发酵重点资料整理

1、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

2、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：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

3、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。基质比消耗速率:单位质量菌体的基质消耗量。产物比生产速率：单位质量菌体的产物生成量。分批发酵、连续发酵、补料分批发酵: 是发酵的三种方式、分批发酵：在密闭的系统，一次性加入有限数量 的营养物质，微生物培养只完成一个周期。连续发酵：在发酵过程中，一边加入新鲜聊液， 一边也相近速度放料。补料分批发酵：在分批发酵的基础上，连续或者 可隙补充含有一种或多种营养物质的培养基。产物与生长偶联型、产物与生长非偶联型、部分偶联型：是描述产物与菌体生

4、长关系。生长偶联型：产物的生长速率以及菌种的生长速率呈现线性关系。生长非偶联型：产物的生长速率以及菌种的生长速率非线性关系。部分偶联型：有偶联部分，也有非偶联部分。发酵热：发酵过程产生的净热量。生物热：生物生长繁殖以及代谢的热量溶解氧：溶解在液体中的氧呼吸强度：单位质量的干菌体在单位时间的氧气 消耗量。氧的消耗速率：单位体积的培养液在单位时间的 吸氧量。临界氧浓度：发酵液中微生物允许的最低氧浓 度。KLa:单位溶氧介质系数。KL代表以氧浓度差为推动 力的传质系数，a代表单位体积培养液中气泡的 表面积。染菌时间：用无菌检测方法确定的时间。染菌率：总染菌率是指一年发酵染菌的批数与总投 料批数之比。

5、主要知识点（选择、填空、判断题：简答题或问答题）：1、 简述自然发酵产品特点及其例子。特点：由自然现象而来，依靠经验传授，以厌氧 发酵为主，产品以风味为标准，多种微生物混合 发酵。例子：酿酒。2、简述发酵工业经历的几个不同阶段及特点天然 发酵阶段：同上（自然现象而来，厌氧发酵为 主，多种微生物混合）近代发酵技术：单种微生 物的分离与纯培养。现代发酵技术：深层通气培 养技术，引入通风搅拌。常见的厌氧和耗氧发酵产物种类。厌氧：酒精 发酵，乳酸发酵。好氧：谷氨酸发酵，柠檬酸发酵。4、 酵母的酒精发酵机制是什么？巴斯德效应及其机理是什么？酵母菌乙醇发酵机制：在酵母体内，经EMP途径，葡萄糖转化为丙酮酸

6、，丙酮酸在无氧的条件To葡萄糖7丙酮酸7乙醛7乙醇巴斯德效应：氧气对发酵的抑制现象。其机理是因为糖酵解过程的受末端产物 ATp 的反馈控制。当在有氧情况下，丙酮酸进入线粒 体产生大量ATP抑制磷酸果糖激酶活性，葡萄糖 转化减少。5、酱油酿造的基本过程及其主要微生物种类的作用？ 6、母菌和乳酸菌。微生物种类:制曲作用：霉菌;酵发酵作用:了解常见发酵产品的工业微生物菌种类型，如高温淀粉酶采用地衣芽抱杆菌，谷氨酸采用棒杆菌或 黄色短杆菌；糖化酶采用黑曲霉菌株，许多抗生素采用放线菌来生产等等。简述谷氨酸发酵过程中改变细胞膜通透性的措施及意义。3个影响因素：生物素、表面活性物质、油酸。 其作用是引起细胞

7、膜的脂肪成分的改变，尤其 是改变油酸的含量，从而改变细胞膜的通透 性。细胞的渗透性好，有利于代谢产物的分泌处 理，避免末端产物的反馈调节，有利于提高发 酵产量。简述工业发酵对菌种的要求。能在低价原料制成的培养基上迅速生长；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；生产菌株安全。9、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意 义？根据自然变异从自然界选出符合生成要求的 菌种口。意义：自然选育的突变率低，但是工厂保证 稳产高产的重要措施。什么是诱变育种？常用的诱变剂有哪些？诱变育1°、种：利用人工地将菌种置于突变剂之下，用 人工方法引

8、起菌体变异，再筛选出适合的菌 种。常用的诱变剂：化学：烷化剂；生物：噬菌 体；物理：紫外线。11、酱油酿造的菌株选育主要方向是什么?霉菌应满足的条件: 素、白酶的能力。师典高射真菌毒12、工业发酵中菌种的退化原因及防止措施有哪 些？* _ 菌种退化：指选育出的优良菌种，在传代和保 藏的过程中群体中某些生理特征和形态特征逐菌种的复壮是指使衰退的菌种恢复原来优良性状。菌种退化的原因：主要是保藏方法不妥、保藏 操作不当、传代次数过多、培养基不适、回复渐减或完全丧失的现象。防止措施：13、常见菌种保藏方法的条件和原理是什么？菌种 保藏方法的各自优缺点。人工创造条件（如低温、燥、缺氧和缺乏营养物质），使

9、菌种的代谢活动降低，或处于 不活动状态即休眠，以减少变异。方法：斜面低温保藏、超低温液氮保藏，冷冻 真空干燥法，液体石蜡法，砂土管保藏法。14、常用的碳源有哪些？常用的糖类有哪些，各自有何特点？碳源种类：糖类、油脂、有机酸、正烷燃。常用 的糖类有：葡萄糖以及糖蜜，淀粉。葡萄糖可直接利用，糖蜜需要进行预处理，淀粉 需要水解。15、简述双酶法制备淀粉糖的基本步骤及其优缺占O八、°先用a淀粉酶进行液化为糊精、低聚糖，再使 用糖化酶，转化为葡萄糖。优点：反应温和，副产物少。缺点：反应时间 长，酶是蛋白质难处理。16、常用的无机氮源和有机氮源有哪些？有机氮源 在发酵培养基中的作用？无机氮源：氨

10、盐、硝酸盐和氨水等。特点：微生物对它们的吸收快，所以也称谓速 效氮源。有机氮源：又称迟效氮源。来源：花生饼粉、 玉米浆、玉米蛋白粉。特点：提供氮源外，有些还提供大量的无机盐 及生长因子。17、什么是生理性酸性物质？什么是生理性碱，物 质？举例无机氮源作为氮源被微生物利用之后，发酵 液中剩下酸性或碱性的物质。生成酸性物的 无机氮源称为生理性酸性物质，如硫酸镂；反 之，生理性碱性物质，如硝酸钠。、常用产物促进剂的种类。常用促进剂：各种表面活性剂、大豆油提炼物、甲醇等。19、发酵培养基灭菌的基本要求是什么？达到无菌 要求，减少营养破坏。20、为什么发酵培养基采用高温短时灭菌效果的更 佳，依据是什么?

11、局温短时火菌能都快速火菌，而且对营养物的 破坏较小。从微生物死亡动力学方程可以看出，随着温度 的升高，微生物死亡速率加快，比营养物质分 解速度快得多。因此高温短时灭菌可达到相同 的灭菌效果，而营养物质破坏大大减少。21、简述影响培养基灭菌效果的因素。培养基的PH值、培养基成分、微生物性质（微生物耐热培养基的物理性质（固态比液性）、态灭菌时间长）、泡沫（泡沫多，灭菌 效果差）22、什么是分批灭菌？什么是连续灭菌？分批灭菌和连续灭菌的优缺点。分批灭菌，又称实罐灭菌。是培养基输入发酵 罐，一同灭菌的灭菌方式优点：程简单。缺点：加热以及冷却时间 长。连续灭菌，又称连消。是培养基先灭菌，在输入 事先灭菌

12、好的发酵罐中的灭菌方式。优点：减小对营养物质的破坏。不适合固态物 料。缺点：艺复杂，染菌机会多。23、无菌空气的标准？无菌空气的制备方法及特占？八、无菌空气：经过处理后，空气中的含菌量为。或 很小。无菌空气制备方法：辐照杀菌（紫外线破坏蛋 白质）、静电除菌（利用静电引力来吸附带电 粒子）、热除菌、过滤介质除菌（绝对介质过 滤、深层介质过滤）。24、什么是种子的扩大培养？种子扩大培养的 目的与要求？种子扩大培养的一般步骤？种子扩大培养：在砂土管中的休眠种子，经 过斜面活化，再经过摇瓶以及种子罐扩大培 养，最终获得一定数量和质量的纯种过程。25、霉菌、放线菌实验室种子制备的形式。抱子做 为霉菌实验

13、室制备的种子有何优点?工艺流程短，容易控制，减少染菌机会，节约 人力、物力。26、什么时发酵级数？影响发酵级数的因素有哪些？* 种子扩大培养的次数。影响因素：菌种的特，菌种繁殖速度，发酵罐的容积。27、什么是菌体的生长比速？产物的形成比速？基 质的消耗比速？产物和细胞得率？菌体的比生长速率：单位时间内单位质量菌体的增加量。产物的比生成速率：单位质量的菌体的产物生成量。基质的比消耗速率：单位质量的菌种的基质消4耗入量0菌体得率系数：细胞得率系数，菌体的比生长速率与基质的比消耗速率比值。产物得率系数：产物的比生成速率与基质的比消耗速率比值。28、什么是Monod方程其使用条件如何？各参限制性基质。

14、数的意义与求解？培养过程中, 条件含义：当某种基质浓度下降到一定程度，为限制性基质时。这时比生长速率与基质浓度有 关。适用于不同的生长时期。公式：Monod 方程 P= P m*S/( Ks +S)参数含义：Ksm 半饱和常数，口为1/2 P 时的限制性基质浓度;29、td与口 max之间的关系。Td倍增时间：细胞浓度增加一倍所需要的时WoTd=Ln2/ Pm 30,根据微生物的培养方式分，发 酵的类型有哪几种？分批培养、连续培养、补料分批培养。31、分批培养、连续培养、分批补料培养的概念及其各自优缺点。分批培养：在密闭容器中缺点：基质限制 连续培养：点：稳定高效，自动化。分批补料培边放料，一

15、边补充料液 养的基础上，间隙或连续地补充一种或多种营 养物的培养基。优点：实现高密度培养。养：在分批培缺点：易染菌32、分批发酵的不同生长时期的菌体比生长速率。延迟期=0,对数期二P m,稳定期=0 ,衰亡期=0o33、分批培养中产物生成动力学：偶联型产物生长偶联型、非生长偶联型、部分生长偶联 型。34、发酵过程的温度会不会变化？为什么？Q发酵热：在发酵过程产生的净热量。Q发酵热二Q生物热+Q搅拌热Q蒸发热Q辐照执八、35、发酵热的定义：生物热的大小与哪些因素有关？发酵热：在发酵过程产生的净热量。生物热：生物的生长繁殖，产物代谢产生的热 量。影响生物热的因素：菌株、培养基、发酵时 期。菌种活力

16、强、培养基丰富、菌体代谢旺 盛，则产生热量多。生物热的大小还与菌体的 呼吸强度有对应关系。1）生物热与发酵类型有关。物热的产生具有强烈的时可性。在培养初期，菌体处于适应期，菌2）培养过程间少，呼吸作用缓慢，产生热量较少。菌体在对 数生长期时，菌体繁殖迅速，呼吸作用强，菌 体也较多，所以产生的热量多，温度上升快， 必须注意控制温度。特别是从对数成长期转入平衡期时，菌体浓度 大，代谢旺盛，产生热量最多。培养后期，菌体已基本上停止繁殖，产生热量不多。36、温度对发酵有哪些影响？如何控制发酵过程温度？温度影响：微生物生长繁殖、产物合成、代谢方 向、发酵液的物理性质：温度上升，溶氧下降。控制：在发酵罐上

17、安装夹套（夹套、排管、蛇 管），通过冷却水控制。37、发酵过程温度的选择有什么依据？如何确定最 适发酵温度？最适温度是指即适合菌生长，又适合代谢产物合 成的温度。选择：根据菌种、培养条培养基、菌体生件、长阶段、菌的生长情况和代谢情况。38、pH对发酵的影响表现在哪些方面?PH影响：微生物生长、产物合成、代谢方向。39、发酵过程的pH控制可以采取哪些措施？1）调节原始培养基的PH改变培养基的碳氮 比，加入缓冲剂。2）发酵过程PH值的调节和控制。直接加入酸碱物质。40、为何溶氧容易成为好氧发酵的限制性因素及溶 氧控制对发酵过程的重要意义？工业上发酵大多数为有氧发酵。好氧菌利用的 氧气是溶氧。溶氧会

18、影响菌体的生长速率、产物的合成量、代 谢方向（同温度、PH概念）41、比耗氧速度和 呼吸强度的概念？呼吸强度：单位质量菌体在单位时间吸取的氧 气。氧的消耗速率：即微生物摄氧率，单位体积培养 液在单位时间的吸氧量。42、影响微生物需氧的因素有哪些？发酵的不同阶段、菌龄、培养基成分、发酵条 件。43、发酵过程中如何控制溶氧水平？（1）改变通气速率（增大通风量）：增大KLa值。(2)改变搅拌速度：转速较低时，增大搅拌 速度对提高溶氧浓度有明显作用；当转速很高时，再增大搅拌速度起不到调节作用，反而打碎菌 丝体，使菌体溶并减少产量。(3)改变气体组成中的氧分压。(4)改变罐压：提高C*,不是十分有效。(

19、5)改变发酵液的理化性质：如加消沫剂、 补加无菌水、改变培养基的成分等(6)加入传氧中间介质：传氧中间介质有血 红蛋白、烧类碳氢化合物(煤油、石蜡等)44、 简述泡沫给发酵造成的影响？增加染菌机会、引起逃液、严重时影响通气搅 拌、消泡剂的加入为提取带来困难。45、发酵培养基中容易引起泡沫的培养基原料有哪 些？蛋白质原料，如玉米浆、蛋白膝、酵母粉、黄 豆粉等是主要发泡剂。葡萄糖等本身起泡能力很低，但丰富培养基中较高浓度的糖类增加了培养基的粘度，到稳定泡沫的作用，糊精含量多也会引起泡沫 的形成。46、消泡的方法有哪些？常用的化学消泡剂有哪几 类？机械消泡和化学消泡。机械消泡是利用机械的振动以及压力

20、变化，使得气泡破裂；化学：较低的表面张力的表面 活性剂。常用的化学消泡剂：天然油脂类、聚酸类、 高碳醇类、注酮类。47、发酵过程为什么要补料？补些什么？补料的依 据是什么?原因：发酵中后期营养物消耗造成营养缺乏。补 料内容：碳源、氮源、微量元素以及无机盐、前体 以及促进剂。补料控制的目的: 1）解除基质过浓的影响2）解除产物的反馈抑制3 ）解除葡萄糖分解代谢的阻遏效应。依据：根据培养基中的碳源、氮源的种类和用 量，菌种特征，种子质量判断。48、染菌对发酵有什么危害，对产品提取与分离有 什么危害?杂菌进入发酵体系，与生产菌争夺营养物。轻则引起产品产量锐减，质量降低，后处理 困难：则整个培养液变质

21、，成吨培养液报 废，经济损失严重；特别是污染上噬菌体，严 重的会引起工厂倒闭对产品提取和分离的影响：对过滤影响（发酵 液粘度增大）、对产品质量的影响、对三废处 理的影响。49、典型发酵产物的常见染菌种类。不同产品及菌种，可污染不同种类和性质的杂 菌。1）谷氨酸发酵、酶制剂发酵最怕噬菌体污 染，并且很容易造成连续污染；2）柠檬酸发酵最怕发酵早期污染皱褶青霉菌，使黑曲霉死亡;3）抗生素工菌、假单抱菌;4）酒类生产中最怕污染野生酵母，醋酸菌乳酸菌等;5）酒精发酵中主要是污染醋酸菌，乳酸菌等。6）肌甘、肌甘酸发酵污染芽抱杆菌危害最 大；高温淀粉酶发酵污染芽胞杆菌和噬菌体。50、不同时期染菌以后应采取什么措施？前期：前期杂菌较多，生产菌刚刚接种，量少，无法竞争。方法：灭菌，重新接种。中期：如果杂菌不多，直接添加杀菌剂；如果 发酵代谢产物达到一定体积，可以放罐。后期：后期杂菌的影响较少。杂菌较多，提