篇一：发酵工程
发酵工程
第0章 绪论
一、发酵工程的概念
1、 传统定义
发酵：酵母作用于果汁或发芽谷物时产生二氧化碳的现象。巴斯德认为，发酵是酵母在无氧状态下的呼吸过程，是生物获得能量的一种方式。
2、生化学观点 氧化还原反应
3、工业微生物
利用培养微生物来制得产物的需氧和厌氧的任何过程，所培养的生物细胞包括微生物细胞、动物细胞、植物细胞。
4、发酵工程在生物工程中的位置
基因工程
细胞工程 ← 发酵工程
↓
酶工程 ← 产物
↓
产品 产品
三、发酵工程的基本内容
1、发酵过程的组成部分：
（1） 确定种子培养和发酵培养基的组成
（2） 培养基、发酵罐附属设备及管道的灭菌
（3） 大规模纯种培养物的生产
（4） 最优生长条件下微生物的生长
（5） 产物的提取与纯化
（6） 发酵废液的处理
2、发酵工程的应用
（1） 发酵工程在食品工业中的应用：
1.食品加工：单细胞蛋白、菌体蛋白
2.含醇饮料：啤酒、黄酒、红酒、蒸馏酒
3.发酵乳制品：酸奶、干酪等
4.调味品和发酵食品：酱、酱油、醋、面包、泡菜
5.食品添加剂：面包酵母、柠檬酸
6.甜味剂：葡萄糖、果糖浆
7.食品检验：可检验微量残留物、真菌毒素、激毒
（2）发酵工程在医药卫生中的应用
1.抗生素：微生物次级代谢产生
2.氨基酸：输液、临床治疗
3.维生素：微生物次级代谢产生
4.甾体激素：可的松、地塞木松
5.治疗用酶：驱除坏死组织、助消化、化血栓
6.酶抑制剂：治疗糖尿病、胆固醇、高血压
7.生物制品：疫苗
（3）发酵工程在轻工业中的应用
1.糖酶：淀粉酶、糖化酶
2.蛋白酶：酸碱、中性蛋白酶
3.果胶酶：水解胶物质，用于果胶澄清
4.脂肪酶：将脂肪分解为脂肪酸、甘油
5.纤维素酶：酿造、能源、果汁饮料
（4）微生物工程在化工能源产品中的应用
1.醇及有机溶剂：乙醇、丙酮
2.有机酸：醋酸、丙酸、乳酸、丁酸
3.多糖：右旋糖苷，黄原胶、海藻酸
4.烷烃：甲烷
5.清洁能源：氢气、微生物燃料电池
（5）发酵工程在农业中的应用
1.生物农药：生物杀虫剂、杀菌剂
2.生物除草剂：利用杂草的病原微生物
3.生物增产剂：固氮菌、钾细菌、磷细菌
4.食用和药用真菌：蘑菇、香菇、猴头、虫草、灵芝
5.生物饲料
6.生物肥料
（6）发酵工程在环境保护中的应用
1.厌氧发酵法：专性厌氧菌
沼气、肥料、饲料发酵
2.好氧发酵法：在有氧条件下，细菌和原虫混合物处理生活污水和废物
第一章 物料的处理和输送设备
第一节 筛选与粉碎机
三、粉碎机
1. 锤刀式粉碎机
中等硬度物料
结构：
过程：a.主轴由电机带动，靠离心力作用，刀片伸展，并高速旋转
b.物料从加料口进入，靠重力作用下滑，当处在悬空状态下，被刀撞击破
碎，后被甩到锯齿形冲击板上，再次撞击
c．在机壳内还有挤压研磨作用，刀片在遇到硬物时会摆动让开，比底部
的筛网网孔小的颗粒漏下，大的颗粒再次粉碎，直到通过筛网
4.辊式粉碎机
应用：颗粒状物料得中碎和细碎
常用：对辊、四辊、五辊、六辊
组成：两直径相同，相对运动方向的圆柱形辊
速度：一般在2.5-2.6 m/s之间，速度过快，物料在辊上跳动
{两辊速度相同，只有挤压作用
两辊速度存在15-20％速度差,挤压与研磨
第二节 气流输送
气流输送在工厂中主要应用于松散物料，它主要借助强烈的空气流沿管道流动，
将悬浮于气流中的物料送至目的地。
一、气流输送的原理
1.颗粒在垂直管中的悬浮
2.颗粒在水平管中的悬浮
较为复杂，有以下几种情况
（1） 湍流时，在垂直方向上的分速度产生
（2） 层流时，管剖面，气流流速为抛物线形，由颗粒上下速度差引起得压力差产生
的作用力
（3） 管内底部，由于自身旋转运动，使得颗粒上方气流局部加速，而下方气流局部
减速，而产生的压差
（4） 由于颗粒形状不规则，而产生的气流推动力的垂直分力作用
（5） 颗粒之间的碰撞，颗粒与管壁间的碰撞，而产生垂直方向的分力
二、气流输送流程
根据设备组合情况的不同，气流输送装置可分为：
真空输送
压力输送
压力真空输送
1. 真空输送（吸引式气流输送）
结构：真空泵、输料管、卸料装置
2. 压力输送
结构：风机、闭风加料器、卸料口
3. 压力真空输送装置
第三节 输送机械
一、带式输送机
二、斗式提升机
三、螺旋输送机（绞龙）
第二章 培养基灭菌
一、灭菌的概念和必要性
灭菌：是指用物理或化学因子杀灭有生活能力的细菌营养体和芽孢或孢子的方法 消毒：消除病原微生物的措施，在工业中一般都笼统地称为杀菌或灭菌
防腐：就是利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖，即通过制菌作用防止食
品、生物制品等对象发生霉腐的措施。
三、湿热灭菌的原理
湿热灭菌：就是直接用高温蒸汽灭菌。蒸汽在冷凝时释放出大量潜能，蒸汽具有强大穿透力，蒸汽的湿热破坏菌体蛋白质和核酸的化学键，使酶失活，微生物因代谢障碍而死亡。
湿热灭菌的效果取决于致死温度和致死时间
致死温度：是杀灭微生物的极限温度
致死时间：是在致死温度下或以上杀灭微生物所需时间
热阻（对热抵抗力）：微生物在某一特定条件下（一定的温度、加热方式）的死亡时间
相对热阻：指在相同条件下两种微生物热阻的比值
芽孢的热阻特别高的原因：①芽孢具有吡啶二羧酸，能增强对热抵抗力
②芽孢厚而且结构致密，热不易透过
③芽孢的游离水分少，蛋白质含水量较营养细胞蛋白质含水
量低
在实际生产中，由于不能完全了解杂菌的数量和类型，因此要以相对热阻大的芽孢作为灭菌的依据
湿热灭菌分为分批灭菌和连续灭菌
分批灭菌（实消）：将培养基置于反应器中用蒸汽加热，达到预定灭菌温度后维持一定时间；再冷却到发酵温度，然后接种发酵，这叫分批灭菌
连续灭菌（连消）：就培养基在罐外连续进行加热，维持和冷却然后进入到反应器的杀菌方法就是连续灭菌
六、影响培养基灭菌的因素
1.营养成分的保持
为什么要采用高温短时灭菌？
实验表明细菌孢子热死反应的活化能E很高，营养成分破坏的活化能较低。随着温度上升，菌体孢子死亡速度常数增加倍数大于培养基成分破坏速度常数增加倍数。所以当温度
升高时，杂菌死亡速度要比营养成分破坏速度快得多。根据这一原理，培养基灭菌采用高温短时的方法能达到灭菌的效果，又可以减少营养成分的破坏。
第三章 空气除菌
一、空气除菌的意义
好气性微生物的生长和合成代谢产物都需要消耗氧气。工业生产上均采用空气作为氧气来源。然而，空气中有各种各样的微生物，为保证纯种培养，必须将空气中的微生物除去或杀死。
四、空气除菌的方法
1.辐射杀菌
高能阴极射线、X射线、γ、β射线、紫外线都能破坏蛋白质活性而起到杀菌作用。其中紫外线用的较多，它在波长226.5 nm-328.7 nm时杀菌最强。一般用于无菌室、手术室杀菌
2. 静电除菌
3. 热杀菌
将空气加热到一定温度后保温一定时间，使微生物蛋白热失活而致死
4.过滤除菌
①绝对过滤
绝对过滤是介质之间的孔隙小于被滤除的微生物，当空气流过介质层后，空气中的微生物被滤除。绝对过滤易于控制过滤后空气质量，节约能量和时间，操作简便，它是多年来受到国内外科学工作者注意和研究的问题。它采用很细小的纤维介质制成，介质空隙小于0.5 um
②介质过滤
介质过滤除菌是目前工业上用的较多的空气除菌方法，它是采用定期灭菌的介质来阻截流过的空气所含的微生物，而取得无菌空气。常用的过滤介质有棉花、活性炭或玻璃纤维等
六、空气过滤除菌流程
1.空气除菌流程的要求
空气净化处理的根本目的是除菌，然而目前所使用的过滤介质必须在干燥状态下工作才能保证过滤效率，因此就必须除油、除水。空气净化流程的选择必须围绕着提高过滤除菌效率进行。
2.提高过滤除菌效率的主要措施
（1）减少进口空气的含菌量。①加强环境卫生管理
②提高空气进口位置（高采风口）
③加强压缩机前的预处理
（2）设计和安装合理的空气过滤器
（3）降低进入总过滤器的空气相对湿度，保证过滤在干燥条件下工作。
①采用无润滑油的空压机
②加强空气的冷却、除油、除水
篇二：发酵工程
第一章
名词解释
发酵狭义定义：是微生物在无氧条件下，通过分解代谢，降解有机物，同时积累简单的有机物并产生能量的生物氧化过程。
发酵广义定义：泛指微生物在无氧或有氧条件下，通过分解代谢或合成代谢或此生代谢等微生物代谢活动，大量积累人类所需的微生物体或微生物酶或微生物代谢产物的过程。
发酵工程技术的特点（判断）
⑴ 生产安全，条件简单
⑵ 原谅简单，不需精制
⑶ 自动调节，反应专一
⑷ 代谢类型多样，容易生产复杂化合物
⑸ 非牛顿流体型发酵醪
⑹ 严格无菌操作，防止杂菌污染
⑺ 选育优良菌种，开发高新产品
发酵工业几个发展时期及每个时期的标志（填空）
⑴ 自然发酵阶段。（1900年以前）
⑵ 纯培养技术的建立（1900-1940）标志：微生物纯培养技术
⑶ 通气搅拌好气性发酵工程技术的建立（1940-1957）标志：通气搅拌好气性发酵工程技术
⑷ 代谢调控发酵工程技术的建立（1957-1960）标志：代谢调控发酵工程技术
第二章
判断
带式、斗式、螺旋式输送机结构、工作原理、应用特点（5-6页）
筛选分离机：精选机、分级机原理（第六篇）
粉碎机：锤式粉碎机、圆盘钢磨机、辊式粉碎机应用特点（第六篇、第七篇）
问答
吸引式输送系统
特点：从几个不同的加料地点向一个卸料地点送料，不需要加料器，排料处装有封闭较好的派聊起，防止排料时发生物料反吹。短距离运输，采用真空泵，长距离运输，采用高压真空泵，功率消耗较压送式输送系统大。
工作原理：风机安装在系统的尾部，真空泵启动后，系统内的气流压力低于大气压形成负压；空气和物料通过吸嘴被吸入物料管中，经物料分离器使物料从空气中分离出来；再经旋转加料器卸入卸料斗中；与物料分离后的空气气流通过空气管进入除尘器除尘，再经真空泵抽吸通过排风管排出。
主要设备：吸嘴、输料软管、输料钢管、物料分离器、旋转加料器、排料斗、空气管、除尘器、真空泵、排风管。
压送式输送系统
特点：从一个加料地点向几个不同卸料地点送料，需要装有封闭较好的加料器防止发生物料反吹，在排料处不需要排料器，可自动卸料。短距离运输，采取低压鼓风机。长距离运输，采用高压鼓风机，功率消耗较吸引式输送系统小。
工作原理：将风机安装在系统的前端，风机启动后，系统内的气流压力高于大气压力形成正压；物料通过加料斗并经旋转加料器后，进入输料管，再经物料分离器是无聊从空气中分离出来，通过排料口卸料；空气气流通过空气出口，再经除尘器除尘后排出。
主要设备：鼓风机、输料钢管、加料斗、旋转加料器、物料分离器、排料斗、空气管、除尘器、排风管。
磁铁分离的类型（填空）
⑴ 平板式此贴分离器
⑵ 旋转式此贴分离器
精选机组成部分（填空）
振动筛选和风力吸尘
第三章
一、（填空，判断）添加前体物质，促进剂，抑制剂的目的：大幅度提高发酵生产率并降低成本。
1、 前体物质:某些化合物直接被微生物结合到产物分子，自身结构不变，但产物产量大大增加。①某些
氨基酸发酵，避免氨基酸发酵中的反馈抑制作用，增加产率。②糖液，添加腺嘌呤，直接发酵产生5’-核苷酸。③青霉素G，加入玉米浆（含苯乙胺），单位产量提高。④抗生素发酵，添加抗生素分子的前身或组成的一部分，参与合成，控制合成方向，增加产率
2、 促进剂和抑制剂：不是微生物生长必须，加入后显著提高产量。①酶制剂发酵中添加诱导物类促进剂，
酶产量大幅调高。②抗生素发酵添加促进、抑制剂，促进合成。③降低产生菌的呼吸作用，利于抗生素合成的促进剂
二、（填空，判断）大型酿造厂蒸煮设备。1、原料蒸煮目的：蛋白质适度变性，淀粉充分糊化，利于微
生物降解；杀灭原料中的微生物，防止制曲时杂菌污染。
1、常压蒸煮设备，2、加压蒸煮设备，①加压蒸料特点：时间短，原料蒸煮质量好，机械化程度高；容量大；广泛应用。
三、麦芽汁制备：⑴名词解释①煮出糖化法：将糖化醪液的一部分分批加热到沸点，与未煮沸的糖化醪液
混合，是全部醪液的温度分批升温至不同酶分解所需要的温度，最后到达糖化的终了温度。②浸出糖化法：糖化醪液自始至终不经煮沸，而是从一定温度开始缓慢升温至糖化终了温度③热凝固物：在麦
汁煮沸过程中形成的以蛋白质和多酚物质为主的复合物；高温降至60度以上时析出。④冷凝固物：也是蛋白质和多酚物质为主的复合物，60~70度时开始析出。
⑵(问答)：双醪两次煮出糖化工艺：
糖化锅糊化锅
配比：麦芽粉为原料总量的65％-75％ 辅料为原料总量的25—35％，麦芽粉为
料水比为1：4~5辅料量的20％，料水比为1：5
水中添加酸和石膏使pH为5.4-5.8 pH为5.4-5.8
浸渍阶段 35-40度 30min 50度 10min 蛋白质分解 45-55度 30-90min70度 10min 度 10min
糖化阶段63-70度 30-60min碘液反应基本完全
取约1/3醪液度
快速升温
糊精化阶段 76-78度（α-淀粉酶作用）度
过滤
① 糖化温度的控制:浸渍阶段（25-40度，30min）；蛋白质分解阶段（45-55度，30-90min）；糖化阶
段（63-70度，30-60min）；糊精阶段(76-78度)。②糖化时间控制（63-70度开始至碘液反应基本完成时间：溶解良好麦芽30min内，一般的30-60min，较差的60min以上）③糖化pH的控制：浸渍
4.6-5.6；蛋白质分解4.6-5.2；糖化5.4-5.8④糖化醪浓度的控制：过稀影响麦汁收得率，过浓酶促反应速率低，糖化时间延长（第一麦汁浓度及料水比的控制：淡色啤酒，浓度14-16％，料水比，糖化锅1：4~5，糊化锅1 ：5；浓色啤酒，18-20％，1：3~4，1：5）
四、（小题）“三锅一槽”“三锅两槽”:糖化锅，糊化锅，煮沸锅，过滤槽，（沉淀槽）
五、淀粉水解糖的制备：
1、名词解释 ①酸水解：以酸为催化剂，在高温高压下将淀粉水解为葡萄糖。②酶水解法：淀粉在淀粉酶作用下水解为葡萄糖。③酸酶水解法:至先用稀酸将淀粉水解为短链糊精和低聚糖，再用糖化型淀粉
酶将短链糊精和低聚糖水解为葡萄糖。④酶酸水解法：先用液化型淀粉酶（α-淀粉酶）将淀粉水解为短链糊精和低聚糖，再用糖化型淀粉酶水解为葡萄糖
2、问答题，⑴酸水解法制备淀粉水解糖的工艺流程:淀粉调浆，淀粉浆液调酸，泵入水解锅，酸水解，过滤冷却，中和脱色，过滤，二次中和，泵入糖液暂贮罐。
⑵淀粉水解锅的结构：第三章99-101张课件
六、问答题，罐式连续蒸煮与糖化的工艺流程及设备配置：⑴①淀粉质原料的加水调浆②连续蒸煮糊化，③气液分离与糊化醪的冷却，④糖化，⑤糖化醪的冷却。
⑵主要设备：A粉浆罐，B蒸煮罐，C后熟罐，D气液分离器（最后一个后熟罐），E真空冷却器，F糖化设备：连续糖化罐（前段与真空冷却器相连），真空糖化罐（糊化醪的冷却和糖化一体），G喷淋冷却器
七、填空，糖蜜培养基制备主要设备：稀释设备。间歇式稀释器，连续式稀释器。
八、发酵培养基的灭菌
1、问答题，培养及加热灭菌的动力学方程及意义：第三章148-152张课件
2、实消，①名词解释，：培养基的分批式灭菌法即实消，指没批培养基分别进入发酵罐后，在罐内通入蒸汽加热至灭菌温度，维持一定时间，再冷却至接种温度。
②判断，应用范围：固体（颗粒）培养基，液体培养基中的小型发酵罐或种子罐的培养基，容易产生泡沫的消毒灭菌。
3、连消，①定义：培养基的连续式灭菌，指培养基在发酵罐外连续进行加热、维持、冷却，最后进入发酵罐。
②判断，应用范围：适用于大型发酵罐，大规模发酵生产的液体培养基的灭菌
4、填空，三大类设备系统的构成：
第四章
名词解释 ？
静止培养：指将发酵菌种接种于含有培养基的培养器中，进行不通气培养的方法，属于厌氧性微生物的培养方法。
通气培养：指将发酵菌种接种于含有培养基的培养器中，进行通气培养的方法。
固体培养：指将发酵菌种接种于固体培养基中进行培养的方法。
液体培养：指将发酵菌种接种于液体培养基中进行培养的方法，也是发酵工业中菌种培养的主要方法。 浅层培养：又称表面培养，指在三角瓶，茄子瓶，克氏瓶，蘑菇瓶，瓷盘或者曲盘中进行液体或固体培养基浅层培养的方法。
深层培养：指在种子罐，发酵罐或曲池中进行液体或固体培养基深层培养的方法。
大曲：是固态发酵法酿造大曲白酒和食醋的糖化发酵剂，是多种细菌，霉菌，酵母菌混合培养而成的微生物培养物。
小曲：是半固态发酵酿造小曲白酒和食醋的糖化发酵剂，是糖化菌和酒精发酵菌混合培养而成的微生物培养物。
麸曲：固态发酵剂酿造麸曲白酒的糖化剂，是黑曲霉或白曲霉或黑曲霉与米曲霉混合培养而成的微生物培养物。
红曲：是酿酒，酿醋，酿造红腐乳的糖化发酵剂，是红曲霉和酵母菌混合培养而成的微生物培养物。 发酵剂：指在生产发酵乳制品过程中用于接种使用的特定乳酸菌培养物。
酒母：在酿酒制醋生产中，用于接种使用的并能够利用可发酵性糖类进行酒精发酵的酵母菌培养物。 醋母：在食醋酿造中，用于接种使用的并能够氧化酒精生成醋酸的醋酸菌培养物。
填空
消泡措施：化学消泡剂，机械消泡，改进培养基成分
常用的化学消泡剂：多种天然动植物油，石油化工生产的矿物油，表面活性剂，新型化学消泡剂，有机硅聚合物
液氮超低温保藏法：菌种悬液制备，分装 焙封安瓿管，控速冻结，液氮保藏，解冻与恢复培养 真空冷冻干燥保藏法：菌种悬液制备，分装安瓿管，欲冻，升华干燥，真空焙封保藏，恢复培养 问答题
米曲霉扩大培养的工艺流程：1试管斜面固体菌种的表面培养2三角瓶固体菌种的表面培养3曲盘或竹匾固体菌种的表面培养4机械通风制曲池固体曲的深层培养4入发酵池发酵
机械通风制曲池的构造和原理：（？）
啤酒酵母扩大培养的工艺流程：①试管液体的培养② 500至1000ml三角瓶菌种的培养③ 10至20L卡氏罐液体菌种的培养④150至250L种子罐液体菌种的培养 ⑤ 2t扩大的种子罐液体菌种的培养⑥ 15t酵母繁殖槽液体菌种的培养⑦入发酵池
酵母啤酒扩大培养的基本原则：①温度控制：培养初期采用酵母菌最适生长温度25℃左右培养，之后每扩大培养一次，温度均有所降低，使酵母逐渐适应低温发酵要求②接种时间：采用对数生长末期或稳定生长初期的种子进行接种，此时作为接种的种子单位体积细胞数最高，细胞活性最高，可大大降低下一步种子培养的延迟期。③注意通风供氧：实验室阶段的扩大培养，每天定时摇动。生产现场的扩大培养，每次接种后通入无菌空气5到10分钟。④培养比例：实验室阶段的扩大培养采用1:20左右，生产现场的扩大培养，适当减小扩培比例，以减少杂菌污染，加速酵母繁殖。
影响种子培养的因素：碳氮比特点，接种量，高氮培养基，高碳培养基（出判断题）（？？？？？）
第五章 发酵动力学
一、发酵动力学的定义、模型、参数
篇三：发酵工程名词解释
fermentation(发酵)：利用生物细胞（含动植物、微生物），在合适条件下经特定的代谢途径转变成所需产物菌体的过程。
fermentation engineering(发酵工程)： 是发酵原理与工程学的结合，是研究由生物细胞（包括动植物、微
生物）参与的工艺过程的原理和科学，是研究利用生物材料生产有用物质，服务于人类的一门
综合性科学技术。
bioengineering(生物工程)：以生物科学和生物技术为基础，结合化学工程，机械工程，控制工程，环境工
程等工程科学，研究或发展利用生物体系或其中的一部分生产有益于社会的产品或达到一定社会目标的过程科学。广义上说是指运用生物科学知识及工程学的原理，开发利用生物材料为人类社会提供产品和服务的工程技术。狭义上是指以基因工程技术为核心的现代生物技术的总称
biocatalyst(生物催化剂)：指传统发酵所利用的微生物外，还包括现在生物技术所利用的动植物细胞或细胞
中的酶
isolation of strain(菌种分离)：根据生产要求和菌种特征性采用各种不同的筛选方法从众多的杂菌种分离出
所需的性能良好的纯种
Strain breeding (菌种选育)：从分离筛选获得的有价值菌种中经过人工选育出各种突变体以大幅提高了菌
种产生有价值的代谢产物的水平，改进产品质量，去除不需要的代谢产物或产生新代谢产物
Nature breeding(自然选育)：不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程
Mutation breeding (诱变育种)：利用各种被称为诱变剂的物理因素和化学因素试剂处理微生物细胞提高基因
突变率，再通过适当的筛选方法获得所需的高产优质植株
Cross breeding(杂交育种)：通过杂交方法，将不同植株的遗传物质进行交换、重组，使不同菌株的优良性
状集中在重组体中，克服长期诱变引起的生活力下降等缺陷
Protoplast fusion(原生质体融合)：用酶分别酶解两个两个出发菌株的细胞壁，在高渗环境中释放出原生质，
将他们混合，在助溶剂或电场作用下使他们互相凝聚，发生细胞融合，实现遗传重组
Genetically engineered breeding(基因工程育种)：使用人为的方法将所需的某一供体生物的遗传物质DNA分
子提取出来，在离体条件下进行切割，获得代表某一性状的目的基因，把该目的基因与作为载体的DNA分子连接起来，然后导入某一受体细胞中，让外来的目的基因在受体细胞中进行正常的复制和表达，从而获得目的产物
Culture preservation/maintenance of culture(菌种保藏)：根据菌种的生理生化特点，人为创造条件使孢子或菌
体的生长代谢活动尽量降低，以减少其变异
Degeneration of culture/strain deterioration(菌种退化)：通常是指在较长时期传代保藏后，菌株的一个或多个
生理性状和形态特征逐渐减退或消失的现象
Rejuvenation of culture(菌种复壮)：使衰退的菌种重新恢复原来的优良特性
Inoculum enlargement(种子扩大培养)：指将保藏在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入固
体试管斜面活化后，在经过摇瓶或静置培养，以及种子罐逐级扩大培养而获得发酵产量高、生产性能稳定、数量充足、不被杂菌和噬菌体污染的生产菌种的纯种制备过程
Seed age(接种龄)：指种子罐中培养的菌丝体移入下一级种子罐或发酵罐式的培养时间
Seed volume/inoculum size(接种量)：指移入种子液的体积和接种后培养液体积的比
Fermentation industrial raw material(发酵工业原料)：通常以糖质或淀粉质等碳水化合物为主，加入少量有机氮源和无机氮源，只要不含毒物，一般无精制的必要
Fermentation medium(发酵培养基)：是指提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要的，按照一
定的比例配置的多种营养物质的混合物
Growth factor(生长因子)：具有刺激细胞生长活性的因子。一类通过与特异的、高亲和的细胞膜受体结合，
调节细胞生长与其他细胞功能等多效应的多肽类物质
Precursor(前体)：某些化合物被加入培养基后能够直接在生物合成过程中结合到产物分子中去，而自身的结
构并未发生太大变化，取能提高产物的产量
Accelerant产物促进剂：一类能影响微生物的正常代谢，或促进中间代谢产物的积累，或提高次级代谢产物
的产量的物质
Inhibitor抑制剂：一类能抑制某些代谢途径的进行，同时刺激另一代谢途径，以致可以改变微生物的代谢
途径的物质
Starch hydrolysis syrup(淀粉水解糖)：在工业生产上将淀粉水解成葡萄糖后所制得的糖液称为淀粉水解糖。
主要是葡 萄糖
Starch dextrinization/gelatinzation/pasting(淀粉的糊化)：淀粉颗粒由于受热吸水膨胀，晶体结构消失，便成糊状液体的现象
Starch thinning(淀粉的液化)：利用液化酶使糊化淀粉水解成糊精和低聚糖等，使黏度大为降低，流动性提高
Compound reaction(葡萄糖的复合反应)：在淀粉的糖化水解过程中，生生的一部分葡萄糖受酸和热的催化
作用，能通过糖苷键聚合，失掉水分子，生成二糖、三糖和其他低聚糖等的反应
Catabolic reaction(葡萄糖的分解反应)：在淀粉水解过程中，一部分葡萄糖容易脱水分解成为5-羟基糠醛，
后者因性质不稳定而分解成一线丙酸和甲酸等物质
Sterilize(灭菌)：是采用物理或化学方法杀死或出去物料、空气、容器、器具等环境中所有微生物，包括营
养细胞、细菌芽孢、和孢子
Heat resistance(热阻)：微生物对热的抵抗力，指微生物在某一特定条件下的致死时间
Relative heat resistance(相对热阻)：指微生物在某一特定条件下的致死时间与另一微生物在相同条件下的致
死时间的比值
Batch sterilization(间歇灭菌)：就是将配置好的培养基放在发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用
设备一起进行加热灭菌的过程
Continuous sterilization(连续灭菌)：将配置好的培养基在通入发酵罐时进行加热、保温、降温的灭菌过程 Sterilization by airfiltration(空气过滤除菌)：空气过滤所用的过滤介质，其间隙一般大于细胞颗粒，空气中的
微生物菌体亦可靠气流通过滤层时，基于滤层的层层阻碍，迫使空气在流动过程中出现无数次改变气流速度大小和方向的绕行运动，从而导致微生物微粒于滤层纤维间产生撞击、拦截、布朗运动、重力及静电引力的运动从而把微生物颗粒截留、捕集在纤维表面上，实现过滤的目的
Intensity of respiratory/oxygen quotient(呼吸强度)：指单位干菌体在单位时间内所吸取的氧量
Oxygen saturation(耗氧速度)：指单位体积的培养液在单位时间内的吸氧量
Critical value of dissolved oxygen concentration(临界氧浓度)：指微生物的耗氧速率受对氧浓度的影响，各种
微生物对发酵液中溶解氧浓度的最低要求
Optimal synthetic biology oxygen concentration生物合成最适氧浓度：使微生物生长和代谢速率所需的氧最适浓度
Oxygen transfer sfficiency(氧传递效率)：在单位时间内，氧气从空气气泡传递到微生物内的量
Microbial fermentation mechanism（微生物发酵机理）：微生物通过其代谢活动，利用基质合成人们所需要的产物的内在规律
Metabolic control fermentation（代谢控制发酵）：人为地改变微生物代谢调控机制，使用中间代谢产物过量积累。
Biological oxidation(生物氧化)：生物氧化就是发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应的总称
Constiutive enzyme(组织酶)：是菌体生长繁殖所必须的酶系，他的产生一般不受培养基成分影响
Inducible enzyme（诱导酶）：是仅当培养基中含有一定量的诱导物时才能形成，以适应底物的特殊需要 Enzyme synthesis repression (酶的合成阻遏)：在某些代谢途径中，末端产物过量会阻遏酶的合成由此来
调节代谢速率，减少末端产物合成这种现象叫~
Terminal repression(末端代谢产物阻遏)：由于某些代谢途径中的末端产物过量积累而引起酶合成的阻遏称为~
Catabo;ite repression(分解代谢产物阻遏)：当微生物细胞所处的环境中同时存在可利用的两种底物时，一种先被利用或利用较快的底物会阻遏另一种底物有关酶的的合成
Glucose effect/glucose repression(葡萄糖效应)：葡萄糖的分解代谢产物阻遏了分解利用乳糖等其他糖类的有
关酶的合成这种阻遏~
Regulatory enzyme(调节酶)：是指对代谢途径的反应速度起调节作用的酶，他们的分子一般具有明显的活性
部位和调节部位。位于一个或多个代谢途径内的一个关键部位的酶，他的活性可因调节剂结合而改变。有调节代谢反应的功能，调节酶一般可分为别构酶和共价调节酶
Energy charge(能荷)：是一个人为设定的，能表示细胞能量状态的参数，是生产或利用高能磷酸根的代谢途
径的主要调节因素
Isoenzyme(同工酶)：来源于同一种系、机体、或细胞的同一种酶具有不同的形式。催化同一化学反应而 化
学组成不同的一组酶
Primary metabolite(初级代谢产物)：是指微生物生产的，生长和繁殖所必须的物质
Secondary metabolite(次级代谢产物)：是指由微生物产生的，与微生物生长和繁殖无关的一类物质
Forked intermadiate metabolite(分叉中间体)：糖代谢中间体，即可用来合成初级代谢产物，又可用来合成次
级代谢产物的中间体，
Glycolysis(糖酵解)：葡萄糖经过1,6-二磷酸果糖生成3-磷酸甘油醛，3-磷酸甘油醛再降解生成丙酮酸并产
生ATP的代谢过程
Pasture effect9巴斯德效应：再好氧条件下，酵母发酵能力降低的现象。第一个调节点是磷酸果糖激酶，此
酶是变构酶，它受ATP柠檬酸及其他高能化合物所抑制，受ADP、AMP激活
fermentation kinetics发酵动力学：是研究各种环境因素与微生物代谢活动之间的相互作用随时间变化的规
律的科学。以研究发酵过程的反应速率和环境因素对速率的影响为主要内容。通过发酵动力学的
研究，可进一步了解微生物的生理特征，菌体生长和产物形成的合适条件，以及各种发酵参数之
间的关系，为发酵过程的工艺控制、发酵罐的设计放大和用计算机对发酵过程的控制创造条件
intrinsic kinetics/ mi-crokinetics本征动力学/微观动力学：又称微观动力学、反应固有动力学（相对于表观动力学而言），是指排除流动、传质、传热等传递过程影响条件下的反应动力学，描述化学反应本身的规律。相应的反应速率和速率方程，称为本征反应速率和本征速率方程。
反应器动力学/宏观动力学：
batch fermentation分批发酵：采用单罐深层粉批发酵，机制一次性装入罐内，在适宜条件下接种进行反应，经过一定时间后，将全部反应物取出
fed-batch culture补料分批发酵：是指在分批发酵培养过程中，间歇或连续地补加新鲜培养基
continuous fermentation连续发酵：是在微生物培养到对数生长期时在发酵罐中一方面以一特定速度连续不断地流加新鲜培养基，另一方面又以同样速度连续不断地将发酵液排除，是发酵罐中微生物的生长和代谢活动始终保持旺盛的稳定状态而PH、温度、营养成分浓度、溶解氧等都保持一致，噬菌体维持在恒定生长速率下生长和发酵
turbidostat恒浊器：一种连续培养微生物的装置。可以根据培养液中的微生物的浓度，通过光电系统观控
制培养液的流速，从而使微生物高密度的以恒定的速度生长
chemostat恒化器：它以恒定的速度流出培养液，使容器中的微生物生长繁殖始终低于最快生长速度。这
种容器反映的是培养基的化学环境恒定 生物反应器：利用生物催化剂为细胞培养（或发酵）或酶反应提供良好的反应环境的设备 Fermentation dye bacteria发酵染菌：是指在发酵培养过程中侵入了有碍生产的其他微生物
1、发酵过程的特点
答：1）发酵过程通常在常温下进行，一般操作条件比较温和，各种设备不用考虑防爆问题，对设备要求相对较低，还可是一种设备多种用途2）发酵生产所用的原料主要以农产品及其加工产品，属可再生资源3）发酵过程中的反应以生命体的自动调节方式进行数十个反应能像单一反应那样在单一生物器中进行4）发酵工业与其他工业相比，相对投资较少，见效较
快具有经济和效能的统一性
2、发酵工业生产流程：
答：1）原料预处理2）培养基的配置3）发酵设备和培养基灭菌4）无菌空气的制备5）菌种的制备和扩大培养6）发酵7） 产品及分离提纯工艺
3、发酵工业发展的历史进程、重要历史阶段和典型技术
1）天然发酵阶段，从史前到19世纪 酿酒技术
2）纯培养技术的建立，主要为19世纪末到20世纪30年代，德国利斯特‘科赫完成细菌纯培养技术
3）通气搅拌发酵技术建立，1929年开始到1942年青霉素发酵生产成功
4）代谢控制发酵和现代发酵技术的发展，木下祝郎发明代谢控制发酵技术，使谷氨酸发酵生产实现产业化
4、诱变育种的一般过程性及注意事项
答：过程为：1）出发菌株的选择 必须了解用作诱变的出发菌株的产量、形态、生理等方面的情况
2）诱变剂的使用方法 右边的方法单一诱变剂处理和用两种以上的诱变剂处理菌种的复合诱变剂处理
3）诱变剂的剂量选择 对不同微生物诱变剂的使用剂量不同一般突变率随剂量的增加而提高而后再提高则下降
4）突变菌株的筛选 筛选要经过初筛和复筛过程才能得到所需的菌株
5、种子应满足的条件：
答：1）菌种的纯种培养物总量适宜，以保证发酵罐中有适当的接种量
2）微生物菌种的生命力旺盛，移接到发酵罐中后能迅速生长利于缩短延滞期，提高发酵设备利用率
3）菌种能保持稳定的生产性能，生理状态稳定
4）无杂菌和噬菌体污染
6、种子质量的判断标准：
1）细胞或菌体 细胞种子要求菌体健壮、形态一致、均匀整齐，霉菌和放线菌要求菌丝粗壮，对某些染料着色能力强、生长旺盛，菌丝分支情况和内含物情况良好
2）生化指标 种子液的糖、氮、磷含量的变化和PH变化噬菌体生长繁殖、物质代谢的反应
3）产物生产 种子液中产物的生产量是多种发酵产品发酵中考察种子质量的重要指标
4）酶活力 种子液中酶的活力可能与产物的合成能力有一定的关系，
7、种子扩大培养的原因：
答：由于现在发酵工业生产规模越来越大，发酵罐的容积从几十立方米到几百立方米
8、发酵培养基应满足的条件
答：发酵培养基既要使种子接种后能迅速生长，以达到一定的菌体浓度，有要使长好的菌体能迅速合成所需物。因此，发酵培养基的组成除有菌体生长所必需的元素和化合物外，还要有合成产物所需的特定元素、前体和促进剂等
9、发酵培养基的组成有哪些：
1）碳源
2）氮源分为有机和无机
3）无机盐和微量元素
4）生长因子
5）前体 直接在生物合成过程中结合到产物分子中去来促进产物合成
6）产物促进剂 一类刺激因子可以影响微生物的正常代谢或促进中间产物的积累，或提高刺激代谢产物的产量
7）抑制剂 抑制某些代谢途径的进行，同时刺激另一类代谢途径以致可以改变微生物的代谢途径
10、为什么要进行淀粉水解，水解的方法有哪些？介绍其含义、优缺点
大多数生产菌都不能直接利用或仅微弱利用淀粉，所以必须将淀粉质原料水解为葡萄糖等可发酵性糖类。水解的方法可根据采用的水解催化剂的不同分为：酸水解、酶水解法、酸酶结合水解法。酸水解法 以酸为催化剂，在高温高压下将淀粉水解为葡萄糖的方法。优点：该法具有生产工艺简单、设备简易、生产周期短、设备生产能力大等。缺点：对设备要求有耐腐蚀性、耐高温、耐高压，对淀粉原料要求严格必须是精制淀粉，淀粉乳浓度不能过高，而且淀粉副反应较多。酶水解法：利用液化酶使糊化淀粉水解成糊精和低聚糖等在利用糖化酶将糊精或低聚糖近一步水解为葡萄糖。优点：淀粉水解是在酶的催化下进行，酶解反应条件温和，不需耐高温、耐高压、耐酸的设备，同时反应中不产生腐蚀性物质，对设备要求低；微生物酶的专一性强，效率高，淀粉水解副反应改善了劳动卫生条件；微生物酶的专一性强，效率高，淀粉水解副反应少；可在较高淀粉乳浓度下水解，水解液还原糖含量高；可采用粗原料，省去原料精加工工程可避免原料流失；由于微生物酶制剂中菌体细胞的自溶，是糖衣的营养物质较丰富，简化了发酵培养基。缺点是：生产周期较长；要求的设备较多，设备投资大；由于酶本身是蛋白质，易造成糖液过滤困难。酸酶结合水解法分为酸酶水解法和酶酸水解法。酸酶水解法是以酸为催化剂将淀粉水解成糊精和低聚糖，然后再用糖化酶将其水解成葡萄糖的工艺。优点是：液化速度快，可采用较高的淀粉乳浓度，提高生产效率，用酸量少产品颜色浅，容易质量高。缺点是对设备要求高，对淀粉原料要求高。酶酸水解法是将淀粉乳先用淀粉酶液化到一定的程度，然后用酸水解成葡萄糖的工艺。优点是：采用粗原料淀粉，减少原料流失；生产交易控制，可采用较高淀粉浓度；生产周期短，提高生产效率；PH可控制稍高，减少淀粉水解副反应，糖液色泽较浅，质量较好。缺点是对设备要求较高
11、如何确定分批灭菌和连续灭菌的灭菌时间，连续灭菌中维持罐的体积如何确定？ 分批灭菌过程包括升温、保温和降温三个阶段；连续灭菌过程配料-预热-加热-保温-降温 分批灭菌和连续灭菌的优缺点
分批灭菌的优点是在工业上，培养基的分批灭菌无需专门的灭菌设备，设备投资少，灭菌效果可靠对灭菌用蒸汽要求低0.3-0.2MPa表压；缺点是因其灭菌温度低，时间长而对培养基成分破坏大，其操作难于实现自动控制。连续灭菌的优点是对培养基破坏小，可实现自动控制，提高发酵罐的设备利用率，蒸汽用量平稳等特点，特别适合培养基较大的情况；缺点是对蒸汽压力要求较高，一般不小于0.45MPa；需要一组附加设备，设备投资大；采用连续灭菌，也要考虑到万一蒸汽压力不够时和灭菌不透时改用分批灭菌的设备余量。
12、无菌空气的五个标准
1）连续提供一定流量的压缩空气。发酵用无菌空气的VVM一般为0.1-2.0 2）空气的压强即表压为0.2-0.4MPa。较低的压强难于克服有效的阻力，过高的压强则是浪费 3）进入过滤之前，空气的相对湿度Φ≤70%.对发酵而言，空气的温度越低越好，但太低的空气温度是以冷却能耗为代价的 4）压缩空气的洁净度，在设计空气过滤器时，一般取10-3为指标
13、分析分析过滤除菌的过滤除菌机理，如何提高过滤除菌的效率？
答：①减少进口空气的含菌数量。具体方法有：选择正确进风口，压缩空气站应设在上风口；提高进口空气的采气位置，减少菌数和尘埃数；对压缩前的空气采用粗过滤预处理
②空气的压强即表压为0.2-0.4MPa。过低的压强难于克服下游的阻力，过高的压强则是浪费。设计和安装合理的空气过滤器，选用除菌效率高的过滤介质。
③针对不同地区，设计合理的空气预处理工艺流程，以达到除油、水和杂质的目的。
14、控制发酵液中溶解氧的意义
《发酵工程》由：创业找项目整理
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