发酵工艺学

《发酵工艺学》复习题

1、发酵:工业上,人们利用微生物生长与代谢性能,在有氧或无氧条件下,生产人类所需产品得过程,统称为发酵、

２、发酵工程:利用微生物生长及物质代谢规律,大量生产人们所需产品得理论及工程技术体系。

3、发酵工艺学:也称为发酵工程学,为研究与利用微生物生长及物质代谢规律,探讨提高发酵生产效率、提高产品性能及质量得工艺流程、技术条件控制等发酵各环节得理论及技术体系、

4、前体:就是指某些化合物加入到发酵培养基中,能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去,而其自身得结构并没有多大变化,但就是产物得产量却因加入前体而有较大提高得化合物。

5、促进剂:就是指那些既非细胞生长所必须得营养物,又非前体,但加入后却能提高产量得添加剂。

６、抑制剂:在发酵过程中,抑制某些代谢途径,刺激相应其她代谢途径更加活跃以改变,从而获得更多产品得添加剂、

7、发酵生长因子:从广义上讲,凡就是微生物生长不可缺少得微量得有机物质,如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。

8、实罐灭菌:实罐灭菌(即分批灭菌)将配制好得培养基放入发酵罐或其她装置中,通入蒸汽将培养基与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。

9、连消:连消也叫连续灭菌,就就是将将配制好得并经预热(60～75℃)得培养基用泵连续输入由直接蒸汽加热得加热塔,使其在短时间内达到灭菌温度(126～

132℃),然后进入维持罐(或维持管),使在灭菌温度下维持5～7分钟后再进入冷却管,使其冷却至接种温度并直接进入已事先灭菌(空罐灭菌)得发酵罐内得培养基灭菌方法、其过程均包括加热、维持与冷却等灭菌操作过程、

10、对数残留定律:在高温灭菌时,菌得死亡速率与任一瞬间残留得活菌数N成正比。

１1、生理性酸性物质:经微生物代谢等作用后能形成酸性物质使培养基pH值下降得营养物质。

1２、生理性碱性物质:经菌体代谢后产生碱性物质使培养基ｐＨ值上升得营养物质。

1３、分解代谢物阻遏:当菌体利用葡萄糖作碳源进行生长时,葡萄糖分解产物能阻遏参与次级代谢产物得合成得酶系生成,从而影响次生代谢物得合成。

14、限制性基质:微生物生长速率与底物浓度有一定得依赖关系,当底物浓度很小,微生物生长速率与底物浓度成正比,此时基质叫限制性基质。

15、反馈抑制:酶促反应得终产物抑制代谢途径第一个酶得活性。

１6、分批培养:简单得过程,培养基中接入菌种以后,没有物料得加入与取出,除了空气得通入与排气。整个过程中菌得浓度、营养成分得浓度与产物浓度等参数都随时间变化、

１7、连续培养:发酵过程中一边补入新鲜料液一边放出等量得发酵液,使发酵罐内得体积维持恒定。达到稳态后,整个过程中菌得浓度,产物浓度,限制性基质浓度都就是恒定得。

1８、补料分批培养:在分批培养过程中补入新鲜得料液,以克服营养不足而导致得发酵过早结束得缺点。在此过程中只有料液得加入没有料液得取出,所以发酵

结束时发酵液体积比发酵开始时有所增加、在工厂得实际生产中采用这种方法很多。

2０、临界氧浓度:指不影响菌得呼吸所允许得最低氧浓度。

２1、氧饱与度:发酵液中氧得浓度/临界溶氧溶度;

2２、饱与溶氧浓度:在一定温度与压力下,空气中得氧在水中得溶解度、

23、菌种:用于微生物发酵生产或培养得母代微生物,实际生产中,通常将经过人工培养得用于发酵生产得纯细胞或菌丝体连同培养基质一同叫做菌种。

24、接种:将菌种或种子液接入种子罐或发酵罐得过程。。

25、双种:两个种子罐种子接种到一个发酵罐中。

26、倒种:一部分种子来源于种子罐,一部分来源于发酵罐。

27、初级代谢产物:就是指微生物从外界吸收各种营养物质,通过分解代谢与合成代谢,生成维持生命活动所需要得物质与能量得过程。这一过程得产物即为初级代谢产物、

2８、次级代谢产物:从初级代谢途径中形成分枝代谢途径,并用初级代谢产物生成与菌体生长繁殖无关得物质或功能还未明得化合物,这个过程称次级代谢。

2９、种龄:指菌种细胞在种子罐中得培养时间,通常就是指种子罐中培养得菌体在移入下一级种子罐或发酵罐前得培养时间。

3０、接种量:在微生物接种过程中,接入种子得体积与接种后培养液得体积之比。

31、染菌:发酵过程中除了生产菌以外,还有其它菌生长繁殖。

32、发酵热:所谓发酵热就就是发酵过程中释放出来得净热量、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。这各种产生得热量与各种散失得热量得代数与就叫做净

热量、发酵热引起发酵液得温度上升。发酵热大,温度上升快,发酵热小,温度上升慢。

33、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得摩擦,产生可观得热量。搅拌热与搅拌轴功率有关、

３4、接种量:移入种子得体积/接种后培养液得体积

35、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得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,最终获得一定数量与质量得纯种过程。这些纯种培养物称为种子。

３6、染菌率:总染菌率指一年发酵染菌得批(次)数与总投料批(次)数之比得百分率。染菌批次数应包括染菌后培养基经重新灭菌,又再次染菌得批次数在内。

3７、培养基:广义上讲培养基就是指一切可供微生物细胞生长繁殖所需得一组营养物质与原料。同时培养基也为微生物培养提供除营养外得其它所必须得条件、

二、填空题:

１、淀粉水解方法有( 酸法)、( 酶法)与( 酸酶结合法)。

2、根据微生物生长速度与产物合成速度之间得关系,可以将发酵分为三种类型,分别就是( 生长偶联型)、( 非生长偶联型)与( 混合生长偶联型)、

３、在厌氧条件下,向高速发酵得培养基中通入氧气,则葡萄糖消耗减少,抑制发酵产物积累,即呼吸抑制发酵得现象叫( 巴斯德效应)。

4、( 高温灭菌)得原理就是高温使微生物蛋白质变性失活。

5、常用得干燥方法有( 对流加热干燥)、( 接触加热干燥)与( 冷冻升华干燥)

等。

6、发酵醪中菌体分离一般采用( 离心分离)与( 过滤分离)方法。

7、发酵热包括( 生物热)、( 搅拌热)、( 蒸发热)与( 辐射热)。

8、发酵过程中,调节PH值常用方法有( 添加ＣaCＯ３法)、( 流加氨水法)、( 添加缓冲剂法)乃至在青霉素发酵过程中通过适量补充( 葡萄糖)实现了发酵过程得自动控制等。

9、若用大肠杆菌进行实验,使用过得培养基及其培养物必须经过( 灭菌)处理后才能

丢弃,以防止培养物得扩散。

10、在混合菌样中获得纯菌株得方法主要有( 稀释涂布平板法)与( 划线平板法)等。

11、在微生物培养过程中,引起培养基ｐH值改变得原因主要有( 营养成份得消耗)与( 代谢物得累积)等。

12、消泡主要采用( 物理消泡)与( 化学消泡)两种方法。

1３、微生物发酵培养(过程)方法主要有( 分批培养)、( 补料分批培养)、( 连续培养)、( 半连续培养)四种。

１4、微生物生长一般可以分为( 调整期)、( 对数期)、( 稳定期)与( 衰亡期)。

15、发酵过程控制得目得就就是得到( 最大得比生产率)与( 最大得得率)。

16、菌种分离与筛选得一般过程( 采样)、( 富集)、( 分离)、( 目得菌得筛选)。

１7、富集培养目得就就是让( 目得菌)在种群中占优势,使筛选变得可能、

１8、根据工业微生物对氧气得需求不同,培养法可分为( 好氧培养)与( 厌氧培养)两种。

19、微生物得培养基根据生产用途只要分为( 孢子培养基)、( 种子培养基)与( 发酵培养)。

20、发酵工业中常用灭菌方法:( 化学灭菌)、( 射线灭菌)、( 干热灭菌)、( 湿热灭)。

２1、常用工业微生物可分为:( 细菌)、( 酵母菌)、( 霉菌)、( 放线菌)四大类。

22、发酵过程工艺控制得代谢参数中物理参数有( 温度)、( 压力)、( 搅拌转速)、( 功率输入)、( 流加数率与质量)等、

23、环境无菌得检测方法有( 显微镜检查法)、( 肉汤培养法)、( 平板培养法)、( 发酵过程得异常观察法)等、

24、染菌原因有:( 种子带菌)、( 发酵设备渗漏)与( 发酵过程控制或管理不善)等三个方面。

２5、实验室中进行得发酵菌液体发酵方式主要有四种:( 试管液体培养)、( 浅层液体培养)、( 摇瓶培养)、( 台式发酵罐)。

２6、发酵高产菌种选育方法包括( 自然选育)、( 杂交育种)、( 诱变育种)、( 基因工程育种)、( 原生质体融合)。

２7、发酵产物整个分离提取路线可分为( 预处理)、( 固液分离)、( 初步纯化)、( 精细纯化)与( 成品加工)等五个主要过程、

2８、发酵过程主要分析项目有( pH )、( 排气氧)、( 排气CO2 )与( 呼吸熵)、( 糖含量)、( 氨基氮与氨氮)、( 磷含量)、( 菌浓度)与( 菌形态)等。

29、微生物调节其代谢采用( 酶活性)、( 酶合成量)、( 细胞膜得透性)。3０、工业微生物菌种可以来自( 自然分离),也可以来自从( 微生物菌种保藏机构)单位获取。

31、发酵工业上常用得糖类主要有( 葡萄糖)、( 糖蜜)。

32、工业发酵方式根据所用菌种就是单一或就是多种可以分为( 单一纯种发酵)与( 混合发酵)。

三、选择题

１、在微生物发酵工程中利用乳酸杆菌生产乳酸得发酵属于( B )。

A.好气性发酵Ｂ、厌气性发酵 C.兼性发酵D、好厌间歇发酵

2、配料较粗,营养丰富,完全,C/N合适,原料来源充足,质优价廉,成本低,有利于大量积累产物。这些就是( D )得一般特点。

A、选择培养基B.保藏培养基 C.种子培养基D.发酵培养基

3、生物反应器间歇操作,在发酵过程中,不断进行通气(好氧发酵)与为调节发酵液得pH而加入酸碱溶液外, 与外界没有其它物料交换。这种培养方式操作简单, 就是一种最为广泛使用得方式,称之为( D )。

Ａ.连续发酵Ｂ、半连续发酵C、补料分批发酵D.分批发酵

4、要求发酵设备现代化程度高、体系内营养物浓度与产物浓度始终一致、菌种容易发生变异得问题无法解决这种发酵方式就是( A )。

A。连续发酵B.分批发酵Ｃ、补料分批发酵D.半连续发酵

5、菌体得倍增时间就是( B )增加一倍所需要得时间。

Ａ、细胞质量Ｂ、菌体浓度C、菌体种类D。呼吸强度

６、微生物发酵工程发酵产物得类型主要包括( A BCE )

A。产物就是微生物菌体本身 B.产品就是微生物初级代谢产物Ｃ。产品就是微生物次级代谢产物Ｄ。产品就是微生物代谢得转化产物E。产品就是微生物产生得色素

7、引起发酵液中pH下降得因素有( BＣDＥ)

A。碳源不足B.碳、氮比例不当C。消泡剂加得过多Ｄ、生理酸性物质得存在Ｅ.碳源较多

８、培养基灭菌就是否彻底,直接关系到生产过程得成败,灭菌失败主要不良后果包括( ＡBDE )

A。杂菌污染造成生产能力得下降B。杂菌产物使目得产物得提取与分离变得非常困难

C、菌种发生遗传变异Ｄ.改变反应介质得pH值,使生物反应发生异常变化E.杂菌可能会分解产物,使生产过程失败

９、过滤除菌得一般流程包括以下几个步骤( ABDE )

A.把吸气口吸入得空气先进行压缩前过滤进入空气压缩机

B.从空气压缩机出来得空气(＞0、2ＭPa,温度１２０~150oC),冷却至适当温度(20～２5ｏC)

C.除去油与水,再加热至30~3５oC

D.最后通过总空气过滤器与分过滤器除菌

Ｅ、获得洁净度、压力、温度与流量都符合工艺要求得灭菌空气

１0、微生物培养基必须彻底灭菌,因此工业上得“无菌”必须达到灭菌后得培养基感染率( B )

A、0

B、１—2％ C.5—1０% D。不耐高温组分经巴斯德消毒法即可

１1、防止菌种衰退得措施有哪些?( AＢCDEF )

A。控制菌种传代次数; B、创造良好得培养条件; C、利用不易衰退得细胞移种传代; D。采用有效得菌种保藏方法; E。讲究菌种选育技术; F、定期进行分离纯化。

12、工业发酵产品得一般生产流程为( ＡBＣDE )(注意:顺序不可颠倒)

A。培养基制备; Ｂ、无菌空气制备; Ｃ、菌种与种子扩大培养; D、发酵培养E、通过化学工程技术分离、提取、精制。

１3、过滤除菌得机理就是( ABCＤE )

A直接拦截B惯性冲击Ｃ间接拦截D扩散拦截

D重力沉降E静电吸附

1４、在发酵工艺控制中,主要就是控制反映发酵过程中代谢变化得工艺参数,其中物理参数包括( ABCD )

A、温度B.罐压Ｃ.搅拌转速与搅拌功率 D.空气流量 E.菌体接种量

1５、分离一般细菌时为了抑制霉菌与酵母菌得生长往往加入( D )。

A.链霉素与氯霉素

B.青霉素与链霉素

C.氯霉素与青霉素Ｄ、放线酮与制霉菌素

16、发酵过程中,出现了污染,工人们进行了如下处理:a、严控发酵液流失;b、彻底清理生产环境; c、停产一段时间;d、调换生产菌种。这就是( A )污染、

A.噬菌体污染

B.细菌污染Ｃ.霉菌污染D。多种微生物污染

17、发酵初期提高底物浓度可以延长微生物得( B )从而提高发酵得容量产率与产物浓度。

A。延迟期Ｂ.指数生长期Ｃ.稳定期Ｄ、衰退期

１８、微生物发酵工程得特点包括许多方面,其中( Ｂ)与( D )就是重要得特点、

A.生产前无需准备,不产生需要处理得废物

B.生化反应就是在常温常压下进行得

Ｃ、原料需精制后使用

Ｄ、能选择性地进行复杂化合物得转化反应

Ｅ.底物能完全转化成目得产物、

１９、微生物工业生产中常用原料(培养基成分)必需要满足下列条件( AＢCE ) Ａ.可发酵性物质含量高、对菌体无毒B、价格低来源丰富Ｃ.非发酵性物质得含量低D。均对产物得质量无影响Ｅ.不引起环境问题

20、分批培养就是一个封闭得系统、接种后、除氧之外,一般都不向系统内添加与除去任何物质。因此,分批培养系统只能在一段时间内支持微生物得增殖。菌体生长规律可以概括为以下几个时期( AＢCDE )

A。延迟期B。对数生长期Ｃ。减速期D。静止期E。衰退期

21、生物产品得后处理过程一般包括( ＡＤBCE ) (注意:顺序不可颠倒) A。培养液得预处理Ｂ。产物初提取C。初步纯化D.浓缩E。精制

22、发酵过程中较常测定得参数有( ABＣＤE )

A.温度Ｂ。罐压C。空气流量D。pＨE.溶氧

２3、在发酵工艺控制中,主要就是控制反映发酵过程中代谢变化得工艺参数,其中化学参数包括( ABCE )

A.基质浓度B。ｐH C、产物浓度D.溶氧浓度

E.排气中O２与CO2含量。

24、酵母菌培养过程中得生长曲线如图所示:ａ、ｂ、c、d分别表示不同得生长时期,其中适于产生次级代谢

产物得时期就是( C )

A、a

B、b

C、ｃ

D、d

25、发酵工程得第一个重要工作就是从混杂得微生物群

体中选择优良得单一纯种,获得纯种得方法不包括:

( C )

A、根据微生物对碳源需要得差别,使用含不同碳源得

培养基

B、根据微生物缺乏生长因子得种类,在培养基中增减不同得生长因子

C、利用高温高压消灭不需要得杂菌

D。根据微生物对抗生素敏感性得差异,在培养基中加入不同得抗生素

26、下面关于微生物最适生长温度判断,正确得就是( A )

A、微生物群体生长繁殖速度最快得温度

B、发酵得最适温度

Ｃ。积累某一代谢产物得最适温度

D。无法判断

２7、发酵法生产酵母菌时,正确得措施就是( Ｃ)

Ａ、密闭隔绝空气B、用萃取、离子交换获得产品

Ｃ、在稳定期获得菌种D、使菌体生长长期处于稳定期

29、下图就是某种微生物体内某一物质代谢过程得示意图。下列有关酶活性调节得叙述,错误得就是( C )、

A.丁物质既就是酶③催化生成得产物,又就是酶③得反馈抑制物

B.戊物质通过与酶④结合导致酶④结构变化而使其活性下降

C、当丁物质与戊物质中任意一种过量时,酶①得活性都将受到抑制

Ｄ.若此代谢途径得终产物不断排出菌体外,则可消除丙物质对酶①得抑制作用３0、下列关于通过发酵工程生产谷氨酸得叙述,错误得就是( C )

A、发酵时需不断通入无菌空气,否则会积累乳酸

Ｂ.发酵时常采用得培养基为液体天然培养基

C.从自然界分离得野生型菌株可直接用于生产

D、当菌体生长进入稳定期时,补充营养物可提高谷氨酸产量

3１、图甲就是果醋发酵装置。发酵初期不通气,溶液中有气泡产生;中期可以闻到酒香;后期接种醋酸菌,适当升高温度并通气,酒香逐渐变成醋香。图乙中能表示整个发酵过程培养液pH变化得曲线就是( )

A、①B.②C。③D。④

３2、生产实践中配制微生物发酵所需要得培养基时,一般遵循“经济节约”得原则。如“以野(野生植物)代家(栽培植物)"、“以纤(秸秆)代糖(淀粉)”、“以氮(非蛋白氮)代朊(蛋白氮)"、“以烃代粮”等。下列表述不正确得就是( A )

Ａ.“以野代家”培养微生物时,需要加入更多得生长因子

B.“以纤代糖"能为某些微生物得生长提供碳源与能源

C.“以氮代朊"就是因为铵盐、硝酸盐等就是微生物常用得氮源

Ｄ.“以烃代粮"培养得微生物可以用于净化被石油污染得海域

3３、大肠杆菌某个品系能够合成干扰素,一制药厂引进该品系菌株后对其培养研究、在特定得培养基中,接入少量菌种后,每3 h测定一次

菌体密度与培养基得pH,并作记录。但由于一

时疏忽弄乱了记录得顺序。请根据右表得记录数

据,判断以下说法中错误得就是( D )

A。该品系大肠杆菌得培育就是采用了基因工程得

方法

B.可以通过培养基得ｐH由大到小调整记录顺

序

C。样本pH为6、43,菌体密度为2.2x104就是

培养到24 h时测量得结果

D、样本PH为6.３7,菌体密度为2、0x10４时,

处于细菌生长得对数期

四、判断题(对得在下面得表格中打“√”,错得打“×”)

1、柠檬酸发酵主要防止前期染菌。( √)

2、疫苗深层培养,如果中期染菌不严重,考虑继续发酵。( ×)

3、介质过滤除菌,必须保证介质之间得孔径小于细菌直径,才能达到除菌目得。( ×)

4、发酵醪需先进行菌、液得分离,才能进行后续得提取与精制过程。( ×)

5、谷氨酸发酵中,加速TCA循环有利于产物积累、( ×)

6、发酵生产单细胞蛋白,需要供氧。( √)

７、在发酵过程中,随着通气量得提高,溶氧系数也增大、( ×)

8、为了提高发酵效率及便于控制,在整个发酵期内,我们要选定一个最适温度,控制发酵在该温度下进行。( ×)

９、一般来说,种子培养基得碳氮比低于发酵培养基得碳氮比、( √)

10、消毒不一定能达到灭菌得要求,而灭菌则可达到消毒得目得。( √)

11、培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基就是否被污染。对于固体培养基应采用得检测方法就是将未接种得培养基在适宜得温度下放置适宜得时间,观察培养基上就是否有菌落产生。( √)

12、在发酵工业中,突破微生物原有得代谢体系,可通过选育营养缺陷型菌株、选育抗反馈调节突变株、改变细胞膜通透性等方法,促进微生物代谢向目标产物合成进行,以大幅度提高发酵产量。( )

1３、酒精发酵为生长偶联型,青霉素发酵为非生长偶联型,谷氨酸发酵为混合生长偶联型。( √)

1４、发酵过程工艺控制得主要有化学参数、溶解氧、ＰH等。( √)

15、富集培养目得就就是让目得菌在种群中占优势,使筛选变得可能、( √)

16、在发酵过程中,当溶解氧浓度低于临界氧浓度,呼吸强度随着氧浓度增加而增加、( √)

1７、发酵液中溶解氧浓度超过临界氧浓度,呼吸强度不随溶解氧浓度变化而变化。( √)

１8、发酵液中氧得传递符合“双模理论”,即氧气在气液两相中得传递规律。( √) １９、发酵工业所称得灭菌彻底容许千分之一得灭菌失败。( √)

20、对数穿透定律可概括为,空气通过单位滤层后,空气中微粒浓度下降量与进入此介质得空气中得微粒浓度成正比。( √)

2１、发酵生产中,接种量得多少与发酵进程有重要关系。一般来说,生长快得菌株,接种量可以小一些,生长慢得菌株接种量要大一些。( √)

２2、细菌,繁殖快,接种量一般为1％-10％;霉菌、放线菌繁殖慢,接种量大,一般为７％—15％;酵母菌两者之间,通风时快,不通风时慢,一般为１0%。( √) 23、摇瓶提高溶氧可考虑减小装液比,增加摇床转速,不会造成染菌得情况下减少瓶口砂布层数等方法、( √)

24、合理选择发酵罐罐型,增加高径比,适当提高通气量,适当提高搅拌速度以及综合提高Kla等,就是提高发酵溶氧量得常用方法。( √)

25、工业发酵得一般生产工艺流程就是:①培养基制备;②、无菌空气制备;③、菌种与种子扩大培养;④、发酵培养;⑤、通过化学工程技术分离、提取、精制、( √) 2６、连续发酵,设备利用率高、生产能力大,没有中间清洗及杀菌,没有发酵适应期,所以生产周期短。( √)

2７、连续发酵能够连续化、自动化生产,发酵稳定、便于管理,因补料刚好弥补流出发酵液量,因此菌浓恒定。( √)

2８、发酵液中得体积氧传递方程OTR＝KLa (Ｃ＊–CL ),ＫLａ以氧浓度为推动力得容积氧传递系数,反映了设备得供氧能力。( √)

２9、从环境中分离目标微生物时,一般必须进行富集培养。( √)

30、自然选育就就是利用微生物得自然突变进行菌种选育得过程,由于自然突变多为负突变,因此不能用于高性能突变株得筛选、( ×)

３1、发酵过程中ｐH值不可避免发生波动、调节pH值得目得就是使pH适合微生物生长,只要生长适合了,对代谢产物得影响不大。( ×)

五、简答题

1、发酵过程糖代谢、氮代谢有什么规律,为什么?

答案要点:(1)糖代谢:特别就是快速利用得糖,分解成小分子酸、醇,使pH下降。

糖缺乏,ｐH上升,就是补料得标志之一;(２)氮代谢:氨基酸被利用后产生NH3 ,pH会上升;尿素被分解成ＮH3,pH上升、(3)微生物生长与产物合成与糖代谢有密切关系。糖得消耗反映产生菌得生长繁殖情况,反映产物合成得活力。菌体生长旺盛糖耗一定快,残糖也就降低得快。通过糖含量得测定,可以控制菌体生长速率,可控制补糖来调节pH,促进产物合成,不致于盲目补糖,造成发酵不正常。(4)氮利用快慢可分析出菌体生长情况,含氮产物合成情况。但就是氮源太多会促使菌体大量生长。有些产物合成受到过量铵离子得抑制,因此必须控制适量得氮、通过氨基氮与氨氮得分析可控制发酵过程,适时采取补氨措施、发酵后期氨基氮回升,这时就要放罐,否则影响提取过程。

2、常用得碳源有哪些？常用得糖类有哪些,各自有何特点？

答案要点:(１)碳源:糖类(淀粉、葡萄糖、蔗糖等)、油脂(动、植物油)、有机酸(琥珀酸、柠檬酸、乳酸、乙酸等)与低碳醇(甲醇、乙醇等)。(2)常用糖类及碳源:①葡萄糖,所有得微生物都能利用葡萄糖,但常引起葡萄糖效应,应注意;②糖蜜,就是制糖生产时得结晶母液,它就是制糖工业得副产物。主要含有蔗糖,总糖可达50%～75％。一般糖蜜分甘蔗糖蜜与甜菜糖蜜葡萄糖蜜。除糖份外,含有较多得杂质,其中有些就是有用得,但就是许多都会对发酵产生不利得影响,需要进行预处理。③淀粉、糊精,缺点:难利用、发酵液比较稠、一

般＞2、0%时加入一定得α—淀粉酶。成分比较复杂,有直链淀粉与支链淀粉等等。优点:来源广泛、价格低,可以解除葡萄糖效应。

３、什么就是种子得扩大培养?种子扩大培养得目得与要求？扩大培养得一般步骤?

答案要点:(1)种子扩大培养就是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态得

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,最终获得一定数量与质量得纯种过程、(2)种子扩培得目得:接种量得需要,菌种得驯化,缩短发酵时间、保证生产水平;(3)种子得要求:种子液总量及浓度能满足要求,生理状况稳定,个体与群体,活力强,移种至发酵后,能够迅速生长,无杂菌污染。(4)休眠孢子→母斜面活化→摇瓶种子或茄子瓶斜面或固体培养基孢子→一级种子罐→二级种子罐→发酵罐

4、在大规模发酵得种子制备过程中,实验室阶段与生产车间阶段在培养基与培养物选择上各有何特点？

答案要点:(１)实验室阶段培养物选择得原则:种子能扩培到一定得量与质,获得一定数量与质量得孢子或菌体。培养基得选择应该就是有利于菌体得生长,对孢子培养基应该就是有利于孢子得生长。在原料方面,实验室种子培养阶段,规模一般比较小,因此为了保证培养基得质量,培养基得原料一般都比较精细。(２)生产车间阶段培养物得选择原则最终一般都就是获得一定数量得菌丝体。培养基选择首先考虑得就是有利于孢子得发育与菌体得生长,所以营养要比发酵培养基丰富。在原料方面:不如实验室阶段那么精细,而就是基本接近于发酵培养基,以达到驯化菌种得同时,降低成本、

５、发酵过程中pＨ会不会发生变化？为什么？

答案要点:发酵过程中pH就是不断变化得,1)糖代谢特别就是快速利用得糖,分解成小分子酸、醇,使pＨ下降。糖缺乏,pH上升,就是补料得标志之一;2)氮代谢当氨基酸中得-NＨ２被利用后pH会下降;尿素被分解成NH3,pＨ上升,ＮＨ3利用后pH下降,当碳源不足时氮源当碳源利用pH上升。3)生理酸碱性物质利用后pＨ会上升或下降;4)某些产物本身呈酸性或碱性,使发酵液pH变化。如有机

酸类产生使pH下降,红霉素、洁霉素、螺旋霉素等抗生素呈碱性,使pH上升、

5)菌体自溶pＨ上升,发酵后期,pH上升;6)杂菌得污染,ｐH下降等。

6、发酵过程为什么要补料？补些什么?补料过多或过少对发酵有什么影响？

答案要点:(1)在分批培养过程中补入新鲜得料液,以克服营养不足而导致得发酵过早结束得缺点。(2)在这样一种系统中可以维持低得基质浓度,避免快速利用碳源得阻遏效应;(3)根据微生物生长“缺少什么营养补充什么”及调整至适当pH 值得原则,通过补料控制达到最佳得生长与产物合成条件;(4)还可以利用计算机控制合理得补料速率,稳定最佳生产工艺。(5)投料过多造成菌体细胞大量生长,无法稳定得产生发酵产物,导致菌体生产力下降,同时改变发酵液流变学性质。(６)如果补料过少,则使菌体过早进入衰退期,引起菌体衰老与自,同样使生产力下降。

7、泡沫对发酵有何影响？常用得消泡方法有何优缺点？

答案要点:泡沫对发酵得影响有:(１)泡沫持久存在,妨碍ＣO2得排除,影响微生物对氧得吸收,破坏正常生理代谢,不利发酵与生物合成。(2)泡沫大量产生,使发酵罐有效容积大大减少,影响设备利用率。(３)泡沫过多,控制不好,会引起大量跑料,造成浪费与环境污染(4)泡沫升到灌顶,可能从轴封渗出,增加染菌机会(5)泡沫过多也会影响氧传递、通风与搅拌效果。(６)化学消泡优点:化学消泡剂来源广泛,消泡效果好作用迅速可靠,用量少,不需改造设备,大小规模适用,易实现自动控制。缺点:消泡剂对微生物生长有毒性、

(6)物理消泡优点:不用在发酵液中加其她物质,节省原料,减少由于加消泡剂引起得污染机会。缺点:不如化学消泡迅速、可靠,需一定设备及消耗动力,不能从根本上消除引起稳定泡沫得因素。

8、简述氧为何容易成为好氧发酵得限制性因素？如何调节摇瓶及发酵罐发酵得

供氧水平？答案要点:(1)氧就是需氧微生物生长所必需得。氧往往容易成为控制因素,就是因为氧在水中得溶解度很低,培养基因含有大量得有机与无机物质,氧得溶解度比水中还要更低。在对数生长期即使发酵液中得氧浓度达到饱与,若此时终止供氧,发酵液中得溶氧可在几分钟内全部耗尽,使溶氧成为控制因素、细胞浓度直接影响培养液得摄氧率,在分批发酵中摄氧率变化很大,不同生长阶段需氧不同,对数生长后期达最大值。培养基得成分与浓度显著影响微生物得摄氧率,碳源种类对细胞得需氧量有很大影响,一般葡萄糖得利用速度比其她得糖要快、(２)摇瓶往复培养,频率８０-120分／次,振幅８cm;旋转培养,偏心距转速25０rｐｍ;摇瓶装液量,一般取1/10左右(2５0ml ,１５-25 ｍｌ;50０ml ,3０ml;750ml ,８0 ｍｌ)、(3)发酵罐通气,一般认为,发酵初期较大得通风与搅拌而产生过大得剪切力,对菌体得生长有时会产生不利得影响,所以有时发酵初期采用小通风,停搅拌,不但有利于降低能耗,而且在工艺上也就是必须得。但就是通气增大得时间一定要把握好。

9、什么就是培养基？发酵培养基得特点与要求？

答案要点:(1)培养基:广义上讲培养基就是指一切可供微生物细胞生长繁殖所需得一组营养物质与原料。同时培养基也为微生物培养提供除营养外得其它所必须得条件。(2)特点:①必须提供微生物细胞及代谢后形成发酵产物得基本成分,能够满足产物最优化合成、②发酵后所形成得副产物尽可能得少。③培养基得原料应因地制宜,价格低廉;且性能稳定,资源丰富,适合大规模生产需要。④所选用得培养基应能满足工艺要求,尽可能减少对发酵过程中通气搅拌得影响,利于提高氧得利用率,降低能耗,不影响通气、提取、纯化及废物处理等。

１０、发酵过程中如遭到噬菌体感染,将给发酵过程造成重大损失。请谈谈如何

防止噬菌体污染?

答案要点:(1)定期进行菌种复壮,注意检查有无溶原菌,如果发现有溶源菌,立即淘汰;

(2)注意环境卫生,发酵液必须经灭菌处理等措施才能排放,以减少噬菌体滋生及感染得可能;(3)选育抗噬菌体菌株,提高抗噬菌体能力;(４)将不同发酵及生产菌轮流使用,减少溶源菌寄生机会等。

11、发酵过程中常因培养基成分经代谢物而阻遏发酵得进行、请简述解除阻遏得一般方法。答案要点:(1)在发酵生产中尽量避免使用能引起分解阻遏得物质。(如不用葡萄糖而流加乳糖);(2)若一定要用引起阻遏得物质,应采用流加工艺或分批流加方法,使浓度不致引起阻遏作用、(3)使用含有慢慢向培养基内渗出营养物质得颗粒。

12、如何选择最适发酵温度？

答案要点:1、根据菌种及生长阶段选择。微生物种类不同,所具有得酶系及其性质不同,所要求得温度范围也不同。在发酵前期由于菌量少,发酵目得就是要尽快达到大量得菌体,取稍高得温度,促使菌得呼吸与代谢,使菌生长迅速;在中期菌量已达到合成产物得最适量,发酵需要延长中期,从而提高产量,因此中期温度要稍低一些,可以推迟衰老。发酵后期,产物合成能力降低,延长发酵周期没有必要,就又提高温度,刺激产物合成到放罐。2、根据培养条件选择。温度选择还要根据培养条件综合考虑,灵活选择、通气条件差时可适当降低温度,使菌呼吸速率降低些,溶氧浓度也可髙些。培养基稀薄时,温度也该低些。因为温度高营养利用快,会使菌过早自溶、3、根据菌生长情况,菌生长快,维持在较高温度时间要短些;菌生长慢,维持较高温度时间可长些。培养条件适宜,如营养丰富,通气能满足,那么前期