名词解释
发酵工程：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技术体系，是生物工程与生物技术学科的重要组成部分。
高通量筛选：是指将许多模型固定在各自不同的载体上，用机器人加样，培养后，用计算机记录结果，并进行分析，实现快速、准确、微量的筛选菌株的方法。
细胞工程育种：在细胞水平上对菌种进行操作，采用杂交、接合、转化和转导等遗传学方法，将不同菌种的遗传物质进行交换重组，使不同菌种的优良性状集中在重组体重，从而提高产量。主要有杂交育种和原生质体融合育种。
杂交育种：指将两个基因型不同的菌株经吻合是遗传物质重新组合，从中分离筛选出具有新型性状的菌株。
营养缺陷性标记：微生物经诱变处理后产生的一种突变体，需要在培养基上添加一种特定的有机物才能很好的生存，为筛选该菌株而适当添加的遗传标记。
菌种退化：指生产菌种或选育菌种过程中筛选出来的较优良菌株，由于进行接种传代或保藏之后，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。
理论转化率：指理想状态下根据微生物的代谢途径进行物料衡算，得出转化率大小。
实际转化率：指发酵试验所得转化率的大小。
种子培养：指将冷冻干燥管、沙土管中处于休眠状态的工业菌种接入试管斜面活化后，再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量的纯种的过程。
接种龄：指种子罐中培养的菌丝体转入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。
接种量：指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。
表观得率：指对底物的总消耗而言的细胞得率。
理论得率：指仅用于细胞生长所消耗底物而言的细胞得率。
呼吸强度：指单位质量干菌体在单位时间内所吸取的氧量。用Qo2表示。
耗氧速率：指单位体积培养液在单位时间内的耗氧量，也称摄氧量。用γ表示。
高密度发酵：指工程菌在短时间内迅速分裂增殖，使菌体浓度迅速升高的过程。
重点部分：
发酵工程技术的发展史
1、1900年以前，自然发酵阶段。酿造生产酒、醋等。2、1900—1940，科赫建立微生物分离纯化和纯培养技术，创造了单细胞纯培养法。3、1940—1950，青霉素大量生产，通气搅拌大规模发酵技术的建立。4、20世纪50年代初，代谢控制发酵技术的建立，生产出核苷酸、抗生素及有机酸等。5、20世纪60年代初，发酵罐形式的多样性，计算机自动控制技术进行发酵参数的自动控制。6、20世纪70年代后，分子生物技术为核心的现代生物技术，基因工程技术，DNA重组技术，大大提高了产量和效率。
葡萄酒生产中的发酵调控研究
一、概述
葡萄酒是以葡萄为原料制成的一种酒类。在制作过程中，发酵是至关重要的环节。通过对发酵过程的调控，可以影响葡萄酒的口感、风味和品质。本文将重点介绍葡萄酒生产中的发酵调控研究。
二、酵母菌选择
发酵调控的第一步是选择合适的酵母菌。不同的酵母菌有着不同的特性和适应环境。例如，Saccharomyces cerevisiae是生产红葡萄酒和白葡萄酒常用的酿酒酵母菌，因其能够较好地耐受酒精，适应酒液环境。另外，Pichia kluyveri能够利用果糖和蔗糖为能源，适应低温环境，因此适合于制作果酒。通过选择合适的酵母菌，可以最大程度地控制发酵过程，提高葡萄酒的品质。
三、发酵温度控制
在葡萄酒的发酵过程中，发酵温度也是一个重要的参数。酵母菌的生长和发酵能力都会随着温度的变化而发生变化。一般来说，发酵温度在15℃-25℃之间为佳。当温度过低时，酵母菌的代谢减慢，发酵速度降低；当温度过高时，酵母菌会死亡或失去发酵能力。因此，在葡萄酒的发酵过程中，需要对温度进行监控和调控，以保证发酵的顺利进行。 四、氧气供应控制
除了温度之外，氧气的供应也是调控葡萄酒发酵过程的一个关键因素。氧气的供应量和供应时间都会影响酵母菌的生长和代谢。在酒液开始发酵的初期，酵母菌需要氧气来进行繁殖和生长，这能够提高发酵效率。但是随着发酵的进行，氧气的供应需要逐渐减少，以避免氧化现象的发生，影响葡萄酒的品质。
五、营养物质供应控制
除了氧气之外，营养物质的供应也是控制发酵过程的一个关键因素。酵母菌在发酵过程中需要能量和营养物质，例如碳源和氮源。在葡萄酒发酵的初期，酵母菌对氮源的需求较高。当氮源充足时，酵母菌可以快速地繁殖和生长，提高发酵速度。随着发酵的进行，碳源的供应变得更为关键。因此，需要对营养物质进行监测和控制，保证酵母菌的生长和代谢。
六、总结
葡萄酒的制作过程中，发酵调控是影响葡萄酒品质的重要因素。通过选择合适的酵母菌、对发酵温度、氧气供应和营养物质供应进行控制，可以有效地提高葡萄酒的品质和口感。发酵调控的研究将在葡萄酒产业的发展中起到越来越重要的作用。
微生物的营养物质
营养物质:微生物为了生存就必须从环境中吸取各种物质以合成细胞物质、提供能量以及在新陈代谢中起调节作用。这些物质就称为营养物质。
营养的概念:有机体吸取和利用营养物质的过程。
营养物质（nutrient）：
能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的物质
营养（nutrition）:
微生物获得和利用营养物质的过程
凡用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的营养源。
种类：无机氮：铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、
尿素、 氨、N2等；
有机氮:蛋白质及其降解产物（如胨、肽、
氨基酸等）、牛肉膏、鱼粉、花生饼粉、
黄豆饼粉、玉米浆等
功能：
1）提供合成细胞中含氮物,如蛋白质、核酸,以及含氮代谢物等的原料;
2)少数细菌可以铵盐、硝酸盐等氮源为能源.
以蛋白质形式存在的氮源不能被微生物直接吸收利用,必须通过微生物分泌的胞外蛋白水解酶将蛋白质分解之后才能被利用。在黄豆饼粉、花生饼粉里所含的氮则主要是以蛋白质的形式存在，这种蛋白氮必须通过水解之后降解成胨、肽、氨基酸等才能被机体利用,这种氮源叫迟效氮源。
而无机氮源或以蛋白质降解产物形式存在的有机氮源叫做速效氮源，例如硫酸铵中的氮以还原态氮形式存在，可以直接被菌体吸收利用,蛋白质的降解产物特别是氨基酸直接可以通过转氨作用等方式被机体利用.
速效氮源，通常是有利于机体的生长，迟效氮源有利于代谢产物的形成.在工业发酵过程中，往往是将速效氮源与迟效氮源按一定的比例制成混合氮源加到培养基里，以控制微生物的生长时期与代谢产物形成期的长短，达到提高产量的目的。
而无机氮源或以蛋白质降解产物形式存在的有机氮源叫做速效氮源，例如硫酸铵中的氮以还原态氮形式存在,可以直接被菌体吸收利用，蛋白质的降解产物特别是氨基酸直接可以通过转氨作用等方式被机体利用。
速效氮源，通常是有利于机体的生长，迟效氮源有利于代谢产物的形成。在工业发酵过程中,往往是将速效氮源与迟效氮源按一定的比例制成混合氮源加到培养基里，以控制微生物的生长时期与代谢产物形成期的长短,达到提高产量的目的
发酵工程
一、名词解释
1、分批发酵：在发酵中，营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放出，中间除了空气进入和尾气排出外，与外部没有物料交换。
2、 补料分批发酵：又称半连续发酵，是指在微生物分批发酵中，以某种方式向培养系统不加一定物料的培养技术。
3、絮凝：在某些高分子絮凝剂的作用下，溶液中的较小胶粒聚合形成较大絮凝团的过程。
二、填空
1、 生物发酵工艺多种多样，但基本上包括菌种制备、种子培养、发酵和提取精制等下游处理几个过程。
2、 根据过滤介质截留的物质颗粒大小的不同，过滤可分为粗滤、微滤、超滤和反渗透四大类。
3、 微生物的育种方法主要有三类：诱变法，细胞融合法，基因工程法。
4、 发酵培养基主要由碳源，氮源，无机盐，生长因子组成。
5、青霉素发酵生产中，发酵后的处理包括：过滤、提炼，脱色，结晶。
6、利用专门的灭菌设备进行连续灭菌称为连消，用高压蒸汽进行空罐灭菌称为空消。 7、可用于生产酶的微生物有细菌、真菌、酵母菌。
常用的发酵液的预处理方法有酸化、加热、加絮凝剂。
8、根据搅拌方式的不同，好氧发酵设备可分为机械搅拌式发酵罐和通风搅拌式发酵罐两种。
9、依据培养基在生产中的用途，可将其分成孢子培养基、种子培养基、发酵培养基三种。
10、现代发酵工程不仅包括菌体生产和代谢产物的发酵生产，还包括微生物机能的利用。
11、发酵工程的主要内容包括生产菌种的选育、发酵条件的优化与控制、反应器的设计及产物的分离、提取与精制。
12、发酵类型有微生物菌体的发酵、微生物酶的发酵、微生物代谢产物的发酵、微生物转化发酵、生物工程细胞的发酵。
13、发酵工业生产上常用的微生物主要有细菌、放线菌、酵母菌、霉菌。
14、当前发酵工业所用的菌种总趋势是从野生菌转向变异菌，从自然选育转向代谢调控育种，从诱发基因突变转向基因重组的定向育种。
15、根据操作方式的不同，液体深层发酵主要有分批发酵、连续发酵、补料分批发酵。 16、分批发酵全过程包括空罐灭菌、加入灭过菌的培养基、接种、发酵过程、放罐和洗罐，所需的时间总和为一个发酵周期。
