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第一章，绪论 一、填空：
微生物工程可分为 发酵 和 提纯 两部分，其中以发酵 为主。 化学工程与发酵工程的本质区别在于 化学工程利用非生物催化剂，发酵工程利用生物催化剂---酶 。 二、判断：
发酵产品是经微生物厌氧生物氧化过程获得的。 错 三、课后思考题：
1、发酵的定义 ：利用微生物的新陈代谢作用，把底物（有机物）转化成中间产物，从而获得某种工业产品。（工业上定义、广义、有氧无氧均可） 2、发酵流程：
3、比拟放大的基本过程 ： 斜面菌种－摇瓶试验(培养基、 温度、 起始pH值、 需氧量、 发酵时间)－小型发酵罐－中试－大规模工业生产 4、发酵工程的发展经历了哪几个阶段？
1.）自然发酵时期
2）纯培养技术建立 (第一个转折期)
3）通气搅拌的好气性发酵工程技术建立(第二个转折期)
4）人工诱变育种与代谢控制发酵工程技术建立(第三个转折期) 5）发酵动力学、连续化、自动化工程技术的建立(第四个转折期) 6）生物合成和化学合成相结合工程技术建立(第五个转折期) 5、微生物工业发展趋势 1）、几个转变
分解代谢→合成代谢
自然发酵→人工控制的突变型发酵→代谢控制发酵→通过遗传因子的人工支配建立的发酵（如工程菌） 2）、化学合成与生物合成相结合 3）、大型、连续化、自动化发酵
发酵罐的容量可达500t，常用的也达20-30t。 4）、人工诱变育种和代谢控制发酵
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微生物潜力进一步挖掘，新菌株、新产品层出不穷。 5）、原料范围不断扩大
石油、植物淀粉、天然气、空气、纤维素、木质素等 6、举例说明微生物工业的范围 酿酒工业（啤酒、葡萄酒、白酒）
食品工业（酱、酱油、食醋、腐乳、面包、酸乳） 有机溶剂发酵工业（酒精、丙酮、丁醇）
抗生素发酵工业（青霉素、链霉素、土霉素等） 有机酸发酵工业（柠檬酸、葡萄糖酸等） 酶制剂发酵工业（淀粉酶、蛋白酶等） 氨基酸发酵工业（谷氨酸、赖氨酸等） 核苷酸类物质发酵工业（肌苷酸、肌苷等）
维生素发酵工业（维生素B12、维生素B2等） 生理活性物质发酵工业（激素、赤霉素等） 名贵医药产品发酵工业（干扰素、白介素等） 微生物菌体蛋白发酵工业（酵母、单细胞蛋白） 微生物环境净化工业（利用微生物处理废水等）
生物能工业（沼气、纤维素等天然原料发酵生产酒精、乙烯等能源物质） 微生物治金工业（微生物探矿、治金、石油脱硫等） 第二章 发酵基础知识
1、写出生产以下产品的主要菌种： 啤酒（啤酒酵母）、黄酒（霉菌（根霉、曲霉）、酵母菌、细菌）、味精（谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌）、柠檬酸（黑曲霉）、食醋（霉菌、酵母菌、醋酸菌）、酸奶（乳酸菌（保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、乳酸链球菌））
2、发酵工艺控制中，主要应监控 温度 、 pH值 、 溶解氧 、 泡沫、氧化还原电位等。
3、概念：单菌发酵: 现代发酵工业中最常见，传统发酵工业中很难实现。 混合菌发酵: 自然发酵 和人工接种发酵
液态发酵: 发酵基质呈流动状态，如啤酒发酵、柠檬酸发酵等。
固态发酵: 发酵基质呈不流动状态。如固态酱油发酵、米醋发酵、大曲酒（白酒）发酵等。 半固态发酵: 发酵基质呈半流动状态，如黄酒发酵、传统稀醪酱油发酵等。 4、发酵产品主要类型
微生物菌体 、代谢产物 、 酶
5、如何理解：传统工艺，原料决定菌种；现代工艺，菌种决定原料？ 传统工艺，原料决定菌种：传统工艺中，发酵原料是一种选择培养基。 传统工艺就是利用这种选择作用，把自然界带入的各种野生菌，在发酵基质上进行选择富集培养，这些微生物生长和代谢的结果可生产出有特殊风味的食品。
现代工艺，菌种决定原料：在使用纯种发酵剂前，我们必须对原料进行灭菌，以防止其他杂菌对发酵的干扰。
6、发酵产品主要有哪些附加值
1）发酵有利于食品保藏 食品发酵后，改变了食品的渗透压、酸度、水的活性等，从而抑制了腐败微生物的生长，有利于食品保藏。
2）发酵产品有保健作用 有些食品经过微生物发酵后，不仅能产生酸类和醇类等，还能产生某些抗菌素可抑制致病菌和肠内腐败菌。
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3）有些发酵食品还具有预防心脑血管疾病、整肠、改善便秘、降低胆固醇、增加免疫功能和抗癌等功能。
4）发酵增加了食品的营养价值 一方面，发酵通过微生物对营养物质的降解作用，有利于营养物质的消化吸收。另一方面，食品经过发酵后可以提高某些营养组分如蛋白质的含量，并提高其吸收率，甚至通过微生物的发酵作用，还可以产生一些维生素。 第三章 微生物工业菌种的选育与扩大培养
1、菌种选育指按照生产要求，根据微生物遗传变异理论，利用 自然菌种筛选 、人工诱变育种 、代谢控制育种 或 基因重组定向育种 等方法得到优良菌种的工作。
2、 微生物菌种保藏的常用方法有 斜面低温保藏法 、低温冰箱保藏法 、冷冻干燥保藏法、 石蜡油封保藏法 、硅胶保藏法和 液氮超低温保藏法 等。
3、 高丝氨酸缺陷型菌株由于缺乏高丝氨酸脱氢酶，不能合成 高丝氨酸 ，从而走另一代谢途径，使 赖氨酸 大量积累。 4、三级发酵流程
斜面菌种→一级种子摇瓶培养→二级种子罐培养→三级种子罐培养→发酵罐 5、菌种发展总趋势，如何理解
发酵菌 → 氧化菌 野生菌 → 变异菌 自然选育 → 代谢控制育种 诱变育种 → 基因重组定向育种 6、工业菌种选育的定义、方法
定义： 按照生产要求，根据微生物遗传变异理论，利用自然菌种筛选、人工诱变育种、代谢控制育种或基因重组定向育种等方法得到优良菌种的工作。
方法：自然选育、生产育种、抗噬菌体菌株的选育、诱变育种、代谢控制育种、基因重组定向育种
7、工业菌种衰退的定义、防止方法
定义：指菌种整体在多次接种传代过程中逐渐造成生产能力降低，表现为发酵力（如对培养基的利用）或繁殖力（如孢子的产生）下降或发酵产物得率降低的现象。 防止方法：作好菌种保藏工作、尽可能使每次培养条件适合而一致、尽量减少传代次数 、 应使用幼龄菌培养
8、菌种复壮的概念与方法
概念：狭义：在菌种已衰退情况下，通过纯种分离和生产性能测定等方法，从衰退群体中找出少数未衰退的个体，以恢复原有典型性状的措施。 广义：在菌种未衰退前经常有意识地进行纯种分离和生产性状测定工作，以期从中选择到自发的正变个体。
方法：单细胞菌株分离法、沸水筛选法、改变培养条件法、通过宿主体复壮、诱变处理法 9、工业菌种保藏原则与方法
原则： 挑选优良纯种，最好是休眠体（如孢子、芽孢等），创造一个最有利于休眠的环境条件（如低温、干燥、缺氧、营养物质缺乏等），就可以达到菌种保藏的目的。同时，作为可行的方法，还要考虑方法的经济和简便。
方法：斜面低温保藏法、低温冰箱保藏法、石蜡油封保藏法、砂土保藏法、冷冻干燥保藏法、液氮超低温保藏法
10、工业菌种扩大培养工艺与级数
工艺：斜面→摇瓶→种子罐→发酵罐
斜面菌种→一级种子摇瓶培养→二级种子罐培养→发酵罐 （二级） 尽量采用二级发酵 斜面菌种→一级种子摇瓶培养→二级种子罐培养→三级种子罐培养→发酵罐 （三级）
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第四章 发酵培养基的设计
1、实验室最常用培养基是（ B ）
A、天然培养基 B、组合培养基 C、半组合培养基 2、一般来说，发酵培养基要求（ B ）
A、碳源丰富 B、氮源丰富 C、原料精细 3、在微生物工业菌种筛选中最常用的是（ B），在食品或环境等微生物指标检测中常用（ A ） A、鉴别培养基 B、选择培养基 C、液体培养基
4、制备固体培养基时需在液体培养基中加入 1.5-2.0 % 琼脂 。 5、培养基种类
按成分不同划分：天然培养基，半组合培养基，组合培养基
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，脱水培养基 按功能不同划分：选择培养基，鉴别培养基
按培养目的不同划分：种子培养基，孢子培养基，发酵培养基 6、发酵培养基设计的原则 “投其所好” 明确目的
☆用于培养菌体种子的培养基营养应丰富，氮源含量较高；
☆用于生产代谢产物的发酵培养基氮源一般应比种子培养基低，若代谢产物是次级代谢产物，要考虑是否加入特殊物质；
☆工业生产发酵培养基，应选择来源广泛、价格低廉的原料。 7、发酵培养基设计的基本步骤
调查研究，培养基成分的确定，发酵条件的确定，补料，不断完善 8、代粮发酵主要原料
野生植物淀粉、野生植物纤维、木屑水解物、石油原料与产品（如石蜡、醋酸、乙醇等）、空气原料（碳酸气）
9、前体物质、促进剂的概念
在有些氨基酸、核苷酸、抗生素等发酵中添加一些特殊物质能获得较高的产率，它们在发酵中主要起避免反馈抑制、作为产物的前身等作用，这些特殊物质称为前体物质。 在氨基酸、抗生素和酶制剂发酵过程中，可以在发酵培养基中加进某些对发酵起一定促进作用的物质，称为促进剂。
10、促进剂作用原理（以抗生素生产为例） 起生长因素作用 、推迟菌体自溶 、抑制了某些合成其它产物途径而使之向所需产物途径转化 、降低了产生菌的呼吸 、改变发酵液的物理性质，改善通气效果 、与产物结合，防止反馈抑制
11、抗生素的用途
治疗人类各种病症(如肺结核) ，用于饲料工业的添加剂(注意用量 )，食品工业的冷藏、冷冻的保存剂 ，防治农作物病虫草 （农用抗生素） 12、抗生素提纯主要方法
吸附法，溶媒萃取法， 离子交换法，沉淀法 13、新抗生素生产工业化途径
抗生素生产菌株的分离及筛选 → 抗生性药理试验→ 生成新抗生素的确证→ 工业化阶段 第五章 发酵培养基的制备
1、淀粉水解糖制备中,酸酶结合法可分为酸酶法与酶酸法,对于杂质较多原料,宜采用 法,对于颗粒较坚硬原料,宜采用 酶解法 法,在工业生产中,综合考虑各方面因素，较多选择 酸酶结合 法。
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