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名词解释：工业发酵的含义对工业微生物而言，利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来获得微生物菌体或代谢产物的过程。
如厌氧培养的生产过程，酒精，乳酸等。
通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基、酶制剂等。
{发酵可以定义为：通过生物细胞（微生物、动植物细胞）的生长繁殖和代谢活动，产生和积累人们所需要的产品的生物反应过程统称为发酵。
发酵工程的含义给微生物提供适宜的生长条件，利用微生物的某种特定功能，通过现代化的技术手生产出人类所需要的产品的工程。
发酵机制发酵机制（或微生物发酵的机理）：特定的微生物通过 O 代谢活动，利用基质合成人们所需的产物的内在规律。
巴斯德效应酵母在厌氧的条件下，能分解葡萄糖产生酒精，并且消耗葡萄糖的速度很快；而在好氧条件下，酵母的发酵能力降低，酒精产量大为降低，葡萄糖消耗速度也会减慢，这种抑制发酵的现象称为巴斯德效应。
次级代谢与初级代谢按照产物与微生物生长繁殖的关系分：初级代谢产物与次级代谢产物。
为微生物提供生物合成的能量、中间体物质以及从中间体合成细胞物质（蛋白质、核酸、有机酸、脂类、多糖等高分子化合物）这类代谢称初级代谢。
例如：EMP途径、三羧酸循环、氨基酸、A TP 等的合成酒精、乳酸、柠檬酸、氨基酸等是微生物在一定的生长期里（通常是生长期的后期或稳定生长期里），合成一些对微生物本身没有明显作用的物质，或是在外界环境胁迫下合成的一类有利于其生存的代谢活动，称为次级代谢。
次级代谢产物次级代谢产物是指由微生物产生的，与微生物生长、繁殖无关的一类物质。
如抗生素、色素、维生素、酶制剂、甾体、激素等。
自发突变与诱发突变在自然状况下发生的突变称自然突变或自发突变。
微生物在自然条件下发生自发突变，频率为10 -8 ~10-5。
自然选育自然选育：生产中根据菌种自突变的特点进行菌种筛选的过程（定期传代复壮，无人工诱变），通过分离、筛选，排除劣质性状的菌株，选择维持具有原来生产水平或具有更优良性能的高产菌株。
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。
《发酵工程工艺原理》复习思考题第一章思考题：1．何谓次级代谢产物？次级代谢产物主要有哪些种类？举例说明次级代谢产物在食品中的应用及对发酵食品的影响.P50.初级代谢过程所生成的生长、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？发酵工程的一般过程可分为三个步骤：第一，准备阶段;第二,发酵阶段；第三,产品的分离提取阶段。
准备阶段的任务包括四个方面，即各种器具的准备,培养基的准备，优良菌种的选择或培育,器具和培养基的消毒。
优良菌种是保证发酵产品质量好、产量高的基础。
优良菌种的取得，最初是通过对自然菌体进行筛选得到的。
20世纪40年代开始使用物理的或化学的诱变剂，如紫外线、芥子气等处理菌种，进行人工诱发突变，从而迅速选育出比自然菌种更优良的菌种。
后来,又运用细胞工程和遗传工程的成果来获取菌种。
例如，使用大肠杆菌生产人类的胰岛素、生长素、干扰毒等等。
在发酵过程中，还要防止“不速之客”来打扰.发酵工程要求纯种发酵,以保证产品质量。
因此，防止杂菌污染是确实保证正常生产的关键之一。
其方法是，对于这些不受欢迎的“来客"进行灭菌消毒.在进行发酵之前,对有关器械、培养基等也进行严格的消毒。
第二章思考题：1．食品发酵对微生物菌种有何要求？举例说明.➢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.➢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.➢生长速度和反应速度快，发酵周期短。
➢副产物尽量少，便于提纯，以保证产品纯度.➢菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。
➢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?P17自然突变：在自然状况下发生的突变；诱发突变：在人为地用物理或化学因素诱发的突变。
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。
《发酵工程工艺原理》复习思考题第一章思考题：1．何谓次级代谢产物？次级代谢产物重要有哪些种类？次级代谢产物：由微生物新陈代谢所产生的、对一般生命活动并不必需的代谢产物。
糖苷类、多肽类、酰基类、核苷类及混杂类。
2．典型的发酵过程由哪几个部分组成？原始材料：菌株；培养基的碳源、氮源、微量元素以及生长因子；上游过程：对菌种加以改造，提高生产能力或者导入外源基因等以获得工程菌；发酵过程：发酵或生物转化，是通过优化发酵条件如温度、营养、供气量等。
运用工程菌的生物合成，加工和修饰等以获得目的产物；下游过程：是运用生物化学、物理学方法分离、纯化产品，最终将产品推向市场并获得社会或经济效益。
3.发酵工程的特点及微生物的共性.发酵过程的特点:-发酵过程以生物体的自动调节方式进行，数十个反映过程可以象单一反映同样，在发酵设备中一次完毕。
-反映通常在常温常压下进行，条件温和、能耗少，设备较简朴。
原料以农副产品、再生资源（植物秸杆、木屑）为主。
-可生产复杂的化合物。
-发酵过程需防止杂菌污染（设备灭菌、空气过滤）。
-除运用微生物外，还可以用动植物细胞和酶，也可以用人工构建的遗传工程菌进行反映。
-投资少、见效快、利润丰厚。
是生物工程制品的最后表达形式。
微生物的共性：(1)对周边环境的温度、压强、渗透压、酸碱度等条件有极大的适应能力。
(2)有极强的消化能力。
(3)有极强的繁殖能力。
第二章思考题：1．发酵对微生物菌种有何规定？举例说明。
1. 能在便宜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. 生长速度和反映速度快，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规定。
2．什么叫自然突变和诱发突变？诱变育种的实质是什么？自然突变：环境因素的影响，DNA复制过程的偶尔错误等而导致，一般频率较低，通常为10-6-10-9 。
对数残留公式p93tO N N t lg .k 2.303=式中：t---灭菌时间（秒） ；k---反应速度常数，与菌的种类和加热温度有关（s －１）No---灭菌开始时，污染的培养基中杂菌个数（个） Nt---经过灭菌时间t 后，残存活菌个数（个 ）连续发酵p161是指以一定的速度向培养系统内添加新鲜的培养基，同时以相同的速度流出培养液，从而使培养系统内培养液的量维持恒定，使培养物能在近似恒定状态下生长的培养方式。
各速率p144菌体生长速v x：单位时间内细胞重量的变化；X dt dXx •==μv式中： X---细胞浓度，g/L; t---时间，h ； μ---比生长速率，h -1基质消耗速率v s ：单位时间内基质的变化量。
SX x SY v /v -=x v -------菌体生长速率 S X Y /----菌体得率系数产物生成速率：单位时间内产物的变化量 。
Vp=dt dX Y dt dP X P /=各比速率比生长速率：是菌体浓度除菌体的生长速率和菌体浓度除菌体的繁殖速率。
在平衡条件下，比生长速率的定义为：dt dXX 1u =, X--菌体浓度，t--时间。
比生长速率μ除受细胞自身遗传信息支配外，还受环境因素的影响。
基质比消耗速率(γ，g ／g 菌体·h)qs ：指每克菌体在一小时内消耗营养物质的量。
它表示细胞对营养物质利用的速率或效率。
dtdSX q S1=产物比生成速率(pq ，g ／g 菌体·h)：)(X c v q pp =,单位质量细胞在单位时间内生成产物的速率，它表示细胞合成产物的速度或能力，可以作为判断微生物合成代谢产物的效率。
dt dP Xq P 1=微生物耗氧速率p188指单位体积培养液在单位时间内的吸氧量，以r 表示，单位mmol O 2/(L.h)。
微生物在发酵过程中的耗氧速率取决于微生物的呼吸强度和单位体积菌体浓度。
r=X Q .o 2 式中r--微生物耗氧速率，mmol O 2/(L.h)； 2o Q --菌体呼吸强度，mmol O 2/(g.h) X--发酵液中菌体的浓度,g/L摄氧率p188摄氧率(OUR)：单位体积的发酵液在单位时间内的吸氧量，mmol O 2/(L.h)，摄氧率（耗氧速率）取决于微生物的呼吸强度和单位体积菌体浓度。
《发酵工程工艺原理》复习思考题第一章思考题：1．何谓次级代谢产物？次级代谢产物主要有哪些种类？举例说明次级代谢产物在食品中的应用及对发酵食品的影响。
P50初级代谢过程所生成的产物就是初级代谢产物。
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？发酵工程的一般过程可分为三个步骤：第一，准备阶段；第二，发酵阶段；第三，产品的分离提取阶段。
准备阶段的任务包括四个方面，即各种器具的准备，培养基的准备，优良菌种的选择或培育，器具和培养基的消毒。
优良菌种是保证发酵产品质量好、产量高的基础。
优良菌种的取得，最初是通过对自然菌体进行筛选得到的。
20世纪40年代开始使用物理的或化学的诱变剂，如紫外线、芥子气等处理菌种，进行人工诱发突变，从而迅速选育出比自然菌种更优良的菌种。
后来，又运用细胞工程和遗传工程的成果来获取菌种。
例如，使用大肠杆菌生产人类的胰岛素、生长素、干扰毒等等。
在发酵过程中，还要防止“不速之客”来打扰。
发酵工程要求纯种发酵，以保证产品质量。
因此，防止杂菌污染是确实保证正常生产的关键之一。
其方法是，对于这些不受欢迎的“来客”进行灭菌消毒。
在进行发酵之前，对有关器械、培养基等也进行严格的消毒。
第二章思考题：1．食品发酵对微生物菌种有何要求？举例说明。
➢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。
➢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。
➢生长速度和反应速度快，发酵周期短。
➢副产物尽量少，便于提纯，以保证产品纯度。
➢菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。
➢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？P17自然突变：在自然状况下发生的突变；诱发突变：在人为地用物理或化学因素诱发的突变。
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。
《发酵工艺技术》复习题一、填空（每空1分，计20分）1.分批灭菌的时间包括、、三部分。
2.初级代谢产物合成中酶的抑制方式有协同反馈抑制、、、。
3.氧传递过程中来自供养方面的阻力主要有气体主流与气-液界面间的气膜阻力、、、。
4.影响溶氧饱和浓度的因素是、、。
5.发酵过程中主要控制的物理参数有、、、、、、、。
二、判断题（每空2分，计10分）1.能荷调节是通过改变ATP、ADP、AMP三者比例来调节微生物的代谢活动。
（）2.牛顿型培养液的临界氧浓度受培养条件的影响。
（）3.磷酸二氢钾为生理酸性物质，可用于调节发酵液pH值。
（）4.在补料分批培养基中，加入产物的前体物质。
（）5.高锰酸钾、洁尔灭等化学物质适合用于培养基灭菌。
（）三、名词解释（每题2分，共10分）1.反馈调节：2.补料分批培养：3.限速酶：4.温度系数（Q）：105.发酵：四、简答题（每题10分，共40分）1.如何区分组成酶和诱导酶：2.说明菌种衰退的原因3.说明初级代谢与次级代谢的关系4.次级代谢产物酶活性的调解方式、五、论述题（共20分）1.写出氧的传质平衡方程，说明供氧速率和需氧速率改变时对溶液中溶解氧浓度的影响。
《发酵工艺技术》复习题答案一、填空1.分批灭菌的时间包括加热时间、维持时间、冷却时间三部分。
2.初级代谢产物合成中酶的抑制方式有协同反馈抑制、累计反馈抑制、增效反馈抑制、顺序反馈抑制。
3.氧传递过程中来自供养方面的阻力主要有气体主流与气-液界面间的气膜阻力、气-液界面阻力、从气-液界面至液体主流间的液膜阻力、液体主流中的传递阻力。
4.影响溶氧饱和浓度的因素是温度、溶液的性质、氧分压。
5.发酵过程中主要控制的物理参数有温度、压力、搅拌转速、搅拌功率、空气流量、粘度、浊度、料液流量。
二、判断题1.能荷调节是通过改变ATP、ADP、AMP三者比例来调节微生物的代谢活动。
（√）2.牛顿型培养液的临界氧浓度受培养条件的影响。
（√）3.磷酸二氢钾为生理酸性物质，可用于调节发酵液pH值。
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：氨酸产生菌的最适合生长温度为： 30 C ，而产物合成温度为 32-34 C( 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， 期，另一方面有利于抑制其他杂菌的生长。
发酵过程试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 发酵过程中，酵母菌主要作用是将______转化为______。
A. 葡萄糖二氧化碳B. 二氧化碳葡萄糖C. 葡萄糖酒精D. 酒精二氧化碳答案：C2. 下列哪种微生物不是发酵工业中常用的发酵剂？A. 酵母菌B. 乳酸菌C. 枯草杆菌D. 醋酸杆菌答案：C3. 发酵过程中，温度控制对发酵效果至关重要。
以下哪个温度范围不适合酵母菌发酵？A. 10-15℃B. 20-30℃C. 35-40℃D. 45-50℃答案：D4. 发酵液中添加氮源的主要目的是______。
A. 提供碳源B. 提供能源C. 提供生长因子D. 提供维生素答案：C5. 下列哪种物质不是发酵过程中常用的缓冲剂？A. 磷酸氢二钠B. 柠檬酸钠C. 硫酸镁D. 碳酸氢钠答案：C二、填空题（每空1分，共10分）1. 发酵过程中，酵母菌通过______作用，将葡萄糖转化为酒精和二氧化碳。
答案：发酵2. 发酵罐中通常要维持一定的______，以保证微生物的生长和代谢活动。
答案：pH值3. 发酵过程中，氧气的供应对某些微生物的生长至关重要，这种发酵过程称为______。
答案：好氧发酵4. 发酵工业中，常用的灭菌方法有______和______。
答案：干热灭菌；湿热灭菌5. 发酵液中添加______可以提高微生物的代谢效率。
答案：营养物质三、简答题（每题5分，共10分）1. 简述发酵过程中pH值控制的重要性。
答案：pH值对微生物的生长和代谢活动有显著影响。
适宜的pH值可以促进微生物的生长，提高发酵效率和产物的产量。
不适宜的pH值可能导致微生物生长受阻，甚至死亡，影响发酵效果。
2. 描述发酵过程中温度控制的作用。
答案：温度是影响微生物生长和代谢的重要因素之一。
适当的温度可以促进微生物的代谢活动，提高发酵效率。
过高或过低的温度都可能抑制微生物的生长，甚至导致死亡，从而影响发酵过程和产物的质量。
四、计算题（每题5分，共10分）1. 假设在一次发酵过程中，酵母菌将100克葡萄糖完全转化为酒精和二氧化碳。
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。
发酵工艺学《发酵工艺学》复习题1、发酵:工业上,人们利用微生物生长与代谢性能,在有氧或无氧条件下,生产人类所需产品得过程,统称为发酵、２、发酵工程:利用微生物生长及物质代谢规律,大量生产人们所需产品得理论及工程技术体系。
3、发酵工艺学:也称为发酵工程学,为研究与利用微生物生长及物质代谢规律,探讨提高发酵生产效率、提高产品性能及质量得工艺流程、技术条件控制等发酵各环节得理论及技术体系、4、前体:就是指某些化合物加入到发酵培养基中,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,而其自身得结构并没有多大变化,但就是产物得产量却因加入前体而有较大提高得化合物。
5、促进剂:就是指那些既非细胞生长所必须得营养物,又非前体,但加入后却能提高产量得添加剂。
６、抑制剂:在发酵过程中,抑制某些代谢途径,刺激相应其她代谢途径更加活跃以改变,从而获得更多产品得添加剂、7、发酵生长因子:从广义上讲,凡就是微生物生长不可缺少得微量得有机物质,如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。
8、实罐灭菌:实罐灭菌(即分批灭菌)将配制好得培养基放入发酵罐或其她装置中,通入蒸汽将培养基与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。
9、连消:连消也叫连续灭菌,就就是将将配制好得并经预热(60～75℃)得培养基用泵连续输入由直接蒸汽加热得加热塔,使其在短时间内达到灭菌温度(126～132℃),然后进入维持罐(或维持管),使在灭菌温度下维持5～7分钟后再进入冷却管,使其冷却至接种温度并直接进入已事先灭菌(空罐灭菌)得发酵罐内得培养基灭菌方法、其过程均包括加热、维持与冷却等灭菌操作过程、10、对数残留定律:在高温灭菌时,菌得死亡速率与任一瞬间残留得活菌数N成正比。
１1、生理性酸性物质:经微生物代谢等作用后能形成酸性物质使培养基pH值下降得营养物质。
1２、生理性碱性物质:经菌体代谢后产生碱性物质使培养基ｐＨ值上升得营养物质。
发酵工艺学第四版课后题答案
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：（1）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。
（2）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（一般百分之十）；（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。
发酵工艺原理试题姓名 _______ 部门 _____________岗位 _________ 分数 ____________、选择题：（每小题2分，共32 分）1下列有关大肠杆菌的叙述，正确的是（）A 、 大肠杆菌以复制方式进行繁殖，其拟核是一个环状DNA 分子B 、 在含葡萄糖和乳糖的培养基上，大肠杆菌首先利用乳糖作碳源C 、用大肠杆菌工程菌生产干扰素时，应及时添加核酸等生长因子D 、处于对数期的大肠杆菌，常作为生产用的菌种和科研的材料4、发酵工程的第一个重要工作是从混杂的微生物群体中选择优良的单一纯种，获得 纯种的方法不包括：（）A. 根据微生物对碳源需要的差别，使用含不同碳源的培养基 B •根据微生物缺乏生长因子的种类，在培养基中增减不同的生长因子 C. 利用高温高压消灭不需要的杂菌D. 根据微生物对抗生素敏感性的差异，在培养基中加入不同的抗生素 5、下面关于微生物最适生长温度判断，正确的是（）A. 微生物群体生长繁殖速度最快的温度B. 发酵的最适温度C. 积累某一代谢产物的最适温度D. 无法判断6、发酵法生产酵母菌时，正确的措施是A 、密闭隔绝空气 BC 、在稳定期获得菌种2、酵母菌培养过程中的生长曲线如图所示: 其中适于产生次级代谢产物的时期是 A 、 a B 、 b C 、 c D 、 da 、b 、c 、d 分别表示不同的生长时期, 3、下列对根瘤菌的叙述，正确的是（A 根瘤菌在植物根外也能固氮 ）B 根瘤菌离开植物根系不能存活D 大豆植株生长所需的氮都来自根瘤菌（ ）、用萃取、离子交换获得产品 D 、使菌体生长长期处于稳定期7.下表为某培养基的配方，有关叙述正确的是（）成分 蛋白胨 葡萄糖 K 2HPO4伊红 美蓝 蒸馏水含量:10g10g2g0.4g0.065g 1000mLA 、 从化学成分看该培养基属于合成培养基，从用途看该培养基属于鉴别培养基B 、 培养基中属于碳源的物质主要是葡萄糖，属于氮源的物质是蛋白胨C 、 该培养基缺少能提供生长因子的物质D 、 该培养基PH 调好后就可以接种菌A •丁物质既是酶③催化生成的产物，又是酶③的反馈抑制物 B. 戊物质通过与酶④结合导致酶④结构变化而使其活性下降 C.当丁物质和戊物质中任意一种过量时，酶①的活性都将受到抑制学”D •若此代谢途径的终产物不断排出菌体外，则可消除丙物质对酶①的抑制作用 9.属于细菌细胞特殊结构的为（）A. 荚膜 B 、细胞壁 C 、细胞膜 D 、核质体10•下列关于几种微生物的营养代谢和生长繁殖的描述，正确的是A .根瘤菌通过生物固氮，制造了含氮养料和含碳有机物B •接种到培养基上的青霉菌，进入对数期能大量积累青霉素C •培养液中溶解氧量的变化，会影响酵母菌的生长繁殖和代谢途径D •用32P 标记的噬菌体感染细菌，在新形成的噬菌体中都能检测到32P11•下列关于通过发酵工程生产谷氨酸的叙述，错误..的是 学”A •发酵时需不断通入无菌空气，否则会积累乳酸 学”B. 发酵时常采用的培养基为液体天然培养基 ””C. 从自然界分离的野生型菌株可直接用于生产学”D •当菌体生长进入稳定期时，补充营养物可提高谷氨酸产量””12.图甲是果醋发酵装置。
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。
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。
足够的溶氧取决于：搅拌转速、通气量、搅拌轴功率等4.pH值菌种扩大培养的pH值很重要，直接影响到菌体的正常生长，需要注意以下两点：（1）扩培选择的pH值是菌体的最适生长pH值，往往与发酵最适pH值不同。
（2）培养基灭菌后，通常其pH值要下降0.5——1.0个单位3.菌种扩大培养的目的和意义是什么？（1）提供大量而新鲜的、具有较高活力的菌种。
目的是：a、缩短发酵周期，降低能耗、减少染菌的机会（空气过滤设备有效时间是有限的）b、为了使培养菌在数量上取得绝对的优势，抑制杂菌的生长。
（2）让菌种从固体试管、液体试管、三角瓶、种子罐、发酵罐逐级扩大，逐步适应大环境的生产。
（3）菌种经过扩大培养，可以提高生产的成功率，减少“倒罐”现象。
通过连续的扩大培养，每一级都要进行严格的检查，对于不合格的严禁使用，增加了生产的可靠性。
4.工业生产用菌种的基本要求有什么？（1）具有稳定的遗传学特性（2）微生物生长和产物的合成对于基质没有严格的要求（3）生长条件易于满足（“临界溶氧浓度”pH值等）（4）对于细菌，希望具有抗噬菌体的能力。
（5）具有较高的各种酶活力，可以在一定的范围内提高生长速率和反应速度，进而可以缩短发酵周期，降低生产成本。
（6）对于胞外产品，细胞膜具有良好的渗透性，或者细胞膜的渗透性可以调节，细胞不易发生菌体自溶。
对于胞内产品，要求菌体易分离和收集，菌体易破碎；对于基因工程菌，通常目的产物存在于包含体内，对于包含体，要求在细胞破碎时不易破碎，而在目的产物的分离提出时，则易破碎。
5.微生物发酵常用的菌种有哪些？1.细菌类：短杆菌：GA,Gln,lys……枯草芽孢杆菌：淀粉酶（BF7658）、碱性蛋白酶等地衣芽孢杆菌：HASS(耐高温α-淀粉酶) α-Amylase苏云金芽孢杆菌：BT生物农药……梭状芽孢杆菌：丙酮、丁酸等的发酵2.酵母菌啤酒酵母：酿酒酵母、辅酶类物质的发酵酒精酵母：汉逊酵母：食品工业，用于乙酸乙酯的发酵假丝酵母：scp生产，石油发酵3.霉菌黑曲霉：柠檬酸工业、酿酒业（UV-11,UV-48）、酶制剂工业（糖化酶）黄曲霉：酱油生产(3042)，面酱青霉菌：青霉素的生产红曲霉：红曲制造，用于南方红曲酒（女儿红）的生产；使用红色色素的生产；豆腐乳的生产等赤霉菌：赤霉素的生产，是一种植物生长激素4.放线菌：各种抗生素，链、土、庆大等第三章1.微生物发酵培养基的碳源主要有哪几种？（1）淀粉及其水解糖液（2）含有淀粉及其水解产物的废弃物：味精废水、粉丝生产废水等（3）化工石油产品：醋酸、甲醇、乙醇、甲烷等（4）纤维素2.微生物发酵培养基的氮源主要有哪几种？①无机氮源:氨水、尿素（有脲酶微生物）、(NH4)2SO4、NH4NO3、NH4CL等②有机氮源:豆粕、玉米浆、酵母粉、酵母浸出物、鱼粉、菌体蛋白、玉米蛋白粉等3.淀粉的水解方法主要有什么？试进行优缺点比较？酸法水解的主要副产物是什么？淀粉的水解方法主要有酸法、酶法以及介于这两者之间的酸酶法、酶酸法。
酸法:（优）生产方法简单易行；对设备要求简单；水解时间短；生产能力大。
（缺）反应条件比较强烈；产生的副产物较多。
双酶法：（1）酶促反应条件温和，水解产生的副产物少，对微生物的生长有利。
双酶法淀粉水解首先使用耐高温α-淀粉酶进行淀粉的液化，此时水解液中的葡萄糖很少，不具备生成副产物的物质条件。
（2）淀粉水解产率较高，通常糖的转化率可以提高10%以上。
（3）可以直接使用粮食进行双酶法水解，因为双酶法水解的条件温和，对于粮食中的蛋白质等其他物质的破坏较少。
（4）双酶法水解使用的淀粉乳浓度较高，可以达到20Be以上，而采用酸法水解，淀粉乳的浓度通常只有12Be。
酸法水解的主要副产物:（1）双分子葡萄糖脱水，形成复合二糖，分别是异麦芽糖、龙胆二糖。
前者不利于产物的结晶提出；后者对于菌体的生长有抑制作用。
（2）一分子葡萄糖脱水，形成5-羟甲基糠醛，对于菌体的生长有抑制作用。
（3）一分子葡萄糖和-NH2反应，形成氨糖，是淀粉水解糖液有色物质的主要来源。
4.双酶法淀粉的水解通常使用哪2种酶？其作用特点分别是什么？α-淀粉酶:又称为淀粉液化酶，只作用于淀粉α-1，4葡萄糖苷键，其作用特点是可以快速将长链的淀粉水解成短链糊精，其水解速度随着淀粉链长度的降低而变得越来越慢，换言之，该酶不可能将淀粉完全水解成葡萄糖，因此该酶的淀粉水解产物中以短链的糊精为主，含有少量的葡萄糖。
淀粉α-1，4；1，6葡萄糖苷酶:又称糖化酶，可以水解淀粉分子的α-1，4或α-1，6葡萄糖苷键，其作用特点是，淀粉的分子链越短水解速度越快，水解产物为葡萄糖。
5.培养基工业灭菌的方法主要是采用蒸汽灭菌，其灭菌的原理是什么？灭菌过程符合对数残留定律，写出理论灭菌时间的计算公式。
灭菌就是杀死一切微生物，包括微生物的营养体和芽孢，在工业生产中，对于培养基、管道、设备的灭菌，通常采用蒸汽加热到一定的温度，并保温一段时间的灭菌方法，称之为湿热灭菌。
借助蒸汽释放的热能使微生物细胞内蛋白质、酶、核酸分子内部的化学键特别是氢键受到破坏，引起不可逆的变性，致使微生物死亡。
在有水分存在的情况下蛋白质更易受热而凝固变性。
湿热灭菌的显著优点是：使用方便，无污染，而且其冷凝水可以直接冷凝在培养基中，也可以通过管道排出。
理论灭菌时间: t = 2.303/k * lnN0/N S实际生产中:间歇灭菌: 121℃ 20-30min连续灭菌: 137℃ 15-30s 在维持罐中保温8-20min6.生物反应器灭菌的操作要点有什么？将配置好培养基打入生物反应器内进行实消，操作要点如下：（1）定期检查设备、管道有无渗漏，主要是：冷却管道，夹套。
（2）培养基升温时，打开所有的排气阀门，排掉空气，当培养基的温度升到灭菌温度时，进入保温操作阶段，此时要求与反应器相连的所有管道处于两个状态：进汽或出汽，目的是对管道进行灭菌。
（3）培养基升温时开动搅拌系统，以使培养基内部传热均匀，当温度升温到100℃时，停止搅拌，一方面是为了保护轴承，另一方面，当培养基的温度升温到100℃时，培养基的沸腾，可以起到搅拌作用。
（4）注意辅助设备的灭菌：空气过滤器、计量罐、流加管道与流加液贮罐，空气流量计等。
（5）保温期间，要求罐压：0.09—0.10MPa，温度：118—121℃，时间：30分钟。
（6）灭菌结束后，需要立即引入无菌空气，保证罐内压力后方可冷却，目的是防止培养基的冷却使罐内形成负压，易染菌。
（7）配制培养基时，应充分考虑培养基在灭菌时的稀释（体积的增加），通常体积可增加20%左右，灭菌时间越长，体积增加的越多。
7．以化学反应动力学为基础，说明高温短时灭菌可以减少培养基营养成分损失的原因。
培养基的灭菌过程实际上是营养成分破坏、菌体死亡的两个平行性反应，对于平行性反应，反应温度的提高，其两个平行性反应的速度常数都增加，但增加的幅度（大小）却不同，其比值可以表示为：lg(k2/k1)/lg(k,2/ k,1)= E / E, (5)实验证明：营养成分为破坏的反应的活化能E的值为E, = 8.36—83.6*103 J/mol而菌体死亡的活化能E芽孢：E = 418*103 J/molE =无芽孢：E = 209—250*103 J/mol显然，（5）式的比值〉1，说明提高温度对于第二个平行反应，即菌体死亡的反应是有利的。
提高温度，虽然两个平行性反应的反应速度常数都提高了，但是，达到同样的灭菌效果，所需要的时间却缩短了，由于第一个反应也就是营养成分破坏的反应速度常数增加的少，因此，有利于减少培养基在灭菌过程中营养成分的破坏。
换言之，高温短时灭菌对于培养基营养成分是有利的。
8．掌握以下几个概念：理论灭菌时间：理论计算中培养基的灭菌过程所用的时间 t = 2.303/k * lnN0/N S式中——N0，NS：分别表示灭菌前、灭菌后培养基中菌体的浓度（个/ml）--k : 表示灭菌过程中菌体死亡的速度常数对数残留定律：即微生物的热致死规律，在一定温度下，微生物热死遵循分子反应速度理论，在微生物受热失活的过程中，微生物不断被杀死，活菌数不断减少，其减少速度随活菌残量的减少而降低。
—dN/dt=K*N实消：将配置好的培养基放在发酵罐或其他容器中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起灭菌的操作过程。
优点：不需要特定的设备，操作、管理比较灵活。
空消：在生物反应器内没有物质时对其进行灭菌。
意义：由于空消时反应器内的死角少，蒸汽的传热效率高，对于反应器灭菌效果好，通常在较长时间没有使用的反应器、染菌的反应器、更换菌种时都要进行空消。
