发酵工程名词解释

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%）

收率??

糖液量(L)?糖液葡萄糖含量(%)?100%投入淀粉量?原料中纯淀粉含量 淀粉转化率

糖液量(L)?糖液葡萄糖含量(%)?100%投入淀粉量?原料中纯淀粉含量?1.11 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。

还原糖含量（%）DE值??100%干物质含量（%） 转化率?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。