加速期：经过迟滞期后，细胞开始大量繁殖，进入一个短暂的加速期并很快到达对数生长期。
对数生长期：微生物经过迟滞期的调整后，进入快速生长阶段，使细胞数目喝菌体质量的增长随培养时间成直线上升。
Monod方程：菌体生长比速与限制性基质浓度的关系方程。
减速期：微生物群体不会长时间保持指数生长，因为营养物质的缺乏，代谢产物的积累，从而导致生长速率下降，进入减速期。
稳定生长期：微生物在对数生长后期，随着基质的消耗，基质不能支持微生物的下一次细胞分裂。
衰亡期：随着基质的严重缺乏，代谢产物的更多积累，细胞的能量储备消耗完毕以及环境条件如温度，PH，无机离子浓度的恶劣变化，使细胞生长进入衰亡期
简单反应型：底物以恒定的化学计量转化为产物，没有中间产物的积累
并行反应型：底物以不定的化学计量转化为一种以上的产物，而且产物生成速率随底物浓度而变化，无中间产物的积累。
串联反应型：底物形成产物前积累一定程度的中间产物。
分段反应型：底物形成产物前全部转化为中间产物，再由中间产物转化为最终产物。
复合反应型：大多数发酵反应即底物转化产物的过程是一个复杂的联合反应。
得率：生成的菌体或产物与消耗的基质的关系。
最大生产率：指发酵时间按从对数生长期开始至发酵结束计算得出的生产率。
开放式连续培养与发酵：指在连续培养与发酵系统中，微生物细胞随发酵液一起从发酵容器中流出，细胞的流出速率与新细胞的生成速率相等。
封闭式连续培养与发酵：指在连续培养与发酵系统中，只允许发酵液从发酵容器中流出，而使微生物细胞保留在发酵容器中。
单级式连续培养与发酵：采用单个发酵容器进行的连续培养与发酵系统。
多级式连续培养与发酵：采用多个发酵容器串联起来进行的连续培养与发酵系统。
恒浊器：指通过光电池检测发酵容器中发酵液的浊度，使发酵容器中的微生物细胞浓度保持恒定，从而保证微生物以最大的生长速率生长。
恒化器：通过自动控制系统使发酵容器中限制性基质的浓度保持恒定，从而保持微生物恒定的生长速率。
循环式连续培养与发酵：由发酵容器流出的带有或不带有细胞的发酵液再返回发酵容器本身的连续培养与发酵系统。
非循环式连续培养与发酵：由发酵容器流出的带有或不带有细胞的发酵液不再返回发酵容器本身的连续培养与发酵系统。
微生物生长的竞争性抑制作用：指在微生物生长过程中，与限制性基质结构相似的抑制剂，它与限制性基质竞争性与微生物结合，微生物不能同时与竞争性抑制剂和限制性基质结合。
稀释率：表示单位时间新鲜培养基流入培养器的体积与培养器总体积之比。
调节稀释率：在开放式单级均匀混合非循环连续发酵系统中，通过人为调节新鲜培养液流入发酵器的速度。
基质的消耗速率=流入的基质速率--流出的基质速率--细胞生长基质消耗速率--菌体维持基质消耗速率--产物生成基质消耗速率
产物浓度的变化=产率—流出率
发酵罐：是培养微生物和动植物细胞发酵生产生物量或其代谢产物的容器。
搅拌器：在发酵罐中实现一系列混合，包括气液混合，分散空气，氧的传递，热量传递，固体微粒的悬浮和保持整个罐内环境条件的一致。
搅拌器可分为：圆盘涡轮式。嵌叶圆盘式，变倾角变叶宽开启涡轮式和螺旋桨式。
挡板的作用：改变液流的方向，由径向流改为轴向流，消除中心漩涡，促使液体激烈翻动，增加溶氧量。
空气分散装置的作用：吹入无菌空气，并使空气均匀分布。
轴封作用：对灌顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封，防止泄露和污染杂菌。
公称容积：发酵罐的圆柱部分和底封头容积之和。
气升式发酵罐：气体通过喷嘴从上导管底部进入，由于上导管和下导管内的流体密度不同，因而形成了料液循环的驱动力，驱动料液循环。
自吸式发酵罐：不需要空气压缩机，在搅拌过程中自动吸入空气的发酵罐。
半自吸式通风发酵罐：在自吸管上安装压力送风管，补充空气的不足。
贴壁生长：动物细胞比微生物细胞需要更多的营养，且大多数哺乳动物细胞需依附着在固体或半固体的表面才能生长。
旋转培养：反应器搅拌柔和，培养液可以连续地通过旋转的不锈钢或陶瓷过滤器从反应器中流出。
功率准数：液体受到外力与惯性力的比值。
雷诺系数：液体惯性力与粘滞力的比值。
彬汉塑性：当彬汉塑性流体的剪应力高于一个阀值后其剪切速率才与其剪应力成正比。
拟塑性流体：表现黏度随着剪切速率的增加而减小，许多多聚体溶液表现出了拟塑性。
凯松体流体：表现黏度如同拟塑性流体随着剪切速率的增加而降低。
液泛：由于空气流速和搅拌转速不匹配，流体的流动以空气流为主的现象。
不均匀型：在高的气速下，在发酵罐的底部产生的气泡不均匀，气泡聚合导致不同部位液体的密度不同，由于液体密度的不同而产生的循环流动。
比拟放大：增加发酵生产的规模，如从实验室规模到中试规模，或者从中试规模到生产规模。
比拟缩小：模拟工业生产条件进行实验室或中试试验。
溶解氧：发酵过程中，微生物只能利用溶解于液体的氧气。
临界氧浓度：满足微生物呼吸最低限度的溶解氧浓度。
泡沫：气体被分散在液体中的一种胶体体系，气液之间被一层液膜隔开。
机械消沫：一种物理消沫作用，依靠机械的强烈振动或压力的变化促使泡沫破裂。
反馈控制：最简单的控制回路。
比例控制：指控制器对测量组件对环境变化产生的输入信号的反应而产生的输出信号的变化是按比例的。
微分控制：一种输出能根据偏差的变化速度来动作的控制作用，输出的信号是偏差信号的比例及微分。
发酵工业用的主要原料：玉米 小麦 大麦 薯干 高粱
预处理：物料的除杂，筛选和粉碎
热处理：物料的糊化，糖化和灭菌
物料的粉碎：湿式粉碎 干式粉碎
湿式粉碎：将水和原料一起加入粉碎机中粉碎成粉浆。
气流输送：又称风力输送，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的一种输送方式。
吸嘴：真空气流输送系统的进料装置。
离心泵：使用范围最广的流体输送设备，既能输送低黏度的溶液，也能输送含悬浮物的溶液。
螺杆泵：一种旋转式容积泵，利用一根或数根螺杆与螺腔的相互口齿合使空间容积变化来输送液体。
混凝：同时包括絮凝和凝聚作用的过程。
离心沉降：微粒沿径向沉降，作用于沉降微粒的加速度为离心加速度，它沿径向发生变化，沉降的速度随着微粒所处置的半径增大而增大。
沉降器：用重力沉降实现分离的设备。
茶杯效应：依据茶杯效应的漩涡原理进行操作的。
鼓泡点试验法：把待测式的过滤介质覆盖在开有筛孔的空心圆盒顶盖上，再用同样开有筛孔的盖板夹持并紧固。
助滤剂：用于过滤的一种颗粒均匀，质地坚硬，不可压缩的辅助过滤介质。
传统过滤槽的主要构件：虑板 麦芽汁导管 过滤旋塞 鹅颈管和耕槽器。
离心沉降：借惯性离心力的作用使连续介质中的分散质产生沉降运动的分离。
离心过滤：滤液借惯性离心力作用迅速穿过滤饼及过滤介质而固体颗粒被截留的分离。
离心分离：离心沉降和离心过滤的统称。
离心澄清机：借离心沉降速度的不同将悬浮液中的液相和固相分开的离心机。
离心分离机：把轻重不同，互不溶解的两种液体分开的离心机。
碟片式分离机：一种高速沉降离心机，它利用转鼓内的一组锥形碟片和转鼓高速旋转所产生的强大离心力工作。
盐析：向蛋白质溶液中加入高浓度的中性盐，以破坏蛋白质的胶体性质，使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出的现象。
盐溶：中性盐浓度较低时，蛋白质的溶解度增加。
等电点：在特定的PH溶液中，当所带正电荷数等于负电荷数，即所带静电荷为零时，蛋白质在电场中不再移动，此时溶液的PH值。
吸附作用：物质从流体相浓缩到固体表面从而达到分离的过程
吸附物：被吸附的物质。
吸附剂：在表面上发生吸附作用的固体。
物理吸附：吸附剂与吸附物之间通过分子间引力产生的吸附。
解吸：在吸附的同时，吸附物分子由于热运动会离开吸附剂表面。
化学吸附：吸附剂和吸附物之间有电子转移，发生化学反应而产生的吸附。
离子交换分离技术：基于不溶性高分子化合物作为层析物质的一种分离方法。
阳离子交换树脂：活性离子带正电荷，则可以和溶液中的阳离子发生交换。
离子交换纤维素：以天然纤维素分子为母体，通过酯化，醚化等化学反应，引入可交换的离子基团，构成一种半合成的离子交换剂。
离子交换葡聚糖：葡聚糖经环氧丙烷交联后形成的具有多孔三维空间网状结构和离子交换功能基团的多糖衍生物。
树脂的有效粒径：以百分之九十粒子可以通过其相对应的筛孔直径。
真密度：树脂在干燥时的密度。
静态交换：将树脂与交换溶液混合置于一定的容器中搅拌进行。
动态交换：将树脂装柱，交换溶液以平流方式通过柱床进行交换。
洗脱：离子交换完成后将树脂所吸附的物质释放出来重新转入溶液的过程。
膜：指能将流体分隔成两部分，对流体中的物质可按大小不同进行分离的薄层物质。
浓差极化：指在膜分离过程中，由于水透过膜，因而在膜表面的溶质浓度增高，形成溶质的浓度梯度。
膜装置：由膜，固体膜的支撑体，间隔物已经收纳这些部件的容器构成的一个单元。
微滤：以静压差为推动力，利用膜的筛分作用进行物质分离的膜分离过程。
超滤：在静压差为推动力的作用下，原料液中大于膜孔的大粒子溶质被膜截留，小于膜孔的小溶质粒子通过滤膜，从而实现不同大小物质的分离，其分离机理一般认为是机械筛分原来，属于压力驱动型膜分离过程。
反渗透：以膜两侧静压差为推动力，克服溶剂的渗透压，通过反渗透膜的选择透过性使溶剂透过而离子物质被截留，从而实现对液体混合物进行分离的膜过程。
渗透现象：水从浓度低的溶液透过膜迁移到浓度高的溶液的现象。
提浓：将发酵成熟醪中的酒精提取出来并提高浓度至95%以上。
粗馏塔的作用：将发酵成熟醪中的酒精和所有的挥发性杂质蒸出，在正常操作情况下，要求酒槽中酒精的含量在0.04%以下。
精馏塔的作用：把粗馏塔的酒精蒸汽或液体蒸馏提取到产品要求的浓度，并分离杂质使产品质量达到要求的标准。
爬膜现象：环形流液体的上升是靠高速蒸汽流对液层的拖带而形成。
晶体：纯的，化学均一性的固体，同一晶体内各个不同部位的成分和结构是相同的。
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
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
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、实罐灭菌 实罐灭菌（即分批灭菌）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灭菌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灭菌，也叫间歇灭菌。
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） 指维持细胞最低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。
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灭菌，又再次染菌的批次数在内
20、回复突变 由突变型回到野生型的基因突变
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。
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。
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)：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
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
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
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
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
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
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
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
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，
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
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
bioreactor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：发酵工业生产规模越来越大，发酵罐容积
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
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
①为了避免使产物合成处在限制氧的条件下，需考察每一种发酵产物的临界氧浓度和最适氧浓度，并使发酵过程保持在最适氧浓度；
②菌体生长过程从培养液中溶氧浓度的变化可以反映菌体的生长生理状态；
③溶氧作为发酵异常的指标
15、影响氧传递速率的主要因素有哪些？（c:氧浓度 a：气液比表面积 Kl：氧传递系数）
答：根据氧传递速率方程OTR=Kla(C﹡-Cl)分析的
㈠影响推动力的因素
①温度T↑C﹡↓C﹡-Cl↓
②.溶质：无论电解质、非电解质还是混合溶液，C↑C﹡↓C﹡-Cl↓
③.溶剂：有机溶剂，C﹡↑C﹡-Cl↑，通过合理添加有机溶剂来降低水的极性从而增加C﹡
④.氧分压：氧分压↑C﹡↑C﹡-Cl↑，方法一：提高空气总压（增加罐压），方法二：保持空气总压不变，提高氧分压。
㈡影响a的因素
①.搅拌对a的影响：可使气泡在液体中产复杂的运动，延长停留时间，增大气体的截流率；搅拌的剪切作用使气泡粉碎，减少气泡、的直径。
②表面张力：阻止气泡的变化和粉碎，使a↓
③通气量：增大通气量可增加空气的截流率，使a↑但当增大到一定程度，若不改变搅拌速度，会降低搅拌功率，甚至发生空气“过载”现象，导致气泡的凝聚形成大气泡。
㈢.影响Kla的因素
①.设备参数：发酵罐的形状结构、搅拌器、挡板、空气分布器等
②.操作条件：通气表观线速度Ws、搅拌转速N、搅拌功率Pw、发酵体积V、液柱高度HL
③.发酵液性质：发酵液的密度ρ、粘度η、界面张力σ、扩散系数DL
16、生物氧化的形式过程和能量
生物氧化的形式包括某物质与氧结合、脱氢或失去电子三种；
生物氧化的过程可分脱氢（电子）、递氢（电子）和受氢（电子）三个阶段；
生物氧化的功能是产能（ATP）、产还原力【H】和产小分子中间代谢产物三种。
18、葡萄糖效应解释二次生长现象
在葡萄糖存在时，微生物优先选择葡萄糖供应能量。葡萄糖的产物能降低CAMP浓度，阻碍CAMP与CAP结合，而使RNA聚合酶不能结合，抑制乳糖操纵子的转录，是微生物只能利用葡萄糖，及第一次生长。当葡萄糖消耗空时，解除了葡萄糖对乳糖的抑制作用，同时CAMP与CAP结合，使RNA聚合酶与结构基因上微点结合，激活转录，是机体能够利用乳糖。即第二次生长。
20、代谢的人工控制方法
在发酵工业中，为了大量积累人们所需要的代谢产物，必须人为地打破微生物细胞内自动调节结构，是代谢朝人们所希望的方向进行，这就是所谓的带鞋带人工控制。采用遗传学和生物化学方法实现。
㈠ 遗传学方法：通过改变生物遗传物质从根本上改变微生物原有的代谢控制机制。
1、应用特定的营养缺陷性突变株 2、抗反馈调节的突变株
㈡生物化学法
①添加前体绕过反馈控制点②添加诱导剂③发酵和分离过程耦合④控制细胞膜的通透性⑤控制发酵的培养基成分
21、初级代谢和次级代谢的调节方式有哪些？
初级代谢的调节方式
①产能代谢调节：能荷调节②核蛋白体合成的调节③氨基酸、核苷酸合成代谢的调节
次级代谢的调节方式
① 级代谢对初级代谢的调节 ②碳代谢物的调节 ③氮代谢物的调节④盐酸盐的调节作用 ⑤次级代谢中的诱导作用及产物的反馈作用⑥次级代谢中的细胞膜透性调节
22、提高初级代谢产物和次级代谢产物产量的方法有哪些？
答：提高初级代谢产物方法：1.使用诱导物2.除去诱导物——选育组成性产生菌3.降低分解代谢产物浓度，减少阻遏的发生4.解除分解代谢阻遏——筛选抗分解代谢阻遏突变株5.解除反馈抑制——筛选抗反馈抑制突变株6.防止回复突变的产生和筛选负变菌株的回复突变株7.改变细胞膜的通透性8.筛选抗生素抗性突变株9.选育条件抗性突变株10.调节生长速率11.加入酶的竞争性抑制剂。
提高次级代谢产物的方法：1.补加前体类似物2.加入诱导物3.防止碳分解代谢阻遏或抑制的发生4.防止氮代谢阻遏的发生5.筛选耐前体或前体类似物的突变株6.选育抗抗生素突变株7.筛选营养缺陷型的回复突变株8.抗毒性突变株的选育
23、 糖酵解的特点及其调节机制
特点为：①糖酵解途径是单糖分解的一条重要途径，它存在于各种细胞中，他是葡萄糖有氧、无氧分解的共同途径；②糖酵解途径的每一步都是由酶催化的，其关键酶有己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶；③当以其他糖类作为碳源和能源时，先通过少数几部反应转化为糖酵解途径的中间代谢产物，这是从葡萄糖合成细胞组成成分的标准反应序列同样有效。
调节机制：为糖的调节主要是能荷的控制，就是受细胞内能量水平的控制。在生物体内ATP和ADP是有一定比例的。由于细胞内维持一定的能荷，对糖酵解进行由此的调节。当体系中ATP含量高时，ATP抑制磷酸果糖激酶的抑制作用被解除，同时ADP、AMP激活己糖激酶和磷酸果糖激酶，使1，6-二磷酸果糖、3-磷酸甘油醛的浓度增加，他们都是丙酮酸激酶的激活剂，使糖酵解加快
24、甘油发酵的机制，如何使甘油大量积累
答：酵母菌在无氧条件下所生成的乙醇是有乙醛获得了氢。如果条件改变，使乙醛这个中间产物不存在，那么酵母菌就不会产生乙醇。这样就能使乙醛不能作为氢受体，而迫使磷酸二羟基丙酮作为氢受体，在α-磷酸甘油，α磷酸甘油水解便生成α甘油。积累方法：加入某种抑制剂，亚硫酸盐法；改变发酵条件，减法
25、比较同型乳酸和异型乳酸发酵的异同
答：相同点是产物都是乳酸，都有ATP生成，都是无氧反应；不同点是同型乳酸产物只有乳酸，而异型乳酸产物出乳酸外还有乙醇和CO2，两者的发酵菌种不同，发酵机制不同，发酵途径不同，EMP途径中丙酮酸作为氢受体，被还原为乳酸，异型乳酸有两个HMP途径和双歧途径
26、说明甲烷发酵机理和其三个阶段
答：机理：厌氧菌的糖类、脂肪、蛋白质等复杂有机物分解成甲烷和CO2。三个阶段 第一阶段是有机聚合物水解生成单体化合物，进而分解成各种脂肪酸、CO2和氢气；第二个阶段是各种脂肪酸进行反分解生成乙酸、CO2和氢气；第三个阶段是由乙酸和CO2、氢气反应生成甲烷
27、说明柠檬酸发酵的生物合成途径及其代谢调节积累机制
答：葡萄糖经EMP途径生成丙酮酸，丙酮酸在有氧的条件下，一方面氧化脱羧生成coA，另一方面丙酮酸羧化生成草酰乙酸，草酰乙酸与乙酰coA在柠檬酸合酶的作用下所合成柠檬酸。代谢调节积累机制：①由于锰缺乏抑制了蛋白质的合成，而导致细胞内NH+浓度升高和一条呼吸活性强的侧系呼吸链不产生ATP，这两方面分别接触了对磷酸果糖激酶的代谢调节，促进了EMP途径畅通；②有组成性的丙酮酸羧化酶源源不断提供草酰乙酸；③在控制Fe2+含量的情况下，顺乌头酸酶活性低从而使柠檬酸积累；④丙酮酸氧化脱羧生成乙酰coA和CO2固定两个反应平衡，以及柠檬酸合酶不被调节，增强了合成柠檬酸的能力；⑤柠檬酸积累增多，PH降低，在低PH时顺乌头酸酶和异柠檬酸脱氢酶失活，从而近一步促进了柠檬酸自身的积累
28、介绍氨基酸的分类、细胞内氨基酸合成的特点及其大量积累的方法
答：谷氨酸族、天门冬氨酸族、丙酮酸族、芳香族、核糖族。特点：发酵所产生的产物-氨基酸，都是微生物的中间代谢产物，它的积累建立于微生物的正常代谢抑制，氨基酸发酵的关键是取决于其控制机制是否能够被解除，是否能打破微生物的正常代谢调节，认为的控制微生物的代谢。
积累方法：①控制发酵的环境条件②控制细胞渗透性③控制旁路代谢④降低反馈作用物的浓度⑤消除终产物的反馈抑制与阻遏作用⑥促进ATP的积累，以利于氨基酸的生物合成
29、分批发酵、补料分批发酵、连续发酵的操作形式以及优缺点。
答：分批培养在发酵开始是将微生物接种如一灭菌的新鲜培养基中，在适宜的调教下培养，在整个培养过程中，除了氧气的供给、发酵为其的排出、消泡剂的添加和控制PH需要加入碱或酸外，整个培养系统与外界没有其他物质交换。优点是可进行少量多品种的发酵生产；发生染菌易终止操作，当条件发生变化或需要新产品是，以改变处理对策；对原料要求较粗放。缺点是培养基易积累有毒代谢物；菌体浓度不易维持；已出现阻遏效应。
补料分批发酵 在分批培养的过程中，去除一定体积的培养液并间歇或连续的不加新鲜培养基。优点是发酵系统中维持很低的机制浓度，可以出去快速利用探源的阻遏效应，并维持适当的菌体浓度，使不致加剧供氧矛盾；避免培养基积累有毒的代谢物。不需要严格的无菌条件。不会产生菌种的老化和变异。
连续发酵是在微生物培养到对数生长期是在发酵罐中一方面以一定速度连续不断的加入新鲜的培养基，另一方面又以同样速度连续不断的将发酵液排出，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、溶解氧等都保持一定，噬菌体维持在恒定生长速率下次生长和发酵。优点是提供了可减少分批发酵中的清洗、装料、消毒、接种、放罐等操作时间，提高了生产效率；中间即最终产物的生产稳定产物质量比较稳定；可作为分析微生物的生理、生态及反应机制的有效手段；设备投资少，便于自动化。缺点是长时间培养菌种易变异，发酵过程易染菌。加入的培养基与原来的培养基不易完全混合，影响培养基和营养物质的利用；必须和整个作业的其他工序一致；产率和产物浓度比分批法稍低。
30、设计发硬气设计要遵循的原则有哪些？设计目标有哪些？
答：原则①生物反应器应具有适宜的径高比。满足不同生物体生长代谢的溶氧和厌氧需求②应承受一定的压力
② 搅拌通风装置的反应器能使气液固三相充分混合，满足物料必须的溶氧需求
③ 应器应有恰当的冷却装置和冷却面积，满足生物体生长代谢过程中的温度要求。
④ 应器尽量减少死角，消除藏垢积污场所保证灭菌彻底。
⑥尽量减少法兰连接，防止因设备震动和热膨胀，引起法兰连接处以为，造成污染。
⑦保证灭菌工作的顺利进行，培养系统中已灭菌部分与未灭菌部分之间不能直接联通；某些部分应能单独灭菌，获取高质量、低成本产品。
31、发酵过程工艺参数控制（如温度、PH值、溶解氧及旗袍等）对发酵的影响及控制策略？
（1）温度对发酵的影响及其控制
①对发酵的影响。影响各种酶反应的速率，改变菌体代谢产物的合成方向，影响微生物的代谢调控机制，影响发酵液的理化性质，进而影响发酵的动力学特征和产物的生物合成。②如何控制。工业生产上所用的大发酵罐在发酵过程中一般不需要加热。
（2）PH对发酵的影响及其控制：
①影响：1、PH对微生物的生长繁殖和发酵产物合成的影响：a.影响酶的活性；b.影响微生物细胞膜所带的电荷状态，改变细胞膜的通透性，影响微生物对营养物质的吸收和代谢产物的排泄；c.影响培养基中某些组分的解离，进而影响微生物对这些组分的吸收d.PH不同往往引起菌体代谢工程的不同，使代谢产物的质量和比例发生改变，影响产物的稳定性。2、PH影响菌体对基质的利用速度和细胞的结构，影响菌体的生长和产物的合成。3、影响产物的稳定性
②如何控制：控制PH在合适的范围应首先从基础培养基的配方考虑，然后通过加酸碱或中间补料来控制。通常有一下几种方法：a)配置合适的培养基，调节培养基初始PH至合适范围并使其有很好的缓冲能力。b)培养过程中加入非营养基质的酸碱调节剂，如碳酸钙等来防止PH过度下降c)将PH控制与代谢调节结合起来，通过补料来控制PH。
（3）溶解氧对发酵的影响及其控制：影响因素及控制方法：发酵液中溶氧值的任何变化都是氧的供需不平衡的结果，故控制溶氧水平可从氧的供需着手。其中，a)供氧方面OTR=KLa（C*—CL），具体方法：在通入空气中掺入纯氧，使氧分压增高，提高罐压，改变通气速率；提高设备供氧能力，改善搅拌、改变搅拌器直径及转速、改变挡板的数目和位置。b）需氧方面，微生物在发酵过程中的耗氧速率r=QO2×XC。在氧浓度处在暂时的稳定状态时则需供氧=需氧，此外养料的丰富程度影响菌的生长，温度也会影响。
（4）泡沫对发酵的影响和控制 影响：不仅会干扰通气与搅拌的进行，有碍微生物的代谢，严重的导致大量跑料，造成浪费，甚至引起杂菌感染，直接影响发酵的正常进行。
方法：化学消跑法和机械消泡法
32、发酵工业杂菌污染的危害及防止策略。
污染的危害：①由于杂菌污染，使发酵培养基因杂菌的消耗而损失，造成生产能力的下降，②杂菌合成一些新的代谢产物，造成产物收率降低或者产品质量下降③杂菌代谢会改变原反应体系的pH，使发酵发生异常变化；④杂菌分解常务，使生产失败；⑤细菌发生噬菌体污染，微生物细胞被裂解，导致整个发酵失败。
防治策略：1、种子带菌及防治a培养基及其器具彻底灭菌；b）避免菌种在移接过程中收到污染；c）避免菌种在培养过程中或爆仓过程中收到杂菌污染。2、过滤空气带菌及其防止。可通过完善空气净化系统方面入手，主要有以下几个方面：a）正确选择采气口或安装前置粗过滤器；b）设计合理的空气预处理流程；c）设计和安装合理的空气过滤器。3、设备的渗漏或“死角”造成的染菌及其防止。a）设备的渗漏，采用优质的材料并定期进行检查。b）设备的“死角”，“发酵罐”的死角：加强清洗并定期产出唔够，或设计一路小径蒸汽管道通达进行专门的灭菌处理，或安装边阀使管口处灭菌彻底；其他的“死角”:：采用单独的排气、排水和排污管：活配置单独的灭菌系统，或法兰的加工、焊接和安装要符合灭菌要求，尽可能减少法兰连接。4、培养基霉菌不彻底导致染菌及其防治。a）原料形状的影响，稀薄的培养基比较容易灭菌彻底，而固形培养物含有较多的原料采用实罐灭菌较好；b）灭菌时温度与压力不对应造成染菌，在实罐灭菌时应打开所有液面下得进气阀和液面上得排气阀及有关的连接管的边阀、压力变的接管边阀等使整齐通过从而彻底灭菌；c）灭菌过程中产生的泡沫造成染菌，添加消泡剂防止泡沫升顶；d）连续灭菌维持时间不够或压力波动大而造成染菌，应避免蒸汽压力的波动过大确保灭菌温度满足灭菌要求；e）灭菌后期的罐压骤变造成染菌，在发酵罐冷却前先通入无菌空气维持管内一定的正压再进行冷却5、操作不当造成染菌。操作一定要严格规范，防止操作失误引起染菌。6、噬菌体染菌及其防治。以净化环境为中心的综合防治。
1，发酵及发酵工程的定义
狭义：在生物化学或生理学上发酵是指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式，或者更严格地说，发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出二氧化碳。同时获得能量，丙酮酸被还原为乳酸而获得能量等等。
广义：工业上所称的发酵是泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程，它包括厌氧培养的生产过程，如酒精、丙酮丁醇、乳酸等，以及通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等的生产。产品即有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等。
发酵工程：应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。
2，发酵工程的特点
发酵和其他化学工业的最大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〉，发酵所用的原料简单粗放。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。基于这一特性，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一的代谢产物。
4〉，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消毒处理和空气过滤外，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。
5〉，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。
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，并可以取得显著的经济效益。
3，发酵的分类
1，按发酵原料来区分 糖类物质发酵 石油发酵 废水发酵
2，按发酵形式来区分 固态发酵 深层液体发酵
3，按发酵产物区分 氨基酸发酵 有机酸发酵 抗生素发酵 酒精发酵 维生素发酵 酶制剂发酵
4，按发酵工艺流程区分 分批发酵 连续发酵 流加发酵
5，按发酵过程中对氧的不同需求来分 厌氧发酵 通风发酵
4，发酵产品的类型：菌体 、微生物的酶、 微生物代谢产物
6，发酵过程的组成
繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份确定；培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌； 培养出有活性、适量的纯种，接种入生产容器中；微生物在最适合于产物生长的条件下，在发酵罐中生长；产物提取和精制；过程中排出的废弃物的处理。
7，发酵生产成立的条件
某种适宜的微生物；保证或控制微生物进行代谢的各种条件（培养基组成，温度，溶氧pH等）；进行微生物发酵的设备；提取菌体或代谢产物，精制成产品的方法和设备
1， 微生物代谢调节和微生物代谢调控的概念
代谢调节(regulation of metablism）微生物的代谢速度和方向按照微生物的需要而改变的一种作用。
微生物代谢的控制是指运用人为的方法对微生物的代谢调节进行遗传改造和条件的控制，以期按照人们的愿望，生产有用的微生物制品。
3，微生物代谢调节方式：细胞透性的调节；代谢途径区域化；代谢流向的调控；代谢速度的调控
7， 有分支代谢途径的调节方式有哪些
顺序反馈抑制（sequential feedback inhibition）
同工酶的反馈抑制（isoenzyme feedback inhibition）
协同反馈抑制（concerted feedback inhibition）
累积反馈抑制（cumulative feedback inhibition）
超相加反馈抑制（cooperative feedback inhibition）
12，高浓度细胞培养的目的、原理、优点、方法及存在的问题
目的：微生物液体发酵大都采用分批培养，这种培养方式的缺点是：发酵液中最终细胞浓度不高。如果通过改进工艺技术，使发酵液中微生物细胞增殖到很高的浓度，那么，高浓度的细胞将会产生高浓度的发酵产物，这样就可以大大提高发酵设备的利用率，降低生产成本。基于这种目的，人们开始研究微生物高细胞浓度的培养技术。采用高细胞浓度培养技术，发酵液中菌体浓度比分批式培养可高10倍以上。
原理：采用一定的工艺技术，保证微生物生长的适宜条件，延长微生物的指数增殖过程，从而得到高浓度的细胞。无菌培养基以一定速度连续补入发酵液，同时采用离心。膜过滤等方法，回收排出液中的细胞，使之重新进入发酵液中，这样微生物就可以在发酵液中高浓度地积累。高浓度的细胞产生大量的发酵产物，这些产物随排出液排出进入提取过程，同时对细胞生长起抑制作用的代谢产物也被排出
优点：可大大提高发酵设备的利用率 节省能源
方法：流加培养 高细胞浓度连续培养 菌体循环利用等
问题：培养基流加控制与其他条件控制 菌体分离装置的效能 菌种退化
2， 次级代谢产物的分类
1〉，根据产物合成途径区分类型：与糖代谢有关的类型、与脂肪酸代谢有关的类型、与萜烯和甾体化合物有关的类型、与TCA环有关的类型、与氨基酸代谢有关的类型
2〉，根据产物的作用区分类型：抗生素、激素、生物碱、毒素、维生素
3， 次级代谢产物的生物合成模式： 营养物质经初级代谢形成前体，然后经聚合、结构修饰、装配成为次级代谢产物。
4， 在微生物的氢代谢过程中，关键的酶氢化酶、颗粒状氢化酶、可溶性氢化酶
5， 氢效应的概念及产生的原因
当氢细菌以无机化能营养方式生长时，H2的存在能阻抑菌体对有机物(如对果糖)的利用，这种现象称为氢效应。
原因： 果糖的利用是通过ED途径进行的。当有氢存在时，分子氢使ED途径中酶合成的诱导受到抑制，因而不能利用ED途径分解有机物，包括果糖。
果糖经ED途径分解的关键是进行脱氢氧化。在氢细菌体内NAD(P)+是有限的，当有O2和H2时，氢化酶催化生成NAD(P)H，菌体内NAD(P)+减少。由于果糖分解脱下的氢不能交给NAD(P)+(因消耗于环境中氢的还原)故在这种情况下不能利用果糖等有机物。其实质是氢细菌中的氢化酶与ED途径的关键酶，脱氢酶争夺体内有限的NAD(P)+，而使生长停止。
6，二氧化碳固定的概念：将空气中的CO2同化成细胞物质的过程称为CO2固定作用。CO2的固定方式有自养型和异养型两种。
3，为何要进行原料预处理及原料预处理的方法
1〉，发酵工厂在进行生产前，必须先将原料中混杂的小铁钉、杂草、泥快和石头等杂质除去，保证后续工序生产的正常和顺利进行。
2〉，为保证后续工序生产的正常和顺利进行，还需对原料进行适当加工。
3〉，为保证生产环境的清洁，必须采用适当的输送方式将原料从仓库运送至配料罐或反应器。
方法：1，原料除杂：筛选 风选 磁力除铁 2，原料的粉碎 3，原料的输送
10，气流输送中常用除尘装置有离心式除尘器 袋滤器 湿式除尘器
11，淀粉原料水-热处理的定义及目的
（1）水-热处理的概念
将淀粉质原料与水一起，在高温高压或低温低压的条件下进行处理的过程。
（2）水-热处理的目的
淀粉原料经过水热处理，使淀粉从细胞中游离出来，并转化为溶解状态，以便淀粉酶系统进行糖化作用，这就是原料水-热处理的主要目的。
13，在淀粉的水-热处理过程中有哪些反应（变化）是我们所不希望的
①己糖的变化（葡萄糖和果糖）:部分的 5-羟甲基糖醛缩合生成黄棕色色素。② 戊糖的变化:蒸煮过程中戊糖和己糖一样脱水生产糠醛③ 焦糖化④美拉德反应
15，酶法液化的工艺有哪几种及各自的优缺点
间歇（升温）液化法 ：此方法简便，但效果较差，能耗大，原料利用率低，过滤性能差
半连续（高温、喷淋）液化法：优点：设备和操作简单，效果比间歇液化好。缺点：不安全，蒸汽耗量大，温度无法达到最佳温度，液化效果差，糖液过滤性能也差。
连续（喷射）液化法：优点：设备小，便于连续操作，原料利用率高，转化率高，蛋白质凝聚好。但要求一定压力的蒸汽，进出料的速度要稳定。
16，淀粉液化效果的标准
液化要均匀
蛋白絮凝效果好
液化彻底（60℃时液化液要稳定，不出现老化现象，不含不溶性淀粉颗粒，液化液透明、清亮）
17，淀粉糖化的定义和目的
糖化：以无机酸或酶为催化剂，在一定温度下使淀粉水解，将淀粉全部或部分转化为葡萄糖等可发酵性糖的过程。糖化的目的：将淀粉转化为可发酵性糖。
18，淀粉糖化的理论收率、实际收率和淀粉转化率的定义及计算
• 理论收率（111.11%)
（C6H10O5)n + H2O nC6H12O6
162 18 180
• 实际收率（105%~108%）
• 淀粉转化率
19，DE值的定义
DE值：糖化液中还原糖含量（以葡萄糖计）占干物质的百分率，用以表示淀粉糖的糖组成。
还原糖用斐林法或碘量法测定，干物质用阿贝折光仪测定。
21，糖蜜原料的来源、特点及常用的处理方法
1〉来源：甘蔗糖厂的副产物；甜菜糖厂的副产物
2〉特点：糖蜜中干物质的浓度很大，约在80-90 Bx，含糖分50％以上；含5％-12％的胶体物质，含灰分l0％-l 2％糖蜜中一般含有大量杂菌，主要为产酸细菌；重金属离子， 主要是钙，铅等离子，对微生物会有抑制；糖蜜中除了糖之外，还含有含N化合物，氨基酸，维生素。
处理方法：1，加酸通风沉淀法2，加热加酸沉淀法3，添加絮凝剂澄清处理法
1， 何谓培养基的灭菌，它和消毒有和区别
灭菌：是指从培养基中杀灭有生活能力的细菌营养体及其孢子，或从中将其除去。工业规模的液体培养基灭菌，杀灭杂菌比除去杂菌更为常用。区别：灭菌：用物理或化学方法杀死或除去环境中所有微生物，包括营养细胞、细菌芽孢和孢子；消毒：用物理或化学方法杀死物料、容器、器皿内外的病源微生物。
5， 从工程角度看，设计一个培养基的湿热灭菌过程首先要解决的问题是将培养基中的杂菌总数N0杀灭到可以接受的总数N（10-3），需要多高的温度、多长的时间为合理。
6， 根据微生物的热死灭动力学方程和温度对微生物热死灭常熟（K）的影响，论述为什么采用高温短时间灭菌既有利于杀灭微生物又有利于减少营养物质的破坏
7， 间歇灭菌的成功的要素及注意事项
内部结构合理(主要是无死角)，焊缝及轴封装置可靠，蛇管无穿孔现象；压力稳定的蒸汽；合理的操作方法。应注意的问题：温度和压力的关系；泡沫问题；投料过程中，麸皮和豆饼粉等固形物在罐壁上残留的问题；灭菌结束后应立即引入无菌空气保压
8， 常用的连续灭菌工艺有哪几种
套管式连消塔；喷嘴式连消塔；连消器 维持罐 喷射加热器 薄板换热器
10，影响灭菌的因素
培养基成分 培养基的物理状态 培养基中微生物数量 培养基中氢离子浓度
微生物细胞中水分 微生物细胞菌龄 空气排除情况 搅拌 泡沫
1， 何谓无菌空气，发酵工业对空气无菌程度的要求
发酵工业应用的“无菌空气”是指通过除菌处理使空气中含菌量降低在一个极低的百分数，从而能控制发酵污染至极小机会。此种空气称为“无菌空气”。 各种不同的发酵过程，对空气无菌程度的要求也不同。影响因素是比较复杂的，需要根据具体情况而订出具体的工艺要求。一般按染菌机率为10-3。来计算，即1000次发酵周期所用的无菌空气只允许1~2次染菌。
2， 空气含菌量的测定方法
培养法：微生物学中已介绍过
光学法 ：用粒子计数器通过微粒对光线的散射作用来测量粒子的大小和含量。
4， 介质过滤除菌的定义，机理；过滤介质的类型
定义：利用有孔介质从气体中除去微生物
机理：直接拦截：流体中的基本过滤机制，本质是一种筛分效应，机械拦截颗粒。惯性撞击:尺寸小于滤材孔径的颗粒的辅助拦截方式,流体携带的颗粒由于质量和线速度而具有直线运动的惯性,颗粒离开流体主流而撞击到滤材上。扩散拦截：气体分子 (作随机运动) 碰撞小颗粒或雾滴，布朗运动(Brownian motion)碰撞的结果，增加了颗粒碰撞过滤介质的机会，仅在气体中有效。
过滤介质的类型：表面过滤介质 深度过滤介质
1，种子的扩大培养的定义。
是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而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。
2， 种子的制备可分为实验室种子制备阶段 、生产车间种子制备阶段
4，种子罐级数：是指制备种子需逐级扩大培养的次数，取决于： 菌种生长特性、孢子发芽及菌体繁殖速度；所采用发酵罐的容积
5，种龄是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。通常种龄是以处于生命力极旺盛的对数生长期，菌体量还未达到最大值时的培养时间较为合适。时间太长，菌种趋于老化，生产能力下降，菌体自溶；种龄太短，造成发酵前期生长缓慢。
7，菌种保藏的原理。
菌种保藏主要是根据菌种的生理生化特点人工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。一般可通过保持培养基营养成分在最低水平缺氧状态，干燥和低温，使菌种处于“体眠”状态，抑制其繁殖能力。
1，发酵过程即细胞的生物反应过程，是指由生长繁殖的细胞所引起的生物反应过程。它不仅包括了以往“发酵”的全部领域，而且还包括固定化细胞的反应过程、生物法废水处理过程和细菌采矿等过程。
2，为何要研究发酵过程
微生物发酵的生产水平不仅取决于生产菌种本身的性能，而且要赋以合适的环境条件才能使它的生产能力充分表达出来。为此我们必须通过各种研究方法了解有关生产菌种对环境条件的要求，如培养基、培养温度、pH、氧的需求等，并深入地了解生产菌在合成产物过程中的代谢调控机制以及可能的代谢途径，为设计合理的生产工艺提供理论基础。同时，为了掌握菌种在发酵过程中的代谢变化规律，可以通过各种监测手段如取样测定随时间变化的菌体浓度，糖、氮消耗及产物浓度，以及采用传感器测定发酵罐中的培养温度pH、溶解氧等参数的情况，并予以有效地控制，使生产菌种处于产物合成的优化环境之中。
3，发酵过程的主要控制参数主要分为物理、化学和生物三类
4，发酵过程中目前较常测定的参数有温度、罐压、空气流量、搅拌转速、pH、溶氧、基质浓度、菌体浓度(干重、离心压缩细胞体积%)等。
5， 发酵过程中参数测定的方法有在线测定，取样测定（离线测定）
6， 简述发酵过程的代谢变化规律。为什么要了解这一规律。
1）代谢变化就是反映发酵过程中菌体的生长，发酵参数（培养基，培养条件等）和产物形成速率三者间的关系。2）了解生产菌种在具有合适的培养基、pH、温度和通气搅拌等环境条件下对基质的利用、细胞的生长以及产物合成的代谢变化，有利于人们对生产的控制。
9，代谢变化、代谢曲线
代谢变化就是反映发酵过程中菌体的生长，发酵参数（培养基，培养条件等）和产物形成速率三者间的关系。把它们随时间变化的过程绘制成图，就成为所说的代谢曲线。
10， 温度对发酵过程影响各种酶的反应速率和蛋白质性质，影响发酵液的物理性质，影响生物合成的方向。
11，pH值对发酵过程有何影响？
(1)pH影响酶的活性，当pH抑制菌体中某些酶的活性时，使菌体的新陈代谢受阻；
(2)pH影响微生物细胞膜所带电荷的状态，从而改变细胞膜的渗透性，影响微生物对营养物质的吸收及代谢产物的排泄，因此影响代谢的正常进行；
(3)pH影响培养基某些组分和中间代谢产物的离解；从而影响微生物对这些物质的利用；
(4)pH不同，往往引起菌体代谢过程的不同，使代谢产物的质量和比例发生改变
12， 简述发酵过程中引起pH下降和上升的因素
引起pH下降的因素：碳源过量，消泡油添加过量，生理酸性物质的存在。
引起pH上升的因素：氮源过多；生理碱性物质的存在；中间补料，碱性物质添加过多
19， 发酵过程中补料控制的目的，所补的物料包括哪些类型，补料的原则及控制策略
目的：解除基质过浓的抑制；解除产物的反馈抑制；解除葡萄糖分解代谢阻遏效应
类型：补充微生物能源和碳源的需要；补充菌体所需要的氮源；补充微量元素或无机盐。
原则：1，控制微生物的中间代谢，使之向着有利于产物积累的方向发展。2，为实现这一目标，在中间补料控制时，必须选择恰当的反馈控制参数和补料速率。 控制策略：大多数补料分批发酵均补加生长限制性基质以经验数据或预测数据控制流加；以pH、尾气、溶氧、产物浓度等参数间接控制流加；以物料平衡方程，通过传感器在线测定的一些参数计算限制性基质的浓度，间接控制流加；
用传感器直接测定限制性基质的浓度，直接控制流加。
21，请叙述发酵过程中溶解氧的一般变化规律。
发酵前期：由于微生物大量繁殖，需氧量不断大幅度增加，此时需氧超过供氧，溶氧明显下降
发酵中后期：溶氧浓度明显地受工艺控制手段的影响，如补料的数量、时机和方式等
发酵后期：由于菌体衰老，呼吸减弱，溶氧浓度也会逐步上升，一旦菌体自溶，溶氧会明显地上升
22，二氧化碳对发酵的影响及其机理，发酵过程如何控制二氧化碳
CO2是微生物的代谢产物，同时也是某些合成代谢的基质。它是细胞代谢的重要指标。在发酵过程中， CO2有可能对发酵有促进作用，也有可能有抑制作用。
CO2对菌体具有抑制作用，当排气中CO2的浓度高于4%时，微生物的糖代谢和呼吸速率下降
对发酵影响：对发酵促进。如牛链球菌发酵生产多糖，最重要的发酵条件是提供的空气中要含5%的CO2。对发酵抑制如对肌苷、异亮氨酸、组氨酸、抗生素等发酵的抑制；影响发酵液的酸碱平衡
23，发酵过程的基本自控系统包括前馈控制 ， 后（反）馈控制，自适应控制
24，发酵动力学的定义，研究发酵动力学的目的。
发酵动力学：研究各种发酵过程变量在活细胞的作用下变化的规律，以及各种发酵条件对这些变量变化速度的影响，并以数学，工程学的原理，定量描述。
目的：通过动力学研究，优化发酵的工艺条件及调控方式；（研究各种物理，化学因素的影响，为调控提供依据）建立反应过程的动力学模型来模拟最适当的工艺流程和工艺参数，预测反应的趋势；
控制发酵过程，甚至用计算机来进行控制。
25，研究发酵动力学方法有哪两种？
宏观处理法：结构动力学模型（通过研究微观反应机制建立）；非结构动力学模型（不考虑微观反应机制，只考虑宏观变量之间的关系）；质量平衡法（根据质量守恒定律）：物质在系统中的积累速度=物质进入系统速度+物质在系统中生成的速度-物质在系统中排除的速度-物质在系统中消耗的速度
26，简述Monod方程与米氏方程的区别与联系。根据实验结果计算Monod方程的参数
Monod方程是对实验现象的总结，是经验方程（empirical model）
米氏方程是根据酶反应极力推导得出，是机理方程（mechanistic model ）
Monod方程与米氏方程的相似性。
27，恒化器和恒浊器的定义。
恒化器：以某种必需营养作为生长限制基质，通过控制流加速率造成适应这种条件的细胞生长密度和生长速率，培养液中限制性底物浓度保持恒定。
恒浊器：通过控制生长限制性基质的流量维持恒定的菌体密度。
28，在连续培养过程中，其实际结果为何会和理论推导的结果发生偏差
限制性基质为碳源时，部分消耗的碳源作为能量供生命活动，X偏低；N，S为限制性基质，D较小时会积累多糖，脂肪等，X偏高；Mg, P,K为限制性基质时，同上，但细胞内这些物质下降，YX/S增大，细胞浓度偏高；复合培养基时，情况复杂，随着μ变化，限制性基质会改变，X下降。
29，宏观产率系数
宏观产率系数(或称得率系数)Yi/j是化学计量学中一种非常重要的参数，常用于对碳源等底物形成菌体或产物的潜力进行评价，其中i表示菌体或产物，j表示底物
例如，菌体对底物的产率系数可表示为：
30，理论代谢产物产率的计算
假设发酵过程中完全没有菌体生成，则YP/S可达理论最高值，称为理论代谢产物产率
32，研究连续培养动力学： 确定最佳培养条件；富集，选育特殊形状菌种；建立选择性的培养环境；生长速率不同的菌种在连续培养中的“去”“留”。
1、酒精发酵设备的基本要求
答：1）满足酒精发酵的工艺要求 即满足酒精酵母生长和代谢的必要工艺条件及能将发酵产生的热量及时移走 2）有利于发酵液的排出，设备的清洗、维修以及设备制造安装方便等问题。
2、酒精发酵罐的冷却装置有哪三种形式？
1）中小型发酵罐：多采用罐顶喷水淋于罐外壁表面进行膜状冷却；
2）大型发酵罐：由于罐外壁冷却面积不能满足冷却要求，所以，罐内装有冷却蛇管或罐内蛇管和罐外壁喷洒联合冷却装置。
3）此外，也有采用罐外列管式喷琳冷却的方法，此法具有冷却发酵液均匀、冷却效率高等优点。
3、微生物在厌氧发酵过程中总的发酵热
答：微生物在厌氧发酵过程中总的发酵热，一般由生物合成热Q1，蒸发热损失Q2， 罐壁向周围散失的热损失Q3等三部分热量所组成。即： Q= Q1 -（ Q2 + Q3 ）
4、酒精发酵罐罐数的计算
答：对于间歇发酵，发酵罐罐数可按下式计算：
式中 N：发酵罐个数（个） n：每24小时内进行加料的发酵罐t：发酵周期（小时）
5、啤酒圆筒体锥底发酵罐的优缺点
答：优点：1）加速发酵，C.C.T（圆筒体锥底发酵罐）发酵和传统发酵相比，由于发酵基质(麦汁)和酵母对流获得强化，可加速发酵。2）厂房投资节省。 3）冷耗节省。 4）酵可依赖CIP自动程序清洗消毒，工艺卫生更易得到保证。
缺点：1）由于罐体比较高，酵母沉降层厚度大，酵母泥使用代数一般比传统低(只能使用5～6代)； 2）贮酒时，澄清比较困难(特别在使用非凝聚性酵母)，过滤必须强化；3）若采用单酿发酵，罐壁温度和罐中心温度一致，一般要5~7d以上，短期贮酒不能保证温度一致
2，械搅拌发酵罐的基本要求
答：1,机发酵罐应具有适宜的径高比;2发酵罐能承受一定压力;3发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混合，保证发酵液必须的溶解氧;4发酵罐应具有足够的冷却面积;5发酵罐内应尽量减少死角，避免藏垢积污，灭菌能彻底，避免染菌;6搅拌器的轴封应严密，尽量减少泄漏。
7，发酵罐上常用的轴封有哪两种，比较其优缺点
答：（1），常用的轴封有填料函和端面轴封两种。填料函式轴封是由填料箱体，填料底衬套，填料压盖和压紧螺栓等零件构成，使旋转轴达到密封的效果。端面式轴封又称机械轴封。密封作用是靠弹性元件（弹簧、波纹管等）的压力使垂直于轴线的动环和静环光滑表面紧密地相互贴合，并作相对转动而达到密封。
（2），填料函式轴封的优点是结构简单。主要缺点是：死角多，很难彻底灭菌，容易渗漏及染菌；轴的磨损情况较严重；填料压紧后摩擦功率消耗大；寿命短，经常维修，耗工时多。端面式轴封的优点：清洁；密封可靠；无死角，可以防止杂菌污染；使用寿命长；摩擦功率耗损小；轴或轴套不受磨损； 它对轴的精度和光洁度没有填料密封要求那么严格，对轴的震动敏感性小。端面式轴封的缺点：结构比填料密封复杂，装拆不便；对动环及静环的表面光洁度及平直度要求高。
8，机械搅拌发酵罐的冷却装置有哪三种？各适用于什么场合？比较其优缺点？
答：夹套式换热装置 这种装置多应用于容积较小的发酵罐、种子罐；夹套的高度比静止液面高度稍高即可，无须进行冷却面积的设计。这种装置的优点是：结构简单；加工容易，罐内无冷却设备，死角少，容易进行清洁灭菌工作，有利于发酵。其缺点是：传热壁较厚，冷却水流速低，发酵时降温效果差。竖式蛇管换热装置 这种装置是竖式的蛇管分组安装于发酵罐内，有四组、六组或八组不等，根据管的直径大小而定，容积5米3以上的发酵罐多用这种换热装置。这种装置的优点是：冷却水在管内的流速大；传热系数高。这种冷却装置适用于冷却用水温度较低的地区，水的用量较少。但是气温高的地区，冷却用水温度较高，则发酵时降温困难，发酵温度经常超过40˚C，影响发酵产率，因此应采用冷冻盐水或冷冻水冷却，这样就增加了设备投资及生产成本。此外，弯曲位置比较容易蚀穿。竖式列管(排管)换热装置 这种装置是以列管形式分组对称装于发酵罐内。其优点是：加工方便，适用于气温较高，水源充足的地区。这种装置的缺点是：传热系数较蛇管低， 用水量较大。
10，气升式发酵罐的工作（充气）原理
答：自吸式发酵罐的主要的构件是自吸搅拌器及导轮，简称为转子及定子。转子由箱底向上升入的主轴带动，当转子转动时空气则由导气管吸入。转子的形式有九叶轮、六叶轮、三叶轮、十字形叶轮等，叶轮均为空心形。
11，搅拌器的轴功率
答：搅拌器输入搅拌液体的功率：是指搅拌器以既定的速度旋转时，用以克服介质的阻力所需的功率，简称轴功率。它不包括机械传动的摩擦所消耗的功率，因此它不是电动机的轴功率或耗用功率。发酵罐液体中的溶氧速率以及气液固相的混合强度与单位体积液体中输入的搅拌功率有很大关系。
12，影响搅拌器输入搅拌液体的功率的因素
答：一个具体的搅拌器所输入搅拌液体的功率取决于下列因素：叶轮和罐的相对尺寸，搅拌器的转速，流体的性质和挡板的尺寸和数目。
13，功率准数
答：功率准数表征着机械搅拌所施与单位体积被搅拌液体的外力与单位体积被搅拌液体的惯性之比。
式中 ω：涡轮线速度 a：加速度 V：液体体积 m：液体质量
14，根据功率准数所表征的意义推导
答：
第十一章 发酵染菌的防治
1，何谓“杂菌”？
答：所谓“杂菌”， 是指在发酵培养中侵入了有碍生产的其他微生物。
2，不同染菌途径对发酵的影响
答：种子带菌：种子带菌可使发酵染菌具有延续性空气带菌：空气带菌也使发酵染菌具有延续性，导致染菌范围扩大至所有发酵罐（延续性，扩大性）培养基或设备灭菌不彻底：一般为孤立事件，不具有延续性设备渗漏：这种途径造成染菌的危害性较大
3，染菌是如何影响产物提取和产品质量的
答：对过滤的影响①菌体自溶，发酵液的粘度加大②由于发酵不彻底，基质的残留浓度增加，造成的后果①过滤时间拉长，影响设备的周转使用，破坏生产平衡②大幅度降低过滤收率
对提取的影响①有机溶剂萃取工艺：染菌的发酵液含有更多的水溶性蛋白质，易发生乳化，使水相和溶剂相难以分开②离子交换工艺：杂菌易粘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量
对产品质量的影响①对内在质量的影响：染菌的发酵液含有较多的蛋白质和其它杂质。对产品的纯度有较大影响。②对产品外观的影响：一些染菌的发酵液经处理过滤后得到澄清的发酵液，放置后会出现混浊，影响产品的外观。
4，无菌试验的目的
答：①监测培养基、发酵罐及附属设备灭菌是否彻底②监测发酵过程中是否有杂菌从外界侵入③了解整个生产过程中是否存在染菌的隐患和死角，判断发酵是否染菌应以无菌试验结果为根据
5，杂菌的检查方法有哪几种？各种检查方法的比较？
6，总染菌率指一年内发酵染菌的批次与总投料批次数之比乘以100得到的百分率
9，种子带菌的原因可能有哪几种
答：①无菌室的无菌条件不符合要求②培养基灭菌不彻底③操作不当
10，无菌室的基本要求及其所要求的无菌程度
答：无菌室的基本要求
①无菌室面积不宜过大，一般约4—6米2高约2．6米。 ②为了减少外界空气的侵入，无菌室要有1—3个套间(缓冲过道) ③无菌室内部的墙壁、天花板要涂白漆或采用磨光石子，要求无裂缝，墙角最好做成圆弧形（无死角）④室内布置应尽量简单，最好能安装空气调节装置，通入无菌空气并调节室内的温湿度。 ⑤无菌室的每个套间一般都用紫外线灭菌。
无菌室内无菌度的要求
把无菌培养皿平板打开盖子在无菌室内放置30分钟，根据一般工厂的经验，长出的菌落在3个以下为好。
11，造成设备泄漏可能有哪些原因
答：设备渗漏的原因①腐蚀：发酵液中腐蚀性物质对设备的腐蚀②磨蚀：发酵液中固体物料因搅拌桨的搅动与冷却管摩擦而引起管外壁磨损，冷却介质和加热时蒸汽的冲击，引起管内壁的磨损
③设备加工不良：弯管时，弯头处管壁变薄，焊接不良
12，盘管试漏方法有哪两种？
答：①气压试验：先在发酵罐内放满清水，用压缩空气通入管子，观察水面有无气泡产生以确定管子有否渗漏和渗漏的部位。气压法快速方便，但管子下部弯曲处积水不易排尽，有漏孔时不产生气泡就难以发现。 ②水压试验：用手动泵或试压齿轮泵将水逐渐压入冷却管，泵到一定压力时，观察管子有否渗漏现象
14，何谓死角所谓死角是指灭菌时因某些原因使灭菌温度达不到或不易达到的局部地区。
发酵罐及其管路如有死角存在，则死角内潜伏的杂菌不易杀死，会造成连续染菌，影响生产的正常进行。
17，预防噬菌体感染的措施有哪些
答：①发酵罐的排气管要用汽封或引入药液(如高锰酸钾、漂白粉或石灰水等溶液)槽中。
②取样、洗罐或倒罐的带菌液体要处理后才允许排入下水道（！）。③把好种子关，实现严格的无菌操作。④搞好生产场地的环境卫生。车间四周要经常进行检查，如发现噬菌体即时用药液喷洒。
解决措施
总之，出现染菌情况后要合理分析，然后一个个排除。
对于设备方面，新设备使用前要先空培养，定期更换空气过滤器，要着重注意设备内有无死角，管道阀门是否泄露，缩小目标，分段排除；对于操作方面，要对洗罐，接种，取样等操作严格操作。且要定期取样。发生染菌之后要对染菌发酵罐进行熏罐或煮罐处理，然后通过空培养进一步确证染菌的原因。学会找交集
1、下游加工过程的定义
发酵产品系通过微生物发酵过程、酶反应过程或动植物细胞大量培养获得。从上述发酵液、反应液或培养液中分离、精制有关产品的过程称为下游加工过程(Down stream processing)。它由一些化学工程的单几操作组成，但由于生物物质的特性，有其特殊要求，而且其中某些单元操作一般化学工业中应用较少。
2、下游加工过程的特点
培养液(或发酵液)是复杂的多相系统，含有细胞、代谢产物和末用完的培养基等。分散在其中的固体和胶状物质，具可压缩性，其密度又和液体相近，加上粘度很大，属非牛顿性液体，使从培养液中分离固体很困难。
培养液中所欲欲提取的生物物质浓度很低，但杂质含量却很高，特别是利用基因工程方法产生的蛋白质常常伴有大量性质相近的杂质蛋白质。
另一个特点是欲提取的生物物质通常很不稳定、遇热、极端pH、有机溶剂会引起失活或分解。
发酵或培养都是分批操作、生物变异性大，各批发酵液不尽相同，要求下游加工有一定的弹性。
3、 对一具体发酵产品，在确定其下游加工工艺时应考虑哪些因素
1，物理性质：（1）力学性质：重力、离心力、筛分；（2）热力学性质：状态变化、相平衡；（3）传质性质：粘度、扩散、热扩散；（4）电磁性质：电泳、电渗析、磁化；
2，化学性质：（1）化学热力学；化学平衡；（2）反应动力学：反应速率；（3）光化学性质：激光激发、离子化；
3，生物学性质：（1）分子识别：生物亲和作用、生物学识别；（2）输送性质：生物膜输送；（3）反应、响应、控制：酶反应、免疫系统。
5， 发酵液凝聚和絮凝的机理
凝聚是在中性盐作用下，由于双电层排斥电位的降低，而使胶体体系不稳定的现象。絮凝是指在某些高分子絮凝剂存在下，基于架桥作用，使胶粒形成粗大的絮凝团的过程，是一种以物理的集合为主的过程。
机理：解质将胶体粒子表面上的电荷中和，减少存在于胶体粒子间的静电斥力，使伦敦•范德华(London—Vander waals)吸引力占优势，这样胶体就会凝聚成较大、较密实的粒子，或在某些高分子絮凝剂存在下，基于架桥作用，使胶粒形成粗大的絮凝团使之更容易过滤。
6， 影响絮凝因素有哪些
絮凝效果与絮凝剂的加量、分子量和类型，溶液的pH，搅拌速度和时间等因素有关。
在絮凝过程中，常需加入一定的助凝剂以增加絮凝效果。料液中，絮凝剂浓度增加有助于架桥充分，但是过多的加量反而会引起吸附饱和，在每个胶粒上形成覆盖层而使胶粒产生再次稳定现象。如淀粉酶发酵液的絮凝试验中，絮凝剂加量对絮凝效果(滤速)的影响如下图所示。适宜的加量通常由实验得出，虽然高分子絮凝剂分子量提高，链增长，可使架桥效果明显，但是，分子量不能超过一定的限度，因为随分子量提高，高分子絮凝 剂的水溶性降低，因此分子量的选择应适当。
溶液pH的变化常会影响离子型絮凝剂中功能团的电离度，从而影响分子链的伸展形态。电离度增大，由于链节上相邻离子基团间的电排斥作用，而使分子链从卷曲状态变为伸展状态，所以架桥能力提高。例如，采用碱式氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺搭配使用的混凝方法处理2709碱性蛋白酶发酵液，发酵液pH对阴离子聚丙烯酰胺絮凝效果的影响如下图所示。可见pH适当提高能增大滤速，这是因为聚丙烯酰胺分子链上的羧基解离程度提高，而使其达到较大的伸展程度，发挥了最佳的架桥能力。
7， 在发酵工业中，常用的固液分离设备有哪几种类型
不同性状约发酵液应选择不同的固-液分离设备。常用于发酵液的分离设备有：板框压滤机、鼓式真空过滤机、离心沉降分离机
9， 微生物细胞破碎的技术有机械方法:球磨机 ,高压匀浆器 ,X-press法 ,超声波破碎 .
非机械方法: 酶解,渗透压冲击,冻结和融化,干燥法,化学法.
10，如何选择细胞破碎的方法
细胞的数量；所需要的产物对破碎条件(温度、化学试剂、酶等)的敏感性；要达到的破碎程度及破碎所必要的速度，尽可能采用最温和的方法；具有大规模应用潜力的生化产品应选择适合于放大的破碎技术。
11，盐析的定义及其机理和优缺点
定义：在胶体溶液中加入一定量的盐溶液，会有沉淀析出的现象。
原理：在蛋白质溶液中加人中性盐后会压缩扩散双电层、降低ξ电位，即中性盐既会使蛋白质脱水，又会中和蛋白质所带的电荷，使颗粒间的相互排斥力失去，在布朗运动的互相碰撞下，蛋白质分子结合成聚集物而沉淀析出。
12，有机溶剂沉淀的原理和优缺点
优点：是某些蛋白质沉淀的浓度范围相当宽，所得产品的纯度较高，从沉淀的蛋白质中除去有机溶剂很方便，而且有机溶剂本身可部分地作为蛋白质的杀菌剂。
缺点：是需要耗用大量的溶剂，而溶剂的来源、贮存都比较因难或麻烦，并且沉淀操作需在低温下进行，使用上有一定的局限性，收率也比盐析法低。
13，等电沉淀的原理和优缺点
原理：蛋白质溶液的pH值等于其pI值时，则溶解度最小。蛋白质等电点沉淀法就是基于不同蛋白质离子，具有不同等电点的特性，用依次改变溶液pH值的办法，将杂蛋白沉淀除去，最后获得目标产物。在蛋白质疏水性比较大和结合水比较小时这种类型的沉淀更有效。
缺点：这个技术的最大缺点是无机酸会引起较大的蛋白质不可逆变性的危险。
14，吸附法的原理、优缺点，吸附的类型
原理：吸附法是利用吸附剂与杂质、色素物质、有毒物质、产品之间分子引力的差异，从而起到分离的作用。
优点：可不用或少用有机溶剂；操作简便、安全、设备简单；生产过程中pH变化小，适用于稳定性较差的生化物质。
缺点：可不用或少用有机溶剂；操作简便、安全、设备简单；生产过程中pH变化小，适用于稳定性较差的生化物质。
类型：
物理吸附：吸附剂和吸附物通过分子力(范德华力)产生的吸附。化学吸附： 化学吸附是由于吸附剂在吸附物之间的电子转移，发生化学反应而产生的，属于库仑力 范围。
交换吸附： 吸附剂表面如为极性分子或离子所组成则它会吸引溶液中带相反电荷的离子而形成双电层。这种吸附又称为极性吸附。
15，影响吸附过程的因素有哪些
吸附剂的性质；吸附物的性质；溶液pH值的影响；温度的影响；其它组分的影响
20，膜的清洗方法有哪两种
①机械方法：加海绵球，增大流速，逆洗(对中空纤维超滤器)，脉冲流动，超声波等。
②化学方法
用起溶解作用的物质，如：酸、碱、酶(蛋白酶)，螯合剂，表面活性剂。
用起切断离子结合作用的方法，如改变离子强度、pH、电位。
起氧化作用的物质，如过氧化氢、次氯酸盐。
用起渗透作用的物质，如磷酸盐、聚磷酸盐
21，纳滤的特点
纳滤（Nanofilitration，NF）是一种新型分离技术。水处理中心于20世纪90年代率先在国内研制成功该技术。纳滤膜在其分离应用中表现出两个显著特征：一个是其截流分子量介于反渗透膜和超滤膜之间，为200～2000；另一个是纳滤膜对无机盐有一定的截流率，因为它的表面分离层由聚电介质所构成，对离子有静电相互作用。从结构上看纳滤膜大多是复合型膜，即膜的表面分离层和它的支撑层的化学组成不同。根据第一个特征，推测纳滤膜的表面分离层可能拥有1nm左右的微孔结构，故称之为“纳滤”。
纳滤技术的特点： ① 膜结构绝大多数是多层疏松结构； ② 分离过程无任何化学反应，无需加热，无相转变，不会破坏生活活性，不会改变风味、香味。
22，反渗透是60年代发展起来的一项新的膜分离技术,是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程.反渗透的英文全名是“REVERSE OSMOSIS”,缩写为“RO”. 反渗透的原理:
首先要了解“渗透”的概念.渗透是一种物理现象.当两种含有不同盐类的水,如用一张半渗透性的薄膜分开就会发现,含盐量少的一边的水分会透过膜渗到含盐量高的水中,而所含的盐分并不渗透,这样,逐渐把两边的含盐浓度融合到均等为止.然而,要完成这一过程需要很长时间,这一过程也称为渗透压力.但如果在含盐量高的水侧,试加一个压力,其结果也可以使上述渗透停止,这时的压力称为渗透压力.如果压力再加大,可以使方向相反方向渗透,而盐分剩下.因此,反渗透除盐原理,就是在有盐分的水中(如原水),施以比自然渗透压力更大的压力,使渗透向相反方向进行,把原水中的水分子压力到膜的另一边,变成洁净的水,从而达到除去水中杂质、盐分的目的.
23，萃取的分配定律
在恒温恒压的条件下，一种物质在两种成相的溶剂（A与B，或上相与下相）的分配浓度之比是一常数，该常数称为分配系数K。
24，两水相及其优点
双水相系统是指某些高聚物之间或高聚物与无机盐之间在水中以适当的浓度溶解会形成互不相溶的两水相或多水相系统。通过溶质在相间的分配系数的差异而进行萃取的方法即为双水相萃取
双水相萃取的优点1）易于放大（2）双水相系统之间的传质过程和平衡过程快速 ,因此能耗较小 , 可以实现快速分离；3）易于进行连续化操作；4）相分离过程温和 ,生化分子如酶不易受到破坏；（5）选择性高、收率高；（6）操作条件温和。
25，超临界流体萃取的原理，其典型流程包括哪三种类型
临界温度(Tc) ：当气体的温度高于某一数值时，任何压缩都不能使它变为液体。
临界压力（Pc）：在临界温度下，气体能被液化的最低压力。
超临界状态：当物质所处的温度高于临界温度、压力大于临界压力时
超临界流体：在临界点(指在临界温度Tc和临界压力Pc状态)附近，可以观察到一些有意义的现象：压力和温度的微小变化都会引起气体密度的很大变化。随着向超临界气体加压，气体密度增大达到液态性质，这种状态的流体称为超临界流体。其性质介于气体和液体之间。
超临界萃取：使用超临界流体作为溶剂的萃取方法，就称为超临界萃取。
超临界流体萃取的流程可分为：等温变压法；等压变温法；吸附法。
固定化细胞的缺点：仅能利用胞内酶；细胞膜、细胞壁和载体都存在着扩散限制作用；载体形成的孔隙大小影响高分子底物的通透性；可能有副反应。
固定化细胞的分类1），按细胞类型分为三类：微生物，动物，植物 2），按生理状态分为两大类 死细胞：完整细胞、细胞碎片、细胞器。适用于一种酶催化的反应。活细胞：增殖细胞、静止细胞、饥饿细胞。适用于多酶反应，特别是需要辅酶的反应。
3，固定化细胞反应器的优点，主要有哪些类型
答：在固定化细胞反应器中采用高稀释率有以下优点：生产强度、转化率高；与衡化器相比，固定化细胞反应器具有更好的稳定性；节省投资和能耗。
固定化细胞反应器的类型细胞再循环系统（Cell recycle systems ）填充床反应器（Fixed bed reactors ）流化床反应器（Fluidized bed reactors ）絮凝细胞系统（Flocculated cell systems ）
1， 基因工程
基因工程是指在基因水平上，采用与工程设计十分类似的方法，根据人们的意愿，主要是在体外进行基因切割、拼接和重新组合，再转入生物体内，产生出人们所期望的产物，或创造出具有新的遗传特征的生物类型，并能使之稳定地遗传给后代。
基因工程的核心技术是DNA的重组技术
基因工程一般分为4个步骤：取得符合人们要求的DNA片段，这种DNA片段被称为“目的基因”；将目的基因与质粒或病毒DNA连接成重组DNA；把重组DNA引人某种细胞；把目的基因能表达的受体细胞挑选
2， 如何获得一个工程菌
确定目的产物。找出产该产物的细胞。将细胞破碎后提纯出全部信使RNA。这些信使中包含了该细胞内表达的所有蛋白质的合成信息。利用基因扩增技术（PCR），找出所需的目的基因。将目的基因连接到设计好的质粒载体，形成了重组DNA分子。将重组后DNA分子引入到受体细胞内，然后选择合适的培养条件使细胞繁殖。根据选择性标记，从菌落中筛选出目的基因的重组(工程)菌。
3， 一个可用于工业化生产的工程菌必须符合哪些要求
发酵产品是高浓度、高转化率和高产率的，同时是分泌型菌株。菌株能利用常用的碳源，并可进行连续发酵。菌株不是致病株，也不产内毒素。代谢控制容易进行。能进行适当的DNA重组，并且稳定，重组的DNA不易脱落。
4， 物理密封、生物学密封
物理密封是将重组菌封闭于设备内，以防止传染给实验人员和向外界扩散。实验规模在20L以下时，物理密封由密封设施、实验室设计和实验注意事项组成。密封程度分为P1、P2、P3和P4级，数字越大，密封水平越高。
生物学密封要求用只有在特殊培养条件下才能生存的宿主，同时用不能转移至其它活细胞的载体，通过这样组合的宿主载体系统，可以防止重组菌向外扩散。按密封程度分B1和B2级，B2级的密封要求最严格。
6， 在工程菌中，质粒的不稳定性有哪两种类型
分离性不稳定：这是由于在细胞分裂过程中质粒缺失分配到子细胞中而导致整个质粒丢失。
结构性不稳定：这是由于重组质粒DNA发生缺失、插入或重排引起的质粒结构变化。
7， 影响工程菌中质粒的稳定性的因素有哪些，如何提高工程菌中质粒的稳定性
与质粒稳定有关的基因及质粒结构自身对其稳定性的影响；宿主对质粒稳定的影响；质粒拷贝数；重组质粒的表达对质粒稳定性的影响
9， 在工程菌体的培养过程中，必须要工程菌的外漏，从工程角度分析，在培养过程中，有哪些方面可能会造成工程菌的外漏
排气，机械密封，接种，取样，培养后的灭菌(通入湿热蒸气)，排液(输至下一工序)。
2， 常用的动物细胞培养方法有哪些、各自的优点
悬浮培养 （批量法、半连续法、连续法）
可连续收集部分细胞进行移植继代培养，传代时无需消化分散，免遭酶类、EDTA及机械损害。
细胞收率高，并可连续测定细胞浓度，还有可能实现大规模直接克隆培养
固定化培养（吸附法、包埋法 ）
细胞可维持在较小体积培养液中生长； 细胞损伤程度低； 易于更换培养液； 细胞和培养液易于分离； 培养液中产物浓度高，简化了产品分离纯化操作。
微载体（Microcarrier）培养法
将动物细胞吸附于微载体表面，在培养液中进行悬浮培养，使细胞在微载体表面长成单层的培养方法称为微载体培养法或微珠培养法，兼具单层培养和悬浮培养的优势，且是均相培养。细胞所处环境均一，放大容易。培养操作可系统化、自动化，障低了污染发生的机会。
3， 动物细胞悬浮培养法
动物细胞在培养液中呈悬浮状态生长繁殖的培养方法谓之悬浮培养法。其培养方式有批量法，半连续法，连续法。适用于培养确立细胞株、杂交瘤细胞、肿瘤细胞、血液细胞及淋巴组织细胞，用于大量生产疫苗、α-干扰素、白介素等药品。此法不适于包括二倍体细胞在内正常组织细胞的培养。
细胞悬浮培养法的优点
可连续收集部分细胞进行移植继代培养，传代时无需消化分散，免遭酶类、EDTA及机械损害。
细胞收率高，并可连续测定细胞浓度，还有可能实现大规模直接克隆培养
注意事项
培养过程中，为确保细胞呈单颗粒均匀悬浮状态，需采用搅拌或气升式反应器，以较低搅拌速度及一定速度通入含5％CO2的无菌空气，保持细胞悬浮态并维持培养液溶解氧。此外不同细胞悬浮条件亦异，为使细胞不致凝集、成团或沉淀，在配制培养基的基础盐溶液中不加钙和镁离子。间歇或连续更换部分培养液，可维持pH值，若使用HEPES缓冲盐溶液时尚可不必连续通入含5％CO2空气。
4， 动物细胞培养的条件控制有何特殊要求
动物细胞生长缓慢，又具有锚地依赖性，培养时为防止污染，除反应器密封性能良好外，尚需添加抗生素，培养过程还要求培养器、管道及接头处所用材质不可释放出对细胞有毒害的物质。在分批培养时，随着细胞生长，营养消耗，必然产生乳酸等代谢物的积累，引起细胞衰退死亡，需更换培养液或移植继代培养。动物细胞培养过程亦应控制一定的环境条件，如培养温度、溶解氧、pH、罐压及搅拌速度等。 动物细胞对环境变化适应能力较微生物细胞小得多，故条件控制精密度要求更高。其中特别重要的是溶解氧和pH的控制。
5， 培养植物细胞的培养基的主要组成，选择培养基的主要原则
培养基的成分由无机盐类、碳源、维生素、植物生长激素、有机氮源、有机酸和一些复合物质组成。
选择培养基的基本原则：需要根据不同培养对象、培养目的及培养条件探索适宜培养基。 选择的培养基在培养过程使细胞总体积倍增时间1天左右为宜。
6， 植物细胞大规模培养的方式有哪些
悬浮培养法 ；分批培养法；半连续培养法；连续培养法 ；固定化培养法
7， 影响植物细胞培养的因素
细胞种质影响 外界因素影响 光照影响；温度影响 ；培养基成分的影响 ；搅拌方式与通气的影响
枯草芽孢杆菌Bacillius subtilis,酿酒酵母Sacchromyces cerevisia和黑曲霉Aspergillus niger写出名称并说出主要的发酵产品。
黑曲霉可以用来生产蛋白酶等酶制剂、酿酒用糖化酶、柠檬酸等有机酸等产品
发酵强度以及提高方法原理
固液分离方式特点
发酵工程的定义，试说明发酵工程在资源、能源、以及环境问题中的重要作用
生物技术如何发挥其在能源可持续发展的作用
论述"二十一世纪是工业生物技术的世纪"
以任意发酵产品为例说明清洁生产实现过程
以具体发酵产物为例，阐述所需要的微生物以及工艺条件
试举例说明一个典型厌氧发酵产品生产所用微生物及其发酵过程的关键共性技术
您需要 登录账户 后才能发表评论
