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《发酵工艺学》复习大纲一、基本要求：《发酵工艺学》是发酵工程专业的一门主干课程，是支撑现代食品工业的重要技术，同时也是生物技术产业化的重要手段。
这门课程的考试，主要测试考生对本课程的基础理论、基本知识、及实际操作技能掌握的程度，以及运用所学理论解决问题的能力，为考生在工作岗位上发挥自己的能力或继续从事相关研究工作奠定基础。
二、主要内容第一章绪论发酵工业的历史；微生物发酵的特点及研究对象；发酵工艺学的发展趋势。
第二章微生物代谢调控理论及其在微生物发酵中的应用初级代谢和次级代谢；代谢调节有关的酶；反馈调节；代谢调节控制的应用。
第三章发酵工艺学基础及主要设备一、微生物发酵的工艺过程：菌种活化与扩大培养；发酵原料前处理及培养基制备；发酵；产物分离、提取与后加工二、微生物发酵的动力学：分批发酵三、发酵工艺控制：温度对发酵的影响及其控制；溶解氧浓度对发酵的影响及其监控；pH值对发酵过程的影响及其控制；二氧化碳和呼吸熵；基质浓度对发酵的影响及补料控制；泡沫控制；发酵终点判断。
四、发酵的主要设备：原料处理设备；固体发酵设备；机械搅拌通风发酵罐（生物反应器）；空气净化系统；培养基灭菌系统；产物分离与提取设备。
第四章酒精发酵与酿酒一、酒精发酵：酒精发酵原料；与酒精发酵有关的微生物；酒精发酵生化机制；酒精发酵工艺；酒精蒸馏与精制。
二、啤酒酿造：啤酒种类与质量标准；啤酒酿造原料；麦芽制造；麦芽汁制备；啤酒发酵；过滤与灌装。
第五章氨基酸发酵谷氨酸生产：谷氨酸生产原料及其处理；谷氨酸产生菌；谷氨酸合成途径；谷氨酸发酵工艺；谷氨酸提取。
第六章有机酸发酵一、乳酸发酵：乳酸发酵类型及其微生物；乳酸制造；发酵乳制品；其它乳酸发酵食品。
二、醋酸发酵：醋酸发酵原料；醋酸发酵有关的微生物；醋酸发酵生化机制。
第七章酶制剂生产酶制剂的工业化生产：工业化酶制剂生产的优点；酶制剂生产的基本工艺流程；淀粉酶生产；酶应用新技术。
第八章发酵豆制品酱类与酱油酿造原料；制酱与酱油酿造的微生物；制酱与酱酒酿造的生物化学。
发酵工艺学复习提纲啤酒一、中国啤酒工业发展历程。
啤酒是以优质大麦芽为主要原料，大米、酒花等为辅料，经过制麦、糖化、啤酒酵母发酵等工序酿制而成的一种含有C02、低酒精浓度和多种营养成分的饮料酒。
世界上产量最大的酒种之一。
中国啤酒工业发展简史:中国在四五千年前，就有古代啤酒。
中国近代啤酒是从欧洲传入的，第一家现代化啤酒厂是1903年在青岛由德国酿造师建立的英德啤酒厂，从1902年到1949年的40多年中，中国只建立了不到10个工厂，年产啤酒近1万t。
从1949年到1993年，我们用43年的时间，发展成为世界啤酒第二生产大国。
改革开放二十多年来中国啤酒工业得到迅猛发展，2001年啤酒产量为2274万吨，2002年啤酒产量达到2386万吨，首次超过美国成为世界第一啤酒生产大国。
二、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。
啤酒种类:啤酒种类很多，有生啤酒、熟啤酒、低醇啤酒、果味啤酒等。
生啤酒：又叫鲜啤酒，这种啤酒不经过杀菌，具有独特的啤酒风味，采用的是硅藻土过滤机，菌不能被滤掉，因此其保质期一般在3-7天。
酒中活酵母菌在灌装后，甚至在人体内仍可以继续进行生化反应。
纯生啤酒：是采用无菌膜过滤技术，滤除了酵母菌和杂菌，使啤酒避免了热损伤，保持了原有的新鲜口味。
最后一道工序进行严格的无菌灌装，避免了二次污染，保质期可达180天。
啤酒种类。
熟啤酒：普通啤酒都是要杀菌（巴氏杀菌），杀了菌之后叫熟啤酒。
因为酒中的酵母已被加温杀死，不会继续发酵，稳定性较好。
干啤酒：使用特殊的酵母使剩余的糖继续发酵，把糖降到一定的浓度之下，就叫干啤酒。
低醇和无醇啤酒：利用特制的工艺令酵母不发酵糖，只产生香气物质，啤酒的各种特性都具备，滋味、口感都很好。
发酵重点资料整理名词解释：工业发酵的含义：通过微生物的生长繁殖以及代谢活动，产生和累计人们所需要的产物的生化反应。
发酵工程的含义：利用微生物的某种特定功能，通过现代工程技术手段，给微生物提供适宜的生长条件，生长。
出所需要的产物的生物反应工程代谢控制发酵：有意识地改变微生物的代谢途径，最大限度地积累产物。
利用有机酸和氨基酸的代谢控制。
巴斯德效应：氧气对发酵的抑制作用。
巴斯德发现，在酵母菌发酵时，通入氧气，呼吸作用增强，发酵作用降低。
初级代谢产物与次级代谢产物：初级代谢产物是微生物通过代谢活动，产生与自身生长繁殖必须的物质；次级代谢产物是生成对自身无明确影响的产物。
自发突变与诱发突变：自发突变是微生物在一定情况下自身发生的变异；诱发突变是人为地有意识地将生物置于诱变因子当中，该生物发生突变。
自然选育：根据自然变异从自然界选出符合生成要求的菌种。
诱变育种：用人工方法引起菌体变异，再筛选出适合的菌种。
营养缺陷型菌株：野生菌株通过人工诱变或者自然突变失去合成某种营养物的能力。
在缺乏改种营养物的培养基时，不能生长。
发酵培养基：满足大量菌体生长、繁殖以及产物积累的培养基。
C/N 比：培养基中的碳源及氮源的比值。
DE 值：葡萄糖当量值，是指糖化液中还原糖占干物质的比例。
生长因子：生长所必须的微量的有机物。
前体物、产物促进剂：前体物以及产物促进剂可以促进产物的积累。
前体是可以直接被微生物合成到产物，促进剂能改改变细胞渗透性。
过滤介质除菌：利用过滤介质的除菌方法。
分为绝对过滤介质除菌，深层过滤介质。
绝对过滤介质是利用微生物大于过滤孔径的机制。
深层过滤介质是利用重力沉降、扩散运动、惯性冲击、阻截、静电吸附。
实罐灭菌（实消）、空消：实罐灭菌又称分批灭菌，将培养基输入到发酵罐，一同灭菌。
连续灭菌是指将培养基先灭菌，在倒入已经灭菌后的发酵罐中的灭菌方式。
发酵罐要在之前先消毒，称为空消。
接种量：接种量是移入的接种液体积占接种后培养液体积的比例。
第一章绪论一、什么是发酵？1675年制成显微镜——微生物的存在。
1857年巴斯德证明了酒精是由活的酵母发酵引起的，发酵(fermentation)最初来自拉丁语“发泡”（fervere)一词，它是指酵母作用于果汁或发芽谷物时产生CO2的现象。
1897年毕希纳发现磨碎的酵母仍使糖发酵形成酒精——酶。
生物化学家的定义：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，或者发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。
微生物学家的定义：发酵则是泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程，二、什么是发酵工程？简述发酵工程的发展史。
利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊等特点，在合适的条件下，通过现代工程技术手段，由微生物的某种特定功能生产出人类所需要的产品的过程称为发酵工程。
发酵工程的发展史：发酵现象→酿造食品工业→非食品工业→青霉素→抗菌素发酵工业→氨基酸,核酸发酵（代谢控制发酵）→基因工程菌第一个转折点：非食品工业；第二个转折点：青霉素→抗菌素发酵工业；第三个转折点：代谢调控，包括酶的活力调控,酶的合成调控,解除菌体自身的反馈调节, 突变株的应用,前体、终产物、副产物等；近代转折点：基因、动物、海洋。
1、发酵工程的早期阶段人们的对发酵技术的认识起始于19世纪末，主要来自于厌氧发酵，如利用酵母菌、乳酸菌生产酒精、乳酸和各种发酵食品。
20世纪初期，1916年英国采用梭状芽孢杆菌生产丙酮丁醇，德国采用亚硫酸盐发酵法生产甘油──由食品工业向非食品工业发展。
好氧发酵技术：速酿法从乙醇生产醋酸，通气法大量繁殖酵母，用米曲霉的麸曲代替麦芽糖作糖化剂生产酒精，用微小毛霉生产干酪。
1933年发明了摇瓶培养法代替了传统的静置培养法。
生长均匀，增殖时间短。
2、发酵工程的重大转折点20世纪40年代初，第二次世界大战爆发，青霉素的发现，迅速形成工业大规摸生产。
1928年由 Fleming发现青霉素；1941年美国和英国合作对青霉素进行生产研究表面培养：1升扁瓶或锥形瓶，内装200ml麦麸培养基─── 40u/ml；1943年沉浸培养：5m3 ─── 200u/ml；当前：100m3─200m3 ─── 5-7万u/ml。
发酵工艺学原理讲义及复习题烟台大学林剑主讲课程（2011级）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。
好氧发酵石油发酵——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、物理的、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。
发酵工艺学概论复习1.发酵技术的概念和特点概念：发酵技术是利用微生物的生长和代谢生产各种有用生物、化学产品的技术现代发酵技术的特点：产品类型多、技术要求高、规模巨大、技术发展速度快2. 相对于化学反应过程，微生物反应具有以下的优点：1）反应在常温、常压下进行，对设备的要求较低。
2）原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，价格相对低廉。
3）反应以生命体的自动调节方式进行，能在单一反应器（发酵罐）内很容易地进行。
4）生产过程相对安全，对人体危害小。
5）通过对微生物的菌种改良，能够利用原有设备使生产飞跃。
3. 发酵工业存在的问题（发酵过程存在的问题和缺陷）1）底物不可能完全转化为目标产物，副产物的产生不可避免，造成产物提取和精致的困难。
2）微生物反应是活细胞的反应，菌体易发生变异和退化，微生物反应过程复杂，对发酵过程的控制相当困难。
3）原料是农副产品，虽然价廉，但质量和价格波动较大。
4）与化工过程相比，反应器的效率低。
5）发酵废水量大，并含较高的COD和BOD，需要进行处理。
6）生产过程易受杂菌污染7）发酵过程的控制相当困难4. 发酵工业(技术)发展简史现代发酵工业以青霉素(penicillin)的大规模液体深层培养为标志。
1928年Fleming发现了青霉素，1940年Florey和Chain成功制备青霉素并进行临床实验。
5. 发酵技术的应用1）在医药行业的应用ａ能生产四种类型的产品：各种抗生素，各种氨基酸、维生素、基因工程药物ｂ希望能写出几种常用抗生素的名称：抗细菌的抗生素：青霉素、头孢菌素、红霉素、链霉素、螺旋霉素、四环素、万古霉素、链阳性菌素等抗真菌的抗生素：两性霉素、灰黄霉素、制霉菌素、杀假丝菌素、多效霉素抗肿瘤抗生素：放线菌素，博来霉素，阿德里亚霉素，阿霉素，丝裂霉素各种氨基酸：几乎所有的氨基酸都可以由微生物发酵制备或由微生物产生的酶合成维生素：维生素B2、维生素C、维生素B12，麦角固醇（维生素D2的前体）基因工程药物:干扰素(interferon)、生长激素、白细胞介素（interleukin)、表皮生长因子、促红细胞生长素(erythopoietin, EPO)、集落刺激因子(colony stimulating factor, CSF)、单克隆抗体(monoclonal antibodies, MAbs)2) 在化学工业中的应用由发酵法生产的有机溶剂: 乙醇(ethanol)、丙酮(acetone)、丁醇(butanol)、二羟基丙酮(dihydroxyacetone)等由发酵法生产的有机酸 : 乙酸(acetic acid)、丙酸(propionic acid)、乳酸(lactic acid)、丁酸(butyric acid)等3）在酶制剂行业的应用写出几种工业酶制剂的名称 :淀粉酶、糖化酶、半乳糖苷酶、葡萄糖异构酶、纤维素酶等蛋白酶：包括碱性蛋白酶、酸性蛋白酶、中性蛋白酶脂肪酶果胶酶青霉素酰化酶、青霉素扩环酶等医药工业、轻工业用酶2 微生物的代谢调节微生物代谢调节的生化基础1）酶活性调节的生化基础：别构效应（反馈抑制）2）酶合成调节的生化基础：酶的诱导和阻遏微生物代谢调节的方式酶的诱导：酶诱导(enzyme induction)的定义生物与一种化学物质—诱导物(inducer)相接触的结果大大增加了酶的合成速率。
发酵工艺学1、我国发酵食品的工艺特色采用多种原料，且多以淀粉质原料为主。
多菌种混合发酵，且多以霉菌为主的微生物群（国外多以细菌、乳酸菌）。
工艺复杂、多用曲：董酒生产制的曲用72味中药。
多为固态发酵：醅、醪。
2、生产酱油用的原料、菌种有哪些？P7 原料包括蛋白质原料（豆粕、豆饼、花生饼、大豆、其它蛋白质原料）、淀粉质原料（麸皮、小麦、碎米、米糠、玉米、甘薯、大麦、粟、高粱等）、食盐、水及一些辅助原料（苯甲酸钠、山梨酸钠，丙酸）。
菌种①霉菌主要为曲霉（米曲霉、黑曲霉、甘薯曲霉、黄曲霉）、毛霉和根霉，其中最重要的是米曲霉(有些酱油发酵料会受到黄曲霉的污染)，其产酶能力较强。
②细菌有有益的醋酸杆菌、乳酸菌等，有害的小球菌、短杆菌、马铃薯杆菌、芽孢杆菌和粪链球菌等；③酵母菌有有益的鲁氏酵母、假丝酵母、汉逊酵母，有害的醭酵母、毕赤氏酵母和圆酵母等菌属。
3、酱油发酵剂：酱油发酵料中微生物的数量在发酵前和发酵后有很大的变化，这是因为在发酵前温度较低，适合各类微生物生长，当进入高温期(55～60℃)后，大部分微生物被淘汰，仅剩下一些高温且耐盐的微生物继续生长。
从微生物优势菌群变化情况来看，低温发酵时细菌占绝对优势，其次为霉菌，再次是酵母菌；当发酵进入高温期后，细菌大量衰亡，被霉菌中少数耐热种取代，但芽孢菌的数量和优势变化不大。
酱油发酵料中的主要霉菌为曲霉、毛霉和根霉，其中最重要的是米曲霉(有些酱油发酵料会受到黄曲霉的污染)，其产酶能力较强。
酱油发酵料中主要的细菌有有益的醋酸杆菌、乳酸菌等，有害的小球菌、短杆菌、马铃薯杆菌、芽孢杆菌和粪链球菌等；酵母菌有有益的鲁氏酵母、假丝酵母、汉逊酵母，有害的醭酵母、毕赤氏酵母和圆酵母等。
酱油发酵醪液的初始pH值一般为6.5-7.0，由于蛋白质被酶降解成氨基酸和低肽以及乳酸菌的发酵，pH会迅速降低。
酱油醪中的主要乳酸菌为酱油足球菌、大豆足球菌以及植物乳杆菌。
如果pH低于5.5-5.0，这些菌生长将逐渐趋缓。
1、发酵及发酵工业● 广义——通过微生物的培养使某种特定代谢产物或菌体本身大量积累的过程。
● 狭义——厌氧微生物或兼性厌氧微生物在无氧条件下进行能量代谢并获得能量的一种方式。
● 发酵工业：经纯种培养和提炼精制获得的成分单纯、无风味要求的产品的生产过程叫发酵工业。
如酒精、抗生素、柠檬酸、氨基酸、酶、维生素、某些色素等。
● 酿造：我国人们对对一些特定产品发酵生产的特殊称法，是未知的混合微生物区系参与的一种自然发酵。
● 酿造工业：经自然培养、不需提炼精制、产品由复杂成分构成并对风味有特殊要求的食品或调味品的生产过程。
与化学工业相比，食品发酵与酿造的特点：安全简单、原料广泛、反应专一、代谢多样、易受污染、菌种选育发酵技术的两大核心：生物催化剂、生物反应系统一、酿酒用的葡萄葡萄酒是用葡萄汁经酵母发酵而得到的一种低酒精含量的饮料。
葡萄酒的好坏，原料葡萄的品质起到90%的决定作用，因此酿造葡萄酒，主要是原料葡萄的选择。
与酿酒用葡萄的品质有密切关系的自然条件： 1．气温 2．降水量3．土壤 二、葡萄酒的化学成分(一)葡萄酒品质的评定我们评定葡萄酒时，主要基于视觉、嗅觉、味觉和触觉等感官鉴定。
1．视觉视觉的评定主要是澄清度和色泽这两个项目：(1)澄清度 瓶中葡萄酒发生混浊，主要有以下3个原因：①酒液污染了酵母，酵母在瓶中发酵引起葡萄酒混浊，并使酒液带有不愉快气味。
②酒石析出。
③色素沉淀。
(2)色泽 氧化作用的发生，会使葡萄酒发生褐变，不仅酒液色泽变差，而且酒液失去香味，还出现乙醛臭味。
3．味觉(1)酸味 没有酸味的葡萄酒其口味就很平淡，而且酒液易受细菌污染。
(2)甜味 葡萄酒的甜味主要来自葡萄糖和果糖，其次是高级醇和丙三醇。
(3)苦、涩味 涩味主要来自单宁等酚醛化合物。
由于白葡萄酒中的单宁含量非常低，因此一般感觉不出苦、涩味；而红葡萄酒中的单宁含量特别高，所以其苦、涩味较明显。
4．触觉 低酒精含量的葡萄酒，其酒液淡而薄。
名词解释：1.（生产酒精）辅助原料：不直接用于酒精生产，制造糖化剂或补充氮源3.排乏汽：在间歇蒸煮过程中，每隔一段时间将锅内气体放出一部分，此过程叫排乏气。
为保证醪液受热均匀和高的蒸煮质量，要进行剧烈和彻底的搅拌，同时，排出一些有害气体。
4.糖化：用淀粉质原料生产酒精时，在酒精发酵前，要将淀粉全部或部分转变成可发酵性糖，这过程叫糖化。
5.糖化剂：促使淀粉转化成糖的生物催化剂。
6.液体曲：讲曲霉菌在液体培养基中进行通风培养，使它生长和产酶得到含酶培养液叫液体曲。
7.糖化率（％）=还原糖／总糖×100％8.酒化酶：参与G→C2H5OH+CO2的反应的所有酶和辅酶的总称。
包括己糖磷酸化酶，烯醇化酶，脱羧酶，氧化还原酶，及磷酸化酶。
10.蒸馏：利用液体混合物中挥发性不同而分离组分的方法。
粗馏：将发酵成熟醪中挥发性物质与非挥发性物质分离的过程。
精馏：将粗酒精进一步除杂和提纯的过程，也就是将酒精与其他挥发性物质分离的过程。
11.大曲：是酿制大曲酒的糖化发酵剂，在制曲过程中让自然界中的各种微生物富集到淀粉原料制成的曲胚上，经过人工培养形成各种有益的酿酒微生物菌系和酶系，再经过风干储存成为成品大曲。
12.酒醅：已经发酵好的原料，也叫香醅，含有一定量的酒精与香味物质。
13.醅（醅子）：固态发酵法白酒生产中蒸完酒的酒醅14.甑（甑桶甑锅）：固态酿造白酒间歇蒸馏的传统设备15.渣子（米渣子）：在白酒生产过程中，粉碎后的原料16.大渣：加入新原料多的酒醪或醅子17.小渣：加入少量新原料的酒醅或醅子18.回活（回糟）：不加新原料的醅子19.排：从新原料投料到发酵结束，蒸酒这一个生产小周期叫一排。
20.立渣：新建的窖池第一次投产发酵叫做立渣。
21.麸曲酒：以高粱；薯干；玉米为原料，以麸曲为糖化剂，以纯种培养的酵母为发酵剂，生产的蒸馏酒。
24.啤酒：以大麦为主要原料，以淀粉质的谷类为辅助料，加入适量的酒花，生产出含有Co2，具有泡的，具有酒花香味和爽口的苦味，营养丰富，风味独特的酿造酒27.酒花油：多种芳香物质的总称，浅黄色油状液体，蒸馏后黄色油状物28.浸麦度：经过制麦之后大麦的含水率。
发酵工艺学整理资料1.发酵工程的概念:指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体系。
2.发酵工程的内容：微生物菌种选育和保藏，培养基和发酵设备的灭菌技术，空气净化技术，菌种的扩大培养，代谢产物发酵生产，发酵过程中参数检测、分析和控制技术，发酵过程中补料技术，产品分离纯化技术3.巴斯德证明了酒精是由活的酵母发酵引起的4.发酵产品的类型：A微生物菌体发酵目的：获得微生物菌体细胞例如酵母和藻类、担子菌、苏云金芽杆菌、疫苗等特点：细胞的生长与产物积累成平行关系，生长稳定期产量最高。
B微生物酶发酵目的：获得酶制剂和酶调节剂例如青霉素酰化酶、糖苷酶抑制剂特点：需要诱导作用，或遭受阻遏、抑制等调控作用的影响，在菌种选育、培养基配制以及发酵条件等方面需给予注意C微生物代谢产物发酵: 包括初级代谢产物（无种属特异性）和次级代谢产物（微量、有种属特异性、特殊活性）D微生物转化发酵生物转化：是利用生物细胞对一些化合物某一特定部位(基团)的作用，使它转变成结构相类似但具有更在经济价值的化合物实质：利用微生物代谢过程中的某一酶或酶系将一种化合物转化成含有特殊功能集团产物的生物化学反应。
E基因工程发酵 F 动、植物细胞产物的发酵5.发酵的方法：A表面发酵培养固体表面发酵培养：投资小、设备少、简单易行、适于小型化生产B液体深层发酵培养微生物细胞在液体深层中进行纯种培养的过程6.液体深层发酵流程保藏菌种斜面活化扩大培养种子罐主发酵产物分离纯化成品7.微生物转化与发酵的区别发酵是通过微生物的生长繁殖和代谢活动，产生人们所需产品的过程。
其核心是微生物8.菌种选育的目的：提高发酵产量；改进菌种性能；去除多余组分；产生新的发酵产物9.菌种选育基本理论：遗传与变异;遗传与变异的物质基础；基因突变的本质10.菌种选育技术：A自然选育用途：分离、纯化、复壮菌种B诱变育种用途：发酵工业广泛应用C 原生质体融合用途：有两个合适亲本时的菌种选育D基因工程育种用途：清楚微生物的遗传背景时的菌种选育11.菌种退化和变异的原因A遗传基因型的分离要点：遗传物质的多样化，群体繁殖B 自发突变的结果可能原因：1）沙土管长期保藏2)连续传代3）新陈代谢产生的诱变物质4）增变基因、死亡基因的存在C经诱变剂处理后的退化变异。
12.自然选育流程图C诱变剂及诱变剂剂量的选择：诱变剂种类选择：①对遗传稳定的出发菌株，最好采用以前未使用过的、突变谱较宽的、诱变率高的强诱变剂(NTG, EMS)。
②对遗传不稳定的出发菌株，采用温和诱变剂(UV)。
③对诱变史较长的高产菌株，如多次使用某一诱变剂，可能出现“钝化”现象，此时则需改用另外的诱变剂。
最佳剂量的选择：常以杀菌率来表示相对剂量（剂量-存活率曲线) 。
在产量变异工作中，常采用相对杀菌率为75~85%, 甚至90~99.9%的剂量。
但对多核细胞菌株，一般用高剂量处理，便于形成较纯的菌落和增加多细胞菌株的稳定性D突变株的筛选：随机筛选和理性筛选随机筛选之一：摇瓶筛选：初筛一般是一个菌株只做一个摇瓶，从大量菌株中选出10-20%较好的菌株，淘汰80-90%的菌株；而复筛中摇瓶培养一般是一个菌株培养3瓶，并要重复3-5次，选出3-5个较好的菌株，再做进一步比较，选出最佳的菌株随机筛选之二; 琼脂块筛选法之三：自动化筛选13.营养缺陷型菌株的浓缩：一般包括：诱变处理、中间培养、淘汰野生型菌株、检出营养缺陷型、鉴定营养缺陷型的种类等5个步骤14.淘汰野生型的方法有抗生素法和菌丝过滤法抗生素法：常用于细菌和酵母菌营养缺陷型菌株的富集，前者用青霉素法，后者用制霉菌素法。
青霉素作用细菌的原理：未曾突变的野生型在基本培养基上能生长，突变为营养缺陷型的菌株被抑制。
营养缺陷型菌株在基本培养基上不生长，也不分裂，因此不受青霉素的作用而保存。
制霉菌素作用真菌的机理：制霉菌素可与真菌细胞膜上的甾醇作用，从而引起膜的损伤，也是只能杀死生长繁殖着的酵母菌或霉菌。
在基本培养基中加入抗生素，野生型生长被杀死，营养缺陷型不能在基本培养基中生长而被保留下来菌丝过滤法：原理：真菌和放线菌等丝状菌的野生型孢子在基本培养基中能萌发长成菌丝，而营养缺陷型的孢子则不能萌发。
步骤：诱变处理后的孢子→基本培养液（培养10 h左右）→用灭菌的脱脂棉→除去菌丝→继续培养→每隔3-4 h过滤一次，重复3-4次→稀释→涂皿分离。
15. 营养缺陷型菌株的检出方法：逐个检出法、夹层培养法、限量补充培养法和影印接种法逐个检出法：诱变后的孢子或菌体→富集培养→涂布分离在完全培养基平板上培养→待菌落孢子成熟后，用灭菌的牙签把孢子或菌体分别接到基本培养基和完全培养基平板上的相应位置→同时培养→然后观察对比菌落生长情况。
如果基本培养基上不生长而完全培养基相应位置上生长的菌落为营养缺陷型。
挑取孢子或菌体分别移接到基本培养基和完全培养基斜面上，进一步复证夹层法：先在培养皿底部倒入一层基本培养基→倒入含有菌体细胞的基本培养基→加第三层基本培养基→培养→平板上首先出现的菌落，为野生型菌落（在平皿底部做好颜色标记）→加上第四层完全培养基→经培养→如果在基本培养基上不长而在完全培养基上生长的小型菌落，可能是营养缺陷型。
限量补充培养法：如果试验的目的仅是检出营养缺陷型菌株，则其方法是将富集培养后的细胞接种到含有0.01％蛋白胨的基本培养基上，培养后，野生型细胞迅速地长成大菌落，在平皿底部作好颜色标记，而生长缓慢的小菌落可能是缺陷型，此称为限量培养; 如果试验目的是要定向筛选某种特定的缺陷型，则可在基本培养基中加入某种单一的氨基酸、维生素或碱基等物质，称为补充培养。
补充这些物质的数量可根据已有缺陷型进行测定后加以确定。
16抗性突变株的分离:主要包括：抗药性突变株、抗噬菌体突变株、抗结构类似物突变株为了简化初筛步骤，常用的方法：根据形态突变淘汰低产菌株。
变色圈法：对于一些不易产生透明圈产物的产生菌，可在底物平板中加入指示剂或显色剂，使所需微生物能被快速鉴别出来。
生长圈法：通常用于分离筛选氨基酸、核苷酸和维生素的产生菌。
抑菌圈法:常用于抗生素产生菌的分离筛选17氨基酸生产菌的定向育种思路：切断或减弱支路代谢；解除自身的反馈抑制；增加前体物的合成；利用特殊调节机制；去除终产物A切断或减弱支路代谢实现方式：营养缺陷突变株的应用、渗漏缺陷突变株B选育抗反馈调节突变株优点：不受培养基成分的影响，生产较稳定;选育结构类似物抗性突变株，简单易得；易于保存而不易发生回复突变方法一：选育结构类似物抗性突变株机理：作为假反馈抑制剂，作为假反馈阻遏剂影响突变率的因素：菌种遗传特性，菌种细胞壁结构，培养条件和环境条件方法二：利用酶底物专一性宽的育种策略：则可利用该酶对其它底物的活性，选育代谢调节突变株。
例：在添加了乙酰赖氨酸和过量精氨酸的戴维斯发酵培养基中，接种赖氨酸缺陷型（Lys-)菌株，经培养，从出现的生长菌落中能够获得精氨酸合成酶系的解阻遏突变株C增加前体物的积累通过选育某些营养缺陷型或结构类似物杭性突变株，增加目的产物的前体物的合成，有利于目的产物的大量积累。
D利用特殊调节机制育种：平衡合成、代谢互锁平衡合成：一个产物阻遏酶，一个产物激活酶代谢互锁：分支途径上游的某个酶受到另一条分支途径的终产物，甚至于本分支途径几乎不相关的代谢中间物的抑制或激活，使酶的活力受到调节，即为代谢互锁。
这种作用只在高浓度下才发生，且此调节作用是部分的，不完全的E除去终产物：改变细胞膜通透性18.原生质体具有的特性：对诱变剂敏感，对噬菌体不敏感，不受感受态影响包括原生质体再生育种，原生质体诱变育种，原生质体转化育种，原生质体融合育种及其他原生质体育种A微生物原生质体再生育种：微生物制备原生质体后直接再生，从再生菌落中分离筛选变异菌株，最终得到优良性状提高的正突变株。
对数期细胞，不需要遗传标记原生质体再生育种程序：出发菌株的选择，菌种活化和预培养，原生质体制备，原生质体再生，高产菌株分离，复筛，遗传稳定性检测，菌种特性及发酵特性研究B微生物原生质体融合育种：利用物理、化学或生物学方法，诱导遗传特性不同的两个亲本原生质体融合，经染色体交换、重组而达到杂交的目的，经筛选获得集双亲优良性状于一体的稳定融合子。
原生质体融合育种的特点：杂交率高、受接合型或致育型的限制小、遗传物质传递更为完整、存在着两株以上亲株同时参与融合形成融合子的可能、有可能采用产量性状较高的菌株作融合亲株、提高菌株产量的潜力较大、有助于建立工业微生物转化体系原生质体融合步骤：遗传标记亲株筛选，原生质体制备，原生质体融合，融合子再生，重组体检出与鉴定，重组体的形态、生理生化和遗传分析原生质体的检出与分离：利用营养缺陷性标记选择融合体，抗药性，荧光染色，双亲对碳源利用不同，形态差异19.培养基：微生物生长繁殖和生物合成代谢产物所需要的按一定比例配制的多种营养物质的混合物。
20.培养基成分A碳源：用于构成微生物细胞和代谢产物中碳元素的营养物质。
作用：构成微生物细胞，合成代谢产物，提供能量碳源种类：糖类：单糖：葡萄糖; 双糖：蔗糖、乳糖、麦芽糖;多糖：淀粉、糊精。
脂肪：豆油、玉米油、葵花籽油（耗氧大）。
有机酸、醇：乙醇（谷氨酸发酵），山梨醇（VC），甘油，碳氢化合物：正十六烷（谷氨酸发酵）。
速效碳源（葡萄糖）：利用快，促进菌丝生长迟效碳源（多糖、油脂）：粘度大，影响DO，利用缓慢，利于产物合成B氮源：构成微生物细胞和代谢产物中氮元素的营养物质。
作用：构成微生物细胞、合成代谢产物。
氮源种类：无机氮源：(NH4)2SO4、NaNO3、NH4NO3、NH4Cl、氨水。
有机氮源：黄豆饼粉、玉米浆、麸质粉、酵母粉、蛋白胨、牛肉膏、棉籽粉等。
生理酸性物质：代谢后能产生酸性物质的营养成分。
如：(NH4)2SO4、NH4Cl。
生理碱性物质：代谢后能产生碱性物质的营养成分。
如：（NaNO3、CH3COONa）。
C无机盐及微量元素：硫、磷、铁、镁、钙、钴、钾、钠、锰作用与浓度有关，低刺激，高抑制磷：菌体核酸、核蛋白等细胞的组成成分，是许多辅酶和高能磷酸键的成分，氧化磷酸化反应的必需元素，（常用磷酸盐：KH2PO4、K2HPO4）调节作用，改变方向：初级代谢次级代谢铁：构成氧化酶元素，浓度影响明显镁：激活酶，提高产生菌耐受性钠：维持细胞渗透压钾：影响细胞膜透性钙：调节细胞通透性锌、钴：某些酶的辅酶或激活剂硫：组成菌体、产物。
PKS途径—硫脂酶。
D前体;在产物的生物合成过程中，被菌体直接用于产物合成而自身结构无显著改变的物质。
作用：明显提高产量，控制组分含量E水、消泡剂（玉米油、泡敌、油脂乳化剂）、生长因子、促进剂、抑制剂21培养基种类：按组成：合成M：研究用复合M ：工业用按用途;孢子培养基：制备孢子用。
