸奶和泡菜的制作；曲霉用于酱油和酶制剂的生产。

12. 描述发酵过程中pH值和温度对微生物生长和代谢的影响。

答案：pH值和温度直接影响微生物的酶活性和代谢途径，适宜的pH值和温度可以促进微生物的生长和代谢，反之则抑制。

四、论述题13. 论述发酵工艺在食品工业中的应用及其重要性。

答案：发酵工艺在食品工业中具有广泛的应用，如在乳制品、酿酒、酱料、面包等行业中，通过发酵可以生产出具有特定风味和营养价值的产品。