发酵工程小试题及答案

发酵工程小试题及答案《发酵工程小试题及答案》一、选择题（共30分，每题2分）1.下列哪项不是发酵工程的特点？A.微生物培养过程B.需要严格控制环境条件C.只能生产食品和饮料D.可以利用可再生资源2.发酵工程中，微生物生长的四个阶段依次是：A.延迟期、对数期、稳定期、衰亡期B.对数期、延迟期、稳定期、衰亡期C.延迟期、稳定期、对数期、衰亡期D.对数期、稳定期、延迟期、衰亡期3.在发酵过程中，pH值过高可能导致：A.微生物生长加速B.酶活性降低C.代谢产物产量增加D.细胞膜稳定性提高4.下列哪种微生物常用于酒精发酵？A.乳酸菌B.酵母菌C.醋酸菌D.产朊假丝酵母5.发酵工程中，溶氧系数（KLa）是指：A.氧气在液体中的溶解度B.氧气从气相传递到液相的速率C.微生物对氧气的利用率D.氧气在发酵液中的浓度6.在发酵过程中，补料分批发酵的主要优点是：A.操作简单B.可以避免底物抑制C.不需要控制环境参数D.可以完全自动化7.下列哪种方法常用于菌种的保藏？A.高温干燥法B.低温冷冻法C.常温保存法D.紫外线照射法8.发酵工程中，比生长速率（μ）的定义是：A.单位时间内微生物浓度的变化B.单位时间内微生物浓度的相对变化C.微生物浓度的最大值D.微生物浓度的最小值9.在发酵过程中，泡沫过多的主要危害是：A.提高溶氧效率B.导致发酵液溢出C.促进微生物生长D.提高产物产量10.下列哪种产物是通过发酵工程生产的？A.胰岛素B.青霉素C.维生素CD.以上都是11.发酵工程中，连续发酵的主要缺点是：A.操作复杂B.容易被杂菌污染C.设备投资高D.以上都是12.在微生物培养中，接种量是指：A.培养基的体积B.接入的微生物量与培养基体积的比值C.接入的微生物总量D.培养基的营养物质浓度13.发酵工程中，菌种选育的主要目的是：A.提高微生物的耐受力B.提高产物的产量和质量C.缩短发酵周期D.以上都是14.在发酵过程中，温度过高可能导致：A.酶活性提高B.细胞膜流动性增加C.蛋白质变性D.代谢速率加快15.下列哪种气体是发酵过程中微生物常用的碳源？A.氮气B.氧气C.二氧化碳D.甲烷二、填空题（共20分，每空1分）1.发酵工程的基本原理是利用_________在适宜条件下进行大规模培养，以获得有用产物或进行特定转化。2.微生物生长的四个阶段分别是：延迟期、_________、稳定期和_________。3.发酵过程中，pH值的控制通常通过添加_________或_________来实现。4.常用的菌种保藏方法包括斜面保藏、_________、_________和液氮超低温保藏等。5.发酵工程中，常见的发酵方式有_________、_________和连续发酵。6.在发酵过程中，溶氧系数（KLa）的计算公式为KLa=_________/（C-CL），其中C表示_________，CL表示_________。7.发酵工程中，常见的碳源包括葡萄糖、_________和_________等。8.微生物生长比速率（μ）的计算公式为μ=_________/X，其中X表示_________。9.发酵工程中，常用的消泡方法有机械消泡和_________。10.发酵工程中，常见的产物分离纯化方法包括_________、_________、萃取和结晶等。三、判断题（共10分，每题1分）1.发酵工程只能利用微生物进行生产，不能使用动植物细胞。（）2.在发酵过程中，微生物的对数期是产物合成的最佳时期。（）3.发酵工程中，接种量越大越好，可以提高发酵效率。（）4.发酵过程中，温度越高，微生物生长越快，产物产量越高。（）5.发酵工程中，补料分批发酵可以有效避免底物抑制现象。（）6.发酵工程中，溶氧量越高越好，有利于好氧微生物的生长。（）7.发酵工程中，菌种的保藏温度越低越好，可以完全停止微生物的生命活动。（）8.发酵工程中，泡沫的存在有利于提高氧气的传递效率。（）9.发酵工程中，连续发酵的产物浓度通常比分批发酵高。（）10.发酵工程中，所有的微生物都需要在有氧条件下才能生长。（）四、简答题（共30分，每题6分）1.简述发酵工程的基本概念及其主要特点。2.解释微生物生长曲线的四个阶段及其特点。3.简述发酵过程中pH值变化的原因及控制方法。4.比较分批发酵、补料分批发酵和连续发酵的优缺点。5.简述发酵工程中溶氧的重要性及其影响因素。五、计算题（共20分，每题10分）1.在一个体积为1000L的发酵罐中，初始接种量为10g/L的微生物，经过10小时培养后，微生物浓度达到50g/L。假设微生物生长符合对数生长模型，计算微生物的比生长速率（μ）。2.某发酵过程中，氧气的饱和溶解度（C）为8mg/L，实际溶解浓度（CL）为4mg/L，氧气传质速率（OTR）为100mg/L/h，计算该发酵系统的溶氧系数（KLa）。六、论述题（共40分，每题20分）1.论述发酵工程中菌种选育的主要方法及其应用实例。2.结合实例，论述发酵工程在医药工业中的应用及其发展趋势。答案：一、选择题答案1.答案：C解释：发酵工程不仅可以生产食品和饮料，还可以生产抗生素、氨基酸、酶制剂、有机酸等多种产品，广泛应用于医药、农业、食品、化工等多个领域。选项A、B、D都是发酵工程的特点。2.答案：A解释：微生物的生长曲线通常分为四个阶段：延迟期（适应期）、对数期（指数期）、稳定期（静止期）和衰亡期。延迟期是微生物适应新环境的过程；对数期是微生物快速分裂增殖的阶段；稳定期是微生物生长速率等于死亡速率的阶段；衰亡期是微生物死亡速率超过生长速率的阶段。3.答案：B解释：pH值过高或过低都会影响酶的活性，因为酶的活性依赖于其特定的三维结构，而pH值变化会影响蛋白质的电荷分布和氢键形成，从而改变酶的空间构象，降低酶活性。选项A、C、D都是错误的，因为pH值过高通常不利于微生物生长和代谢。4.答案：B解释：酒精发酵通常由酵母菌（如酿酒酵母）完成，在无氧条件下将糖类转化为酒精和二氧化碳。乳酸菌主要用于乳酸发酵，醋酸菌用于醋酸发酵，产朊假丝酵母主要用于单细胞蛋白的生产。5.答案：B解释：溶氧系数（KLa）是衡量氧气从气相传递到液相效率的参数，定义为单位体积液体中氧气的传质速率与氧气浓度差的比值。选项A是指氧气的溶解度，C是指微生物对氧气的利用率，D是指氧气在发酵液中的实际浓度。6.答案：B解释：补料分批发酵是指在分批发酵过程中，连续或间歇地添加新鲜培养基，可以避免高浓度底物对微生物的抑制作用，延长产物合成期，提高产物产量。选项A、C、D都不是补料分批发酵的主要优点。7.答案：B解释：菌种保藏的常用方法包括斜面保藏、沙土管保藏、冷冻干燥法和液氮超低温保藏等。高温干燥法会杀死微生物，常温保存法微生物容易死亡，紫外线照射法具有杀菌作用，都不能用于菌种保藏。8.答案：B解释：比生长速率（μ）是指单位时间内微生物浓度的相对变化，计算公式为μ=(1/X)(dX/dt)，其中X是微生物浓度，t是时间。选项A是指微生物浓度的绝对变化速率，C和D都是错误的定义。9.答案：B解释：发酵过程中泡沫过多会导致发酵液溢出发酵罐，造成原料损失和污染风险，同时也会降低有效体积，影响传氧和传热效率。选项A、C、D都是错误的，因为泡沫过多通常不利于发酵过程。10.答案：D解释：发酵工程可以生产多种产品，包括胰岛素（通过基因工程菌发酵生产）、青霉素（由青霉菌发酵生产）和维生素C（由微生物发酵转化生产）。因此选项D是正确的。11.答案：D解释：连续发酵虽然具有生产效率高、产品质量稳定等优点，但也存在操作复杂、容易被杂菌污染、设备投资高等缺点。因此选项D是正确的。12.答案：B解释：接种量是指接入的微生物量与培养基体积的比值，通常以体积百分比或质量体积比表示。选项A是指培养基的体积，C是指接入的微生物总量，D是指培养基的营养物质浓度，都不是接种量的定义。13.答案：D解释：菌种选育的主要目的是提高微生物的产能力、提高产物的产量和质量、缩短发酵周期、增强菌种的稳定性和适应性等。因此选项D是正确的。14.答案：C解释：温度过高会导致蛋白质变性，破坏酶的活性中心，影响微生物的生长和代谢。选项A、B、D都是错误的，因为温度过高通常不利于微生物生长和产物合成。15.答案：C解释：二氧化碳可以作为某些微生物的碳源，特别是在光合细菌和某些化能自养菌中。氮气是惰性气体，不能作为碳源；氧气是好氧微生物的电子受体，不是碳源；甲烷可以作为某些微生物的碳源，但不如二氧化碳常见。二、填空题答案1.答案：微生物解释：发酵工程的基本原理是利用微生物在适宜条件下进行大规模培养，通过微生物的代谢活动获得有用产物或进行特定转化。2.答案：对数期；衰亡期解释：微生物的生长曲线通常分为四个阶段：延迟期（微生物适应新环境的过程）、对数期（微生物快速分裂增殖的阶段）、稳定期（微生物生长速率等于死亡速率的阶段）和衰亡期（微生物死亡速率超过生长速率的阶段）。3.答案：酸；碱解释：在发酵过程中，pH值的变化会影响微生物的生长和代谢产物的合成。通常通过添加酸（如盐酸、硫酸等）或碱（如氢氧化钠、氢氧化钾等）来调节pH值，维持适宜的酸碱环境。4.答案：沙土管保藏；冷冻干燥保藏解释：常用的菌种保藏方法包括斜面保藏（将微生物接种在斜面培养基上，于适当温度保存）、沙土管保藏（将微生物与无菌沙土混合干燥保存）、冷冻干燥保藏（将微生物在低温和真空条件下干燥保存）和液氮超低温保藏（将微生物在液氮温度下保存）等。5.答案：分批发酵；补料分批发酵解释：发酵工程中，常见的发酵方式有分批发酵（将一定量的培养基接入微生物，一次性培养至发酵结束）、补料分批发酵（在分批发酵过程中连续或间歇地添加新鲜培养基）和连续发酵（连续添加新鲜培养基并同时排出等量的发酵液）。6.答案：OTR；氧气的饱和溶解度；氧气的实际溶解浓度解释：溶氧系数（KLa）的计算公式为KLa=OTR/(C-CL)，其中OTR是氧气传质速率，C是氧气的饱和溶解度（即在特定温度、压力和盐度条件下氧气的最大溶解度），CL是氧气的实际溶解浓度。7.答案：蔗糖；淀粉解释：发酵工程中，常见的碳源包括葡萄糖、蔗糖、淀粉、糖蜜等。碳源是微生物生长和代谢产物合成的主要能源和碳源物质。8.答案：(1/X)(dX/dt)；微生物浓度解释：微生物生长比速率（μ）的计算公式为μ=(1/X)(dX/dt)，其中X表示微生物浓度，t表示时间。比生长速率反映了微生物生长的快慢程度。9.答案：化学消泡解释：发酵工程中，常用的消泡方法有机械消泡（通过物理方式消除泡沫）和化学消泡（添加消泡剂如硅油、聚醚类等破坏泡沫的稳定性）。10.答案：过滤；离心解释：发酵工程中，常见的产物分离纯化方法包括过滤（去除固体杂质）、离心（利用离心力分离不同密度的物质）、萃取（利用物质在不同溶剂中的溶解度差异进行分离）和结晶（通过改变条件使目标物质形成晶体析出）等。三、判断题答案1.答案：×解释：发酵工程不仅可以利用微生物进行生产，还可以使用动植物细胞、细胞器等进行培养和生产。现代发酵工程已经发展出动物细胞培养、植物细胞培养等多种培养方式。2.答案：×解释：微生物的对数期是微生物快速分裂增殖的阶段，但并非所有产物的合成都在对数期达到最佳。某些产物在稳定期合成更多，如次级代谢产物通常在稳定期大量合成。3.答案：×解释：接种量并非越大越好。适当的接种量可以缩短延迟期，加快发酵进程，但过大的接种量可能导致营养迅速耗尽，代谢产物积累过快，反而影响最终产量。4.答案：×解释：温度过高会破坏微生物的细胞结构和酶活性，抑制微生物生长和代谢。每种微生物都有其最适生长温度，超过这个温度范围会导致微生物生长受阻甚至死亡。5.答案：√解释：补料分批发酵通过连续或间歇地添加新鲜培养基，可以有效避免高浓度底物对微生物的抑制作用，延长产物合成期，提高产物产量。6.答案：×解释：溶氧量并非越高越好。过高的溶氧量可能导致氧毒，某些微生物在高氧环境下会产生有害的活性氧，损伤细胞结构。需要根据微生物的种类和代谢特点控制适宜的溶氧水平。7.答案：×解释：菌种的保藏温度并非越低越好。虽然低温可以减缓微生物的代谢活动，但并非所有微生物都能承受极低温度。不同微生物有各自的最适保藏温度，如某些微生物在-80℃或液氮温度下保存效果较好，而有些微生物则需要在较高温度下保存。8.答案：×解释：泡沫的存在通常不利于氧气的传递效率，因为泡沫会占据发酵罐的有效体积，减少气液接触面积，同时泡沫层还会阻碍氧气的扩散。过多的泡沫还会导致发酵液溢出，造成损失和污染。9.答案：×解释：连续发酵的产物浓度通常比分批发酵低。因为在连续发酵过程中，产物随着发酵液的不断排出而流失，需要维持一定的稀释率，因此产物浓度通常较低。但连续发酵的优势在于生产效率高，产品质量稳定。10.答案：×解释：并非所有微生物都需要在有氧条件下生长。根据微生物对氧气的需求，可以分为好氧微生物（需要氧气）、兼性厌氧微生物（有氧无氧都能生长）、专性厌氧微生物（不需要氧气，氧气对其有毒）和微好氧微生物（需要少量氧气）等。四、简答题答案1.答案：发酵工程是利用微生物、动植物细胞或其产生的酶，在适宜的条件下进行大规模培养，以获得有用产物或进行特定转化的工程技术。其主要特点包括：(1)以微生物为主要生产工具：利用微生物的生长代谢活动生产有用物质。(2)过程可控性：通过控制温度、pH、溶氧、营养物浓度等参数，优化发酵过程。(3)规模化生产：可以在发酵罐中进行大规模培养，实现工业化生产。(4)原料可再生：主要利用可再生资源如糖类、淀粉等作为原料。(5)产品多样：可以生产食品、药品、化工原料、能源等多种产品。(6)环境友好：相比化学合成，发酵工程通常能耗低、污染少。(7)技术集成性：涉及微生物学、生物化学、工程学、控制学等多学科知识。2.答案：微生物生长曲线是描述微生物在培养过程中数量随时间变化的曲线，通常分为四个阶段：(1)延迟期（适应期）：-特点：微生物数量增长缓慢或基本不变，细胞体积增大，代谢活跃，合成各种酶系以适应新环境。-意义：微生物适应新环境的过程，延迟期长短影响整个发酵周期。(2)对数期（指数期）：-特点：微生物数量呈指数增长，生长速率最快，代时最短，代谢旺盛，细胞大小和形态相对一致。-意义：是微生物生长繁殖的最佳时期，常用于菌种扩大培养和科学研究。(3)稳定期（静止期）：-特点：微生物生长速率等于死亡速率，活菌数保持稳定，开始积累次级代谢产物，部分细胞开始衰老死亡。-意义：某些产物（如抗生素）在此阶段大量合成，是收获产物的关键时期。(4)衰亡期：-特点：微生物死亡速率超过生长速率，活菌数逐渐减少，细胞自溶现象明显，代谢产物被分解。-意义：发酵过程通常在此阶段结束，需要及时终止发酵以防止产物降解。3.答案：发酵过程中pH值变化的原因及控制方法：pH值变化的原因：(1)微生物代谢活动：微生物在生长过程中会产生有机酸（如乳酸、乙酸等）或碱性物质（如氨等），导致pH值下降或上升。(2)培养基成分：培养基中的某些成分在代谢过程中会释放或消耗酸碱物质，如蛋白质降解产生氨基酸，部分氨基酸呈酸性，部分呈碱性。(3)氧化还原反应：发酵过程中的氧化还原反应可能会产生酸碱物质，影响pH值。pH值的控制方法：(1)培养基配方设计：在培养基中添加适当的缓冲剂（如磷酸盐缓冲液），以维持pH值的相对稳定。(2)流加酸碱：在发酵过程中，通过在线pH监测系统，自动流加酸（如盐酸、磷酸等）或碱（如氢氧化钠、氢氧化钾等）溶液，维持pH值在适宜范围内。(3)选育耐pH变化的菌株：通过诱变育种或基因工程方法，选育能够在目标pH值范围内正常生长和产物的菌株。(4)分阶段pH控制：根据不同生长阶段对pH值的不同要求，采用不同的pH控制策略，如在生长阶段维持中性pH，产物合成阶段维持酸性pH。4.答案：分批发酵、补料分批发酵和连续发酵的比较：分批发酵：优点：-操作简单，易于控制-不需要复杂的设备和控制系统-适合生产高浓度产物-不易被杂菌污染（相比连续发酵）缺点：-生产效率较低-培养基利用率不高-需要反复灭菌和接种，劳动强度大-产物浓度随时间变化，产品质量不稳定补料分批发酵：优点：-可以避免底物抑制，延长产物合成期-提高底物利用率和产物产量-产品质量相对稳定-操作比分批发酵灵活缺点：-需要精确控制补料速率和时机-增加了设备和控制系统的复杂性-可能产生代谢副产物-对操作人员技术要求较高连续发酵：优点：-生产效率高，设备利用率高-产品质量稳定，批次间差异小-自动化程度高，劳动强度低-适合大规模连续生产缺点：-容易被杂菌污染-菌种容易退化-产物浓度相对较低-对设备和控制系统要求高-不适合生产高浓度产物或粘性较大的产物5.答案：发酵工程中溶氧的重要性及影响因素：溶氧的重要性：(1)微生物生长的必需条件：好氧微生物需要氧气作为电子受体进行呼吸作用，获取能量以支持生长和代谢。(2)影响产物合成：氧气参与多种代谢途径，直接影响产物的合成。例如，在抗生素发酵中，适当的溶氧水平可以提高抗生素产量。(3)影响细胞形态和代谢：溶氧水平会影响细胞的形态和代谢途径，如在高氧条件下，某些微生物可能会改变代谢流向，影响目标产物的合成。(4)防止厌氧条件：在好氧发酵中，溶氧不足会导致局部厌氧环境，抑制好氧微生物的生长，促进厌氧微生物的生长，导致发酵失败。影响溶氧的因素：(1)温度：温度升高，气体溶解度降低，溶氧能力下降；但温度升高也增加氧气的传质速率。(2)压力：增加压力可以提高氧气的分压，增加氧气的溶解度。(3)搅拌速率：提高搅拌速率可以增加气液接触面积，提高溶氧效率；但过高的搅拌速率会产生剪切力，损伤细胞。(4)通气量：增加通气量可以提高氧气的供应量，但通气量过大会导致泡沫过多，反而降低溶氧效率。(5)培养基性质：培养基的粘度、表面张力、盐浓度等都会影响氧气的溶解和传质。(6)细菌浓度：随着细菌浓度的增加，耗氧速率增加，溶氧效率下降。(7)表面活性剂：某些表面活性剂可以降低表面张力，提高溶氧效率；但也会产生泡沫，影响传氧。五、计算题答案1.答案：计算微生物的比生长速率（μ）：已知：-初始微生物浓度X0=10g/L-10小时后微生物浓度X=50g/L-时间t=10h微生物生长符合对数生长模型，其数学表达式为：X=X0e^(μt)其中，μ为比生长速率。将已知数据代入公式：50=10e^(μ10)解方程：5=e^(10μ)取自然对数：ln(5)=10μ计算得：μ=ln(5)/10=1.6094/10=0.16094h⁻¹因此，微生物的比生长速率约为0.161h⁻¹。2.答案：计算发酵系统的溶氧系数（KLa）：已知：-氧气的饱和溶解度C=8mg/L-实际溶解浓度CL=4mg/L-氧气传质速率OTR=100mg/L/h溶氧系数（KLa）的计算公式为：KLa=OTR/(C-CL)将已知数据代入公式：KLa=100/(8-4)=100/4=25h⁻¹因此，该发酵系统的溶氧系数为25h⁻¹。六、论述题答案1.答案：发酵工程中菌种选育的主要方法及其应用实例：菌种选育是发酵工程的关键环节，优良的菌种是提高发酵效率、降低生产成本的基础。菌种选育的主要方法包括：(1)自然选育：方法：从自然界或现有生产菌株中，筛选具有优良性状的菌株。特点：简单易行，不需要复杂的设备和技术，但筛选效率低，改良幅度有限。应用实例：从土壤中筛选高产青霉素的菌株，用于青霉素的生产。(2)诱变育种：方法：利用物理因素（如紫外线、X射线、γ射线等）或化学诱变剂处理微生物，诱导基因突变，然后筛选具有优良性状的突变株。特点：可以提高突变频率，扩大变异范围，但具有盲目性，需要大量筛选工作。应用实例：利用紫外线或亚硝基胍处理谷氨酸产生菌，选育出高产的谷氨酸生产菌株，提高了谷氨酸的产量。(3)杂交育种：方法：将两个不同性状的菌株通过原生质体融合或接合等方式进行杂交，获得兼具双亲优良性状的重组菌株。特点：可以定向整合不同菌株的优良性状，扩大遗传变异范围。应用实例：将不同特性的青霉菌进行原生质体融合，选育出高产、稳定的青霉素生产菌株。(4)基因工程育种：方法：利用基因工程技术，将目的基因导入受体菌中，或对受体菌的基因进行修饰，构建工程菌株。特点：可以实现基因的定向转移和精确修饰，育种效率高，可以创造自然界不存在的性状。应用实例：将人胰岛素基因导入大肠杆菌或酵母中，构建基因工程菌株，用于大规模生产胰岛素。(5)代谢工程育种：方法：通过分析微生物的代谢网络，对关键酶基因进行修饰或引入外源基因，优化代谢流向，提高目标产物的产量。特点：可以系统性地改造微生物的代谢网络，提高代谢效率。应用实例：通过代谢工程改造大肠杆菌的代谢途径，提高赖氨酸、色氨酸等必需氨基酸的产量。(6)进化工程育种：方法：在实验室条件下，通过连续传代和定向选择，使微生物在特定压力下进化，获得适应新环境的优良菌株。特点：模拟自然进化过程，不需要预先了解基因和代谢网络，适合复杂性状的改良。应用实例：通过进化工程改造酵母菌的耐酒精能力，提高其在高浓度酒精环境下的存活率和发酵效率。(7)合成生物学育种：方法：设计和构建人工生物系统，包括人工基因回路、人工代谢途径等，创造具有新功能的微生物。特点：可以设计和构建自然界不存在的生物系统，实现生物系统的定制化。应用实例：设计人工合成基因回路，使微生物能够感知特定环境信号并启动目标产物的合成，用于生物传感和生物生产。菌种选育的应用实例：以青霉素的生产为例，早期的青霉素产量很低，每毫升培养液只能产生几个单位的青霉素。通过以下菌种选育步骤，大幅提高了青霉素的产量：(1)自然选育：从发霉的甜瓜中分离出青霉菌，作为最初的青霉素生产菌。(2)诱变育种：利用X射线和紫外线交替处理青霉菌，筛选出高产突变株。经过多轮诱变和筛选，青霉素产量提高了数百倍。(3)杂交育种：将不同特性的高产青霉菌进行原生质体融合，选育出更加稳定的高产菌株。(4)基因工程育种：克隆青霉素生物合成途径中的关键酶基因，通过基因工程手段增强其表达，进一步提高青霉素产量。通过这些菌种选育方法，青霉素的产量从最初的每毫升几个单位提高到现在的每毫升数万单位，极大地降低了生产成本，使青霉素能够广泛应用于临床治疗。2.答案：发酵工程在医药工业中的应用及其发展趋势：发酵工程在医药工业中具有广泛的应用，是许多重要药物生产的关键技术。随着生物技术的发展，发酵工程在医药工业中的应用不断拓展和深化。发酵工程在医药工业中的应用：(1)抗生素生产：发酵工程是生产抗生素的主要方法。许多抗生素，如青霉素、链霉素、红霉素等，都是通过微生物发酵生产的。发酵工程可以大规模生产这些抗生素，满足临床需求。例如，青霉素是由青霉菌发酵生产的，通过优化发酵工艺和菌种选育，青霉素的产量大幅提高，成本显著降低，成为临床上广泛使用的抗生素。(2)氨基酸和维生素生产：许多氨基酸和维生素通过发酵工程生产。例如，谷氨酸用于生产味精，赖氨酸、色氨酸等必需氨基酸作为营养补充剂，维生素B2、维生素B12等通过微生物发酵生产。例如，谷氨酸是通过谷氨酸棒杆菌发酵生产的，通过菌种选育和工艺优化，谷氨酸的产量不断提高，成为食品工业的重要原料。(3)激素和疫苗生产：一些激素和疫苗通过发酵工程生产。例如，胰岛素、生长激素等通过基因工程菌发酵生产；乙肝疫苗、流感疫苗等通过微生物发酵生产。例如，胰岛素曾经从动物胰腺中提取，产量有限，价格昂贵。通过基因工程技术，将人胰岛素基因导入大肠杆菌或酵母中，构建基因工程菌株，通过发酵工程大规模生产胰岛素，大大降低了生产成本，使更多糖尿病患者能够负担得起。(4)酶制剂生产：许多药用酶制剂通过发酵工程生产。例如，溶栓药链激酶、尿激酶，消化药胰酶、胃蛋白酶等。例如，链激酶是由链霉菌发酵生