发酵工程是应用生物（主要是微生物）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。也称作微生物工程

发酵工程组成  从广义上讲，由三部分组成：上游工程、发酵工程、下游工程。

工业发酵的类型   按微生物对氧的需求：厌氧发酵、好氧发酵、兼性厌氧发酵。

按发酵工艺流程：分批发酵、连续发酵、补料分批发酵

菌丝结团   液体培养条件下，繁殖的菌丝不分散舒展，而是聚成团状。

菌丝粘壁：在种子培养过程中，菌丝正常发育生长，但再继续培养时菌丝逐步粘附在罐壁上。

反馈抑制：是生物化学途径的末端产物抑制反应途径中某个催化酶的活性，是由于末端产物连接到该酶的变构位点，从而影响酶与底物的接触。

反馈阻遏：是生物化学途径的末端产物阻止反应途径中某个催化酶的合成。阻遏发生在基因水平，通过末端产物和基因组连接阻止某因子的转录，从而导致酶合成的阻断。

抗体突变株：是诱变后能够在含有合适浓度的结构类似物的培养基中生长的菌落。

诱变育种：利用物理或化学诱导剂处理均匀分散的微生物细胞群。

育种方法具有：方法简单、快速、收效显著等特点。

杂交育种：指两个基因型不同的菌株通过接合使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株。

细胞的杂交可以通过 ：xx结合、F因子转移、 转化和转导 等方法促使基因重组。

代谢控制发酵：用人工诱变的方法，有意识地改变微生物的代谢途径，{zd0}限度地积累产物，这种发酵形象地称为代谢控制发酵，最早在氨基酸发酵中得到成功应用

回复突变：高产菌株在传代的过程中，由于自然突变导致高产性状的丢失，生产性能下降，这种情况我们称为回复突变

结构类似物：在化学和空间结构上和代谢的中间物（终产物）相似，因而在代谢调节方面可以代替代谢中间物（终产物）的功能，但细胞不能以其作为自身的营养物质。

接种龄：指种子罐中培养的菌体从开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间，以对数生长期为宜。

接种量：是指移入的种子悬浮体积和接种后培养液体的体积的比例。

初级代谢产物：对数生长期形成的，细胞自身生长所必需的代谢产物。

次级代谢产物：在稳定期所产生的自身生长非必需代谢产物。（微量、特殊活性、明显种属特异性）

培养基种类分类

按成分不同划分：xx培养基、合成培养基、半合成培养基

按物理状态不同划分：固体培养基、半固体培养基、液体培养基

按生产工艺的要求：孢子（斜面）培养基、种子培养基、发酵培养基

按用途不同划分：基本培养基、加富培养基、选择培养基、鉴别培养基

糖蜜：糖蜜是制糖生产时的结晶母液，它是制糖工业的副产物。含有较丰富的糖、氨素化合物和无机维生素等，是微生物工业的价廉物美的原料。

无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸胺，若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如硝酸钠。正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的pH有积极作用。

xx氮源：铵盐、硝酸盐、尿素等氮化物中的氮是水溶性的，玉米浆、牛肉膏、蛋白胨、醇母膏等有机氮化物中的氮主要是蛋白质的降解产物，都可以被菌体直接吸收利用，称为xx性氮源。

迟效氮源：饼粕中氮主要以蛋白质的形式存在，属迟效性氮源。

前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接在生物合成过程中合成到产物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。

老化：淀粉的老化实际上是分子间氢键已断裂的糊化淀粉重新排列形成新的氢键的过程，也就是复结晶过程。

动物细胞培养方法：贴壁培养、悬浮培养、固定化培养

高温致死原理：由于它使微生物的蛋白质和核酸等重要生物高分子发生变性、破坏，例如它可使核酸发生脱氨、脱嘌呤或降解，以及破坏细胞膜上的类脂质成分等。

致死温度：杀死微生物的极限温度。

致死时间：在致死温度下杀死全部微生物所需要的时间。

微生物对热的抵抗力用“热阻”表示。热阻指微生物在某一条件下的致死时间。

营养细胞和xx芽孢对热的抵抗力不同。

相对热阻：在相同条件下两种微生物热阻的比值。

分批xx过程：升温、保温和降温，xx主要是在保温过程中实现的，在升温的后期和冷却的初期，培养基的温度很高，因而对xx也有一定贡献。

分批xx：将配好的培养基打入发酵罐，通入蒸汽将培养基和所用的设备（一般是发酵罐）一起进行xx，也称实罐xx。

连续xx（连消）：培养基在罐外连续进行加热、维持和冷却，然后进入发酵罐的xx方法。

衰减时间D值：活得微生物在受热过程中减少到原来数目的1/10 (Ns/N0=1/10)所需要的时间。

过滤xx机理：惯性作用、扩散作用、静电吸附、拦截作用

过滤器的类型：机械过滤、介质过滤、{jd1}过滤

空气xx的方法：辐射xx、加热xx、化学xxxx、静电吸附、机械过滤

为了获得无菌空气，一般采用三个主要工段： 提高空气的洁净度、除去空气中油和水、获得无菌空气

空气压缩机：活塞式空气压缩机、离心式空气压缩机、螺杆式空气压缩机

{jd1}过滤器：介质孔径小于被截留的微生物体积，如四氟乙烯、纤维素树脂微孔滤膜。

深层过滤器：介质空隙对于被截留的微生物体积，但有一定厚度，靠静电、扩散、惯性、拦截。棉花过滤器、超细玻璃纤维纸、石棉过滤、金属烧结管等。

限制性底物是培养基中任何一种与微生物生长有关的营养物，只要该营养物相对贫乏时，就可能成为限制微生物生长的因子，可以是C源、N源、无机或有机因子。

产物形成动力学模型：生长偶联型、部分生长偶联型、非生长偶联型

发酵周期：实验周期是指接种开始至培养结束放罐这段时间。但在工业生产上计算劳动生产率时则还应把发酵罐的清洗、投料、xx、冷却等辅助时间也计算在内。即从{dy}罐接种经发酵到结束至第二次接种为止这段时间为一个发酵周期，这样才能正确地反映发酵设备的利用效率。

微生物在具有一定温度和湿度的固体培养基的表面进行生长、繁殖、代谢的发酵过程称作为固态发酵

氧的传递速率：通入发酵液中的气泡愈小，气泡与液体的接触面积就愈大，液体中氧的溶解速率也就愈快。

涡轮式搅拌器的类型:（1）圆盘平直叶涡轮（2）圆盘弯叶涡轮 （3）圆盘箭叶涡轮

xxxx：海藻酸钠包埋；海藻酸钙包埋；琼脂糖株包埋

kLα的测定方法有亚硫酸盐氧化法；极谱法；溶氧电极

生物反应器搅拌方式：a、机械搅拌式   b、鼓泡式  c、环流式。

比拟放大:是把小型设备中进行科学实验所获得的成果在大生产设备中予以再现的手段，它不是等比例放大，而是以相似论的方法进行放大。

壁生长 :（可提高发酵液通过比色杯表面的速度；或将壁生长考虑在内的光电补偿）

基本的自动控制系统：前馈控制、反馈控制、自适应控制

下游加工过程：从发酵液、反应液中分离、纯化有关产品的过程统称生物工程的下游加工过程。

生化分离技术：指从发酵液或酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程（后处理技术）。

凝聚：在中性盐的作用下，胶体粒子之间双电子层排斥电位降低，导致胶体体系不稳定出现聚集的现象。

絮凝：形成大颗粒絮凝体，便于过滤。

混凝：同时包括凝聚和絮凝作用的过程。

沉降：利用分散质与分散介质之间的密度差异，将分散质与分散介质分开的作用。

悬浮夜沉降分离设备：间歇式沉降器、半连续式沉降器、连续式沉降器

结晶法：在固相析出过程中，析出物为晶体时称为结晶法。

沉淀法：在固相析出过程中，析出物为无定形固体时则称为沉淀法。常用的沉淀法主要有盐析法、有机溶剂沉淀法和等电点沉淀法等。

萃取：利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法。

离子交换分离法是利用溶液中离子与离子交换剂发生交换反应进行分离的方法

离子交换剂由三部分组成：不溶性载体；功能基团；可交换离子。

如果树脂释放的是活性阳离子，它就能和溶液中的阳离子发生交换，称阳离子交换树脂；如果释放的是活性阴离子，它就能交换溶液中的阴离子，称阴离子交换树脂。

离子交换设备的分类分批法、固定床法、流动床法

膜过滤法:指以压力为推动力，依靠膜的选择性，将液体中的组分进行分离的方法，包括微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）和反渗透（RO）四种过程。

通量衰减系数m：由于过程的浓差极化、膜的压密、膜污染等的影响，使得通量随时间的变化。

当溶剂透过膜，而溶质留在膜上，因而使膜面浓度增大，并高于主体中浓度，这种浓度差导致溶质自膜面反扩散至主体中，这种现象称为浓差极化。

浓差极化：在膜分离过程中，一部分溶质被截留，在膜表面及靠近膜表面区域的浓度越来越高，造成从膜表面到本体溶液之间产生浓度梯度，这一现象称为“浓差极化”。    

微滤：当压力推动流体透过膜或其他过滤介质，从流体中分离微米大小的粒子时，这个过程为微滤

表面过滤：粒子的尺寸比过滤介质的尺寸大，粒子以其几何形状被阻挡，不能进入和通过膜，这种筛滤机理称为表面过滤。

深度过滤：粒子的尺寸比过滤介质的尺寸小，粒子能进入过滤介质，并粘附在其上，被除去。

气体过滤器：去除气体中的微粒和胶体、菌体等超纯水生产中预处理和最终供水

气液接触方式有三种：鼓泡接触状态、泡沫接触状态、喷雾接触状态

简单蒸馏型可分为静止式、降膜式、离心式等几种。

蒸发的分类

按操作空间的压力可分为常压、加压或减压蒸发。

按蒸汽利用情况可分为单效蒸发、二效蒸发和多效蒸发

按操作流程可分为间歇式、连续式。

按加热部分的结构可分为膜式和非膜式。     

蒸发过程：将含有固体溶质的稀溶液加热沸腾进行浓缩，以获得固体产品或制取溶剂。蒸发过程实际上是不挥发性的溶质和挥发性的溶剂分离的过程。

物质在溶解时一般要吸收热量，在结晶时放出热量，称为结晶热。相反的情况，即溶解时放热，结晶时吸热，比较少见。因此结晶又是一个同时有质量和热量传递的过程。

起晶方法：自然起晶，刺激起晶，晶种起晶

干燥方法 

空气干燥、加热面传热干燥、红外线干燥、冷冻升华干燥　、微波干燥　

空气干燥设备按工作原理分为：气流干燥、沸腾干燥和喷雾干燥。

游离水－－游离水分多存在于生物产品的细胞外及多孔物料的毛细管中。

结合水－－结合水分主要有渗透水分、结构水分等，它与物料的结合力较强，水分的活度小于 l 。

固态发酵：广义：使用不溶性固体基质培养微生物，得到代谢产物的工艺过程

自然富集固态发酵：强化微生物混合固态发酵、限定微生物混合固态发酵、单菌固态纯种发酵

蒸料方法：常用的有罐式连续蒸煮，管式连续蒸煮，柱式连续蒸煮等三种方法

本征动力学：即没有在生物反应器中各种形式的传递过程等工程因素影响时的微生物反应的固有反应速率。

宏观动力学：但是实际发酵过程是在生物反应器中进行，因此，从实用意义出发，人们重视一定反应器内检测到的反应速率即总反应速率及其影响因素，这就是宏观动力学研究。

生物反应工程：它涉及二方面的内容，即宏观微生物反应动力学和生物反应器工程。其中反应器工程是指包括影响微生物反应宏观动力学的生物反应器形式、结构、操作方式、物料混和传递过程特性等

一、名称解释

1、前体  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，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。

2、发酵生长因子  从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子

3、菌浓度的测定  是衡量产生菌在整个培养过程中菌体量的变化，一般前期菌浓增长很快，中期菌浓基本恒定。补料会引起菌浓的波动，这也是衡量补料量适合与否的一个参数。

4、搅拌热 ：在机械搅拌通气发酵罐中，由于机械搅拌带动发酵液作机械运动，造成液体之间，液体与搅拌器等设备之间的摩擦，产生可观的热量。搅拌热与搅拌轴功率有关

5、分批培养 ：简单的过程，培养基中接入菌种以后，没有物料的加入和取出，除了空气的通入和排气。整个过程中菌的浓度、营养成分的浓度和产物浓度等参数都随时间变化。

6、接种量  ：接种量＝移入种子的体积/接种后培养液的体积

7、比耗氧速度或呼吸强度  单位时间内单位体积重量的细胞所消耗的氧气，mmol O2?g菌-1?h-1

8、次级代谢产物  是指微生物在一定生长时期，以初级代谢产物为前体物质，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质过程，这一过程的产物，即为次级代谢产物。

9、实罐xx  实罐xx（即分批xx）将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备加热至xx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xx，也叫间歇xx。

10、种子扩大培养 ：指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终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。

11、初级代谢产物  是指微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动所需要的物质和能量的过程。这一过程的产物即为初级代谢产物。

12、倒种 ：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。 

13、维持消耗（m） 指维持细胞{zd1}活性所需消耗的能量，一般来讲，单位重量的细胞在单位时间内用于维持消耗所需的基质的量是一个常数。

14、产物促进剂  是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂

15、补料分批培养 ：在分批培养过程中补入新鲜的料液，以克服营养不足而导致的发酵过早结束的缺点。

在此过程中只有料液的加入没有料液的取出，所以发酵结束时发酵液体积比发酵开始时有所增加。在工厂的实际生产中采用这种方法很多。

 16、发酵热 ：所谓发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。什么叫净热量呢？在发酵过程中产生菌分解基质产生热量，机械搅拌产生热量，而罐壁散热、水分蒸发、空气排气带走热量。这各种产生的热量和各种散失的热量的代数和就叫做净热量。发酵热引起发酵液的温度上升。发酵热大，温度上升快，发酵热小，温度上升慢。

17、染菌率  总染菌率指一年发酵染菌的批（次）数与总投料批（次）数之比的百分率。染菌批次数应包括染菌后培养基经重新xx，又再次染菌的批次数在内

18、连续培养 ： 发酵过程中一边补入新鲜料液一边放出等量的发酵液，使发酵罐内的体积维持恒定。达到稳态后，整个过程中菌的浓度，产物浓度，限制性基质浓度都是恒定的。

19、临界溶氧浓度  指不影响呼吸所允许的{zd1}溶氧浓度

20、回复突变  由突变型回到野生型的基因突变

21、种子  见种子扩大培养

22、培养基  广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长 繁殖所需的一组营养物质和原料。同时培养基也为微生物培养提供除营养外的其它所必须的条件。

23、发酵工程：利用微生物特定性状和功能，通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用于工业化生产的技术体系，是将传统发酵于现代的DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术集合并发展起来的发酵技术。

二、填空题

1、 微生物发酵培养（过程）方法主要有  分批 培养、补料分批 培养、连续 培养、半连续 培养四种。

2、 微生物生长一般可以分为：调整期、对数期、稳定期和衰亡期。

3、 发酵过程工艺控制的只要化学参数  溶解氧、PH、核酸量等.

4、 发酵过程控制的目的就是得到{zd0}的比生产率和{zd0}的得率。

5、 菌种分离的一般过程 采样、富集、分离、目的菌的筛选。

6、 富集培养目的就是让  目的菌  在种群中占优势，使筛选变得可能。

7、 根据工业微生物对氧气的需求不同，培养法可分为  好氧培养 和 厌氧培养  两种。

8、 微生物的培养基根据生产用途只要分为     孢子 培养基、种子 培养基和发酵培养基。

9、 常用xx方法：化学xx、射线xx、干热xx、湿热xx

10、 常用工业微生物可分为： xx、 酵母菌、 霉菌、 放线菌四大类。

11、 发酵过程工艺控制的代谢参数中物理参数 温度、压力、搅拌转速、功率输入、流加数率和质量 等

12、 环境无菌的检测方法有：显微镜检查法、肉汤培养法、平板培养法、发酵过程的异常观察法等

13、 染菌原因： 发酵工艺流程中的各环节漏洞和发酵过程管理不善两个方面。

14、 实验室中进行的发酵菌液体发酵方式主要有四种：试管液体培养、浅层液体培养、摇瓶培养、台式发酵罐

15、 发酵高产菌种选育方法包括 （自然选育）、（杂交育种）、（诱变育种）、（基因工程育种）、（原生质体融合）。

16、 发酵产物整个分离提取路线可分为：预处理、固液分离、初步纯化、精细纯化和成品加工加工等五个主要过程。

17、 发酵过程主要分析项目如下 ：pH、排气氧、排气CO2和呼吸熵、糖含量、氨基氮和氨氮、磷含量、菌浓度和菌形态。

18、 微生物调节其代谢采用  酶活性、酶合成量、细胞膜的透性。

19、 工业微生物菌种可以来自 自然分离，也可以来自从微生物  菌种保藏机构 单位获取。

20、 发酵工业上常用的糖类主要有 葡萄糖、糖蜜。

21、 工业发酵方式根据所用菌种是单一或是多种可以分为 单一纯种 发酵和 混合 发酵。

22、 种子及发酵液进行无菌状况控制常用的方法  显微镜检测法、酚红肉汤培养基法、平板画线培养法、发酵过程的异常观察法。

23、 菌种的分离和筛选一般分为  采样、富集、分离、目的菌的筛选步骤。

25、 常用xx方法有：化学xx、射线xx、干热xx、湿热xx

50、 简述通用试发酵罐的结构

通用式发酵罐：具有通气和搅拌装置的立式圆筒形发酵罐。是目前大生产中最常用的发酵罐。其容积可从几升到几百吨不等。包括罐体、搅拌系统、传热系统、通气系统。（1）罐体2）搅拌系统包括：驱动电机、搅拌轴；涡轮搅拌器、搅拌叶；挡板；轴封（端面轴封）（3）传热系统包括夹层传热、蛇管传热（一般有4组、6组、8组）。（4）通气系统包括单孔管、多孔环管 

1、发酵工程的概念是什么？发酵工程基本可分为那两个大部分，包括哪些内容?

答：发酵工程是利用微生物特定性状好功能，通过现代化工程技术生产有用物质或其直接应用于工业化生产的技术体系，是将传统发酵与现代的DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的发酵技术。也可以说是渗透有工程学的微生物学，是发酵技术工程化的发展，由于主要利用的是微生物发酵过程来生产产品，因此也称为微生物工程。

 一.发酵部分:1.菌种的特征和选育 2.培养基的特性，选择及其xx理论3．发酵液的特性  4.发酵机理。 5.发酵过程动力学  6.空气中悬浮xx微粒的过滤机理7.氧的传递。溶解。吸收。理论。8.连续培养和连续发酵的控制

 二.提纯部分1.细胞破碎，分离   2.液输送，过滤. 除杂  3.离子交换渗析，逆渗透，超滤  4.凝胶过滤，沉淀分离 5溶媒萃取，蒸发蒸馏结晶，干燥，包装等过程和单元操作

2、现代发酵工程所用的发酵罐应具备那些特征？

答：（1）、发酵罐应有适宜的径高比。罐身较长，氧的利用率较高；

（2）、发酵罐应能承受一定的压力。因为发酵罐在xx和正常工作时，要承受一定的压力（气压和液压）和温度；

（3）、发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混合，实现传质传热作用，保证微生物发酵过程中所需的溶解氧；

（4）、发酵罐内应尽量减少死角，避免藏污纳垢，保证xx彻底，防止染菌；

（5）、发酵罐应具有足够的冷却面积；

（6）、搅拌器的轴封要严密，以减少泄露。

3、微生物发酵的种子应具备那几方面条件？

答:（1）、菌种细胞的生长活力强，移种至发酵罐后能迅速生长，迟缓期短。

（2）、生理性状稳定。

（3）、菌体总量及浓度能满足大量发酵罐的要就。

（4）、无杂菌污染。

（5）、保持稳定的生产能力。

10、发酵级数确定的依据是什么？

答：一般由菌丝体培养开始计算发酵级数，但有时，工厂从{dy}级种子罐开始计算发酵级数

谷氨酸：三级发酵  一级种子（摇瓶）→二级种子 （小罐）→发酵   青霉素：三级发酵

一级种子 （小罐）→二级种子（中罐）→发酵1、发酵级数确定的依据：级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响。2、级数大，难控制、易染菌、易变异，管理困难，一

般2-4级。3、 在发酵产品的放大中，反应级数的确定是非常重要的一个方面

5、发酵产品的生产特点是什么，什么是种子扩大培养，其任务是什么？

答：（2）、种子扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终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。

（3）、种子扩大培养的任务： 现代的发酵工业生产规模越来越大，每只发酵罐的容积有几十立方米甚至几百立方米，要使小小的微生物在几十小时的较短时间内，完成如此巨大的发酵转化任务，那就必须具备数量巨大的微生物细胞才行。

（1）发酵和其他化学工业的{zd0}区别在于它是生物体所进行的化学反应。

其主要特点如下：1，发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件也比较简单。 2，发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主，只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。基于这—特性，可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。 3，发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单—的代谢产物。 4，由于生物体本身所具有的反应机制，能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反应，也可以产生比较复杂的高分子化合物。 5，发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。除了必须对设备进行严格xx处理和空气过滤外，反应必须在无菌条件下进行。如果污染了杂菌，生产上就要遭到巨大的经济损失，要是感染了噬菌体，对发酵就会造成更大的危害。因而维持无菌条件是发酵成败的关键。 6，微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用，也可以因此获得按常规方法难以生产的产品。7，工业发酵与其他工业相比，投资少，见效快，开可以取得显著的经济效益。 基于以上特点，工业发酵日益引起人们重视。和传统的发酵工艺相比，现代发酵工程除了上述的发酵特征之外更有其优越性。除了使用微生物外，还可以用动植物细胞和酶，也可以用人工构建的“工程菌’来进行反应；反应设备也不只是常规的发酵罐，而是以各种各样的生物反应器而代之，自动化连续化程度高，使发酵水平在原有基础上有所提高和和创新。

发酵产品的生产特点： ①一般操作条件比较温和；②以淀粉、糖蜜等为主，辅以少量有机、无机氮源为原料；③过程反应以生命体的自动调节方式进行；④能合成复杂的化合物如酶、光学活性体等；⑤能进行一些特殊反应，如官能团导入；⑥生产产品的生物体本身也是产物，含有多种物质；⑦生产过程中，需要防止杂菌污染；⑧菌种性能被改变，从而获得新的反应性能或提高生产率。

6、培养成分用量的确定有什么规律？

答：（1）、参照微生物细胞内元素的比例确定。培养基的成分配比虽然千差万别，但都是用来培养某种微生物的，而不同类型的微生物细胞的成分比例其实是有一定规律的。这些规律可以在很大程度上知道培养基的基本成分配比的选择。  不同种类的微生物内某种成分的含量其实是比较稳定的。培养基最终会被微生物吸收利用，因此其成分比例可以参考该种微生物的成分比例，至少可以作为一个重要依据。另外，尽管不同种类的微生物的成分比例有一定的差异，但还是有一定共性的。所以培养基中这集中营养成分不管由什么具体物质提供，其用量基本上也符合这种关系。

（2）参照碳氮比确定。如果培养基中碳源过多，不利产物的合成。同样碳源过少或氮源过少对发酵的影响也是不利的。不同种微生物碳氮比差异很大，既是同种微生物在其不同生理时期对碳氮比要求也有不同，所以最适碳氮比要通过试验确定，一般在100：（1—20）之间。

（3）、其他因素。培养基中一些用量极少的物质一般要严格控制，不能过量。例如，维生素、微量元素、某些生长因子、前体等。具体用量要通过试验确定。培养基中的一些成分的比例会影响培养基的某些理化性质，这时要引起重视。        

7、叙述防止发酵菌种退化的具体条件措施有那些？

答：（1）控制传代次数：尽量避免不必要的移种和传代，并将必要的传代降低到{zd1}限度，以减少细胞分裂过程中所产生的自发突变几率。

（2）创造良好的培养条件：如在赤霉素生产菌G.fujikuroi的培养基中，加入糖蜜、天冬酰胺、谷氨酰胺、5‘-核苷酸或甘露醇等丰富营养物时，有防止衰退效果。

（3）利用不易衰退的细胞传代：对于放线菌和霉菌，菌丝细胞常含有几个细胞核，因此用菌丝接种就易出现衰退，而孢子一般是单核的，用于接种就可避免这种现象。

（4）采用有效的菌种保藏方法

（5）合理的育种：选育菌种是所处理的细胞应使用单核的，避免使用多核细胞;合理选择诱变剂种类或增加突变位点，以减少分离回复突变；在诱变处理后及分离提纯化，从而保证保藏菌种的纯度。（6）、选用合适的培养基  在培养基中添加某种化学物质可以防止菌种退化。或者选取营养相对贫乏的培养基在菌种保藏培养基，限制菌株的生长代谢减少变异反而发生从而防止菌种的退化。

15、结合所学《微生物发酵工程》课程论述某个工业发酵产品的生产工艺流程（可画图说明），越详细越好。

  答：①培养基制备  ②、无菌空气制备 ③、菌种与种子扩大培养   ④、发酵培养 ⑤、通过化学工程技术分离、提取、精制。

4、发酵工业上常用的氮源有那些，起何作用？

答：氮源主要用于构成菌体细胞物质（氨基酸，蛋白质、核酸等）和含氮代谢物。常用的氮源可分为两大类：有机氮源和无机氮源。

1、无机氮源种类：氨盐、硝酸盐和氨水特点：微生物对它们的吸收快，所以也称之谓迅速利用的氮源。但无机氮源的迅速利用常会引起pH的变化如： (NH4)2SO4  → 2NH3 + 2H2SO4    NaNO3 + 4H2 → NH3 + 2H2O + NaOH 无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸胺，若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如硝酸钠。正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的pH有积极作用。 所以选择合适的无机氮源有两层意义：满足菌体生长稳定和调节发酵过程中的pH2、有机氮源来源：工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料，花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒糟。成分复杂：除提供氮源外，有些有机氮源还提供大量的无机盐及生长因子。有机氮源成分复杂可以从多个方面对发酵过程进行影响，而另一方面有机氮源的来源具有不稳定性。所以在有机氮源选取时和使用过程中，必须考虑原料的波动对发酵的影响

 8、如何选择最适发酵温度？

答：1、根据菌种及生长阶段选择。微生物种类不同，所具有的酶系及其性质不同，所要求的温度范围也不同。在发酵前期由于菌量少，发酵目的是要尽快达到大量的菌体，取稍高的温度，促使菌的呼吸与代谢，使菌生长迅速；在中期菌量已达到合成产物的最适量，发酵需要延长中期，从而提高产量，因此中期温度要稍低一些，可以推迟衰老。发酵后期，产物合成能力降低，延长发酵周期没有必要，就又提高温度，刺激产物合成到放罐。

2、根据培养条件选择。温度选择还要根据培养条件综合考虑，灵活选择。通气条件差时可适当降低温度，使菌呼吸速率降低些，溶氧浓度也可髙些。培养基稀薄时，温度也该低些。因为温度高营养利用快，会使菌过早自溶。

3、根据菌生长情况菌生长快，维持在较高温度时间要短些；菌生长慢，维持较高温度时间可长些。培养条件适宜，如营养丰富，通气能满足，那么前期温度可髙些，以利于菌的生长。总的来说，温度的选择根据菌种生长阶段及培养条件综合考虑。要通过反复实践来定出最适温度。

9、不同时间染菌对发酵有什么影响，染菌如何控制？

答：（1）种子培养期染菌：由于接种量较小，生产菌生长一开始不占优势，而且培养液中几乎没有xxx（产物）或只有很少xxx（产物）。因而它防御杂菌能力低，容易污染杂菌。如在此阶段染菌，应将培养液全部废弃。（2）发酵前期染菌：发酵前期最易染菌，且危害{zd0}。原因    发酵前期菌量不很多，与杂菌没有竞争优势；且还未合成产物（xxx）或产生很少，抵御杂菌能力弱。

在这个时期要特别警惕以制止染菌的发生。

染菌措施    可以用降低培养温度，调整补料量，用酸碱调pH值，缩短培养周期等措施予以补救。如果前期染菌，且培养基养料消耗不多，可以重新xx，补加一些营养，重新接种再用。（3）发酵中期染菌 ：发酵中期染菌会严重干扰产生菌的代谢。杂菌大量产酸，培养液pH下降；糖、氮消耗快，发酵液发粘，菌丝自溶，产物分泌减少或停止，有时甚至会使已产生的产物分解。有时也会使发酵液发臭，产生大量泡沫。措施     降温培养，减少补料，密切注意代谢变化情况。如果发酵单位到达一定水平可以提前放罐，或者xxx生产中可以将高单位的发酵液输送一部分到染菌罐，抑制杂菌。（4）  发酵后期染菌：发酵后期发酵液内已积累大量的产物，特别是xxx，对杂菌有一定的抑制或杀灭能力。因此如果染菌不多，对生产影响不大。如果染菌严重，又破坏性较大，可以提前放罐。发酵染菌后的措施：染菌后的培养基必须xx后才可放下水道。xx方法：可通蒸汽xx，也可加入过氧乙酸等化学xx剂搅拌半小时，才放下水道。否则由于各罐的管道相通，会造成其它罐的染菌，而且直接放下水道也会造成空气的污染而导致其它罐批染菌。

 凡染菌的罐要找染菌的原因，对症下药，该罐也要彻底清洗，进行空罐xx，才可进罐。l

 染菌厉害时，车间环境要用石灰xx，空气用甲醛熏蒸。特别，若染噬菌体，空气必须用甲醛蒸汽xxl

12、什么是半连续培养，说明其优缺点。

答：在补料分批培养的基础上间歇放掉部分发酵液（带放）称为半连续培养。某些品种采取这种方式，如四环素发酵   优点   放掉部分发酵液，再补入部分料液，使代谢有害物得以稀释有利于产物合成，提高了总产量。缺点  代谢产生的前体物被稀释，提取的总体积增大

13、发酵工程主题微生物有什么特点？

答：发酵工程所利用的微生物主要是xx、放线菌，酵母菌和霉菌

特点：(1)对周围环境的温度、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

14、什么叫染菌，对发酵有什么影响，对提炼有什么危害？

答：染菌：发酵过程中除了生产菌以外，还有其它菌生长繁殖   染菌的影响：发酵过程污染杂菌，会严重的影响生产，是发酵工业的致命伤。造成大量原材料的浪费，在经济上造成巨大损失。扰乱生产秩序，破坏生产计划。 遇到连续染菌，特别在找不到染菌原因往往会影响人们的情绪和生产积极性。影响产品外观及内在质量。发酵染菌对提炼的影响：染菌发酵液中含有比正常发酵液更多的水溶性蛋白和其它杂质。采用有机溶剂萃取的提炼工艺，则极易发生乳化，很难使水相和溶剂相分离，影响进一步提纯。采用直接用离子交换树脂的提取工艺，如链霉素、庆大霉素，染菌后大量杂菌黏附在离子交换树脂表面，或被离子交换树脂吸附，大大降低离子交换树脂的交换容量，而且有的杂菌很难用水冲洗干净，洗脱时与产物一起进入洗脱液，影响进一步提纯

1、工业化菌种的要求？(1)原料廉价、生长迅速、繁殖能力强、目的产物产量高。(2)发酵中产生的泡沫少，易于控制培养条件，酶活性高，发酵周期短。(3)抗杂菌和噬菌体的能力强。(4)不产生或少产生与目标产物相近的幅产物。(5) 菌种遗传性稳定，不易变异和退化(6)不产生任何有害的生物活性物质和毒素，保证安全生产。

2、自然界分离微生物的一般操作步骤？

样品的采取→预处理→培养→菌落的选择 

初筛→复筛→性能的鉴定→菌种保藏

3、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？自然选育就是不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程。自然选育在工业生产上的意义：自然选育可以有效地用于高性能突变株的分离。自然选育虽然突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施。

4、什么是诱变育种？常用的诱变剂有哪些？什么是培养基?发酵培养基的特点？用各种物理、化学的因素人工诱发基因突变进行的筛选，称为诱变育种诱变剂：物理：紫外，X射线，β射线，快中子等化学：硫酸二乙酯（EDS），亚硝基胍

5、发酵生产用的碳源有哪些？常用的糖类有哪些，各自有何特点？碳源:糖类（淀粉、葡萄糖、蔗糖等）、油脂（动、植物油）、有机酸（琥珀酸、柠檬酸、乳酸、乙酸等）和低碳醇（甲醇、乙醇等）。糖类:葡萄糖，所有的微生物都能利用葡萄糖，但是会引起葡萄糖效应  糖蜜，是制糖生产时的结晶母液，它是制糖工业的副产物。主要含有蔗糖，总糖可达50%～75%。一般糖蜜分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜葡萄糖蜜。淀粉、糊精，缺点：难利用、发酵液比较稠、一般>2.0%时加入一定的α-淀粉酶。成分比较复杂，有直链淀粉和支链淀粉等等。优点：来源广泛、价格低，可以解除葡萄糖效应。

6、什么是生理性酸性物质？什么是生理性碱性物质？无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸胺，若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如硝酸钠。正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的pH有积极作用。

7、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？常用的有机氮源有花生饼粉、黄豆饼粉、酵母粉、蛋白胨等；常用的无机氮源有氨水、铵盐和硝酸盐。有机氮源在发酵培养基中的作用有：作为菌体生长繁殖的营养；有些还是某些产物合成的前体

8、什么是前体？前体添加的方式？

前体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，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。前体使用时普遍采用流加的方法。

9，什么是生长因子？生长因子来源？凡是微生物生长不可缺少而细胞自身不能合成的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。有机氮源是这些生长因子的重要来源

10、什么是产物促进剂？产物促进剂举例？是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。如：链霉素生产加巴比妥，赖氨酸生产加红霉素等。如加入微量的“九二O”可以促进某些放线菌的生长，缩短发酵周期，提高xxx的产量，因此起到生长因素的作用。还有在四环素发酵中加入硫氰化苄，菌体呼吸强，糖代谢快，而xxx合成受阻，所以降低菌体呼吸，产量就会提高。

11、培养基设计的一般步骤？1. 生态模拟2. 查阅文献：直接、间接的信息。3. 借助优选法或正交试验法精心设计培养基的配方。4. 试验比较：实验规模一般由定性到定量，由小到大。摇瓶、反应器培养基研究的两个层次摇瓶——培养基设计的{dy}步反应器—最终的优化的基础配方

12、什么是种子的扩大培养？种子扩大培养是发酵生产的{dy}道工序。就是将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接种到试管斜面活化后，再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。

13、种子扩大培养的目的与要求、一般步骤？（1）目的：其任务是要得到纯而壮的培养物，获得活力旺盛的、接种数量足够的培养物。（2）种子的要求：总量及浓度能满足要求生理状况稳定，个体与群体活力强，移种至发酵后，能够迅速生长无杂菌污染（3）一般步骤：休眠孢子→母斜面活化→摇瓶种子或茄子瓶斜面或固体培养基孢子→一级种子罐→二级种子罐→发酵罐

14、在大规模发酵的种子制备过程中，为什么包括实验室阶段和生产车间阶段？实验室阶段：不用种子罐，所用的设备为培养箱、摇床等实验室常见设备，在工厂这些培养过程一般都在菌种室完成，因此现象地将这些培养过程称为实验室阶段的种子培养。对于不产芽孢和孢子的微生物，实验室阶段的种子扩培最终是获得一定数量和质量的菌体，如谷氨酸的种子培养。对于产孢子的微生物，获得一定数量和质量的孢子或一定数量和质量的菌丝体。生产车间阶段：种子培养在种子罐里面进行，一般在工程归为发酵车间管理，因此形象地称这些培养过程为生产车间阶段。在生产车间阶段，最终一般都是获得一定数量的菌丝体。菌丝体比孢子要有利：缩短发酵时间，有利于获得好的发酵结果。

15、什么是接种量？ 接种量＝移入种子的体积/接种后培养液的体积

17、什么是种龄？种龄确定的依据？种龄是指种子罐中培养的菌体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。原则：对数生长期末，细胞活力强，菌体浓度相对较大，但是最终由实验结果定。

18、什么是接种、倒种、双种？接种：接入种子罐后直接移种到发酵罐。双种：两个种子罐种子接种到一个发酵罐中。倒种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。

19、什么是湿热xx、分批xx、连续xx？

湿热xx：直接用饱和蒸汽进行xx。分批xx：就是将配制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xx的过程，通常也称为实罐xx。连续xx：培养基在发酵罐外经过一套连续xx设备，以比分批xx高的温度和较短的时间进行快速连续加热xx，并快速冷却，再立即输入预先经过空罐xx后的发酵罐中。

21、什么是菌体的比生长速率？产物的比形成速率？基质的比消耗速率？

菌体的比生长速率：单位重量的菌体瞬时增量μ=（dx/dt）/x；单位为1/h，其中x—菌体浓度（ g/L ）产物的形成比速：单位时间内单位菌体形成产物（菌体）的量π=（dp/dt）/x,；单位为1/h，其中p—产物浓度（ g/L ）基质的比消耗速率:单位时间内单位菌体消耗基质的量=（ds/dt）/x；单位为1/h，其中s—底物浓度（ g/L ）

22、什么是Monod方程其使用条件如何？各参数的意义与求解？当培养基中不存在抑制细胞生长的物质时，细胞的生长速率与基质浓度关系（Monod方程式）如下：μ=μmax S/（Ks+ S）μ：菌体的生长比速S：限制性基质浓度Ks：半饱和常数μmax: {zd0}比生长速度Monod方程的参数求解(双倒数法)：将Monod方程取倒数可得：1/μ=1/μmax+ Ks/μmax S或S/μ= S/μmax+ Ks/μmax这样通过测定不同限制性基质浓度下，微生物的比生长速度，就可以通过回归分析计算出Monod方程的两个参数。

23、 什么是一类发酵？二类发酵？三类发酵？

一类发酵：产物形成与底物利用直接相关，为生长联系型，又称简单发酵型，产物直接由碳源代谢而来，产物生成速度的变化与微生物对碳源利用速度的变化是平行的，产物生成与微生物的生长也是平行的。在这些发酵过程中，菌体的生长、基质的消耗、产物的生成三个速度都有一个高峰，三高峰几乎同时出现。

二类发酵：产物形成与底物利用间接相关，为部分生长联系型，又称中间发酵型，产物不是碳源的直接氧化产物，而是菌体代谢的主流产物。它的特点是在发酵的{dy}时期碳源大量消耗用于菌体的迅速增长而产物的形成很少或全无，第二时期碳源大量消耗用于产物的高速合成及菌体的生长。

三类发酵：产物形成与底物利用不相关，为非生长联系型，又称复杂发酵型，产物的生成在菌体生长和基质消耗完以后才开始，与菌体生长不相关，与基质消耗无直接关系，所形成的产物为次级代谢产物。

24、 什么是连续培养？什么是连续培养的稀释率？由于新鲜培养基不断补充，所以不会发生营养物的枯竭，另一方面，发酵液不断取出，发酵罐内的微生物始终处于旺盛的指数生长期，罐内细胞浓度X、比生长速率μ、以及t, pH等都保持恒定。稀释率(D):补料速度与反应器体积的比值(h-1)

25、 为何氧容易成为好氧发酵的限制性因素？

氧是需氧微生物生长所必需的。氧往往容易成为控制因素，是因为氧在水中的溶解度很低，培养基因含有大量的有机和无机物质，氧的溶解度比水中还要更低。在对数生长期即使发酵液中的氧浓度达到饱和，若此时终止供氧，发酵液中的溶氧可在几分钟内全部耗尽，使溶氧成为控制因素。

26、比耗氧速度和呼吸强度的概念？

比耗氧速度：单位质量的细胞（干重）在单位时间内消耗氧的量即比耗氧速率（呼吸强度）来表示：QO2 =(QO2 ）max ×   CL /(K0 +CL ） QO2比耗氧速率(mmol O2/g菌·h)，CL溶解氧浓度， K0氧的米氏常数（ mol/ m3 ），(QO2）max  {zd0}比耗氧速率(mmol O2/g菌·h )

27、 临界溶氧浓度、氧饱和度的概念？临界氧浓度：CCr临界氧浓度：指不影响菌的呼吸所允许的{zd1}氧浓度。氧饱和度：发酵液中氧的浓度/临界溶氧溶度

28、 影响微生物需氧的因素有哪些？

细胞浓度直接影响培养液的摄氧率，在分批发酵中摄氧率变化很大，不同生长阶段需氧不同，对数生长后期达{zd0}值。培养基的成分和浓度显著影响微生物的摄氧率，碳源种类对细胞的需氧量有很大影响，一般葡萄糖的利用速度比其他的糖要快。

影响沉降速度的因素：

①颗粒直径②分散介质粘度③两相密度差④沉降设备尺寸行状和壁效应的影响

29、发酵液中的体积氧传递方程？其中Kla的物理意义是什么？以单位体积的液体中所具有的氧的传递面积为 a (m2/m3)OTR=KLα (C* –CL ）KLα以氧浓度为推动力的容积氧传递系数，反映了设备的供氧能力

30、 如何调节摇瓶发酵的供氧水平？

往复，频率80-120分/次，振幅8cm旋转，偏心距转速250rpm装液量，一般取1/10左右：250ml，15-25 ml；500ml，30 ml；750ml，80 ml

31、 如何调节通气搅拌发酵罐的供氧水平？

一般认为，发酵初期较大的通风和搅拌而产生过大的剪切力，对菌体的生长有时会产生不利的影响，所以有时发酵初期采用小通风，停搅拌，不但有利于降低能耗，而且在工艺上也是必须的。但是通气增大的时间一定要把握好

32、 氧的供需研究与反应器设计与放大的关系？发酵过程放大困难的原因就在放大时不可能同时做到几何相似、流体运动学相似和流体动力学相似，当在小试研究时某一个对生产产生影响的重要因素没有被观察到，而这个因素恰恰在放大时成为关键因子时，就会造成整个发酵过程的失败(供氧、混合、剪切）。

20、在发酵过程中无菌空气是如何获得的？除去或杀灭空气中的微生物，加热xx、辐射xx、静电xx、过滤xx。

33、 发酵过程中溶氧浓度监控的意义？

当OUR(r)与DO反向变化时,表明其限制因素为细胞水平的菌体代谢问题,当OUR(r)与DO同向变化时,表明其限制因素为工程水平的氧传递问题。此时溶氧处于临界氧以下(这一结论)可客观地、动态地把握临界氧水平及氧平衡的制约因素。

34、发酵过程糖代谢、氮代谢有什么规律，为什么？糖代谢：特别是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是补料的标志之一  氮代谢：氨基酸被利用后产生NH3 ，pH会上升；尿素被分解成NH3，pH上升。微生物生长和产物合成与糖代谢有密切关系。糖的消耗反映产生菌的生长繁殖情况，反映产物合成的活力。菌体生长旺盛糖耗一定快，残糖也就降低得快通过糖含量的测定，可以控制菌体生长速率，可控制补糖来调节pH，促进产物合成，不致于盲目补糖，造成发酵不正常。氮利用快慢可分析出菌体生长情况，含氮产物合成情况。但是氮源太多会促使菌体大量生长。有些产物合成受到过量铵离子的抑制，因此必须控制适量的氮。通过氨基氮和氨氮的分析可控制发酵过程，适时采取补氨措施。发酵后期氨基氮回升，这时就要放罐，否则影响提取过程。

37、 补料过多或过少对发酵有什么影响？

投料过多造成菌体细胞大量生长，无法稳定的产xx酵产物，导致菌体生产力下降，同时改变发酵液流变学性质。如果补料过少,则使菌体过早进入衰退期，引起菌体衰老和自，同样使生产力下降。

36、 发酵过程为什么要补料？补些什么？

在分批培养过程中补入新鲜的料液，以克服营养不足而导致的发酵过早结束的缺点。在这样一种系统中可以维持低的基质浓度，避免快速利用碳源的阻遏效应；可以通过补料控制达到{zj0}的生长和产物合成条件；还可以利用计算机控制合理的补料速率，稳定{zj0}生产工艺。发酵基质和缓冲液等。

39、 发酵过程中pH会不会发生变化为什么？

发酵过程中pH是不断变化的

（1）糖代谢特别是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是补料的标志之一

（2）氮代谢当氨基酸中的-NH2被利用后pH会下降；尿素被分解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降，当碳源不足时氮源当碳源利用pH上升。

（3）生理酸碱性物质利用后pH会上升或下降

（4）某些产物本身呈酸性或碱性，使发酵液pH变化。如有机酸类产生使pH下降，红霉素、洁霉素、螺旋霉素等xxx呈碱性，使pH上升。

（5）菌体自溶 pH上升，发酵后期，pH上升

（6）杂菌的污染，pH下降

40、 pH对发酵的影响表现在哪些方面？

（1）pH影响酶的活性。当pH值抑制菌体某些酶的活性时使菌的新陈代谢受阻。（2）pH影响微生物细胞膜所带电荷。从而改变细胞膜的透性，影响微生物对营养物质的吸收及代谢物的排泄，因此影响新陈代谢的进行。（3）pH值影响培养基某些成分和中间代谢物的解离，从而影响微生物对这些物质的利用。4）pH值影响代谢方向。pH不同，往往引起菌体代谢过程不同，使代谢产物的质量和比例发生改变。例如黑曲霉在pH2~3时发酵产生柠檬酸，在pH近中性时，则产生草酸。谷氨酸发酵，在中性和微碱性条件下积累谷氨酸，在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。（5）pH在微生物培养的不同阶段有不同的影响。

41、 发酵过程的pH控制可以采取哪些措施？

（1）调节基础培养基的配方。C/N、碳源种类和浓度（2）补料的控制。①简单的加酸加碱；②补入无机氮源；③同时补入碳氮源。

42、 根据微生物对温度的依赖可分类成哪几类微生物？不同微生物的生长对温度的要求不同，根据它们对温度的要求大致可分为四类：嗜冷菌适应于0～26℃生长，嗜温菌适应于15～43℃生长，嗜热菌适应于37～65℃生长，嗜高温菌适应于65℃以上生长。

44、 发酵过程的温度会不会变化？为什么？会。发酵中温度升高的原因有：微生物在生长繁殖过程中，本身产生的大量热及机械搅拌产生的一些热量。包括发酵热、生物热、搅拌热、蒸发热等。

46、 生物热的大小与哪些因素有关？

发酵类型、培养时间、菌数、呼吸作用强度。

43、 微生物对温度要求不同的原理是什么？

（1）微生物对温度的要求不同与它们的膜结构物理化学性质有密切关系根据细胞膜的液体镶嵌模型，细胞在正常生理条件下，膜中的脂质成分应保持液晶状态，只有当细胞膜处于液晶状态，才能维持细胞的正常生理功能，使细胞处于{zj0}生长状态。微生物的生长温度与细胞膜的液晶温度范围相一致。根据细胞膜脂质成分分析表明，不同最适温度生长的微生物，其膜内磷脂组成有很大区别。嗜热菌只含饱和脂肪酸，而嗜冷菌含有较高的不饱和脂肪酸。（2）蛋白质结构 通过对嗜冷酶的蛋白质模型和x一射线衍射分析表明，嗜冷酶分子间的作用力减弱，与溶剂的作用加强，酶结构的柔韧性增加，使酶在低温下容易被底物诱导产生催化作用。（3）蛋白质合成  嗜冷菌具有在0℃合成蛋白质的能力。这是由于其核糖体、酶类以及细胞中的可溶性因子等对低温的适应，蛋白质翻译的错误率{zd1}。许多中温菌不能在O0C合成蛋白质，一方面是由于其核糖体对低温的不适应，翻译过程中不能形成有效的起始复合物，另一方面是由于低温下细胞膜的破坏导致氨基酸等内容物的泄露。（4）合成冷休克蛋白  低温微生物适应低温的另一机制是合成冷休克蛋白。将大肠杆菌从370C突然转移到100C条件时细胞中会诱导合成一组冷休克蛋白，它们对低温的生理适应过程中发挥着重要作用，检测嗜冷酵母的冷休克反应，发现冷刺激后冷休克蛋白在很短时间内大量产生。耐冷菌由于生活在温度波动的环境中，它们必须忍受温度的快速降低，这与它们产生的冷休克蛋白是密切相关的。

47、 温度对发酵有哪些影响？

（1）温度影响反应速率  发酵过程的反应速率实际是酶反应速率，酶反应有一个最适温度。从阿累尼乌斯方程式可以看到 dlnKr/dt=E/RT2（平方）（2）温度对微生物细胞生长的影响 温度升高，加快细胞的生长代谢，但过高酶失活的速度也加快。（3）温度对产物形成的影响  温度对产物的影响因种而异，许多产物的形成速率对温度都很敏感。（4）影响发酵液的物理性质，从而间接影响微生物的生物合成。

（5）温度影响发酵方向  如金色链丝菌在低于30℃ 时，合成金霉素的能力强，在高于35℃ 时，合成四环素的能力非常强，金霉素的合成几乎停止。

（6）温度影响氧在基质中的溶解度氧在发酵液中的溶解度也影响菌对某些基质的分解吸收。因此对发酵过程中的温度要严格控制

49、 常用的通风发酵罐有哪几种类型？

（1）通用式发酵罐（通风、搅拌式发酵罐）

（2）气升式发酵罐

（3）自吸式发酵罐

（4）伍式发酵罐

48、 发酵过程温度的选择有什么依据？

（1）根据菌种及生长阶段选择微生物种类不同，所具有的酶系及其性质不同，所要求的温度范围也不同。如黑曲霉生长温度为370C，谷氨酸产生菌棒状杆菌的生长温度为30～320C，青霉菌生长温度为300C。在发酵前期由于菌量少，发酵目的是要尽快达到大量的菌体，取稍高的温度，促使菌的呼吸与代谢，使菌生长迅速；在中期菌量已达到合成产物的最适量，发酵需要延长中期，从而提高产量，因此中期温度要稍低一些，可以推迟衰老。因为在稍低温度下氨基酸合成蛋白质和核酸的正常途径关闭得比较严密有利于产物合成。发酵后期，产物合成能力降低，延长发酵周期没有必要，就又提高温度，刺激产物合成到放罐。

（2）根据培养条件选择  温度选择还要根据培养条件综合考虑，灵活选择。通气条件差时可适当降低温度，使菌呼吸速率降低些，溶氧浓度也可髙些。培养基稀薄时，温度也该低些。因为温度高营养利用快，会使菌过早自溶。（3）菌生长快，维持在较高温度时间要短些；菌生长慢，维持较高温度时间可长些。培养条件适宜，如营养丰富，通气能满足，那么前期温度可髙些，以利于菌的生长。总的来说，温度的选择根据菌种生长阶段及培养条件综合考虑。要通过反复实践来定出最适温度。选择最适的发酵温度，包括微生物生长的最适温度和产物合成的最适温度，不同菌种、菌种的不同生长阶段以及不同的培养条件，最适温度都会不同。最适温度的选择是相对的，还应根据其他发酵条件进行合理的调整，需要考虑的因素包括菌种、培养基成分和浓度、菌体生长阶段和培养条件等。

固体物料的机械输送：1.带式输送机：优点:1）结构简单自重轻，便于制造2）输送路线不知灵活，适应性强，可输送多种物料3）输送速度快、距离长4）可连续输送，操作平稳，不损伤物料5）操作简单、安全，易保修缺点：1）输送带易磨损2）不密闭3）成本高构造：输送带、驱动装置、张紧装置、机架和托辊、制动装置（又称逆止器，有带式、滚式、电磁闸瓦式）、清扫器、装载和卸载装置

气流输送：又称风力输送，是借助空气在密闭管道内的高速流动，物料在气流中被悬浮输送到目的地。优点：1.系统密闭，可避免污染2.在输送过程中可同时进行多个操作3.占地面积小4.设备简单，操作方便，易实现连续化、自动化缺点：需动力大，风机噪声大，对颗粒大小有限制，对管道和物料的磨损较大，不适于输送粘结性和易带静电而有爆炸性的物料分类：吸引式、压送式、综合式设备组成：1.进料装置：1）吸嘴2）旋转加料器2.卸料装置：离心卸料器、沉降式卸料器3.空气除尘器4.风机

补料分批发酵:补料分批发酵也叫半连续发酵、半连续培养，流加发酵,它是以分批培养为基础，间歇或连续地补加新鲜培养基的一种发酵方法。

补料分批培养特点:与分批发酵相比，发酵系统可维持很低的基质浓度。低基质浓度的优点:

1.可以除去快速利用碳源的阻遏效应，并维持适当的菌体浓度，使不致于加剧供氧矛盾2.避免在培养基中积累有毒代谢物，即代谢阻遏3.不需要严格的无菌条件，也不会产生菌种老化和变异等问题 适用范围：补料分批发酵广泛应用于xxx、氨基酸、酶蛋白、核苷酸、有机酸及高聚物等的生产

干燥器的分类：1、按干燥器操作压力分：常压式和真空式干燥器；2、按干燥器操作方式分：间歇操作和连续操作干燥器3、按被干燥物料的形态分：块状物料干燥器、带状物料干燥器、粒状物料干燥器、溶液和浆状物料干燥器4、按干燥器供给物料热量方法分：传导加热干燥器、对流加热干燥器、辐射加热干燥器、高频加热干燥器5、按干燥器使用干燥介质的种类分：空气干燥介质干燥器、烟道气干燥介质干燥器、过热水蒸气干燥介质的干燥器、惰性气体干燥介质的干燥器6、按干燥器的结构分：喷雾干燥器、沸腾干燥器、气流干燥器、回转圆筒干燥器、滚筒干燥器、真空耙式干燥器、各种箱式和带式干燥器7、按干燥器的干燥过程分：绝热干燥过程和非绝热干燥过程。

沸腾干燥设备：一、原理：利用流态化技术，流化介质为热空气使置放于孔板上的湿物料处于沸腾状态，湿物料的水分迅速汽化而达到干燥的目的。二、特点：1物料与干燥介质接触面大，搅拌剧烈，表面更新机会多，热容量大，热传导效果好，设备效率高2、干燥速度高，物料在设备内停留时间短，适宜于热敏性物料的干燥3、物料在干燥室内的停留时间可由出料口控制，故容易控制制品的含水率4、装置简单，设备造价低，本身无机械运动装置，保养容易，维修费用低5、对被干燥物料的粒度有一定的限制，一般要求颗粒不小于40um而不大于4~6um 6、对易结块物料容易产生与设备壁间黏结而不适用。三、沸腾干燥的分类：1、按被干燥的物料分：粒状物料、膏状物料、悬浮液和溶液等具有流动性的物料2、按操作情况分：间歇式，连续式。3、按设备结构形式分：单层沸腾干燥和多层沸腾干燥设备。

振动流化床干燥设备：特点：1、运行平稳，维修方便，噪音低，寿命长2、流化态均匀3、可调性好，适应性强4对物料表面损伤小，可用于易碎物料的干燥5、采用全封闭式的结构，有效的防止了物料和空气间的交叉感染，操作环境清洁6、机械效率与热效率搞，节能效果好。

沸腾造粒干燥设备：一、原理：压缩空气通过喷嘴把液体雾化，同时喷入沸腾床进行干燥。二、操作易出现的三种现象：1、自我成粒2、涂布测成粒3、黏结成粒 三、优点：使葡萄糖溶液的蒸发、结晶合并为一个操作过程，不会剩下母液，简化了工艺操作，因而缩短了生产周期，节约了劳动力，缩小了占地面积。 缺点：a、反料比太大，设备生产能力较低b、需要空气量大c、需要增加辅助设备

喷雾干燥设备：概念：就是利用喷雾器将液态或浆状物料喷成雾状液滴，悬浮于热空气气流中进行脱水干燥的过程。一：喷雾的形式：1、压力式喷雾器2、气流式喷雾器3、离心喷雾器 二：特点：1、干燥速度快2、产品质量好3、营养损失少4、产品质量高5、工艺较简单6、生产率高 三、 缺点：1、占地面积大，投资较多 2、能耗大，热效率不高3、因废气中含湿量较高，为降低产品中的水分含量，需耗用较多的空气量，从而增加了鼓风机的电能消耗与粉尘回收装置的负担4、干燥室内壁易于黏附产品微粒，不宜于清洗5、将料液雾化成细小微粒，以及从废气中回收夹带的粉末产品所需要的机构较复杂。

离心喷雾干燥：原理：利用在水平方向作高速旋转的圆盘产生的离心力，将料液高速甩出成薄膜，细丝或液滴，并由于受空气的摩擦和撕裂作用而雾化。一、必须具备的特点：1、圆盘要加工精密，动平衡好，旋转时物振动2、旋转时产生的离心力必须大于物料的重力3、给料必须均匀且圆盘表面均被料液所润湿4、圆盘及沟槽必须平滑5、保证雾化均匀，圆盘速度应为60m/s以上，一般为90~120m/s。 二、离心喷雾器的结构：1、光滑口盘2、多叶板圆盘3、多喷管圆盘4、尼罗式离心

发酵结束后的发酵液具有的特性：

①发酵产物浓度低，发酵液大部分是水，处理体积大②微生物细胞的颗粒小，密度与夜相相差不大③细胞含水量大，可压缩性大，一经压缩就变形④液体流变特性复杂，黏度大，容易吸附在滤布上⑤产物性质不稳定，不耐热，对较强的酸碱的环境敏感，易于手空气氧化微生物污染以及酶分解等作用的影响

发酵液预处理的意义：

以上特性使得发酵液很难直接采用离心或过滤操作实现固液分离，对发酵液进行适当的预处理，改变其流体特性降低滤饼比阻或离心沉降特性 使发酵液相对纯化等 可提高固液分离效率和后续分离效率及收率

改变发酵液的过滤特性：

1降低发酵液黏度①加水稀释法②加热升温发③酶解法。2凝聚于絮凝①凝聚②絮凝③混凝。3调整发酵液的PH 4加入反应剂 5假如助滤剂

悬浮液沉降分离设备：

①间歇式沉降器（在间歇式沉降器内，悬浮液从沉降开始至终了一直是处于静置状态，悬浮液的进入和沉淀的排出是间歇进行的）②半连续式沉降器（在半连续式沉降器内，悬浮液连续地进入设备，在流动过程终不断地沉降分离，澄清液也连续不断的自沉降器中流出来，沉淀层则间歇的排除）③连续式沉降器（连续式沉降器的进料以及清液和沉降=淀物的卸出均为连续操作。最xx的连续式沉降器为多尔曾浓器）