微生物发酵液中的杂质有哪些

A. 微生物发酵培养基组成成份有哪些有何作用

培养基种类繁多，根据其成分、物理状态和用途可将培养基分成多种类型。
（一）按成分不同划分
1、天然 培养基 (complex medium) 这类培养基含有化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物，也称非化学限定培养基(chemically undefined medium)。牛肉膏蛋白胨培养基和麦芽汁培养基就属于此类。基因克隆技术中常用的LB(Luria—Bertani)培养基也是一种天然培养基，其组成见表5.9。
牛肉浸膏、蛋白胨及酵母浸膏的来源及主要成分
营养物质 牛肉浸膏
来 源 瘦牛肉组织浸出汁浓缩而成的膏状物质
主要成分 富含水溶性糖类、有机氮化合物、维生素、盐等

营养物质 蛋白胨
来 源 将肉、酪素或明胶用酸或蛋白酶水解后干燥而成
主要成分 富含有机氮化合物、也含有一些维生素和糖类的粉末状物质
营养物质 酵母浸膏
来 源 酵母细胞的水溶性提取物浓缩而成的膏状物质
主要成分 富含B类维生素，也含有有机氮化合物和糖类

常用的天然有机营养物质包括牛肉浸膏、蛋白胨、酵母浸膏(表5.10)、豆芽汁、玉米粉、土壤浸液、麸皮、牛奶、血清、稻草浸汁、羽毛浸汁、胡萝卜汁、椰子汁等，嗜粪微生物(coprophilous microorganisms)可以利用粪水作为营养物质。天然培养基成本较低，除在实验室经常使用外，也适于用来进行工业上大规模的微生物发酵生产。
2、合成培养基(synthic medium)是由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基，也称化学限定培养基(chemically defined medium)，高氏I号培养基和查氏培养基就属于此种类型。配制合成培养基时重复性强，但与天然培养基相比其成本较高，微生物在其中生长速度较慢，一般适于在实验室用来进行有关微 生物营养需求、代谢、分类鉴定、生物量测定、菌种选育及遗传分析等方面的研究工作。
（二）根据物理状态划分
根据培养基中凝固剂的有无及含量的多少，可将培养基划分为固体培养基、半固体培养基和液体培养基三种类型。
1、固体培养基(so1id medium)
在液体培养基中加入一定量凝固剂，使其成为固体状态即为固体培养基。理想的凝固剂应具备以下条件：①不被所培养的微生物分解利用；②在微生物生长的温度范围内保持固体状态，在培养嗜热细菌时，由于高温容易引起培养基液化，通常在培养基中适当增加凝固剂来解决这一问题；③凝固剂凝固点温度不能太低，否则将不利于微生物的生长；④凝固剂对所培养的微生物无毒害作用；⑤凝固剂在灭菌过程中不会被破坏；⑥透明度好，粘着力强；⑦配制方便且价格低廉。常用的凝固剂有琼脂(agar)、明胶(gelatain)和硅胶(silica gel)。表5.11列出琼脂和明胶的一些主要特征。
对绝大多数微生物而言，琼脂是最理想的凝固剂，琼脂是由藻类(海产石花菜)中提取的一种高度分支的复杂多糖；明胶是由胶原蛋白制备得到的产物，是最早用来作为凝固剂的物质，但由于其凝固点太低，而且某些细菌和许多真菌产生的非特异性胞外蛋白酶以及梭菌产生的特异性胶原酶都能液化明胶，目前已较少作为凝固剂；硅胶是由无机的硅酸钠(Na2SO3)及硅酸钾(K2SiO3)被盐酸及硫酸中和时凝聚而成的胶体，它不含有机物，适合配制分离与培养自养型微生物的培养基。

B. 实验室和发酵工业中常用的天然提取物主要能为微生物生长提供哪些营养要素

一 碳源 (carbon source)
指一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物。
总体上，微生物能利用的碳源的种类及形式极其广泛多样（参P83表），但不同微生物对碳源的利用因种不同而差异悬殊；
对于利用有机碳源的异养型微生物来说，其碳源往往同时又是能源。此时，可认为碳源是一种具有双功能的营养物。还有一些种类较少的自养型微生物，则以CO2为主要碳源；
工业发酵生产中所供给的碳源，大多数来自植物体，如山芋粉、玉米粉、麸皮、米糠、糖蜜等，其成分以碳源为主，但也包含其他营养成分。实验室中，常用于微生物培养基的碳源主要有葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、甘露醇、甘油和有机酸等。
二 氮源 (nitrogen source)
指一切能满足微生物生长繁殖所需氮元素的营养物 (参P84表）。
工业发酵中利用的有机含氮化合物，主要来源于动物、植物及微生物体，例如鱼粉、黄豆饼粉、酵母提取物、发酵废液及废物中的菌体等。铵盐、硝酸盐、蛋白胨和肉汤等则是实验室培养微生物常用的氮源。
三 能源 (energy source)
指能为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。
能作为化能自养微生物的能源都是一些还原态无机物，如NH4+、NO2–、S、H2S、H2和Fe2+等。能氧化利用这些物质获得能量的微生物都是细菌，如亚硝酸细菌、硝酸细菌、硫化细菌、硫细菌、氢细菌和铁细菌等。由于化能自养微生物的存在，说明生物界的能源并非都是直接或间接的依靠太阳能。
四 生长因子（growth factor）
某些微生物生长所必需、其自身又不能合成或合成量不足以满足自身生长，需要外源提供的微量有机物。狭义的生长因子一般仅指维生素；广义的生长因子除维生素外，还包括氨基酸、碱基、脂肪酸等。
根据各种微生物与生长因子的关系可分以下几类（了解）：生长因子自养型微生物、生长因子异养型微生物、生长因子过量合成型微生物、生长因子缺陷型微生物。
通常由于对某些微生物所需的生长因子不了解，因此常在培养这些微生物的培养基里加入酵母膏、牛肉膏、玉米浆、肝浸液、麦芽汁或其他新鲜的动植物组织浸出液等物质以满足它们对生长因子的需要。
五 无机盐（inorganic salt，mineral salt）
无机盐或矿质元素主要为微生物提供除C、N源以外的各种生物元素。
凡生长所需浓度在10-3～10-4mol/L范围内的元素，称为大量元素，如P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe等；凡生长所需浓度在10-6～10-8mol/L范围内的元素，则称微量元素，如Mn、Zn 、Cu、Cl、Co、Mo、Ni、B、W、 Sn、Se等。不同微生物有时所需的无机盐浓度有时差别很大，上述划分只是使用上的方便。
无机盐的生理功能（参P86表，了解）
在配制微生物培养基时，对于大量元素，可加入相关化学试剂，常用 K2HPO4 及 MgSO4 ，它们可提供 4 种需要量最大的元素。对于微量元素，由于水、化学试剂、玻璃器皿或其他天然成分的杂质中已含有可满足微生物生长需要的各种微量元素，因此在配制普通培养基时一般不再另行添加。但如果要配制研究营养代谢等的精细培养基，所用的玻璃器皿应是硬质的，试剂是高纯度的，此时就须根据需要加入必要的微量元素。
六 水（water）
微生物对水分的吸收或排出决定于水的活度。水活度用aw (activity of water)表示，即一定温度和压力下，溶液的蒸汽压 ( p )和纯水蒸汽压( po ) 之比：aw=p／p o（参P93-94)
微生物生长所要求的aw值，一般在0.60~0.99之间，每一种微生物的生长都有一适应范围及最适的aw值，且这个aw值是相对恒定的。如果微生物生长环境的aw值大于菌体生长的最适aw值，细胞就会吸水膨胀，甚至引起细胞破裂。
反之，如果环境aw值小于菌体生长的最适aw值，则细胞内的水分就会外渗，造成质壁分离，使细胞代谢活动受到抑制甚至引起死亡。为了抑制有害微生物生长，往往加入高浓度食盐或蔗糖，降低环境中的aw值，使菌体不能正常生长，从而达到长久保存食品的目的。

C. 发酵液中的杂质蛋白是如何去除的，主要方法有哪些

发酵液原浆粘度高掺杂了很多杂质，比如悬浮颗粒高价无机离子和杂质蛋白等基本上都不是所需要的最终产物，有效产物浓度含量低所以在中间段就应该用技术手段进行预处理分离杂质浓缩成品含量，祛除杂质提高半成品原液的纯度来提高生产效率和生产难度

发酵液中去除高价无机离子和杂质蛋白的手段主要是添加絮凝剂絮凝沉淀过滤
原浆预处理大致处理方法为: 凝聚-调温-调节PH-除杂
1)凝聚和絮凝
2)加热
3)调节悬浮液ph值
4)去除杂蛋白质
5)去除高价无机离子
6)加入助滤剂和反应剂。

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D. 从发酵料液中提取微生物活性物质主要应注意哪些问题

你可以考虑以下几方面：
1）初步确定你的发酵液中的活性成份的性质,HPLC显示都是极性非常强只是说明它的水溶性很好,不足以判断它的性质；你可以查阅质料,看一下相关的菌种产生的活性物质的种类,然后设计相关的实验来进行初步验证,比如抗生素能产生抑菌圈,蛋白酶能水解蛋白质底物形成透明圈等相关实验；
2）根据活性成分的性质来设计分离纯化的方法；
3）发酵液的预处理,首先要过滤除去菌体等发酵液中不能溶解的杂质,如果产生色素的话最后先去除色素,以免干扰后面的分离过程；同时要根据活性成分成分的性质对活性成分进行一定的浓缩处理,再根据你要用的柱子来进行必要的处理,比如透析出盐等,同时要注意在预处理的过程中尽量保持活性成分的活性.
离心去菌体后,你可以先用各种有机溶剂如甲醇、氯仿等进行萃取,检查萃取液与沉淀物质的活性,确定你的活性成分的大致性质；也可以先用盐析的方法,用硫酸氨等进行盐析,测试活性.这些工作完了以后,可以过开放柱进行初步的纯化,收集活性物组分.有必要的话,上低压色谱柱或是高压色谱.收集活性峰,一般经过高效液相色谱后,就比较纯了.
如果活性物质极性很强,那你就需要换一根可以分离极性物质的柱子,好像C18或是凝胶柱.
发酵液的预处理和固液分离
根据活性物质的许可范围,可以采取酸化、加热、过滤、絮凝、离心等.
提取(分离浓缩)
经常采用的方法有化学萃取、树脂吸附、沉淀等.
精制(纯化)
常采用的方法有结晶、脱色、色谱层析等.
此外在提取步骤中应用的沉淀、吸附等方法也可用于样品的纯化.
提取方法的选择
1.产品的基本理化性能,如化学结构、化合物的溶解度、极性、pK值、官能团反映等.
2.化合物的稳定性,如耐受的pH范围、耐受的温度条件、光照、氧化等.
此外,在分离纯化过程中值得提及的是,尽可能地避免二次污染.如分离纯化过程中使用的水要求去离子,有机溶剂要求高纯级,使用的树脂应该经过预处理除去其中残留的杂质等.
Hplc纯化时可试试调节pH值,适当降低乙腈或甲醇的量

E. 发酵考试内容 资料整理

1、生物材料：包括来自自然界的微生物，基因重组微生物，各种来源的动植物细胞，因此，发酵工程是生物工程的主要基础和支柱。

2、初级代谢产物：是指微生物产生的，生长和繁殖所必须的物质。如蛋白质，核酸等。

3、次级代谢产物：是指微生物产生的，与微生物生长和繁殖无关的一类物质。其生物合成至少有一部分是和与初级代谢产物无关的遗传物质有关，同时也与这类遗传信息产生的酶所控制的代谢途径有关。

4、代谢控制发酵技术：是指应用动态生物化学的知识和遗传学的理论选育微生物突变株，从DNA分子水平上，控制微生物的代谢途径，进行最合理的代谢，积累大量有用发酵产物的技术。

5、发酵工程技术的发展趋势：①利用基因工程等先进技术，人工选育和改良菌种，实现发酵产品产量和质量的提升；②采用发酵技术进行高等动植物细胞培养，具有诱人的的前景；③随着酶工程的发展，固定化技术被广泛应用；④不断开发和采用大型节能高效的发酵装置，计算机自动控制将成为发酵生产控制的主要手段；⑤发酵法生产单细胞蛋白，将是产量最大、最具广阔前景的产业，寄希望于解决人类未来粮食问题；⑥应用代谢控制技术，发酵生产氨基酸、核苷酸；⑦将生物技术更广泛的用于环境工程。

6、转化：是指质粒DNA或以它为载体构建的重组DNA导入细菌的过程。

7、转导：是指通过病毒将一个宿主的DNA转移到另一个宿主细胞中，而引起的基因重组现象。如果共组DNA与受体DNA发生重组则称此转导过程为流产转导。获得新遗传性状的受体细胞，称转导子。

8、工业微生物：是指在发酵工业上已经应用的或具有潜在应用价值的微生物，其范围随科学技术的发展而不断扩展。

9、酵母菌：是指单细胞真核生物常以出芽方式进行无性繁殖，多为腐生。根据产生孢子的能力，可将酵母分为三类：a形成子囊孢子的株系属于子囊菌门；b形成担孢子的株系属于担子菌门；c不形成孢子只通过芽子的假酵母属半株菌。

10、恒化式富集培养：通过改变限制性机制的浓度可以控制两类不同菌株的比生产速率。可以通过控制机制浓度在某一范围内使目的菌生长占优势。又根据微生物对环境因子的耐受范围具有可塑性的特点，通过连续改变限制性机制的浓度富集培养所需要的菌种。

11、夹层培养法：先在培养皿底部倒一层不含菌的培养基，待凝，添加一层混有经诱变剂处理菌液的基本培养基，其上再加一薄层不含菌的基本培养菌，经培养后对首次出现的菌落用记号笔一一标在皿底，然后再加一层完全培养基，培养后新出现的小菌落多数都是营养缺陷性突变株。

12、营养缺陷型定义：某些菌株发生突变后，失去合成某种对该菌株必不可少的物质的能力，必需从外界环境获得该物质才能生长繁殖，这是突变型菌株称为营养缺陷型。意义：在营养缺陷型突变菌株中，生物合成途径中的某一步发生了酶缺陷，合成反应不能完成，末端产物不能积累，因此末端产物的反馈调节作用被解除。只要在培养基中限量加入所需要的末端产物，克服生长障碍，就能使中间产物积累。

13、出发菌株的选择：可选择已经过诱变剂处理的菌株，因为这样的菌株对诱变剂的敏感性会有所提高。

14、诱变剂的剂量选择：诱变剂的剂量与致死率有关，而致死率又与突变率有一定的关系，因此可用致死率作为诱变剂剂量选择依据。一般突变率随诱变剂剂量的增加而提高，但达到一定程度以后，再提高剂量反使突变率下降。

15、抗生素法：有青霉素法和制霉菌素法等素种。青霉素法适用于细菌，青霉素的抑制细菌细胞壁的生物合成，杀死正在繁殖的野生型细菌，但无法杀死正处于休止状态的营养缺陷型细菌。制霉菌素法则适用于真菌，制霉菌素可与真菌细胞膜上的甾醇作用，从而引起膜的损伤，也是只能杀死生长繁殖着的酵母菌或霉菌。在基本培养基中加入抗生素，野生型生长被杀死，营养缺陷型不能再基本培养基中生长而被保留下来得以浓缩。

16、组成型突变株定义：如果调节基因发生突变以致产生无效的阻遏物而不能和操纵基因结合；或操纵基因突变，不能和阻碍物结合从而造成结构基因不受控制的转录，酶的生长将不再需要诱导剂或不再被末端产物分解代谢物阻遏，这样的突变株称为组成型突变株。

17、条件抗性突变的定义：条件致死突变菌指菌株突变后在特定条件下能生长，而在原来条件下不能生长而被致死的突变。如适宜在中温条件下生长的细菌，经过诱变后获得的温度敏感突变株只能在低于37度条件下生成。

18、溶源性转化：当温和噬菌体感染宿主而使其发生溶源化石因噬菌体的基因整合到宿主的核基因组上，而使后者获得了除免疫性以外的新性状的现象称为溶源性转化。

19、接合：结合是原核微生物的有性繁殖方式。结合的两菌株分属不同的交配型，遗传信息总是从供体转移到受体。当两种不同的交配型的菌株相互识别和结合以后，雄性细胞的致育因子，通过细胞的表面结构传递到雌性细胞，这种致育因子后来称为F因子。结合定义的关键是细胞间的直接接触。细菌在结合的时候，两个细胞直接接触处形成接合管，单链DNA可以直接通过这个通道转移。通常情况下接合转移的是带有接必须基因的质粒，但是少数情况下这种质粒整合到细菌染色体，就可能发生染色体转移，单链转移完毕，供体和受体细胞分别合成互补链，完成接合。

20、准性生殖：是指不同菌株的普通体细胞互相融合后，不经过减数分裂就能导致基因重组的生殖过程。其过程包括菌丝连接，形成异核体，核融合，有丝分裂交换和单倍体化几个阶段。准性生殖的特点：重组体细胞和一般体细胞没有什么不同，不产生在特殊的囊器中；无减数分裂，不产生有性孢子；染色体的交换和减少是不规则的，而且是不协调的，其基因重组是通过细胞的有丝分裂实现的。

21、原生质体融合法的优越性：
a、受接合型和致育型的限制小，两亲株没有供体和受体之分，有利于不同种属微生物的杂交。b、重组频率高于其他杂交方法。c、遗传物质的传递更加充分、完善，既有核配又有质配。d、可以用温度、药物、紫外线等处理纯化的一方或双方，然后使其融合，筛选再生重组子菌落，提高筛选效率。e、用微生物的原生质体进行诱变，可明显提高诱变频率。

22、载体应具备的特点：a、载体本身是一个单独的复制子，在共价连接了外源DNA后仍能自我复制。b、对某些限制酶只有一个切口，并在酶作用后不影响其自主繁殖能力。c、从细菌核酸中分离纯化很容易。d、在宿主中能以多拷贝的形式存在，有利于插入的外源基因的表达，能在宿主中稳定的遗传。砂土管保藏法：选取过40目筛的黄砂，酸洗，再水洗至中性，烘干备用；过120目筛子的黄土备用；按一份土加4份砂的比例均匀混合后，装入小试管，装量1厘米左右。121摄氏度蒸汽灭菌1~1.5h，间歇灭菌3次。50摄氏度烘干后经检查无误后备用。将待保藏的菌株制成菌悬液或孢子悬液，取0.1ml滴入砂土管中，放线菌和霉菌也可直接刮下孢子与载体混匀，而后真空干燥约2~4h，用火焰熔封管口，置于干燥器中，在室温或4摄氏度冰箱内保藏。

23、微孔接种法：利用注射器在罐的接种口橡皮膜上注入罐内进行接种。

24、一级种子罐扩大培养：也称二级发酵；二级种子罐扩大培养：也称三级发酵。

25、双种法：用两只种子罐接种一只发酵罐的接种方法。

26、倒种法：从一只发酵罐中倒出适宜的，适量的发酵液给另一发酵罐做种子的方法。

27、培养基：种子罐是培养菌体的，培养基的糖分要少，对微生物生长起主导作用的氮源要多。

28、培养湿度：一般相对湿度在40％~45％时孢子数量最多。

29、培养基pH变化与碳氮比直接有关，比值高于某一值培养基倾向于向酸性转移，低于那一值倾向于向碱性转移。

30、泡沫危害：a、影响微生物对氧的吸收；b、妨碍二氧化碳的排除；c、降低装料系数，影响设备利用率；d、发生跑料，招致染菌。

31、①菌丝结团：危害：影响菌的呼吸和对营养物质的吸收。原因：搅拌效果差，接种量小。②菌丝粘壁：原因：搅拌效果不好，泡沫过多，种子装料系数过小。危害：培养液菌丝浓度减少，可能形成菌丝团。

32、氮源：通常无机氮源和有机氮源联合使用，既保证了营养丰富也保证了可被菌体迅速吸收使用。

33、无机盐类的主要功能：①提供合成细胞结构物质所需元素；②作为酶的组成部分或维持酶的活性；③调节渗透压、PH、氧化还原电位等。

34、生长因子：生长因子是一类对微生物正常代谢必不可少且不能用简单的氮源或氮源自行合成的，需要量一般很少的有机物。狭义的生长因子一般仅指维生素。。广义的生长因子除了维生素外，还包括碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C4-C6的分枝或直链脂肪酸、以及需要量较大的氨基酸。

35、培养基：根据原料分为天然、合成和半合成培养基。天然培养基的优点是取材方便，营养丰富，种类多样，配置方便，成本低廉；缺点：成分不稳定。常用的有牛肉浸膏、蛋白胨、酵母浸膏、豆芽汁、玉米浆、麸皮水解液、牛奶、血清、胡萝卜汁、椰子汁等。合成培养基的优点是成分精确，重演性高；缺点：价格较贵，配置繁琐。

36、种子培养基要求：营养相对丰富、完全，并要考虑能够维持稳定的PH，尤其是氮源的含量应该较高即C/N比值低。

37、发酵培养基的氮源：多为淀粉、淀粉水解酶、糖蜜、有机酸、低碳醇、脂质、烃类等。

38、有机氮源：黄豆饼粉、花生饼粉、棉子饼粉、玉米浆、蛋白胨、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、发酵菌丝体和酒精等。

39、无机氮源：氨水、氨液、尿素、硝酸盐和铵盐等。

40、前体：有些化合物被加入培养基后，能够直接在生物合成过程中结合到产物分子中去，而自身的结构并未发生太大变化，却能提高产物的产量，这类小分子物质被称为前体。
前体物质有的是菌体本身能够合成的，如合成青霉素分子所需的缬氨酸和半胱氨酸，合成链霉素的肌醇等。有的是菌体不能合成或合成的很少，需从外界加入的。如合成青霉素V的苯氧乙酸等，因此这些物质就必须是培养基的成分之一。前体的使用浓度要适当，因为许多前体物质浓度大对菌体有毒副作用，一般采用流加的方式，减少一次加入量。

41、磷酸盐的作用：①提供某些蛋白质、核酸、ADP、ATP所需磷元素；②缓冲作用。

42、复合反应是可逆的，影响复合反应的条件有：①葡萄糖浓度；②淀粉乳浓度（生产中一般采用10~12°Be18~21％ 这时糖化液纯度90~92％，复合糖7％左右）③酸度和酸的种类。

43、无机酸的选择和用量：目前国内普遍采用催化效能最高的盐酸进行淀粉水解。

44、活性碳吸附法：①温度一般控制在65摄氏度；②pH控制在5.0以下；③时间25~30分钟为好；④活性碳用量控制在淀粉量的0.6％~0.8％。

45、α-淀粉酶、液化酶、糊精化酶：是内切型淀粉酶，从淀粉分子在内部任意切开α-1，4糖苷键，不能水解α-1，6糖苷键。水解速度受底物分子大小和结构的影响，分子越小越难水解，分枝越多越难水解，离α-1，6糖苷键越近的键越难水解。

46、淀粉葡萄糖苷酶、糖化型淀粉酶、糖化酶：是外切型淀粉酶，从底物非还原性末端依次水解α-1，4糖苷键，也能水解α-1，6糖苷键，但较慢，速度仅是前者的十分之一。水解速度也受底物分子大小的影响，水解聚合度10~20的糊精时速度最快，水解淀粉和低聚糖速度较慢。水解能力随不同微生物来源而异。

47、糊化过程分为三个阶段：预糊化、糊化、溶解。

48、淀粉老化的影响因素：①直链淀粉易老化，支链淀粉不易老化；②DE值越小越易老化；③碱性条件可以抑制淀粉老化；④高温条件下不易老化，2~4℃极易老化；⑤快速升温或快速降温不易老化；⑥淀粉糊浓度过高易发生老化。

49、检验液化终点的方法是：将碘溶液滴入液化液中，如显棕红色或橙黄色则达到液化终点。

50、淀粉糖化的温度和pH：根据酶的特性，尽量选用较高的温度和较低的pH糖化。

51、辐射灭菌法常用的射线：紫外线、X射线和γ射线、高速电子流的阴极射线。

52、化学药剂灭菌法常用化学药剂：高锰酸钾溶液、漂白粉、过氧乙酸、新洁尔灭和杜灭芬、甲醛、戊二醛、酚类、焦炭酸二乙脂、抗生素、环氧乙烷。

53、过滤除菌是用0.01~0.45μm孔径滤膜对压缩空气、酶溶液、啤酒及其他不耐热化合物溶液除菌。

54、空气过滤除菌的原理：布朗扩散截留作用、惯性截留作用、拦截截留作用、重力沉降作用、静电吸引作用。

55、空气过滤除菌的介质：棉花（有弹性，纤维长度适中，通常使用脱脂棉）；玻璃纤维（纤维直径小，不易折断，过滤效果好）；活性碳（过滤效率比棉花低，但阻力小，吸附力强，通常与棉花介质一起使用）。

56、空气预处理的目的：提高压缩前空气的洁净度；去除压缩后空气中所带的油和水。

57、两级冷却、加热除菌流程的特点是：两次冷却、两次分离、适当加热。

58、旋风分离器总的要求是：①旋风分离器的直径不要太大，因为气流旋转运动所产生离心力与分离器半径成反比，若半径大，分离效率就低。要分离的空气量大时，可采用多个分离器并联。②进口的气流速度要适当。旋转气流所产生的离心力与气流速度的平方成正比，故气流速度小，分离效果差；但气流速度过大，则能量损失多（压降大），同时也会产生涡流而降低效率。一般采用进口气流速度15~25/s，排气出口气流速度为4m/s。

59、丝网分离器：体积小，丝网表面间隙小，可除去小至5μm的雾状微粒，分离效率达98％~99％，且阻力损失不大。但对于雾沫浓度很大的场合，会因雾沫堵塞孔隙而增大阻力损失。

60、溶液性质对氧溶解度的影响：温度（氧在水中的溶解度随温度的升高而降低）；酸的种类和浓度（一般浓度升高，溶解度降低）；盐浓度（在电解质溶液中，由于发生盐析作用，使氧的溶解度降低）。

61、搅拌促进氧的传递方式：①增加氧与液体接触面积；②延长气泡停留时间；③利于养的吸收；④减小传递阻力。

62、空气线速度较小时：氧传递系数Kla是随通风量的增大而增大的，当增加通风量时，空气的线速度也就相应增大，从而增加了溶氧，氧传递系数Kla相应的也增大。

63、空气分布管：当通风量超过一定值后，气泡的直径与通风量有关，与喷口的直径无关。

64、表面活性剂：培养液中消泡用的油脂等具有亲水端和疏水端的表面活性物质分布在气液界面，增大了传递的阻力，使传氧系数Kla等发生变化。

65、离子强度：发酵液中含有多种盐类，离子强度约为0.2~0.5mol/L。Kla随着离子强度的增大而增大。搅拌和通气消耗的功率越大，则Kla随离子强度增大的幅度越大，有时Kla可高达纯水中的5~6倍。在盐溶液中，气泡细胞且难以聚合成大气泡。而且气体滞留量有增大的趋势。

66、改变搅拌速度：①当转速n较低时，增大n对K有明显作用；②当转速n很高时，K值趋向于零（K：调节对象放大倍数，定义为每变化单位转读所引起的溶解氧浓度的变化）。

67、巴斯德效应：在好氧条件下，酵母发酵能力降低，这个事实很早就被巴斯德发现，称为巴斯德效应。

68、组成酶：是菌体生长繁殖所必需的酶系，它的产生一般不受培养基成分的影响。

69、间接相互作用：是指两种可以单独生活的微生物共同生活在一起时，可以互相有利或彼此依赖，创造相互有利的营养和生活条件，微生物间的互生和共生关系属于此类型。

70、直接相互作用：是指微生物间互不相容性，即一种微生物的生长繁殖，致使另一类微生物趋于死亡的过程，微生物学中的捕食、寄生及竞争等属于此类。嗜杀性酵母的生长也属于此类。

71、生物反应器设计的主要目标：获取高质量、低成本的产品。

72、露天式锥底发酵罐：罐锥底部分最好能冷却，锥底罐的优点是发酵速度快，易于沉淀收集和保存酵母。可单独用于前发酵和后发酵，也可合并前后一起发酵，锥底罐是密闭罐，既可作发酵罐也可作蓄酒罐，回收二氧化碳。

73、联合罐的罐中心：设有二氧化碳注射圈，高度恰好在酵母层之上，二氧化碳在罐中央向上注入时，引起啤酒运动，使酵母浓聚于底部出口处，同时啤酒中的不良挥发成分被注入的二氧化碳带着逸出。

74、朝日罐的特点：利用离心机回收酵母，利用薄板换热器控制发酵温度，利用循环泵把发酵液抽出又送回去。

75、挡板的作用：①防止液面中央产生漩涡；②促使液体激烈翻动，增加溶解氧；③改变液流的方向，由径向流改为轴向流。

76、全挡板条件：是指在发酵罐内再增加挡板或其他附件时，搅拌功率保持不变，而漩涡基本消失。

77、消泡装置中安装在罐内的是：耙式消泡器；安装在罐外的是：半封闭式涡轮消泡器、离心式消泡器、盘片式离心消泡器、刮板式消泡器等。

78、气升式发酵罐的特点：①反应溶液分布均匀；②较高的溶氧速率和溶氧效率；③剪切力小，对生物细胞损伤小；④能耗低；⑤传热良好；⑥结构简单，易于加工制造，造作和维修方便。

79、经验放大法包括：几何相似放大、以单位体积液体中搅拌功率相同放大（不通气发酵罐）、以单位体积培养液的通气搅拌功率相等的原则放大（通气发酵）、空气量放大、按搅拌器末端线速度相等放大。

80、生物反应器的放大标准：首先要从大量试验材料中找出影响生产的主要矛盾，在着重解决主要矛盾的同时，不要是次要矛盾激化，比如单纯的按Kla相等的准则放大的生物反应器，液体的剪切力肯能会上升到剪切敏感系统不可接受的程度，这样投入生产就可使生产失败。所以，必需注意不使这类情况出现，为此，往往或多或少牺牲几何相似原则。

81、发酵热：发酵过程中产生的热量，包括生物热、搅拌热、蒸发热和辐射热等。

82、消泡剂必需具有的特点：①消泡剂必须是表面活性剂，且具有较低的表面张力，消泡作用迅速，效率高；②消泡剂在气-液界面有足够大的散布系数，才能迅速发挥其消泡活性，这就要求消泡剂有一定的亲水性；③消泡剂在水中的溶解度较小，以保持其持久的消泡或抑泡性能，并防止形成新的泡沫；④对微生物的发酵过程无毒，对人、畜无害，不被微生物同化，对菌体的生长和代谢无影响，对产物提取和产品质量无影响；⑤不干扰溶解氧、pH等测定仪使用，不影响氧的传递；⑥消泡剂来源方便，价格便宜，不会在使用和运输中引起任何危害；⑦能耐受高温灭菌。

83、下游技术：是指使生物界自然产生的或通过微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应等各种生物工业生产过程获得的生物原料，经提取分离，加工精制称为目的成分，最终使其成为产品的技术。
范畴：物质分离和产品加工。

84、发酵液预处理的目的：①改变发酵液的物理性质，提高固液分离的效率；②尽可能使产物转入便于后处理的某一相中；③出去发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作。

85、凝聚值：使胶粒发生凝聚作用的最小点解质浓度称为凝聚值。

86、絮凝剂：是一种能溶于水的高分子聚合物。对絮凝剂的化学结构一般有以下要求：①其分子必须含有相当多的活性官能团；②必须具备长链的线性结构；③分子质量不能超过一定限度。

87、助滤剂的使用方法：①在过滤介质表面预涂助滤剂；②直接加入发酵液。也可两种方法兼用。

88、钙离子的去除用草酸；镁离子的去除用三聚磷酸钠；亚铁离子用黄血盐，使其形成普鲁士蓝沉淀而去除。

89、盘片的作用：缩短固体颗粒的沉降距离；扩大转鼓的沉降面积。

90、封头过滤：是指料液的流动方向与滤饼基本垂直。
切向流过滤：又称错流过滤、交叉过滤、十字过滤等。

91、不宜采用高压匀浆法破碎的微生物细胞有：易造成堵塞的团状或丝状真菌，较小的革兰氏阳性菌，以及含有包含体的基因工程菌，因为包含体制地坚硬，易损伤匀浆阀。

92、自溶法：是一种特殊的酶溶方式。例如，对谷氨酸生产菌，可加入0.028mol/L碳酸钠和0.018mol/L碳酸氢钠，配成pH10的缓冲液，再配3％的细胞悬浮液，加热至70％，保温搅拌20min，菌体即自溶。

93、等电点沉淀的操作条件是：低离子强度；pH≈pI。因此，等电点沉淀操作需要在低离子强度下调整溶液pH至等电点，活在等电点的pH下利用透析等方法降低离子强度，使蛋白质沉淀。

94、在选择盐析的无机盐时，对盐的要求：①溶解度大，能配制高离子强度的盐溶液；②溶解度受温度影响较小；③盐溶液密度不高，以便蛋白质沉淀的沉降或离心分离；④较高的盐析技能。

95、有机溶剂沉淀法的优点：是分辨能力比盐析法高，即一种蛋白质或其他溶质只在一个比较窄的范围内沉淀；缺点是需要耗用大量的溶剂，溶剂的来源、贮存都比较困难或麻烦，并且提炼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。

96、活性炭：疏水性，最常用的吸附剂。

97、电渗析：是膜分离技术的一种，它是在直流电场的作用下，一电位差为推动力，利用离子交换膜的选择渗透性，把电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的淡化、浓缩、精制或纯化的目的。

98、浸取：用某种溶剂把有用物质从固体原料中提取到溶液中的过程称为浸取，也称浸出。

99、反胶团：若将表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中，并使其浓度超过临界胶团浓度时，便会在有机溶剂内形成聚集体，这种胶团称为反胶团。

100、超滤：凡是能截留相对分子质量在500以上高分子的膜分离过程叫超滤。

101、蒸发：按照对所产生的二次蒸汽是否利用分为单效蒸发和多效蒸发。

102、结晶：是溶质呈晶态从液相或气相等均相中析出的过程。

103、晶体的自范性：晶体具有自发的生长为多面体结构的可能性，即晶体常以平面作为与周围介质的分界面，这种性质称为晶体的自范性。

104、二次成核：受已存在的宏观晶体的影响而形成晶核的现象，称之为二次成核。

105、冷冻干燥：亦称为升华干燥，它是将湿物料在较低温度下（-10~-50℃）冻结成固态，然后将其放置于高度真空下，料内水分不经液态直接升华成气态，物料脱水为成品。在所有干燥法中，是对产品破换程度最低的。

106、固定化酶：是指在一定空间内呈闭锁状态存在的酶，能连续地进行反应，反应后的酶可以回收重复利用。其活性在多数情况下比天然酶小。

107、酶反应的最适温度是酶热稳定性与反应速率的综合结果。由于固定化后，酶的热稳定性提高，所以最适温度也随之提高，这是很有利的。

108、共固定化技术：是将酶、细胞器和细胞同时固定于同一载体中，形成固定化细胞系统。

109、生物柴油：指由动植物油脂与短链醇（甲醇或乙醇）进行酯交换反应所制备的脂肪酸单酯。

110、清洁生产：是指将综合预防的环境策略持续的用于与生产过程和产品中以便减少对人类和环境的风险性。概括的说就是：低消耗、低污染、高产出，是实现经济效益、社会效益与环境效益相同一的21世纪工业化生产的基本模式。

F. 发酵食品微生物的用于发酵食品中的细菌

用于发酵食品中的细菌，主要有醋酸杆菌、非致病棒杆菌和乳酸菌3种。
醋酸杆菌常见于腐烂的水果、蔬菜、酸果汁、醋和饮料酒中。属革兰氏阴性无芽孢杆菌,兼性好氧,但易出现退化型。退化型菌体出现枝状、丝状等弯曲状。老培养物中的菌株革兰氏染色也常常出现变化。醋酸杆菌能氧化乙醇使之成为乙酸，因而是制造食醋的主要菌种。
非致病棒杆菌经常从土壤、水、空气和被污染的细菌培养皿或血平板中分离得到。非致病棒杆菌中的谷氨酸棒杆菌、力士棒杆菌、解烃棒杆菌经常用于味精(L-谷氨酸盐)的生产。它们能将糖分解成有机酸，并将含氮物质分解成铵离子，再进一步合成谷氨酸并积累于发酵液中。
乳酸菌能产生乳酸，是发酵乳制品制造过程中起主要作用的一类菌。按其对糖发酵特性可分为同型发酵菌和异型发酵菌。
同型发酵菌在发酵过程中，能使发酵液中80～90%的乳糖转化成乳酸，仅有少量的其他副产物。常用的菌种有：干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌，瑞士乳杆菌、乳酸乳杆菌、乳链球菌、嗜热链球菌及乳链球菌丁二酮乳新亚种。
异型发酵菌在发酵过程中，能使发酵液中50%的乳糖转化为乳酸，另外50%的糖转变为其他有机酸、醇、二氧化碳、氢等。在食品中使用的菌种有葡聚糖明串珠菌和乳脂明串珠菌。

G. 常用发酵剂由哪些物质组成

em菌发酵剂主要成分：乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌、枯草杆菌、光合菌、放线菌等十属八十多种微生物
有效活菌总数≥200亿cfu/ml
产品性状：土黄色粉末
保质期：18个月，常温阴凉密封保存。
一、 农盛乐发酵床专用菌种

【功能作用】
1、改善养殖环境，除臭，杀菌。
2、制作发酵床垫料、提高饲料利用率。
3、喷洒发酵床表面，提高发酵床的发酵强度。
4、提高有机体非特异性免疫力，提高成活率及整齐度。
5、提高动物肉的品质，动物在垫料上，显得十分舒适，活
动量较大。生长发育健康，几乎没有疾病发生，几乎不用抗生药物，提高动物肉的品质，生产出真正意义上的有机肉类。

【发酵床的好处】
1. 三省( 省水、省料、省劳力)：节省用水75%~90% , 仅为猪饮用、保持垫料表面湿度、喷洒降温用水;猪拱食菌体蛋白, 改善肠道环境, 提高饲料转化率, 可节省精饲料10%~15% 。仅喂料、翻扒垫料、清扫饲喂台、调整湿度用工, 无需清粪, 可节省劳力30%~50%,一个人可以饲养800~1000 头肥猪,100~200 头母猪。
2. 两提( 提高抵抗力、提高猪肉品质)：猪恢复了拱食和沙浴的生物习性, 应激减少; 采食菌体蛋白, 抗病力增强, 发病率减少, 用药减少。猪肉肉色红润, 纹理清晰, 肉质提高。
3. 一增( 增加养殖效益)：可节约用水、用料、用药等成本30~80 元/ 头; 利用农业废弃物, 如锯末、稻壳、花生壳、玉米秸秆等作为垫料原料加以使用, 通过微生物的发酵,将废弃物变废为宝。
4. 零排放( 无污染, 实现粪污零排放)：猪场内外无臭味, 氨气含量显着降低, 在养殖环节提前消除了污染物, 实现了粪污的零排放。

【适用范围】
1、适用于制作发酵床的垫料（也可以用来饲养猪、牛、羊，鸡、鸭、鹅、蛇蜈蚣等动物）。
2、适用于家畜、家禽及虫类养殖领域，包括猪、牛、羊、马、兔、狗、狐、貂、鸡、鸭、鹅、蚯蚓、蜜蜂、蚕、蝴蝶及蝇等养殖领域。

二、农盛乐饲料发酵床专用菌种：

【作用机理】：EM微生物有益菌种，能有效降解植物细胞壁成分、细胞间质成分、粗纤维及小麦豆粕和玉米中的粘性多糖等抗营养因子，使饲料有效营养充分释放，从而提高消化率,增强适口性。经过大量客户的使用证明其作用有以下方面，

【功能作用】：
1、能显着提高饲料消化率和吸收率，改善畜禽的消化功能，减少饲料的消耗量，降低养殖户的成本在30%左右，排便量减少三分之一。
2、显着增强畜禽适口性，经处理过的饲料味香醇甜可口，动物食欲明增加；
3、提高畜禽的免疫和非免疫能力，抑制有害菌，防止腹泻 、下痢等疾病；
4、减少粪便中氮、磷、钙的排泄量，减少有害气体，减轻臭味，改善养殖环境；
5、可增加菜粕、棉粕、糠麸的添加量，减少鱼粉、豆粕的用量，并可使小麦的使用量达到30%左右，
6、提前10-15天左右出栏，大大降低养殖户的成本，综合效益增加。
用法与用量：EM菌种可以发酵豆渣 、潲水、秸秆、稻草、酱渣、酒渣、粪便等材料做饲料。1瓶菌种配置的菌液可以发酵干豆渣（酒渣、酱渣、果渣等）2吨；1瓶菌种配置的菌液可以发酵压榨后的潲水（泔水、剩饭菜）2.5吨；1瓶菌种配置的菌液可以发酵鸡粪（鸭粪、猪粪等动物粪便）2吨；1瓶菌种配置的菌液可以发酵秸秆粉末（青贮数量、农作物秸秆等）3吨。
无论怎样配比都是可以的,只要您当地有的资源，想得到的发酵配方都是可以的,我们的发酵产品几乎可以发酵所有的可饲用的有机物，发酵力强劲，关键不在于发酵用什么样的配方，用户自己可以根据自己当地的资源情况，任意设计自己的发酵料配方，只需要掌握两点，一是发酵料中需要有一点能量饲料，提供微生物生长繁殖的动力（主要是如1--10%左右的玉米粉、薯粉、麦粉、糠麸都可以），二是其实关键只在于，喂养的时候，要设计好喂猪的配方，例如，您自己设计了发酵配方后，需要简单地计算一下，自己设计的发酵配方发酵后的营养价值，例如简单的蛋白质是多少，能量大概是多少等，再与其他饲料原料搭配来喂猪。 饲喂农盛乐发酵料可提高动物抗病能力，补充动物肠道内有益菌群，抑制有害菌，维护肠道平衡，提高动物免疫力。

三、农盛乐种植EM菌种:

【作用机理】：
EM菌中的光合菌群，不仅仅在叶子上，而且在土壤、在水中都可以利用太阳光热能，它可以合成抗氧化物质，氨基酸、糖类和各种生理活性物质来促进植物的生长，还会使土壤中的其他有益微生物活跃壮大起来；抗氧化物质使有机肥料不臭而散发出香味，使植物的根部活力加强，提高吸收养分的能力。增强微生物的群体联合作用，可以改善土壤环境，抑制有害微生物，丰富有益微生物，形成再生机制，熔解磷、钾、固氮，使能量立体化汇集，并改善土壤的酸、碱、粘、沙和易涝、易旱等不良性质，促进团粒化，提高土壤的保水和透气性能。EM菌群分泌与合成的物质如各种有机酸、氨基酸、酶、活性**激**##素、抗氧化酵素等，可直接促进植物生长，还能分解残留农药，使土壤还原于抗氧化状态，充分发挥农作物在良性状态中惊人的生长能力。

【作用表现】：
1.改良土壤性质，提高土壤肥力，逐年减少以致完全不用化肥、农药，最终实现免耕作业。与化肥相比，EM菌稀释液＋动物粪便发酵后可以使土壤中速效钾提高5%，速效磷提高31.2%，全氮提高15.5%，而且土壤越种越肥沃，有益小动物（蚯蚓等）倍增，渗水、保水、透气性能增强，促进团粒化。连用三、五年，土壤生态、物理、化学性能彻底改良后，可用实现免耕种植。
2.抑制有害微生物的生存与繁殖，减轻并逐步消除土传病虫害和连作障碍。
3.增强植物的代谢功能，提高光合作用，促进种子发芽，根系发达，早开花，多结实，成熟期提前10天以上。
4.低投入、高回报，确保农业繁荣和可持续发展。经各地几年使用，一茬作物每亩只需用EM菌液0.5-1公斤，而增产幅度一般为：粮油作物增产10-20%以上，其中大豆可增产10%以上；叶菜类增产8-26%以上，块根块茎类增产幅度更大；瓜果类保花保果率提高40%以上，且单果重、糖度和保鲜度明显提高；花卉可提前半月开花，花朵增多更鲜艳，花期延长。
5.改善水果品质，生产个大色正，味美可口且无化学污染的纯天然绿色产品，全面提高农产品的市场能力。

【用法用量】：
1、发酵农家肥或有机垃圾：每公斤本品（指液体菌液）可发酵农家肥（有机垃圾）500公斤（生料、粗料用量大些）。具体操作方法：取1公斤本品，加入100公斤左右水制成稀释液（具体的用水量，要根据农家肥或有机垃圾自身的含水量而定），而后与有机基料均匀混合，含水量控制在40%左右（手握可见指缝有水渗出，但不下滴），压实后用塑料膜覆盖严，如发酵料多（数吨）时，当堆心温度高于65℃时，进行翻堆。共翻堆2-3次，夏季发酵20天，冬季发酵30天，即可充分发酵成熟。
2、发酵人畜粪尿：按粪池内人畜粪尿量的万分之一到五（即每立方米的粪尿使用本品500ml，粪稀量小些），加适量水稀释后，投入粪池，搅拌均匀，起到消除恶臭和提高肥效的效果，以后每10～15天投放一次。
3、发酵秸秆：先配制好稀释液，每堆一层秸秆喷洒一层稀释液，最后上覆20～30cm厚泥土即可。如冬季气温过低，或要求发酵快些，加盖一层薄膜，用泥或石压边密封发酵。
4、发酵沼气：将本品1L稀释1：100-500倍后直接加入沼气池内，可增加沼气产量300%。
5、泡种和拌种：可以促进种子的发芽、种苗生根，尤其对于那些处于休眠状态或发芽势弱的种子，效果更佳明显。
6、制作防虫液：将EM菌液稀释500-1000倍，按照每亩200-400ml的用量喷洒。每10-15天喷洒一次。在病虫害可能发生的季节需要提前喷洒。

四、农盛乐水产EM菌种:

EM菌液渗入水体后，其群体作用能杀死或抑制病原微生物和有害物质，调整养殖生态环境，增加水中溶氧量（氧气），促进养殖生态系中的正常菌群和有益藻类活化生长，保持养殖水体的生态平衡；拌入饵料投喂，直接增强鱼类的吸收功能和防病抗逆能力，促进健壮生长。EM菌液中的光合菌还能利用水中的硫化氢、有机酸、氨及氨基酸兼有反硝化作用中去除水中有害菌，因而能使养殖池中的排泄物和残饵污染得到净化，改善水质，减少鱼病。
【主要作用】：
1、减少病原微生物和不良藻类、明显增强养殖对象的免疫力和抗病性，降低发病率，提高成活率。用户反映，EM菌原液可使蟹苗成
活率提高近一倍，中华石斑鱼的成活率由原来的30%提高到70%以上。
2、增加有益微生物数量。水面浮游动物、有益藻类增多，特别是红虫不断增多至布满水面。
3、稳定和改善水质，水体颜色清爽，不臭不腐，无硫化氢、氨气等异味，能见度在25－50cm的时间长且较稳定，换水时间可延长2倍以上。
4、鱼虾粪、池底杂质和下脚料不会变成淤泥而呈散沙状。
5、促进生长，增重率明显提高。实践证明，在同等环境下，用EM菌液后，可提前10－15天上市，平均亩产提高20%－35%，产卵量增加25%，产卵时间延长。有的试验表明，常温新鳖池用EM菌液后，产卵时间延长近70天，且孵化率较好，饵料不臭，改善了养殖环境。北京郊区某渔场在鱼苗试验中，试验组鱼苗体重为对照组的两倍，厦门某学院在小面积对虾养殖试验中，体重增重率达166.7%。

【用法用量】：
1.池塘养殖，放苗或水花前3-4天每亩用2公斤全池泼洒，放苗或水花时，用30ml兑水10公斤，浸泡15分钟，每亩泼洒2公斤，以后每隔15-20天，每亩用2公斤泼洒。
2.水库使用，每亩按1-2公斤使用一次，每15天使用一次，最好配合使用有机复合肥，这样效果更佳。
3.全池泼洒：0.5~0.8ppm，即1米水深，每亩使用约1公斤，10~15天使用一次，养殖种，后期可酌情加大用量至2公斤
4.拌料喂养：使用饵料重量的0.3~0.5%，即每100公斤饲料用0.3-0.5公斤，可以喂养鱼类，虾类、黄鳝，龟类等各种动物。

H. 天然产物的微生物及其发酵液有效成分

微生物是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体，它个体微小，却与人类生活密切相关。能够提供有效成分的主要是真核生物中的真菌与藻类，以及其他微生物的代谢（发酵）产物。来源于微生物及发酵液的有效成分主要有多糖类、酶类、抗生素类、色素类、氨基酸类、有机酸类、醇酮类、维生素类、核酸类等等。现将主要成分简介如下： 微生物多糖是一类次生代谢产物。其中的有些同琼脂、果胶、阿拉伯胶等一样，是一类水溶性胶体物质，具有高粘度、高水溶性、高稳定性以及安全性等性质，因而在工业上具有多方面的特殊利用价值。某些来自高等真菌的多糖具有抗肿瘤作用，医用价值很大。根据存在位置的不同，多糖可分为细胞内多糖、细胞壁多糖和细胞外多糖。微生物大量产生的多糖主要是胞外多糖。胞外多糖的种类很多，根据所含糖苷基的情况可分为同型多糖和异型多糖。同型多糖中糖苷单体只有一种，如葡萄糖苷组成的葡聚糖、果糖苷组成的果聚糖、甘露糖基聚合的甘露聚糖。植物体内的淀粉和纤维素是葡聚糖型的同型多糖。异型多糖也称杂多糖，是由两种以上（一般为2-4种）不同的糖苷基组成的聚合体。构成异型多糖的单体糖有葡萄糖、甘露糖、葡糖酸、鼠李糖、葡萄糖醛酸、甘露糖醛酸和半乳糖等。有的异型多糖含有少量丙酮酸、琥珀酸等有机酸成分，也称为酸性多糖。日常生活中常用的微生物多糖有：
黄单胞菌多糖（黄原胶）：一种典型的水溶性胶体多糖，是工业生产中产率最大的微生物多糖。由甘露糖、葡萄糖和葡糖酸（2:2:1）构成的杂多糖，具有增粘、稳定和互溶等物理性质。在食品工业中作为饮料、调味品、面包和罐头制品中的添加剂。
短梗酶多糖：水溶性胶类物质，由出芽短梗霉菌深层发酵产生。由葡萄糖构成的麦芽三糖为糖苷基单位，是一种同型多糖。具有良好的水溶性、粘结性、成膜性和安全性，主要用作食品、医药、化妆品等制造中的增稠剂、成型剂和粘结剂。
右旋糖酐：是一种发现较早的微生物多糖。发酵生产用菌种是肠膜明串珠菌。右旋糖酐为类似淀粉和糊精的葡聚糖物质，主要用途是在医疗中作为代血浆、动脉硬化抑制剂等，在食品加工上作为稳定剂和保湿剂等。
海藻酸：最初在海藻中提取。主要由甘露糖醛酸和古洛糖醛酸单体聚合而成。海藻酸可作为乳化剂、稳定剂和增粘剂用于食品、医药和造纸工业。其钠盐是一种通透性良好、无毒多聚胶体物质。
其他的大型真菌主要是多孔菌和伞菌中的种类，其多糖类代谢物具有增强机体免疫力、抑制肿瘤细胞增生的抗癌作用，着名的如香菇多糖、茯苓多糖、猴头多糖、虫草多糖及银耳多糖等。 氨基酸是在食品、医药、饲料、化工和农业等部门中具有广泛用途的化学原料。是一类具有特殊重要意义的化合物，是与生命活动密切相关的蛋白质的基本组成单位，是人体必不可少的物质。氨基酸广泛存在于动物、植物和微生物中。
氨基酸分子中既有碱性-NH2和酸性COOH，与强酸强碱都能作用生成盐，因此氨基酸为两性化合物。氨基酸根据分子中所含的氨基和羧基的数目分为中性氨基酸、碱性氨基酸和酸性氨基酸。中性氨基酸是指分子中氨基和羧基数目相等的一类氨基酸。分子中氨基的数目多余羧基时称为碱性氨基酸，氨基的数目少于羧基时称为酸性氨基酸。
氨基酸为无色晶体，熔点一般都较高（常在230-300℃）之间），熔融时即可分解放出二氧化碳。氨基酸都能溶于酸性或碱性溶液中，但难溶于乙醚等有机溶剂。在纯水中各种氨基酸的溶解度差异较大，加乙醇能使许多氨基酸从水溶液中沉淀析出。
氨基酸的发酵生产是通过微生物的代谢作用使含碳和氮的有机物转化成氨基酸，再将发酵液浓缩干燥或通过离子交换树脂将其提取出来。通过发酵法制得的是具有生化活性的L型氨基酸。大部分氨基酸几乎都可以用微生物来生产。这比人工合成或用天然蛋白质降解的制造方法来得容易，且效益也大大提高。谷氨酸（味精）是最早用微生物工业化生产的氨基酸。用发酵法生产的氨基酸有赖氨酸、丙氨酸、精氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、苏氨酸、脯氨酸、瓜氨酸、鸟氨酸等。目前工业发酵生产的氨基酸主要如下：
L-谷氨酸：生产谷氨酸的主要有谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌以及微杆菌中的种类。工业发酵采用大型通气搅拌发酵罐，碳源采用淀粉质原料（玉米、甘薯、小麦和马铃薯等）糖化后的葡萄糖液。尿素、氨水是良好的氮源。发酵最适温度为30-35℃，最适pH值为7.5-8。
L-赖氨酸：是谷类蛋白质中不足的氨基酸，作为食品和饲料中添加的必须氨基酸。赖氨酸发酵菌种是通过诱变处理获得的谷氨酸棒杆菌或黄色短杆菌的营养缺陷型突变株，人为地解除氨基酸生物合成的代谢控制机制，能大量积累赖氨酸，产量可以达到30g/L以上。 抗生素是微生物在新陈代谢过程中产生的、以低微浓度能抑制它种微生物的生长和活动，甚至杀灭它种微生物性能的化学物质。抗生素根据作用机制可以分为以下几类：
作用于DNA合成系统的抗生素：核苷酸生物合成的抑制剂抑制dATP、dGTP、dTTP、dCTP的合成，5FU、FdUMP、叶酸拮抗剂抑制从dUMP到dTMP的生成。ara C及ara CTP抑制从dCTP生成DNA。抗癌霉素抑制DNA多聚酶。丝裂霉素、烷化剂、博来霉素、奈里酸、腐草霉素、抗原虫剂、嗜癌素、喹啉类、早妥链丝菌素以及新制癌素C（纺锤菌素、远霉素A、多色霉素等）作用于模板DNA或RNA。此外还有抑制核苷酸生物合成的化合物：叶酸和5FU。
抑制转录反应的抗生素：利福霉素、曲张链丝霉素、链霉菌素、α-鹅膏菌素、放线菌素、柔红霉素、丰加霉素、冬虫夏草菌素等。
作用于核苷酸生物合成系统的有冬虫夏草菌素、重氮霉素A、丙氨菌素等。
抑制蛋白质合成系统的有吲哚霉素、链霉素、庆大霉素、卡那霉素、四环素等。
抑制细菌细胞壁粘肽生物合成系统的有磷霉素、D-环丝氨酸、万古霉素、杆菌肽以及β-内酰胺类抗生素等。
作用于细胞质膜的有持久霉素、青霉素、多粘菌素B、大四环抗生素、缬氨霉素、大四环抗生素以及英恩霉素等。
作用于能量代谢系统或作为抗代谢物的有：抗霉素A、寡霉素、短杆菌肽S等。
就作用和产值而言，抗生素及相关的生物活性物质是微生物最重要的产品。迄今已经能够生产的有一百多种，临床应用的有几十种。放线菌产生的抗生素种类最多，约占四分之三。目前开发的新微生物生物活性物质目标集中在以下几个方面：抗肿瘤物质；抗耐药性金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和结核杆菌物质、抗绿脓杆菌和变形杆菌物质、抗病毒物质、抗心血管疾病物质。 色素根据溶解性能的不同可以分为水溶性的色素和油溶性的色素。水溶性的色素有柠檬黄、日落黄、苋菜红、靛蓝、亮蓝、甜菜红、花青素、玫瑰茄红、越橘红等，脂溶性的色素有胡萝卜素、辣椒红素、姜黄、玉米黄、红曲酶色素等。微生物色素除红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，褐和黑色之外，还有介于它们之间的各种各样颜色。这些色素有在细胞内的，有在细胞外的；有自身合成的，有转化培养基中的某些成份而形成的。总的来说，可以分为两类；①菌苔本身呈色而不渗入培养基，称为非水溶性色素。④菌苔本身呈色或不呈色，但使培养基呈色，称水溶性色素。
微生物有些色素，如细胞色素C，具有十分重要的生理功能，但许多色素的功能尚未被人们认识。在微生物，最普遍和常见的色素是黄色和橙色--类胡萝卜素。所有光合微生物都有类胡萝卜索，如光合细菌。许多非光合微生物也含有类胡萝卜素，如红酵母菌、链孢霉菌、藤黄八叠球菌等。许多假单胞菌靶一些放线菌可以产生各种颜色的 吩嗪类色素，如紫色的碘菌素、蓝绿色的绿脓杆菌素、金黄色的金色菌素等。真菌的色素种类也很多，一种真菌往往可以产生不只一种色素，色素的主要成份是甲苯醌、萘醌和咄吨酮等类型的衍生物。
色素是一种次生代谢产物，一般是在菌体生长后期开始合成，其合成过程可能是在培养基中缺乏某种营养物质，菌体的生长过程受到限制时被启动的。一般是菌体生长繁殖过程中不需要的物质、菌体失去合成这种物质的能力后照常生长。 目前用微生物生产的酶有数百种，其中大部分是水解酶（碳水化合物水解酶、蛋白酶、脂肪酶等）、氧化酶、转化酶、异构酶等，均已大规模生产和应用。分子生物学上广泛使用的工具酶（限制性内切酶、聚合酶、连接酶等）大都来源于微生物。目前我国已经能用发酵法大规模生产工业上所需要的酶及部分工具酶。
微生物由于催化自身代谢的需要，能合成种类繁多的酶。酶具有催化各种生化反应的功能。酶在化工、食品、酿造、医药、纺织和制革等工业上用途很广。利用微生物的工业发酵可以生产各种酶产品。
酶是生物细胞产生的一类具有高度催化活性的蛋白质，其催化能力比无机催化剂要高出几万倍甚至几亿倍。在生产上应用酶来催化各种反应，同使用无机催化剂相比具有许多优点，如作用快，生产周期短，转移性强，副产物少，产物易提纯；代替强酸强碱的催化作用，不污染环境等。目前酶制剂已经称为工业上的一项新兴产品，在食品、化工、医药、纺织、造纸、农林以及生物科学研究等领域有着广泛的用途。
氧化还原酶类如脱氢酶和过氧化物酶；转换酶类如转氨酶和转磷酸酶等；水解酶类如淀粉酶、纤维素酶、脂酶和蛋白酶等；裂解酶类如脱羧酶、脱氨酶和DNA内切酶等；异构酶类如葡萄糖异构酶和磷酸丙糖异构酶等；连接酶如DNA连接酶等。 维生素是维持细胞生长和正常代谢所必须的微量有机化合物。在化学结构上不属于同一类化合物，脂肪族、芳香族、脂环族、糖苷和杂环类等化合物都有。虽然结构不同，生理功能各异，但也有以下几点共同点：以本体形式或可被利用的前体形式存在于天然食品中；多数不能在体内合成，也不能大量储存在组织中；不是构成各种组织的原料，也不提供能量；常以辅酶或辅基的形式参与酶功能；有的维生素结构和生物活性相近，如吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺等。
维生素根据溶解性能可分为两大类：脂溶性和水溶性维生素。脂溶性的维生素包括维生素A、D、E、K，它们不溶于水而溶于脂肪及有机溶剂中，在食物中常与脂类共存；水溶性维生素包括B族维生素和维生素C.一般无毒性，容易在体内被代谢出。用微生物生产的维生素有核黄素、β-胡萝卜素、维生素B2、维生素B6、维生素B12、维生素C等。 有机酸：目前用微生物工业化生产的有机酸有柠檬酸、醋酸、葡糖酸、葡萄糖酸、丁烯二酸、曲酸、乌头酸、苹果酸、α-酮戊二酸、衣康酸、乳酸、酒石酸、延胡索酸等。他们中的大多数是重要的化工原料。
有机酸具有超过抗生素的多种作用，其中包括降低pH值和增强胰腺分泌。作为一类化学物质，它们都有共同的结构R-COOH。
醇酮类：乙醇、丁醇、丙酮等化工原料都可利用微生物来生产。

I. 发酵液为何需要预处理 处理方法有哪些

发酵液预处理的根本目的是“净化”。即将发酵后的残留原料（培养基）、发酵用微生物残留菌丝体等固体分杂质与母液分离。从而使发酵母液得以净化；以利于后续加工。
众所周知，啤酒、葡萄酒、红霉素、青霉素、麦迪霉素等都是通过发酵工艺生产的不同产品。当然他们使用的发酵原料（培养基）和菌种是不同的。但是，发酵结束后的母液净化工艺是基本相同的。都要经过发酵混合料液的絮凝、压滤、精滤（膜处理）；将发酵母液中的固体分与母液分离开来。以利于后续产品深加工。
精滤后的啤酒母液，经过调配和检验后即可作为产品上市。葡萄酒则需要装进橡木桶进酒窖陈放，醇酯化。
发酵药青霉素、红霉素、麦迪霉素的精滤药液经过多道提纯结晶工艺加工后，可得到符合要求的原料药。可供后续系列药品的深加工。
从上述可知，发酵母液的净化处理是发酵工程产品生产的必不可少的基本加工工序之一。