发酵工程是生物技术的重要组成部分，主要利用微生物的代谢活动来生产有用的产品。在这个过程中，微生物的生长、繁殖以及代谢途径的调控是关键。以下是发酵工程的一些核心知识点：
1. 工业发酵：这是一种通过微生物的生长和代谢，积累人类所需产物的生物化学过程。它涉及微生物的自然现象，如酿酒，其特点是依赖于多种微生物的混合发酵，以产生独特的风味。
2. 发酵工程：这一领域结合了现代工程技术，目的是创造适宜的环境，使微生物能够生产特定的产物。这包括对微生物的选育、培养基的配制以及发酵过程的控制。
3. 微生物代谢控制：通过改变微生物的代谢途径，可以最大限度地积累目标产物。例如，利用有机酸和氨基酸的代谢控制，可以调整微生物的代谢方向。
4. 巴斯德效应：法国科学家巴斯德发现，向发酵系统中通入氧气会抑制发酵过程，因为有氧条件下，微生物更倾向于进行呼吸作用而非发酵，这影响了产物的生成。
5. 微生物代谢产物：初级代谢产物是微生物生存必需的物质，而次级代谢产物则可能是对微生物生长无直接影响的物质，如抗生素等。
6. 突变与选育：微生物可以自发突变，也可在人为诱导下产生变异。通过自然选育和诱变育种，可以得到适合特定生产需求的菌种。
7. 营养缺陷型菌株：这种菌株因失去合成某种营养物的能力，只能在含有该营养物的培养基中生长，用于研究代谢途径和筛选优良菌种。
8. 发酵培养基：为了支持大量微生物的生长和产物积累，需要精心设计和配制培养基。C/N比（碳源与氮源的比值）等参数对微生物的生长和代谢至关重要。
9. 除菌技术：包括过滤介质除菌，如绝对过滤介质和深层过滤介质，通过不同的物理机制去除微生物。
10. 发酵方式：分批发酵、连续发酵和补料分批发酵各有优缺点。分批发酵一次性加入所有营养物质，连续发酵则不断添加新鲜培养基，补料分批发酵则在发酵过程中补充营养。
11. 生产率与生长率：菌体比生长速率、基质比消耗速率和产物比生产速率是衡量微生物生长和代谢效率的关键指标。
12. 产物生成模式：生长偶联型、生长非偶联型和部分偶联型描述了产物生成与菌体生长的关系，反映了代谢过程的不同特性。
13. 发酵热和生物热：发酵过程产生的热量，对发酵过程的温度控制具有重要意义。
14. 溶解氧和呼吸强度：这些参数是监测和控制好氧发酵过程的关键，对维持适宜的发酵条件至关重要。
了解以上知识点，有助于深入理解发酵工程的原理和实践，为优化微生物生产过程提供理论基础。在实际应用中，通过对微生物的选育、培养基的设计、发酵条件的控制以及代谢途径的调整，可以有效地提高发酵产物的产量和质量。
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