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发酵工艺原理发酵工艺是一种利用微生物或酶在适宜条件下进行生物转化的技术。
它在食品加工、酿酒、制药等领域有着广泛的应用。
发酵工艺的原理包括微生物的生长、代谢过程以及发酵过程中的环境条件等多个方面。
下面将详细介绍发酵工艺的原理。
首先，发酵工艺的原理之一是微生物的生长和代谢过程。
微生物在适宜的温度、pH值、营养物质等条件下，可以进行生长和代谢活动。
在生长过程中，微生物会吸收外界的营养物质，并释放代谢产物。
这些代谢产物包括酒精、有机酸、气体等，它们在发酵过程中起着重要的作用。
其次，发酵工艺的原理还涉及到发酵过程中的环境条件。
温度、pH值、氧气、营养物质等因素都会影响微生物的生长和代谢活动。
不同的微生物对环境条件有着不同的要求，因此在实际的发酵过程中需要根据具体的微生物种类和发酵产品的要求来控制这些环境条件。
另外，发酵工艺的原理还包括了酶的作用。
酶是生物体内的一种催化剂，可以加速生物化学反应的进行。
在发酵过程中，酶可以促进底物的转化，提高反应速率，从而加快发酵过程。
总的来说，发酵工艺的原理是一个复杂的系统工程，涉及到微生物学、生物化学、工程学等多个学科的知识。
只有深入理解发酵工艺的原理，才能更好地控制发酵过程，提高产品的质量和产量。
在实际的生产中，发酵工艺的原理需要与现代科学技术相结合，通过对微生物的筛选改良、发酵工艺的优化设计等手段，不断提高发酵产品的质量和经济效益。
同时，还需要加强对发酵工艺原理的研究，探索新的发酵工艺，为相关产业的发展做出更大的贡献。
综上所述，发酵工艺的原理涉及到微生物的生长和代谢过程、发酵过程中的环境条件以及酶的作用等多个方面。
只有深入理解和掌握发酵工艺的原理，才能更好地应用于实际生产中，为相关产业的发展和进步提供有力支持。
发酵原理与技术发酵是一种广泛应用于食品制作、酿酒以及生物工程等领域的重要过程。
在发酵过程中，微生物通过代谢产生酶，利用有机物质进行生长和繁殖，而产生的气体、热量、酸碱度变化等特性则为我们提供了宝贵的信息。
本文将介绍发酵的原理与技术，并探讨其在食品制作和工业生产中的应用。
一、发酵原理发酵原理是指在适宜的温度、酸碱度和氧气条件下，微生物利用有机物质产生酶，经过一系列的代谢反应，将底物转化为产物的过程。
发酵过程中，微生物会通过氧气的存在与否进行有氧或无氧发酵。
有氧发酵是指微生物在氧气充足的环境下进行代谢，并生成二氧化碳和水等物质；无氧发酵是指微生物在缺氧的环境下进行代谢，并产生乙醇、乳酸等有机物。
不同的微生物和底物组合会产生不同的发酵过程和产物。
二、发酵技术1. 酵母发酵技术酵母是一种常见的发酵微生物，广泛应用于面包、酒类等食品的制作中。
酵母发酵技术的基本原理是将酵母菌加入到面团或果汁中，通过其代谢产生的二氧化碳气泡使面团膨胀发酵、果汁变成酒。
酵母发酵过程中，温度、酸碱度和氧气供应是关键因素。
适宜的温度可以促进酵母的繁殖和代谢，合理的酸碱度可以维持酵母的生长环境，而氧气的供应则可以调节酵母的代谢类型。
2. 乳酸菌发酵技术乳酸菌是一种常见的产乳酸的发酵微生物，其应用于食品工业中可以制作酸奶、酸黄瓜等乳酸发酵食品。
乳酸菌发酵过程中，温度、PH值和氧气供应同样是关键因素。
适宜的温度可以促进乳酸菌的生长和乳酸的生成，合适的PH值可以维持菌液的平衡，而氧气供应的限制则可以使乳酸菌进行无氧发酵产酸。
3. 工业发酵技术工业发酵技术是将发酵过程应用于生物制品的生产过程中。
工业发酵技术可以通过控制条件如温度、PH值、氧气供应等来调节微生物的生长和代谢，从而实现特定产品的产出。
例如，生产抗生素的过程中，通过选择合适的微生物菌株和培养条件，可以使菌株产生高效的抗生素。
工业发酵技术不仅在食品制作中应用广泛，还在制药、生物燃料等领域有着重要的地位。
发酵工程全部知识点总结一、发酵工程的基本概念1. 发酵的定义发酵是指利用微生物或其代谢物来改变物质的过程。
主要包括酵母、细菌、真菌等微生物。
2. 发酵工程的定义发酵工程是指利用发酵微生物代谢特性，通过合理调控环境条件，进行微生物发酵过程中的相关技术。
二、发酵微生物1. 酵母酵母是发酵工程中最常用的微生物，广泛应用于酒类、面包、啤酒等食品工业中。
2. 细菌细菌在发酵工程中也有重要的应用，如益生菌、酸奶中的乳酸菌等。
3. 真菌真菌发酵应用广泛，包括酵素生产、抗生素生产、食品添加剂等。
三、发酵工程的基本过程1. 液体发酵液体发酵是将发酵微生物培养在液体培养基中，通过控制培养基成分、通气、温度等条件来进行微生物代谢产物的生产。
2. 固体发酵固体发酵是将发酵微生物培养在固体底物中，通过控制底物成分、湿度、通气等条件来进行微生物代谢产物的生产。
3. 半固体发酵半固体发酵是将发酵微生物培养在半固体底物中，采用液态和固态发酵的优点来进行微生物代谢产物的生产。
四、发酵工程的主要设备和工艺1. 发酵罐发酵罐是发酵工程的主要设备之一，根据不同的发酵工艺和需求，可以采用不同类型的发酵罐。
2. 发酵工艺发酵工艺是指在发酵过程中，针对不同的微生物和产物特性，进行合理的发酵条件控制和操作流程。
3. 发酵控制系统发酵控制系统是指在发酵工程中，通过自动化设备和仪器，实现对发酵条件如温度、pH 值、通气、搅拌等的精确控制。
五、发酵工程的应用范围1. 食品工业发酵工程在食品工业中应用广泛，如酿造啤酒、制作酸奶、发酵面包、制作酱油等。
2. 医药工业发酵工程在医药工业中应用广泛，如生产抗生素、激素、酶制剂等。
3. 燃料工业发酵工程在燃料工业中也有应用，如生物乙醇、生物柴油等。
4. 化学工业发酵工程在化学工业中也有应用，如生产乳酸、丙酮、丙二醇等。
六、发酵工程的发展趋势1. 发酵工程技术的进步随着科技的不断进步，发酵工程的技术也在不断提高，发酵设备和工艺不断更新。
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。
发酵工艺原理知识点归纳
一、发酵工艺的原理
1、微生物菌种选择
2、发酵反应条件的调整
发酵反应条件是发酵工艺的重要参数，主要包括温度、pH、氧含量、添加物等因素，控制这些因素，可以使发酵达到最佳的效果，实现最优的产品性能。
温度主要影响微生物的生长速率、活性和能量消耗，因此，需严格控制温度；pH也是影响发酵的重要因素，它影响微生物的生长率和产品的稳定性；氧含量是发酵的一个重要因素，过高的氧含量会抑制微生物的生长，而过低的氧含量会使酵母菌毒素产生，影响产品质量；添加物是改变发酵工艺中的重要因素，可以在合适的条件下添加一些营养物质，以改善微生物的生长现象，从而达到提高发酵效率的目的。
3、发酵工艺的控制
发酵工艺的控制主要包括技术参数控制和过程监控两个方面，以获得更优质的产品。
发酵工程知识点总结高中生物发酵工程是一种利用微生物的代谢活动来生产有用物质或转化物质的技术。
在高中生物课程中，发酵工程的知识点主要集中在微生物的类型、发酵过程的基本条件、发酵过程中的物质变化、以及发酵技术的应用等方面。
以下是对这些知识点的总结：一、微生物的类型与作用1. 细菌：在发酵过程中，某些细菌如乳酸菌、醋酸菌等能够通过其代谢活动产生特定的有机酸，从而影响食品的味道和保存性。
2. 酵母菌：酵母菌在无氧条件下能够将糖分解为酒精和二氧化碳，这一过程称为酒精发酵，广泛应用于酿酒和面包制作。
3. 霉菌：霉菌在发酵过程中可以产生多种酶，参与物质的分解和转化，如在酱油和豆瓣酱的生产中起到关键作用。
二、发酵过程的基本条件1. 温度：不同的微生物对温度的适应性不同，发酵过程中需要控制适宜的温度以保证微生物的生长和代谢活动。
2. pH值：微生物的生长和代谢活动对环境的酸碱度有一定的要求，pH 值的控制对于发酵过程的成功至关重要。
3. 氧气：有些发酵过程需要充足的氧气（好氧发酵），而有些则在无氧条件下进行（厌氧发酵）。
三、发酵过程中的物质变化1. 糖类的代谢：在发酵过程中，糖类物质可以被微生物分解为酒精、乳酸、醋酸等不同的有机酸，这些有机酸赋予食品特有的风味。
2. 蛋白质的代谢：蛋白质在微生物的作用下可以分解为多肽、氨基酸等小分子物质，这些物质对食品的营养价值和风味有重要影响。
3. 脂肪的代谢：脂肪在发酵过程中可以被微生物分解为甘油和脂肪酸，这些物质对食品的口感和营养价值有一定的影响。
四、发酵技术的应用1. 食品工业：发酵技术在食品工业中有广泛应用，如酿造酒类、制作面包、酸奶、酱油等。
2. 医药工业：通过发酵技术可以生产抗生素、维生素、酶等医药产品。
3. 化工工业：发酵技术也可以用于生产化工原料，如生物柴油、生物塑料等。
五、发酵工程的未来发展1. 基因工程的应用：通过基因工程技术，可以对微生物进行改造，使其具有更强的发酵能力和更高的产品选择性。
发酵工程原理知识点总结发酵工程是一门研究微生物在发酵过程中生长、代谢和产物形成的工程学科。
其研究内容包括发酵微生物的筛选与培养、优化发酵条件、发酵过程监控与控制、发酵产物提取纯化与分离、罐内动力学和发酵机理等。
以下是发酵工程原理的相关知识点总结：1.发酵微生物的筛选与培养：(1)选材原则：产物多、投资少、筛选简单、培养容易、操纵方便；(2)常用的微生物包括细菌、酵母、霉菌等；(3)需考虑微生物生长的条件，如pH、温度、氧气供应等；(4)历经菌种筛选、单菌菌种的分离和纯化、菌种的贮藏等步骤；2.发酵条件的优化：(1)pH的控制：不同微生物对pH的要求不同，可以通过酸碱控制剂来调节pH；(2)温度的控制：温度是细胞生长和代谢的重要因素，一般通过水浴或发酵罐内加热来实现温度控制；(3)氧气供应的控制：氧气是许多微生物生长和代谢必需的，可以通过氧气流量的调节或增加曝气器的表面积来提供充足的氧气；(4)发酵液的搅拌速度和离心速度：搅拌可增强氧气传递和培养液的混合，离心可实现发酵产物的分离和提纯；3.发酵过程监控与控制：(1)发酵过程中需要监测的重要指标包括微生物生长速率、酸碱度、氧气浓度、温度、发酵产物浓度等；(2)监控手段有离线分析法、在线分析法和非破坏性检测法；(3)通过对监测指标的控制，实现对发酵过程的控制与优化，如调节酸碱度、温度以及添加营养物质来提高产量和产物质量；4.发酵产物的提取纯化与分离：(1)通过离心和过滤等物理方法，去除微生物和固体颗粒；(2)通过萃取、渗析、蒸馏、结晶等方法来提纯产物；(3)产物的纯化和分离过程需要进行监测和控制，以确保产物的纯度和产量；5.罐内动力学和发酵机理：(1)罐内动力学研究微生物的生长和代谢过程，了解微生物在不同发酵过程中的特性；(2)通过建立数学模型，可以预测发酵过程中微生物产物的生成速率和浓度变化；(3)对发酵机理的研究有助于进一步优化发酵条件，提高产物的产量和质量；以上是发酵工程原理的一些主要知识点总结。
发酵主要知识点发酵是一种常见的生物过程，通过微生物的作用将有机物质转化为其他有用的产物。
发酵广泛应用于食品工业、农业、生物工程等领域。
本文将从发酵的定义、发酵过程以及常见的发酵应用等方面，介绍发酵的主要知识点。
一、发酵的定义发酵是指在适宜条件下，利用微生物（如细菌、真菌、酵母等）的作用，将有机物质转化为其他化合物的过程。
发酵过程中，微生物通过代谢产生酶，将有机物质分解为简单化合物，并进一步转化为具有特定功能的产物。
二、发酵的过程发酵包括多个阶段，从微生物的生长到产物的生成，通常可分为以下几个步骤：1. 选择合适的微生物不同的发酵过程需要选择适应该过程条件的微生物。
常见的微生物有乳酸菌、酵母菌、大肠杆菌等。
2. 提供合适的底物底物是微生物生长和代谢的基础，不同的发酵过程需要提供不同的底物。
例如，制作酸奶需要提供牛奶；制作啤酒需要提供麦芽。
3. 创建合适的环境发酵过程需要提供适宜的环境条件，包括温度、pH值、氧气供应等。
这些条件能够促进微生物的生长和代谢活动。
4. 微生物生长在适宜的环境条件下，微生物开始生长并繁殖，消耗底物并产生代谢产物。
5. 代谢产物生成微生物代谢产生的代谢产物是发酵过程的主要目标。
不同的发酵过程可以产生不同的产物，如乳酸、酒精、酵素等。
6. 产物收集和处理一旦代谢产物生成，需要进行收集和处理。
这个过程通常包括分离、纯化和浓缩等步骤，以获得纯净的产物。
三、发酵的应用发酵在食品工业、医药工业、生物工程等领域有着广泛的应用。
1. 食品工业发酵是食品加工中常用的方法之一。
例如，制作酸奶、奶酪、酱油、豆腐等都需要利用发酵过程。
2. 医药工业在医药工业中，发酵被用于生产抗生素、酶类药物等。
通过合适的微生物和底物，可以大规模生产这些药物。
3. 生物工程发酵是生物工程中重要的环节。
利用发酵技术可以生产各种化学品、燃料、生物塑料等。
这有助于减少对化石燃料的依赖，降低环境污染。
结论发酵作为一种常见的生物过程，具有广泛的应用前景。
发酵工程原理知识点总结1.微生物生长和代谢：发酵工程原理的基础是对微生物生长和代谢过程的深入理解。
微生物生长的关键因素包括温度、pH值、营养物质和氧气的供应等。
在发酵过程中，微生物通过代谢合成或降解有机物质，产生所需的产物或者降解废物。
代谢途径包括糖的发酵、酸的代谢、氨基酸和脂类的合成等。
2.反应器的设计和操作：反应器是发酵工程中最核心的装置，其设计和操作直接影响发酵过程的效果。
常见的反应器类型包括批式反应器、连续流动反应器和离散批式反应器等。
反应器的设计需要考虑气液传质、热量传递、气体液体反应速率等因素。
操作方面，需要控制反应器内的温度、pH值、氧气和营养物质的供应等参数。
3.发酵过程的监测和控制：发酵过程的监测和控制是保证发酵工程运行稳定和高效的关键。
监测包括微生物数量、代谢产物的浓度、营养物质的消耗和废物的产生等方面。
常用的监测方法包括生物量测定、物质浓度测定、环境参数的监测等。
控制方面，需要根据监测结果调整温度、pH值、氧气和营养物质的供应，以维持发酵过程的稳定和高效。
4.发酵工艺的优化：发酵工艺的优化是提高产量和质量的关键。
优化方法包括微生物菌种的选取、培养基组成的优化、发酵条件的优化等。
在微生物菌种选取上，需要考虑产物的需求和微生物的特性。
培养基的组成需要提供充足的营养物质，以满足微生物的生长需求。
发酵条件的优化包括控制温度、pH值、氧气和营养物质的供应等，以最大程度地促进微生物的生长和代谢。
5.发酵工程的应用领域：发酵工程广泛应用于食品、饮料、制药、化工等工业领域。
在食品工业中，发酵工程用于酿造啤酒、酱油、味精等食品。
在制药工业中，发酵工程用于制备抗生素、酶、氨基酸等生物药品。
在化工工业中，发酵工程用于生产有机酸、有机溶剂等化学品。
总之，发酵工程原理涉及微生物的生长和代谢、反应器的设计和操作、发酵过程的监测和控制等方面。
了解和掌握发酵工程原理，可以为工程师在发酵工程中的设计和操作提供理论和实践指导，进一步提高发酵工程的效果和产量。
1、发酵：通过微生物的生长繁殖和代谢活动，产生和积累人们所需产品的生物反应过程。
2、发酵工程：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，它是生物工程和生物技术学科的重要组成部分，又叫微生物工程3、发酵工程技术的发展史：①1900年以前——自然发酵阶段②1900—1940——纯培养技术的建立（第一个转折点）③1940—1950——通气搅拌纯培养发酵技术的建立（第二个转折点）④1950—1960——代谢控制发酵技术的建立（第三个转折点）⑤1960—1970——开发发酵原料时期（石油发酵时期）⑥1970年以后——进入基因工程菌发酵时期以及细胞大规模培养技术的全面发展4、工业发酵的类型：①按微生物对氧的不同需求：厌氧发酵、需氧发酵、兼性厌氧发酵②按培养基的物理性状：固体发酵、液体发酵③按发酵工艺流程：分批发酵、补料发酵、连续发酵5、发酵生产的流程：（重要）①用作种子扩大培养及发酵生产的各种培养基的制备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料的代谢产物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6、常用的工业微生物：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7、未培养微生物：指迄今所采用的微生物纯培养分离及培养方法还未获得纯培养的微生物8、rRNA序列分析：通过比较各类原核生物的16S和真核生物的18S的基因序列，从序列差异计算它们之间的进化距离，从而绘制进化树。
选用16S和18S的原因是：它们为原核和真核所特有，其功能同源且较为古老，既含有保守序列又含有可变序列，分子大小适合操作，它的序列变化与进化距离相适应。
9、菌种选育改良的具体目标：①提高目标产物的产量②提高目标产物的纯度③改良菌种性状，改善发酵过程④改变生物合成途径，以获得高产的新产品10、发酵工业菌种改良方法：①常规育种：诱变和筛选，最常用。
所学内容：1、菌种：选育、培养、保藏；2、发酵的概念、原理、参数控制；3、介绍一些产品的发酵过程第一章绪论一、发酵1、发酵的定义：培养生物细胞（包括动物细胞、植物细胞和微生物）来制得产物的过程。
2、发酵工业：根据有无风味要求分为酿造工业和发酵工业。
3、实现发酵需具备的条件：①适宜的微生物；②保证微生物进行代谢的条件（pH、营养、温度等）；③进行发酵的设备；④有提取精制产品的方法和设备二、发酵工业的沿革①天然发酵阶段：嫌气发酵、非纯种培养（靠的是经验），质量不稳定。
②纯种培养技术的建立：巴斯德认识到发酵是由微生物所进行的化学反应；柯赫建立了单种微生物的分离和纯培养技术。
——表面培养、产量少③通气搅拌发酵技术的建立：青霉素④代谢控制发酵技术：运用动态生物化学、遗传学知识，控制生物合理代谢。
⑤开拓发酵原料时期；⑥基因工程阶段三、发酵工业的范围1、微生物菌体发酵：酵母、微生物菌体蛋白（scp 单细胞蛋白）、藻类、活性乳酸菌制剂、真菌、生物杀虫剂。
2、微生物酶发酵：工业应用的酶大都来自微生物发酵。
3、微生物代谢产物发酵初级代谢产物：对数生长期所产生的产物，是菌体生长繁殖所必需的，如氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、类脂、糖类等次级代谢产物：菌体生长静止期中，某些菌体能合成在生长期中不能合成的、具有一些特性的产物，如抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子等4、微生物转化发酵：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的生化反应，特点是特异性强，包括反应特异性、结构位置特异性和立体特异性。
最古老的生物转化就是利用菌体将乙醇转化成乙酸的醋酸发酵。
5、利用生物技术所得的生物细胞发酵①消除环境污染；②保持生态平衡；③湿法冶金；④利用生物技术所得的生物细胞发酵四、发酵工业的特征1、发酵原料的选择和预处理2、微生物菌种的选育及扩大培养3、发酵设备选择及工艺条件控制4、发酵产物的分离纯化5、发酵废弃物的回收利用五、发展趋势第二章工业微生物的生长与产物的生物合成微生物的特点：体积小、繁殖快、吸收转化快、适应性强、容易变异、分布广、种类多、代谢类型多。
一、微生物的生长与分化1、微生物的生长繁殖（1）细菌：无性二等分裂。
菌龄一般指培养时间。
（2）放线菌：无性孢子或借菌丝断片，后者常见于液体培养。
（3）霉菌（丝状真菌）：无性孢子和有性孢子。
（4）酵母菌：出芽繁殖，可能形成假菌丝体。
2、微生物的生长曲线纵坐标：细胞数目的对数；横坐标：时间①延滞期（适应期）：微生物数目保持不变或略有降低，菌体生长速率为零，代谢机能非常活跃。
时间越短越好。
②对数生长期：生长速度迅速增加，细胞的化学组成与生理学性质稳定，代谢及其旺盛。
常用于进行接种、生化研究。
③稳定期（平衡期）：生长速率与死亡速率达到动态平衡，开始积累贮存物，如糖原、脂肪、异染颗粒等，大多数芽孢细菌形成芽孢，许多微生物合成大量次级代谢产物。
④衰亡期：营养物质几乎耗尽，毒性物质大量积累，细胞死亡速率迅速增加，呈现多种形态，如原生质凝聚、形成菌丝断片、形成“沉没孢子”等。
3、微生物细胞的分化：从营养菌丝体产生不同形态类型细胞的过程二、代谢产物的生源说与生物合成1、初级代谢产物：产生菌多为代谢失调的突变体。
2、合成次级代谢产物的特征（1）次级代谢产物具有种特异性：分类学上相同的菌种能产生不同结构的抗生素（如灰色链霉菌既能合成链霉素又能合成杀假丝菌素）；分类学上不同的微生物也能产生相同的抗生素（如能产生头孢菌素C 的菌有霉菌和链霉菌）（2）分批发酵时，产生菌生长周期分为三个时期：菌体生长期、产物合成期、菌体自溶期（3）次级代谢产物不少是结构相似的混合物次级代谢产物的合成受多基因控制：如质粒在次级代谢产物合成中起着重要的作用3、次级代谢产物的构建单位的生源说和生物合成生源说：次级代谢产物分子中构建单位的各种原子的起源（1）聚酮体：许多次级代谢产物是由乙酸、丙酸、丁酸单位和某些短链脂肪酸通过聚酮体途径衍生来的（2）甲羟戊酸（3-甲基-3，5-二羟基戊酸）（3）糖类和氨基糖（4）不常见的氨基酸（5）环多醇和氨基环多醇（6）非核酸的嘌呤碱和嘧啶碱的生物合成4、次级代谢产物生物合成的基本过程（1）构建单位的聚合（2）次级代谢产物的最终修饰三、微生物生物合成的主要调控机制1、次级代谢与初级代谢的关系次级代谢产物和初级代谢产物对产生菌的生长繁殖作用不同，但它们的生物合成途径相互联系，合成途径与初级代谢途径相互交叉又相互制约。
菌体代谢过程中产生的某些中间产物既可用于合成初级代谢产物，又可用于合成次级代谢产物，这种中间产物叫做“分叉中间体”2、初级代谢产物生物合成中的主要调控机制（1）酶活性的调节1）酶活性的激活：前提激活最常见，多发生在分解代谢途径，代谢途径后面的反应可被该途径较前面的一种代谢中间产物所促进。
2）酶活性的抑制：①协同反馈抑制：分支途径的几种末端产物同时过量时才抑制共同途径中的第一个酶活性，而单独的任一终产物过量均不抑制第一个酶的活性②积累反馈抑制：每一种末端产物按一定百分率单独抑制共同途径中第一个酶活性，各种产物之间既无协同效应，又无拮抗作用③增效反馈抑制：代谢途径中任何一种末端产物过量时，仅部分抑制共同反应途径中的第一个酶活性，但是两个末端产物同时过量时，其抑制作用可超过各产物存在的抑制能力的总和④顺序反馈抑制：每个分支末端产物抑制分支后的第一个酶，产生部分抑制作用（2）酶合成调节1）酶合成的诱导组成酶：合成不依赖于环境中物质存在的酶；诱导酶：只在它们催化的底物存在时才能合成的酶2）酶合成的阻遏反馈阻遏：代谢的终产物达到一定浓度时，反馈阻遏该代谢途径中的一种酶或几种酶的生物合成多价阻遏：有两种或两种以上末端产物的分支途径中，当分支途径中的几种末端产物同时过量就反馈阻遏其共同途径中的第一个酶的合成，仅一种产物过量无阻遏作用分解产物阻遏：被菌体迅速利用的底物或其分解产物对许多酶合成的抑制作用“葡萄糖效应”：碳分解产物的阻抑作用“铵阻遏效应”：铵盐或其代谢产物（3）能荷调节（腺苷酸调节）能荷：细胞中ATP、ADP、AMP 系统中可供利用的高能磷酸键的量度3、次级代谢产物生物合成中的主要调控机制（1）酶合成的诱导调节外源诱导剂：外源加入；内源诱导剂：菌体代谢过程中产生的（2）反馈调节1）次级代谢产物的自身反馈抑制：抑制抗生素自身合成所需要的抗生素浓度与产生菌的生产能力呈正相关性2）前体物质的自身反馈抑制：合成次级代谢产物的前体的自身反馈抑制必然影响次级代谢产物的合成3）支路产物的反馈抑制：微生物代谢中产生的一些分叉中间体，既可用于合成初级代谢产物，又可用于合成次级代谢产物4）次级代谢产物的自身反馈阻遏：只在氯霉素的生物合成中发现，当氯霉素合成达到一定浓度时，它能反馈阻遏自身合成途径中的第一个特异性酶芳胺合成酶的合成（3）磷酸盐的调节：高浓度磷酸盐表现出较强的抑制作用1）磷酸盐能促进初级代谢，抑制菌体的次级代谢2）过量磷酸盐抑制次级代谢产物前体的生物合成3）磷酸盐阻抑次级代谢中的磷酸酯酶（4）ATP 的调节作用（5）碳分解产物的调节作用（6）氯分解产物的调节作用（7）产生菌生长速率的调节（8）细胞膜透性的调节第三章工业微生物的菌种选育菌种选育：根据菌种自然变异而进行的自然选育，以及用人工方法引起菌种变异或形成新的杂种，再按照工业生产的要求进行筛选来获得新的变种或杂种。
理论依据：微生物的遗传变异作用：提高产品质量、增加品种、改善工艺条件和产生菌的遗传学研究方法：自然选育、诱变育种、杂交育种、分子育种一、自然选育不经过人工诱变处理，根据菌种的自发突变而进行菌种筛选的过程1、菌种衰退原因的分析（1）菌种遗传特性的改变1）遗传因素：①异核现象；②自发突变；③回复突变2）人为和环境因素（2）菌种生理状况的改变：表现为菌种衰退2、自然选育方法（1）单菌落分离法（2）微观单孢子分离法：显微镜下挑单菌落二、诱变育种1、诱变过程（1）诱变剂的种类及其作用机制：诱变剂有杀菌、诱变作用，多采用杀菌率70%~80%。
（2）诱变处理时应注意的几个问题1）选择出发菌株：①选择纯种作为出发菌株；②不仅是产量高的，还应具有我们所需的代谢特性；③选择对诱变剂敏感的菌株作为出发菌株；④多个出发菌株2）诱变剂的选择和使用3）影响诱变效果的因素2、筛选过程（1）随机筛选：进行平板分离，随机挑选单菌落，从中筛选高产菌株。
1）摇瓶筛选法2）琼脂块筛选法（2）理性化筛选：运用遗传学、生物化学的原理，根据产物已知的或可能的生物合成途径、代谢调控机制和产物分子结构来进行设计和采用一些筛选方法，以打破微生物原有的代谢调控机制，获得大量形成产物的高产突变株。
1）初级代谢产物高产菌株的筛选①降低终产物浓度：A.筛选终产物营养缺陷型a.产物为某一直线合成途径的中间产物b.产物为某一分支合成途径的中间产物c.产物为某一分支合成途径的一个终产物营养缺陷型：是指原菌株由于发生基因突变，致使合成途径中某一步骤发生缺陷，从而丧失了合成某物质的能力，必须在培养中外源补加该营养物质才能生长的突变型菌株。
B.筛选细胞膜透性改变的突变株：使之大量分泌终产物，以降低细胞内终产物浓度，避免终产物的反馈调节作用。
②筛选抗反馈突变菌株A.筛选结构类似物抗性突变株；B.利用回复突变筛选抗反馈突变株2）次级代谢产物（主要是抗生素）高产菌株的筛选①利用营养缺陷型筛选②筛选负变株的回复突变株③筛选去磷酸盐调节突变株④筛选去碳源分解代谢调节突变株⑤筛选氨基酸结构类似物抗性突变株⑥筛选二价金属离子抗性突变株三、杂交育种两个不同基因型的菌株通过接合或原生质体融合使遗传物质重新组合，再从中分离和筛选出具有新形状的菌株。
1、常规的杂交育种步骤：遗传标记→异核体形成→杂合二倍体的形成→染色体交换和单倍化2、原生质体融合用脱壁酶处理将微生物细胞壁除去，制成原生质体，再用聚乙二醇和钙离子促进原生质体发生融合，从而获得异核体或重组合子。
第四章培养基一、概述1、培养基组成培养基：提供微生物生长繁殖和生物合成各种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。
组成：适宜的碳水化合物及含有蛋白质、氨基酸、维生素和无机元素的有机化合物，某些无机盐。
作用：营养作用、环境条件（渗透压、pH 等）、稳定工艺控制（非营养成分，酸碱流加，消沫剂）、产物合成作用（非营养成分，前体，促进剂）2、培养基条件与微生物生理学和形态学的相关性条件：培养基组成、pH 值、二价阳离子、阴离子聚合物、表面活性剂和固形物含量。
二、培养基的成分1、碳源：凡是构成微生物细胞和代谢产物中碳素的营养物质。
既是构成菌体细胞和代谢产物的主要元素，又是提供微生物生命活动中所需能源的原料。
