发酵工程名词解释Word格式文档下载.docx

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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。

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

isolationofstrain（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

Strainbreeding（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

Culturepreservation/maintenanceofculture（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

Degenerationofculture/straindeterioration（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

Inoculumenlargement（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

Seedage（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

Seedvolume/inoculumsize（接种量）：

指移入种子液的体积和接种后培养液体积的比

Fermentationindustrialrawmaterial（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

Fermentationmedium（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

Growthfactor（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

Starchdextrinization/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

Starchthinning（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

Compoundreaction（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

Catabolicreaction（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

Batchsterilization（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

Continuoussterilization（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

Sterilizationbyairfiltration（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

Intensityofrespiratory/oxygenquotient（呼吸强度）：

指单位干菌体在单位时间内所吸取的氧量

Oxygensaturation（耗氧速度）：

指单位体积的培养液在单位时间内的吸氧量

Optimalsyntheticbiologyoxygenconcentration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

Oxygentransfersfficiency（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

Metaboliccontrolfermentation（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。

Biologicaloxidation（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

Constiutiveenzyme（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

Inducibleenzyme（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

Enzymesynthesisrepression（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~

Terminalrepression（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;

iterepression（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

Glucoseeffect/glucoserepression（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~

Regulatoryenzyme（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

Energycharge（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

Forkedintermadiatemetabolite（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，

fermentationkinetics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

Fermentationdyebacteria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：

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

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：

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

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