一名词解释
分配定律：是指在一定温度和压力下，溶质在互不相溶的两相中达到分配平衡时，如果溶质在两相中的相对分子质量相等，该溶质组分在两相中的平衡浓度之比为常数K。吸附：是指物质（主要是固体物质）表面吸住周围介质（液体或气体）中分子或离子的现象。
反胶团萃取：利用表面活性剂在有机相中形成的反胶团“水池”的双电层与蛋白质的静电吸引作用，使不同极性（等电点），不同相对分子质量的蛋白质选择性的萃取到有机相中，以实现分离目的。
超临界流体：指处于超过物质本身的临界温度和临界压力状态时的流体。
膜组件：由膜固定膜的支撑体间隔物以及收纳这些部件的容器构成的一个单元，称为膜组件或膜装置。浓差极化：在分离过程中，由于水和小分子溶质透过膜，大分子溶质被截留而在膜表面处聚积，使得膜表面上被截留的大分子溶质浓度增大，高于主体中大分子溶质的浓度，这一现象称为浓差极化。
错流过滤：在泵的推动下料液平行于膜面流动，与死端过滤不同的是料液流经膜面时产生的剪切力把膜面上滞留的颗粒带走，从而使污染层保持在一个较薄的水平。
喷雾干燥：是将料液（含水50%以上的溶液悬浮液浆状液等）喷成雾滴分散与热气流中，使水分迅速蒸发而成为粉粒干燥制品。
过滤：是在推动力作用下，使悬浮液中的液体通过多孔介质的孔道，而悬浮液中的固体颗粒被截留在介质上，从而实现固液分离的操作。过滤介质：多孔介质称为过滤介质，所处理的悬浮液称为滤浆，滤浆中被过滤介质截留的固体颗粒称为滤饼或滤渣，通过过滤介质后的液体称为滤液。
胶团：将表面活性剂溶于水中，当
浓度达到一定值后，表面活性剂就
会在水溶液中形成聚集体称为胶
团。
临界胶束浓度：表面活性剂形成胶
团的最低浓度。
二填空题
1.预处理的目的：（1）使所制备的
目标产物转移到溶液中（2）设法去
除其他悬浮颗粒（3）改善溶液的性
状，以利于后续各步操作。
2.常用液态物料预处理的方法：加
热凝聚和絮凝加入盐类调节
PH 加入助滤剂
3.固液分离的两个方法：过滤离
心
4.分配定律的三个条件：必须是稀
溶液溶质对溶剂的互溶性没有影
响，溶质在两相中必须是同一类型
的分子，即不发生缔合或离解。
5.工业上萃取工艺流程的三个步
骤：混合分离溶剂回收
6.大孔吸附树脂从苯乙烯和丙酸酯
为单体，乙烯苯为交联剂，甲苯，
二甲苯为致孔剂
7.吸附的三种类型：物理吸附化
学吸附交换吸附
8.按膜孔径大小的分类：微滤膜超
滤膜反渗透膜纳米过滤膜
9.过饱和溶液形成的方法：冷却法
蒸发法真空蒸发冷却法化学反应
结晶法盐析法
10.结晶的基本过程：过饱和溶液的
形成晶核的形成晶体的生长
11.干燥常用方法：常压吸收干燥真
空干燥喷雾干燥冷冻干燥
12.离子交换剂的组成：骨架带电
功能基团自由活性离子
13.常见离子交换剂的种类：疏水性
离子交换剂亲水性离子交换剂
14.色谱发也叫：色层分离法层离
法层析法各组分以不同程度分布
在两个相中，其中一个相为固定相
另一个相为流动相固定相是色谱
的基质，流动相在柱色谱中一般称
为洗脱剂，在纸色谱和薄层色相中
常称为展开剂
15.生物分离双水相体系的典型例
子：聚乙二醇（PEG）—葡聚糖
（DEX）和聚乙二醇—无机盐（磷
酸盐硫酸盐等）
16.硫酸铵加入的方法：固体盐法
饱和溶液法透析平衡法。
17.根据分离条件的不同，超临界流
体萃取分为：等温法等压法吸附
法
18.溶剂萃取的基本原理：不同溶质
在互不相溶的两相溶剂中分配平衡
的差异
19.超临界流体萃取的基本原理：通
过控制温度和压力来改变溶解度
20双水相萃取的基本原理：利用物
质在互不相溶的两水相间分配系数
的差异来对生物物质进行萃取
20.盐析法的基本原理：蛋白质或酶
等生物分子在低盐浓度下的溶解度
较大呈现盐溶现象，当盐浓度升至
一定程度后继续再上升时，则呈现
盐析现象
21.凝胶过滤基本原理：依据混合物
中各组分相对分子质量差别而分离
三问答题
1.凝聚和絮凝的区别？
答：相同点：絮凝与凝聚都能改变
发酵液过滤特征。不同点：凝聚作
用是指在某些电解质作用下，使扩
散双电层的排斥电位降低，破坏胶
体系统的分散状态而使胶体粒子聚
集的过程而絮凝作用是指在某些高
分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之
间产生架桥作用而使胶粒形成粗大
的过程
2.部分杂质的去除？
答：（1）可溶性杂蛋白的去除：①
变性法②沉淀法③吸附法（2）
不溶性多糖的去除：当发酵液中含
有较多不溶性多糖时，黏度增大，
固液分离困难，可用酶将多糖转化为单糖以提高过滤速率（3）有色物质的去除：发酵液中有色物质的去除常用吸附法。
3.常用细胞破碎方法有哪些？
答：（1）机械破碎法：①高速珠磨法（固体剪切作用）②高压匀浆法（液体剪切作用）③超声波破碎法（液体剪切作用）④撞击破碎法（2）非机械法：①酶溶法（酶分解作用）②化学渗透法（改变细胞膜的渗透性）③渗透压冲击法（渗透压剧烈改变）④冻结—融化法（反复冻结融化）⑤干燥法（改变细胞膜渗透性）
4.离子交换色谱介质的基本条件？答：（1）有高度的不溶性，即在各种溶剂中不发生溶解（2）有疏松的多孔结构或巨大的表面积，使交换离子能在交换剂中进行自由扩散和交换（3）有较多的交换基团（4）有稳定的物理化学性质，在使用过程中，不因物理或化学因子的变化而发生分解和表形等现象
5.超临界流体的特征和超临界流体萃取的工艺流程？
答：超临界流体有气体和液体的双重特性，密度比气体大数百倍，与液体相当；溶解能力较强，接近液体黏度小，接近气体而比液体小两个数量级，扩散性和渗透性强；有很强的压缩性，压力和温度的微小变化都可以引起密度较大的变化，密度随着温度的降低或压力的升高而增大工艺流程：超临界流体萃取分萃取和分离两个阶段。萃取阶段，超临界流体将待分离组分从原料中萃取出来，分离阶段，通过改变温度压力或运用其他方法将超临界流体分离出来并循环利用。6.离子交换色谱操作方法？
答：（1）离子交换剂的选择：①阴阳离子交换剂的选择②强弱离子交换剂的选择③反离子的选择④基质的选择（2）离子交换剂的预处
理再生和转型：取适量的固体离子
交换剂先用水浸泡，待充分膨胀后
加大量的水悬浮除去细颗粒，并改
用酸/碱（HCl/NaOH）浸泡，以便
除去杂质和其带上需要的反离子。
（3）缓冲液的选择：离子交换剂不
仅可以与被分离物进行交换，而且
可以与缓冲液中的离子进行交换。
（4）被分离物质的交换。（5）被分
离物质的洗脱与收集：在离子交换
色谱分离过程中，常用梯度溶液进
行洗脱，而溶液的梯度则是由盐浓
度或酸碱的变化形成的。
7.浓缩的目的？
答：使大量提取精制液缩小体积成
半成品或成品，有效成分经浓缩成
过饱和溶液析出而提纯
8.膜污染的原因？
答：由膜与料液中某一溶质的相互
作用或吸附在膜上的溶质和其他溶
质的相互作用引起的。
9.电渗析的基本原理和应用？
答：原理：当加上电压以后，在直
流电场的作用下，淡室中的全部阳
离子趋向阴极，在通过阳膜之后，
被浓室的阴膜所阻挡，留在浓室中，
而淡室中的全部阴离子趋向阳极，
在通过阴膜之后，被浓室的阳膜所
阻挡，也被留在浓室中。于是淡室
中的电解质浓度逐渐下降，而浓室
中的电解质浓度则逐渐上升。以
NaCl为例，当NaCl溶液进入淡室
之后，Na+ 离子通过阳膜进入右侧
浓室，而Cl- 离子则通过阴膜进入
左侧浓室，如此，淡室中的盐水逐
渐变淡，而浓室中的盐水则逐渐变
弄。应用：海水及咸水淡化，
放射性废水处理，海水浓缩制盐，
牛奶及乳清脱盐，医药制造血清疫
苗精制，稀溶液中的羧酸回收及丙
烯腈的电解质还原等。
10.常规过滤和错流过滤有什么区
别？
答：常规过滤时，料液流动方向与
过滤介质垂直；而错流过滤时，料
液流向平行于过滤介质，而且错流
过滤主要适用与悬浮的固体颗粒十
分细小，采用常规过滤速度很慢、
滤液混浊的发酵液。错流过滤透过
通量大，适于大规模连续操作；滤
液澄清，菌体回收率高；不添加助
滤剂或絮凝剂，回收的菌体纯净，
有利于进一步的分离操作；易于无
菌操作，防止杂菌的污染。但是采
用这种方式过滤时，固液分离不太
完全，固相中约有70%—80%的滞
留液体，而用常规过滤或离心时只
有30%—40%
11.过滤式离心和沉降式离心的区
别？
答：过滤式离心是在离心力的作用
下，液体穿过过滤介质经小孔流出
得以分离而沉降式离心不需过滤介
质，在离心力的作用下，物料按照
密度的大小不同分层沉降而得以分
离，可用于液固、液液物料的分离
过滤式离心机：转鼓上开有小孔，
主要用于处理悬浮液固体颗粒较
大，固体含量较高的场合。
12.透析和渗透的区别？
答：渗透：把溶剂和溶液（或两种
不同浓度的溶液）分别置于此膜的
两侧时，纯溶剂将自然穿过半透膜
而自发地向溶液（或从低浓度溶液
向高浓度溶液）一侧流动，这种现
象是渗透。透析：当把一张半透膜
置于两种溶液之间时，将会出现双
方溶液中大分子溶质原地不动，小
分子溶质（包括溶剂）透过膜而相
互交换的现象透析的目的就是借
助扩散速度的差，使溶质之间分离。
13.分离纯化的一般工艺流程？
答：（1）预处理与固液分离：主要
使用方法有预处理加热调PH
絮凝凝聚固液分离沉降过滤
离心分离双水相萃取膜分离
（2）提取（初步纯化）沉淀吸附
萃取超滤结晶目的：除去与目标产物性质差异较大的杂质（3）精制（高度纯化）（重）结晶离子交换色谱分离膜分离目的：除去与产物物理理化化学性质比较接近的杂质（4）成品制作：浓缩干燥无菌过滤成型目的：制作多种多样，美观的产品形态
14.生物产品分离纯化的特点
答：（1）生物产品多数具有生理功能有些是生物活性物质，对外界条件敏感，产物稳定性差（2）产物生成位置复杂，存在部位不同，处理方式不同。（3）发酵液为多组分混合物，多相系统，固液分离很困难（4）目标产物起始浓度底，最终产品多是医药、食品或生物试剂等精细产品，要求纯度高，必须达到国家法定质量标准（5）生物产品生产多为分批操作，生物变异性大（6）分离纯化工艺复杂，步骤多，费用高，占总成本的40%—70% 是生物产品能否商品化和产业化的关键
15.离心机的操作需要注意哪些问题？哪些因素可能影响离心分离的效果？
（1）安放离心机的地面应坚实干燥，离心机在运转时，不得移动离心机（2）离心管加速应称量平衡，若加液差异过大运转时会产生大的震动，此时应停机检查，使加液符合要求。离心试管必须呈偶数对称放入，离心管不能装载过多溶液，以防离心时甩出，造成转头不平衡，生锈或被腐蚀（3）若运行时离心管破裂，会引起较大震动应立即停机处理（4）每次停机后再开机的时间间隔不得少于5min 以免压缩机堵转而损坏（5）每次离心完成后，必须将转子取出，否则长时间放在轴上，可能锈死转子会取不出来而造成离心机整体报废（6）所有转子不能超过其最高转速使用因素：时间温度旋转速度。
四液液萃取的计算
例1 利用乙酸乙酯萃取发酵液中的
放线菌素D(actinomycin D)，pH3.5
时分配系数m=57。采用三级错流
萃取，令H＝450dm3/h，三级萃取
剂流量之和为39dm3/h。分别计算
L1=L2=L3 ＝13dm3/h 和
L1=20，L2=10，L3 ＝9dm3/h
时的萃取率。
解：（1）萃取剂流量相等时
E=M
H
L
=57×
450
13
=1.65
1﹣φ
3
=
3
3
)
1(
﹣1
)
1(
E
E
+
+
=
3
3
)
65
.1
1(
1
)
65
.1
1(
+
-
+
=0.946
若各级萃取剂流量不等，则
E1=2.53 E2=1.27 E3=1.14
由Φn′=
∏
=
+
n
i
i
E
1
1
1
）
（
得
1﹣Φ3′=0.942
例2 设例1中操作条件不变(L＝
39dm3/h)，计算采用多级逆流接触
萃取时使收率达到99％所需的级
数。
解：根据
E=M
H
L
=4.94
因为收率是99%，即1﹣Φ
n
=0.99 ，则从式
1﹣Φn=
1
1
1
-
-
+
+
n
n
E
E
E
得
n=2.74
故需要三级萃取操作。可计算采用
三级逆流接触萃取的收率为
99.3% ，高于例1的错流萃取，说
明多级逆流接触萃取效率优于多级
错流萃取。
五。综合论述题
试设计利用离子交换柱层析法分离
一种含等电点分别为4.0、6.0、7.5
和9.0的蛋白质混合液的方案，并
简述理由。
?PH＞9,全带负电荷，均与
阴离子交换剂结合。4.0
9.0 所带电荷量减少；结
合能力不同。
?PH＜4,全带正电荷，均与
阳离子交换剂结合。4.0
9.0 所带电荷量增加；结
合能力不同。
?4＜PH ＜9；PI 4.0，6.0，
7.5三物质带负电荷，与
阴离子交换剂结合。PI
9.0 物质带正电荷，不与
阴离子结合。
1.PH 6.5时，选择阴离子
PI 7.5，9.0 不结合；4.0，
6.0上柱
2. PH 5.0时，选择阳离子，
PI 4.0不结合，穿流，6.0为洗
脱
一．简述微生物的特点及其应用于发酵的优势。 1.种类多，分布广。目前微生物种类在10万种以上，具有多种代谢方式。在生化过程 中积累不同种类的代谢产物，用于多种发酵工业的生产，产品丰富，如（。。。。）。营养谱极广，生长要求不高，繁殖快，自然界分布极广，适宜生产研究就地区取材。 2.高面积-体积比，代谢能力强。其比表面积相当大，利于微生物与环境进行物质、能 量、信息交换，具有高代谢速率。其代谢强度高于高等动物千、万倍。 3.生长迅速，繁殖快。微生物具有最快的繁殖速度，在工业上有重要意义。适宜条件 下能达到几何级数增殖。 4.适应性强，容易培养。代谢灵活，酶系可受诱导，以适应环境变化。其诱导酶可占 蛋白的10%。故其可耐高温、低温、盐高盐，高酸碱、干燥、辐射、毒物等极端环境。 5.易变性。诱变剂容易使其遗传物质变异，改变代谢途径，产生新菌种。而次特性对 菌种保藏、发酵等过程产生不利影响。 用于发酵的优势：不需高温设备，利用原料比较粗放，主要采用低廉的农副产品，不需特殊催化剂、副产品少，无毒性。 二．常用工业微生物的种类有哪些？每种列举三个典型，并说明其主要产品。 1细菌，醋杆菌属有醋化醋杆菌（食醋），巴氏醋杆菌（食醋）。弱氧化醋杆菌（山梨糖、酒石酸等）。 乳杆菌属：德式乳杆菌（左旋乳酸） 芽孢杆菌属：枯草芽孢杆菌（α-淀粉酶，蛋白酶，诱变后生产肌苷，鸟苷） 梭菌属：丙酮丁酸梭菌（丙酮丁醇） 大肠杆菌：（天冬氨酸，缬氨酸，苏氨酸，） 产氨短杆菌：（辅酶A） 2放线菌，链霉菌属：灰色链霉菌（链霉素），金色链霉菌（金霉素），红霉素链霉菌（红霉素） 小单孢菌属：绛红小单胞菌（庆大霉素），棘孢小单孢菌（庆大霉素）。 3霉菌，曲霉属：黑曲霉（酸性蛋白酶，淀粉酶，果胶酶）米曲霉（糖化淀粉酶，蛋白酶）。黄曲霉（液化淀粉酶） 青霉属：产黄青酶（青霉素，葡萄糖氧化酶，柠檬酸，维c），桔青霉（桔霉素，脂 肪酶等），娄地青霉（干酪，天冬氨酸，谷氨酸，丝氨酸） 根酶属：黑根霉（果胶酶），米根霉（酒曲，乳酸），华根酶（液化淀粉酶） 红曲霉属：红曲霉（淀粉酶，麦芽糖酶） 4酵母菌：酵母属：啤酒酵母（啤酒，面包，饮料）。 裂殖酵母属，发酵糊精，菌粉。 假丝酵母属：产朊假丝酵母（饲料、蛋白质），解脂假丝酵母（发酵煤油。石油脱蜡） 毕赤酵母（固醇、苹果酸、） 汉逊氏酵母（乙酸乙酯） 球拟酵母属（多元醇，氧化烃类） 红酵母属（产脂肪） 三．简要说明微生物诱变育种的操作步骤： 1.出发菌株的选择：①自然界分离的野生菌株②通过生产选育，自发诱变的菌株③已 经诱变的菌株。高产菌可先进行杂交再作为出发菌株 2.菌悬液制备：使细菌同步生长，悬液经玻璃珠打散，并用脱脂棉过滤。处理细菌的
名次解释： 1、下游过程：生物工程中的一个重要部分生物物质的分离，其目的是把生物反应液内的有用物质分离出来，获得所需的目的产品 2、离心分离因数 3、高压匀浆法：属于液体剪切破碎方法之一，是借助于高压匀化作用的液体剪切作用使细胞破碎。高压匀化是通过碰撞、剪切、空化和高速作用的综合效应来起作用的。 4、喷雾干燥：喷雾干燥是用雾化器将原料液分散成细小雾滴，并用热空气与雾滴直接接触的方式进行干燥而获得粉粒状产品的一种干燥过程。 5、细胞破碎率：定义为被破碎细胞的数量占原始细胞数量的百分比数，即：S=[(N0-N)/N0]*100 6、热沉淀：在较高温度下，热稳定性差的蛋白质很容易变性，变性后的蛋白质溶解度很小，容易沉淀，利用这一现象，可根据蛋白质间的热稳定性差别，进行蛋白质的选择性热沉淀，分离纯化热稳定性高的目标产物 7、透析：穿过膜的选择性扩散过程。可用于分离分子量大小不同的溶质，低于膜所截留阈值分子量的物质可扩散穿过膜，高于膜截留阈值分子量的物质则被保留在半透膜的另一侧。 8、反渗透：当渗透过程进行达到平衡时，若在溶液的液面再施加一个大于溶液渗透压的压力时，溶剂将与原来的渗透方向相反，开始从溶液向溶剂一侧移动，这就是反渗透 9、分配系数:在一定温度、压力下，溶质分布在两个互不相容的溶剂里，达到平衡后，它在两相的浓度之比成为分配系数。可用下式表示：K=C1/C2。K为分配系数；C1为分配平衡时在萃取相中的溶质浓度；C2为分配平衡时在萃余相中的溶质浓度。 10、双水相萃取：又称水溶液两相分配技术，双水相萃取的特点是能够保留产物的活性，整个操作可以连续化。是近年来出现的极有前途的新型分离技术。11、离子交换树脂：有机高分子离子交换剂，包括合成离子交换剂和天然有机大分子离子交换剂，通常是一种典型的凝胶，一般统称为离子交换树脂。 12、大孔树脂：孔道直径应比扩散离子大三倍以上，基本特点是在整个树脂内部，无论干、湿或收缩、溶胀都存在着比一般凝胶剂更多更大的孔道，布满树脂内部。 13、亲和层析：是将有亲和吸附作用的物质分子偶联在固体介质上作为固定相，用以分离纯化目标产物的液相层析法。 14、离子交换层析：是指带电荷物质因电荷力作用而在固定相与流动相之间分配得以相互分离的技术 二、问答 1、生物分离的三个基本特征 答：1.通常处理的发酵液或酶反应液中产品的浓度一般很低 2.生物产品很多是生化活性物质，易受环境因素如温度、PH、金属离子和微生物等的影响，甚至失活，因而也增加了分离的难度 3.对最终产品的质量往往要求极高 2、生物物质分离的四个基本步骤 答：1.细胞及不溶性物质的去除因为发酵终止时，发酵液中总是混杂有固体物，所以细胞及不溶性物质的分离是提取发酵产品的重要步骤
1生物工艺学：应用自然科学和工程学原理，依靠生物作用剂的作用将原料加工以提供产品或用以为社会服务的技术 2 发酵工程：生物学和工程学的结合，生物方面的各种工程的总称，技术的开发产业化。3，自然选育：利用微生物在一定的条件下自发变异的原理，通过分离筛选等方法，排除衰变型菌株，从中选择维持原菌落生产水的菌落，并获得纯种 4 随机筛选：将人工诱变或自然突变的菌株凭经验进行筛选，以从中挑选出目的菌株的过程 5 理性化筛选根据遗传学原理，设计选择性筛子，从将目的菌种筛出来 6目的筛选在理性化筛选的基础上，每一次摇瓶筛选都采用不同的技术指导，使变株的选出频率进一步提高以达到筛选的目的 7 杂交育种将两个基因型不同的菌株以吻合后使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株 8 原生质体融合: 把两个亲本的细胞壁分别通过酶解作用加以瓦解，使菌体细胞在高渗环境中释放出只有原生质包裹的球状体，两亲本的原生质体在高渗条件下使之融合，由PEG作为助融剂，使期发生细胞融合，使两亲本基因由接触到交换，从而实现基因组合 9 简述传统生物技术与现在生物技术的区别： 传统生物技术：利用现有生物、宏观水平、传统技术、注重产量的提高；现代生物技术：利用改造的生物、微观水平、以基因工程为代表的新技术、注重产量和质量的提高 10 简述发酵工艺的历史和特征、 历史：天然发酵时期，对微生物本生与缺乏的认识；纯培养技术的建立，发酵技术的建立是第一个转折期，人为控制微生物的时代；通气搅拌技术的发展发酵工业第转折期，发酵工程的开端，青霉素发酵的开始；代谢控制发酵技术的建立，第三转折期，氨基酸，核苷酸的发酵；发酵原料的转换，糖质原料到非糖质原料；基因工程的运用；，广泛的生物产业，固定代细胞技术，单棵隆抗体。特征：常压常温下进行反应，反应条件温和，生产材料多价格低，以碳水化合物为主要的原料，不需要精制反应自动调节反应途径高度专一和选择性，对环境污染少，生产过程无害，可以不增加设备而增加产量，投资少见效快。11发酵工程的发展方向：1菌种的筛选及新的活性物质的筛选，2对微生物的生理代谢进行的研究，3使用新的发酵工艺和新的控制程序 12微生物来源的途径：传统生态途径：土壤筛选；现代遗传途径：对现有菌种进行改造；基因突变：诱发突变；基因重组：基因克隆，原生质体融合 14 获得菌种的方法步骤有哪些？1样品收集，2采集后处理，3菌种培养4纯化 15 纯种的常规分离方法有哪些？理平板划线法，倾倒平板法，涂布培养，毛细管法，小滴分离法，显微操作 16 富集培养的选择压力有哪些？温度，渗透压，氧气，光，PH与氧化还原电位，培养基抗生素 17 工业微生物分离的注意事项：培养基的来源，丰富，价格低；温度选择常温或偏高；不需要特殊的生产设备;菌种遗传稳定性好；发酵的浓度高，产物收率高；产物容易提取 18 菌种选育的含义基本原理及主要方法有哪些 含义：把菌种进行诱变处理，用随机或理性方法获得目的变体。基本原理：根据微生物遗传变异的特性，利用自然选育，诱变育种，代谢控制，杂交育种，分子育种等方法，将菌种进一步纯化改变，以获得优良的品种。主要方法：自然选育，诱变育种，代谢控制，杂交育种，分子育种 19 摇瓶复筛的目的是什么？考查菌种生产的自然波动范围；考察菌种的稳定性；更接近生产工艺; 获得更的种子量
新编生物工艺学复习题2 1、绪论 一、生物技术归纳起来可有三个特点 ?A生物技术是一门多学科、综合性的科学技术； ?B反应中需有生物催化剂的参与； ?C其最后目的是建立工业生产过程或进行社会服务，这一过程可称为生物反应过程二、生物催化剂特点 1）优点 A常温、常压下反应,B反应速率大,C催化作用专一,D大幅度提高效率，成本低廉 2)缺点 A稳定性差.B控制条件严格.C易变异 三、近代生物技术的全盛时期（20世纪40年代初至70年代末）的核心技术和产业： ?青霉素工业化生产； ?微生物次级代谢产物和抗生素产业的兴盛以及新的初级代谢产物开发； ?以酶为催化剂的生物转化及酶和细胞固定化技术及应用。 四、现代生物技术建立和发展时期（20世纪70年代开始） 这一时期，主要是以分子生物学为基础的基因工程技术的发展和应用为特征。 2、生产菌种的来源与菌种选育 1）微生物选择性分离方法大致分为五个步骤： 1、含微生物材料的选择—采样 2、材料的预处理 3、所需菌种的分离 4、菌种的培养 5菌种的选择和纯化 理想的工业发酵菌种-优良菌种应符合以下要求： (1)遗传性状稳定； (2)生长速度快，不易被噬菌体等污染； (3)目标产物的产量尽可能接近理论转化率； (4)目标产物最好能分泌到胞外，以降低产物抑制并利于产物分离； (5)尽可能减少产物类似物的产量，以提高目标产物的产量及利于产物分离； (6)培养基成分简单、来源广、价格低廉； (7)对温度、pH、离子强度、剪切力等环境因素不敏感； (8)对溶氧的要求低，便于培养及降低能耗。 2）液体富集培养，即通过给混合菌群提供一些有利于所需菌株生长，或/和不利于其他菌株生长的条件（供给特殊的基质或加入抑制剂），从而增加混合菌群中所需菌株数量的培养方法。 3）菌种选育是微生物工程的关键技术，主要方法有传统的自然选育、诱变育种、杂交育种以及现代的原生质体融合与基因工程等。 4）自然选育是指在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自发突变，选择合适的自发突变（spontaneous mutation）体的古老的育种方法。 5）诱变育种是利用物理、化学或生物诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促进其突变率大幅度提高，然后采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选符合育种目的的突变株的育种技术。
湖南城市学院生物工程专业 《现代生物制药工艺学》考试试卷标准答案及评分细则考核方式: 闭卷考试时量：120 分钟试卷类型：A 一、名词解释（每题2分，共16分分） 01、用于预防、治疗人类疾病，有目的的调节人体生理功能，并规定有适应症和用法、用量的物质。 02、在体外和体内对效应细胞的生长、增殖和分化起调控作用的一类物质。 03、药物从片剂或胶囊等固体口服制剂，在规定的介质中在一定条件下，溶出的速度和程度 04、在压力差的驱动下用可以阻挡不同大小分子的滤板或滤膜将液体过滤的方法。 05、一种生物制药中的温和”多阶式”分离，即将药物中的杂质一级一级分离。 06、是指发酵到一定时间，放出一部分培养物，又称带放。 07、有些抗生素如四环素，在弱酸性条件下不对称碳原子可逆的发生异构化，形成差向四环素。 08、是由诱生剂诱导有关细胞所产生的一类高活性、多功能的诱生蛋白质。 二、选择题（每题2分，共20分） 题09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答 案 C D C D B C C B C A 三、填空题（每空1分，共15分） 09、干热灭菌 10、羟基 11、固醇类成分 12、萘醌、苯醌 13、红霉内酯 14、甘油和葡萄糖、硝酸盐、 15、对数生长期 16、苄氧羰基、叔丁氧羰基 17、糖酵解途径、单磷酸已糖支路途经 18、脱水，脱脂 四、回答题：（每题6分，共24分） 29、简述生化药物有何特点。 答：①生物原材料复杂②生化物质种类多，有效成分含量低③生物材料有种属特性④药物活性与分子空间构象有关⑤对制备技术条件要求高。 30、怎样对青霉菌的发酵液进行预处理？ 答：青霉菌发酵液菌丝较大，一般在菌丝自溶前用鼓式过滤机过滤得第一次滤液，其ph值6.2~7.2之间，用硫酸调ph至4.5~5.0，再加入0.07%的溴代十五烷吡啶和硅藻土作为助滤剂，通过板框过滤机过滤得第二次滤液。第二次滤液澄清透明，可进行提取。 31. 简述氨基酸的生产方法有哪些？ 答：①蛋白水解法，以毛发、血粉等为原料，通过酸、碱或酶水解成多种氨基酸的混合物，在进行分离纯化。②化学合成法，利用有机物合成和化学工程相结合的技术生产氨基酸的方法③酶法，利用微生物特定的酶系作为催化剂，使底物经过酶催化生成所需的产品④直接发酵法，直接按照生产菌株的特性发酵⑤微生物生物合成法，以氨基酸的中间产物为原料，用微生物将其转化为相应的氨基酸。 32.如何减少四环素成品的差向四环素和ADT的含量？ 答：首先四环素发酵液通过加入草酸除去钙离子和促使蛋白质凝固等手段进行预处理，为了使差向四环素和ADT的含量降低，此过程应在低温、短时下进行。此外，还可此外还可在母液中加尿素，使其与四环素形成复合物而纯化；也可加入丁醇：乙醇（3:1）混合溶剂，加入乙醇可降低母液四环素损失；但降低成品中的ADT含量的最有效方法是筛选不产生ADT的菌株。 五、分析综合题：（共25分）
第1讲绪论 教学内容：1. 绪论 §1-1 生物技术的定义和性质 §1-2 生物技术的发展及应用概况 §1-3 生物技术的发展趋势 目的要求：1. 掌握生物工艺学的定义，特点，生物技术概念的范畴 2. 了解生物技术的发展及应用概况 3. 了解生物技术在各个领域的应用及发展趋势 教学重点和难点：1、生物技术的定义，内涵 2、生物技术的发展及应用概况 教学方法：课堂讲授为主，自学结合 内容提要及课时分配：1、生物技术的定义和性质（20′） 2、生物技术的发展及应用概况（60′） 3、生物技术的发展趋势（20′） 作业： 1. 由国际经济与发展组织（IECDO）提出的有关生物技术的定义有何特点？ 2. 教材中把生物技术的发展分为四个时期，它们各有哪些主要代表性技术和产品？ 主讲教师：授课班级：授课日期：2010.9.7 导入新课： 介绍生物工艺学的内涵，教材包括得主要内容，重点要学习的章节和内容，强调学习生物工艺学的重要意义。 1 绪论 1.1 生物技术的定义 ⑴1919年匈牙利艾里基提出：“凡是以生物机体为原料，无论其用何种生产方法进行产品生产的生物技术”都属于生物技术； ⑵20世纪70年代末，80年代初提出的定义倾向于：必须采用基因工程等一类具有现代生物技术内涵或以分子生物学为基础的技术； ⑶国际经济合作与发展组织（IECDO）在1982年提出定义：应用自然科学和工程学的原理，依靠生物作用剂的作用，将物料进行加工以提供产品或用以为社会服务的技术； 在国际经济合作与发展组织（IECDO）提出生物技术定义的特点： 生物作用剂：指从活的或死的微生物、动物或植物的机体、组织、细胞、体液以致分泌物以及上组分中提取出来的生物催化剂——酶或其他生物活性物质； 提供的产品：可以是工业、农业、医药、食品等产品； 被作用的物料：可以是有关的生物机体或其中的有关器官，如细胞、体液以及极少量必须的无机物质； 应用的自然科学：可以是生物学、化学、物理学等以及相关的分支学科，交叉学科； 应用的工程学：可以是化学工程、机械工程、电气工程、电子工程； 1.2 生物技术的发展及应用概况 生物技术的发展分为四个时期：经验生物技术时期；近代生物技术的形成和发展时期；近代生物技术的全盛时期，现代生物技术的建立和发展时期； 1.2.1 经验生物技术时期（人类出现到19世纪中期） 生物技术的发展和利用可以追溯到1000多年（甚至4000多年）以前如酒类的酿造，豆粮
《生物制药工艺学》复习思考题 生物药物概论 生物药物有哪几类？DNA重组药物与基因药物有什么区别？ 生物药物有哪些作用特点？ DNA重组药物主要有哪几类？举例说明之。 术语：药物与药品，生物药物，DNA重组药物，基因药物，反义药物，核酸疫苗，RNAi 生物制药工艺技术基础 生物活性物质的浓缩与干燥有哪些主要方法？ 简述生物活性物质分离纯化的特点和分离纯化的主要原理。 怎样保存微生物菌种？何谓菌种退化？如何检查菌种退化？ 诱变育种的总体流程是怎样的？选择出发菌需注意哪些事项？ 生物制药工艺中试放大的目的是什么？ 酶固定化的方法有哪些类别？ 术语：冷冻干燥，喷雾干燥，薄膜浓缩，自然选育，诱变育种，蛋白质工程，转基因动物，蛋白质组学，酶工程，immobilized enzyme，抗体酶，模拟酶，组合生物合成，药物基因组学，DNA Shuffling，定向进化，甘油冷冻保藏法，液氮保藏法，斜面保藏法，沙土管保藏法 生物材料的预处理 去除发酵液中杂蛋白有哪几种方法？ 去除发酵液中钙、镁、铁离子的方法有哪些？ 影响絮凝效果的主要因素有哪些？ 细胞破碎有哪些方法？各有什么特点？ 超声波破碎细胞的原理？ 术语：凝聚作用，絮凝作用，渗透压冲击法，错流过滤，超声波破壁，酶法破壁，高压匀浆法，高速珠磨法，反复冻融法，渗透压冲击法，液氮研磨法，丙酮粉 萃取法 溶剂萃取法的基本原理，其特点是什么？ 溶剂萃取法按操作方式不同，可分为哪几类？各有什么特点？ 影响有机溶剂萃取的因素有哪些？萃取剂的选择需遵循哪些原则？ 使用有机溶剂萃取时，改变pH值将如何影响酸性或碱性抗生素的分配系数？ 乳化剂为何能使乳状液稳定？ 破坏乳状液的方法有哪些？ 影响乳状液类型的因素有哪些？ 双水相萃取的优缺点有哪些？影响双水相萃取的因素有哪些？ 超临界流体萃取有哪些特点？常用的流体为哪种？影响超临界流体萃取的因素有哪些？超临界萃取的流程主要有哪几种类型？ 术语：有机溶剂萃取，反萃取，双节线，多级错流萃取，多级逆流萃取，反胶束萃取，超临界流体萃取，双水相萃取，能斯特分配定律，表观分配系数，萃取因素，萃取剂，萃余液，HLB值 沉淀和结晶 什么是“盐析沉淀”？盐析的基本原理？ 影响盐析效果的因素有哪些？
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选择题 （1）绪论 1、通风搅拌技术的建立是发酵技术的（）。a．第一转折期b．第二转折期c．第三转折期 2、近代生物技术全盛时期起始标志是（）工业的开发获得成功。 a．丙酮丁醇b．青霉素 c．人工胰岛素 （2）菌种、菌种选育及保藏 1、产生抗生素的主要微生物类群是（）。 a．细菌b．放线菌 c．真菌 2、在微生物常规分离纯化中，涂布法主要适于（）。a．细菌 b．霉菌 c．放线菌 3、下面不属于诱变因子的是（）。 a．紫外线 b．噬菌体c．氯化锂 4、在诱变育种中，金属化合物的作用是（）。a．无作用 b．诱变c．增变 5、在抗噬菌体菌株的选育中，菌株抗性的来源是（）。 a．噬菌体的存在b．环境的影响c．基因突变 6、有效诱变因子的判别主要指标是（）。a．营养缺陷型的诱发率 b．死亡率c．菌型变异
7、放线菌的育种方法与（）相似。a．霉菌 b．细菌 c．酵母菌 8、一般来说，斜面孢子的冷藏时间为（）。a．10天以内 b．1个月以内c．1年以内 9、在原生质体融合中，原生质体钝化是指经钝化后其存活率（）。a．接近于零b．为零c．不受影响 （3）代谢及调控 1、下列产物中，属于次级代谢产物的是（）。a．蛋白质 b．丙酮酸c．麦角生物碱 （4）培养基 1、下列培养基成分中，只能提供碳源的是（）。a．葡萄糖 b．酵母抽提物c．甘蔗糖蜜 2、维生素、氨基酸等热敏性物质通常采用（）方法实现无菌化。a．微孔滤膜过滤 b．巴氏消毒 c．蒸汽灭菌 3、效应剂在什么时候加入才能起作用（）。 a．基础培养基中b．菌体生长期c．产物生产期p63 4、CaCO3在培养基中主要作用是（）。 a．营养成分b．缓冲剂 c．加固培养基
第一章 1、生物工艺学定义: A 国际经济合作及发展组织定义: 生物技术是应用自然科学及工程学的原理，依靠生物作用剂（一般称为生物催化剂，是游离或固定化细胞、酶的总称）的作用将物料进行加工以提供产品和为社会服务的技术。 B生物工艺学，也称生物技术，是指以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进的工程技术手段，按照设计改造生物体或生物原料，为人类生产出所需要产品或达到某种目的的技术。 2、先进的工程技术手段：是指基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程、（生化工程）新技术。 3、发酵工程：是将微生物学、生物化学和化学工程的基本原理有机的结合起来，利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术，是生物技术产业化的重要环节。 发酵(广义):任何通过大规模培养微生物来生产产品的过程。 4、酶工程：它是从应用的角度出发研究酶，是在一定的生物反应装置中利用酶的催化性质进行生物转化的技术。其内容包括酶的生产、酶的分离纯化、酶分子修饰、酶固定化、酶反应动力学、酶反应器、酶的应用。 5、生物工艺学特点：(1)是一门综合性学科；(2)采用生物催化剂；(3)采用可再生资源为主要原料，原料来源丰富，价格低廉，过程中废物的危害性小，但由于原料成分难以控制，会给产品质量带来一定的影响。 6、生物反应的一般过程： 7、生物反应过程的工业生产主要有以下三种：酶催化反应过程；细胞反应过程；废水的生物处理过程。 第二章 1、醋酸杆菌AS 1.41：是我国酿醋工业常用菌种之一。产醋酸量6%～8%，可将醋酸进一步氧化为CO2和H2O。最适生长温度28～30℃，耐酒精浓度8%。 2、酵母菌：兼性厌氧 有氧条件下，将可发性糖类通过有氧呼吸作用彻底氧化为CO2和H2O，释放大量能量供菌体繁殖； 无氧条件下，使可发酵性糖类通过发酵作用（EMP途径）生成酒精和CO2，释放较少能量供细胞繁殖。 3、工业微生物菌种选育：通过各种手段获得代谢调控机制不完善的菌株，以改良菌种的特性，使其符合工业生产的要求。 4、诱变育种：是通过人工处理微生物，使之发生突变，并运用合理的筛选程序和方法，把适合人类需要的伏良菌株选育出来的过程。 5、理性筛选：是指运用遗传学、生物化学的原理，根据产物已知的或可能的生物合成途径、代谢调控机制和产物分子结构来进行设计和采用一些筛选方法，以打破原有的代谢调控机制，来获得高产突
复习整理——根据课件后的小结和复习思考题整理 第一章生物药物概述 生物药物 Biopharmaceutics：是以生物体、生物组织或其成份为原料（包括组织、细胞、细胞器、细胞成分、代谢、排泄物）综合应用生物学、物理化学与现代药学的 原理与方法加工制成的药物。 生物药物的特性 一、药理学(pharmacology)特性： 1、活性强: 体内存在的天然活性物质。 2、治疗针对性强,基于生理生化机制。 3、毒 副作用一般较少，营养价值高。4、可能具免疫原性或产生过敏反应。 二、理化特性： 1. 含量低、杂质多、工艺复杂、收率低、技术要求高； 2. 组成结构复杂，具严格空间结构，才有生物活性。对多种物理、化学、生物学因素不稳定。 3. 活性高，有效剂 量小，对制品的有效性，安全性要严格要求（包括标准品的制订）。 微生物药物：微生物药物是一类特异的天然有机化合物，包括微生物的次级代谢产物，初级代谢产物和微生物结构物质，还包括借助微生物转化（microbial transformation）产生的用化学方法难以全合成的药物或中间体。 生化药物：指从生物体（动物、植物、微生物）中获得的天然存在的生化活性物质， 其有效成分和化学本质多数比较清楚。 生物制品：一般把采用DNA重组技术或单克隆抗体技术或其他生物技术制造的蛋白质、抗体或核酸类药物统称为生物技术药物(biotech drug)，在我国又统称为生物制品。 蛋白质工程(protein engineering)：利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基 因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。 RNA干涉（ RNA interference,RNAi）：是指在生物体细胞内，dsRNA(双链RNA) 引起同源mRNA的特异性降解，因而抑制相应基因表达的过程。 1.生物药物有哪几类？重组DNA药物、基因药物、天然生物药物、合成半合成生物 药物 2.DNA重组药物与基因药物有什么区别？ 3.生物药物有哪些作用特点？
一、名词解释 菌种的扩大培养 . 生长因子，临界氧浓度诱变育种，.培养基 .前体，. 反复补料培养.呼吸商， . 临界稀释率，空气的相对湿度补料分批培养，. 竞争性抑制，. 培养基的分批灭菌，. 发酵. Ks .空气湿含量，.合适诱变剂量，. 倒种，. 自然选育，生物反应动力 VVM 二、单项选择题 1.对于不产孢子的菌丝体来说，那种方法最为理想且保存时间长。 A 菌丝速冻法 B 沙土管保藏法 C真空冷冻干燥法 D 液氮超低温保存法 2.下面出现那种异常情况最可能是噬菌体污染了。 A pH上升 B pH下降，菌丝体畸变 C pH下降，菌丝体消解 D pH上升，菌丝体畸变 3.下面那种诱变剂在不同pH下以不同机制进行诱变，并有“超诱变剂”之称。 A NTG B 快种子 C 氮芥 D 亚硝酸 4. 进行淀粉酶生产的活动过程中，我们应当选用那种原料作为碳源。 A 乳糖 B 淀粉 C葡萄糖 D 蔗糖 5.种子罐的种子移植到发酵罐中主要采用（）法。 A 差压法 B 火焰接种法 C 微孔接入法 D 紫外无菌接种 6.下面哪个选项能够表达接种龄（）。 A 对数后期 B 对数中期 C 对数前期 D 培养12小时 7.种子的总量为50m3,发酵罐培养液消后体积为500m3请问接种量为（） A 9.9% B 10% C 91% D 50m3 8.分批培养过程中，不考虑抑制作用，减速期的长短下面那种说法正确（）。 A Ks值越大减速期越长 B Ks值越大减速期越短 C u max越大减速期越短 D u max越大减速期越长 9. 初级代谢产物或分解代谢产物的形成速率和菌体生长多为（）。 A 生长关联型 B非生长关联型 C部分生长关联型 D 和菌体浓度相关型 10.连续培养时，容易遭到那种杂菌的污染（）。 A 杂菌一次污染量太多 B比生长速率大 C 杂菌比生长速率小D 对数期的杂菌 11.对于产孢子能力强、孢子发芽快、生长繁殖旺盛的菌种主要采用（）直接作为种子罐的种子。 A 菌丝体 B 孢子 C 子实体 D 芽孢 12. 发酵罐的装料体积500m3为从一级种子罐到发酵罐的接种量都为10%，第一级种子罐装料体积为50升，请问种子罐发酵级数（）。 A 5级 B 6级 C 7级 D 4级 13. 次级代谢产物的形成速率和菌体生长多为（）。 A 生长关联型B非生长关联型 C部分生长关联型 D 和菌体浓度无关
《化工工艺学》试题一 一、填空题（本题共20分，共10小题，每题各2分） 1、在合成氨烃类蒸汽转化的过程中，从热力学角度分析有三个副反应存在析炭 的可能性，这三个副反应的化学反应方程式分别为_____________________-_、______________________和______________________，而从动力学角度分析只有___________________才可能析炭。 2、按照用途的不同可将工业煤气分为四类，分别为：__________、__________、- _________和__________。 3、煤中的水分主要分为三类，其中包括：游离水、__________和__________。 4、在合成氨CO变换工序阶段低温变换催化剂主要有__________和__________ 两种类型。 5、在合成氨原料气的净化过程中脱硫的方法主要分为：__________和_________- _两种类型。 6、氨合成塔的内件主要由__________、__________和电加热器三个部分组成。 7、尿素的合成主要分两步进行分别为：___________________________________- __________（反应方程式）和________________________________________-____（反应方程式）。 8、在以硫铁矿为原料生产硫酸过程中，硫铁矿在进入沸腾焙烧炉前需要达到的 组成指标为：S>20%、__________、__________、__________、__________和H O<8%。 2 9、在沸腾炉焙烧硫铁矿时要稳定沸腾炉的炉温需要做到的三个稳定分别为：① 稳定的空气量、②__________和③_________________。 10、电解法生产烧碱的电解反应为_____________________________________（反 应方程式）。 二、简答题（本题共50分，共5小题，每题各10分） 1、简述烃类蒸汽转化过程中析炭的危害及防止析炭应采取的措施。 2、简述铁－铬系高温变换催化剂的组成（含量）及各组分的作用。 3、简述硫酸生产两转两吸工艺的优、缺点。
生物工艺学下复习题 1 生物下游加工过程的特点是什么？ 生物产品特点： ①产物浓度低的水溶液 (原因：a 氧传递限制；b 细胞量;c 产物抑制 ②组分复杂(a 大分子;b 小分子;c 可溶物;d 不可溶物;e 化学添加物 由于起始浓度低，杂质又多，所以提取步骤多，常导致收率低，成本高。发酵液的产品浓度与价格成反比。P3图13.1. ③产物稳定性差(a 化学降解(pH , 温度);b 微生物降解（酶作用，染菌）c剪切力（影响空间结构、使分子降解） ④由于分批操作和微生物变异，发酵液每批不尽相同，提取方法要有弹性。选择提取方法要考虑放罐时间、杂菌污染、加入添加物等， ⑤质量要求高（药品或食品） 2 生物下游加工过程的一般工艺流程和阶段是什么？ ①预处理和固液分离技术: 絮凝，离心，过滤，微过滤。 ②细胞破碎技术: 球磨，高压匀浆，化学破碎技术 ③初步纯化技术（目的在于浓缩): 盐析法，萃取，有机溶剂沉淀，化学沉淀，大孔吸附树剂，膜分离技术 ④高度纯化技术(精制）: 各类层析，亲和，疏水，聚焦，离子交换 ⑤最后纯化-成品加工喷雾干燥，气流干燥，沸腾干燥，冷冻干燥，结晶 3 凝聚和絮凝是两种方法，两个概念。 凝聚：指在投加的化学物质（铝、铁的盐类）作用下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成１ mm 大小块状凝聚体的过程。 絮凝：指使用絮凝剂（天然的和合成的大分子量聚电解质）将胶体粒子交联成网，形成10mm大小絮凝团的过程。其中絮凝剂主要起架桥作用。 4 凝聚的机理：1）中和粒子表面电荷 2）消除双电层结构3）破坏水化膜 5 常用的凝聚剂电解质有 硫酸铝 Al2(SO4)3?18H2O（明矾）；氯化铝 AlCl3?6H2O;三氯化铁 FeCl3; 硫酸亚铁 FeSO4·7H2O ；石灰；ZnSO4；MgCO3 6 絮凝的机理——架桥作用 7 工业常用的絮凝剂分为三类： 人工合成有机高分子聚合物、天然有机高分子聚合物、无机高分子聚合物 1）目前常用的是人工合成有机高分子聚合物，如聚丙烯酰胺类衍生物、聚乙烯亚胺衍生物；聚丙烯酸类和聚苯乙烯类衍生物。 2）天然有机高分子絮凝剂天然有机高分子改性絮凝剂根据其原料来源不同可分为淀粉类、纤维素类、植物胶类和聚多糖类。其中淀粉改性絮凝剂的研究开发最引人注目。 3）无机高分子聚合物有聚合铁系和铝系两大类 8 高价无机离子的去除方法 1.Ca2+ ——草酸、草酸钠，→形成草酸钙沉淀（注意回收草酸）； 2.Mg2+——三聚磷酸钠，→形成三聚磷酸钠镁可溶性络合物； 3.Fe2+ ——黄血盐，→普鲁士兰沉淀 9 预处理的目的：促进从悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离的效率： ⑴改变发酵液的物理性质，包括增大悬浮液中固体粒子的尺寸，降低液体黏度。 ⑵相对纯化，去除发酵液中的部分杂质（高价无机离子和杂蛋白质），以利于后续各步操作。 ⑶尽可能使产物转入便于后处理的一相中（多数是液相）； 10 常见的固液分离方法过滤filtration离心Centrifugation 膜分离membrane separation双水相萃取 ATPS 扩张床吸附 EBA
课程论文题目：微生物发酵与白酒酿造课程名称：生物工艺学 评阅成绩： 评阅意见： 成绩评定教师签名： 日期：年月日
微生物发酵与白酒酿造 学生： 摘要：生物技术的基础是发酵技术，而发酵技术的基础是酿造技术。微生物在通常情况下用肉眼看不见，也摸不着，个体极其微小，但是与人类的生活息息相关；白酒芳香醇厚，其色，香，味，格，与中国传统文化均有着不可分割的关系，在中国历史文化中源远流长。那么，微生物与白酒有着何种联系？微生物如何在白酒酿造过程中起作用的？其作用的机理是什么？综述起来，微生物发酵技术在未来白酒酿造中有怎样的发展前景呢？这值得人们去探讨。 关键词：微生物；白酒；发酵；酿造 一﹑发酵的概念及发展史 发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。 随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。而微生物发酵即是指利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。微生物发酵生产水平主要取决于菌种本身的遗传特性和培养条件。 生物工程实现了工业化生产（近代发酵工程），最后以微生物生命活动为中心研究、设计和指导工业发酵生产（现代发酵工程），跨入生物工程的行列。原始的手工作坊式的发酵制作凭借祖先传下来的技巧和经验生产发酵产品，体力劳动繁重，生产规模受到限制，难以实现工业化的生产。于是，发酵界向农业化学和化学工程学习，对发酵生产工艺进行了规范，以机器生产代替了人工，把作坊式的发酵生产成功地推上了工业化生产的水平。发酵生产与化学和化学工程的结合促成了发酵生产的第一次飞跃。通过发酵工业化生产的几十年实践，人们逐步认识到发酵工业过程是一个随着时间变化的、非线性的、多变量输入和输出的动态的生物学过程，按照化学工程的模式来处理发酵工业生产的问题，往往难以收到预期的效果。从化学工程的角度来看，发酵罐也就是生产原料发酵的反应器，发酵罐中培养的微生物细胞只是一种催化剂，按化学工程的正统思维，微生物当然难以发挥其生命特有的生产潜力。于是，追溯到作坊式的发酵生产技术的生物
一、名词解释（10分2分/个全是啤酒）啤酒比较乱 1啤酒生成过程对原料粉碎度有何要求？ 粉碎时要求麦芽的皮完整而不碎，胚乳适当细，并注意提高粗细3的均匀性。辅助原料（如大米）的粉碎越细越好，以增加浸出物的得率。对麦芽粉碎的要求，根据过滤设备的不同而不同。对于过滤槽，是以麦皮作为过滤介质，所以粉碎度要求较高，粉碎时皮壳不可太碎，以免因过碎造成麦槽层的渗透性变差，造成过滤困难，延长过滤时间，由于麦皮中含有苦味物质，色素，单宁等有害物质，粉碎过细会使啤酒色泽加深，口味变差也会影响麦汁得率。因此在麦芽粉碎时要尽可能大的使麦皮不受破坏。如果采用压滤机，则要适宜细粉碎。 *2.糖化工艺条件的改变对麦汁组分的影响？ （1）麦芽的质量及粉碎度：糖化力强溶解良好的麦芽糖化时间短形成可发酵性糖多；优质麦芽或溶解良好的麦芽，粉碎度的粗细对糖化影响小，反之麦芽质量差则影响大（2）非发芽谷物的添加：种类，支链直链淀粉比例，糊化，液化程度及添加数量对麦汁组成影响大，非发芽谷物含量超过35%将延长糖化时间降低麦汁中可发酵性糖的比例，如果麦汁质量差含淀粉酶活性低不但会延长糖化时间，麦汁组成差，还会导致发芽谷物淀粉的利用率降低（3）糖化温度的影响:影响麦汁中可发酵性糖的比例和糖化时间，还会影响浸出物的收率（4）糖化醪pH：对于啤酒的糖化一般在63~70℃范围内α-淀粉酶和β-淀粉酶的最适pH范围较宽，可在pH5.2-5.5范围内波动，影响不大（5）糖化醪浓度：糖化时原料加水比越小则糖化醪浓度越大，糖化醪粘度也增大，会影响酶对作用基质的渗透，从而降低淀粉的水解速率，降低最终产物-还原糖的积累，也会抑制酶对淀粉的作用，当糖化醪浓度超过40%会降低浸出物收率，可发酵性糖含量也会降低，糖化时间延长。 3.如何操作能使麦汁清亮透明？ （1）贮酒温度不宜过高，酵母不能太老以免造成酵母自溶使啤酒浑浊（2）控制好后发酵使CO2产生较多就可以促进酵母凝聚沉淀加速澄清（3）贮藏温度越低越能减少大分子物质的溶解促进澄清；恒定的温度和罐压可防止啤酒对流保持澄清（4）贮藏容器越小垂直度越高越有利于澄清（5）控制啤酒中的高分子氮的含量等 4.麦汁过滤速度受哪些因素影响？ 从理论上说，使用过滤槽时，麦汁过滤速度和影响因素之间的关系为： K ——和过滤速度有关的常数△P ——麦糟层的压力差fa ——麦糟层的可渗透性d ——麦糟层的厚度μ——麦汁粘度（或用文字叙述过滤速度和各因素之间的关系）提高麦汁过滤速度的措施有：降低麦汁粘度（浓度、糖化完全、保温）、控制麦糟层的厚度（投料量、糟层平整）、控制麦糟层的可渗透性（麦皮不碎、控制辅料量、糖化完全、合理耕糟）、控制合适的压力差（结构合理、滤速适宜）等。 5.麦汁煮沸的意义 一是麦汁煮沸可以在以下几方面稳定麦汁：（1）杀死破坏性微生物（2）减少凝固性氮，从而提高胶体稳定性（3）提取酒花中的有效物质，赋予啤酒独特的香味和风味。（4）麦汁过滤结束后水分偏大，煮沸可以将多余得到水分蒸发出去，使麦汁浓度达到预定目标。 二是通过麦汁煮沸可以把麦汁中的可凝固蛋白分离出来，使后期操作没有蛋白质析出，导致啤酒外观不合格。 三是通过煮沸可以把酒花的有效成分充分溶解到麦汁中，起到固定香型作用。 四是起到杀菌作用，使麦汁发酵前就处于无菌状态，让发酵过程是一个纯种发酵的过程，有利于啤酒口味的纯正。
名词解释： 1、初级代谢产物：细胞通过代谢活动产生的均匀生长和繁殖的必须物质，如蛋白质、氨基酸、核苷酸、多糖、脂质、维生素等。 2、次级代谢产物：细胞在生长的稳定期所产生的化学结构复杂，对细胞本身无明显生理功 能的物质，如抗生素、毒素、激素、色素、生物碱素。 3、基因工程菌：主要指以微生物为操作对象，通过基因工程技术获得的表达外源基因或过 量表达或抑制表达自身基因的工程生物，包括细菌、放线菌等原核细胞微生物换个酵母、丝状真菌等真核细胞微生物。 4、诱变育种：指采用物理、化学的因素使微生物DNA的碱基排列发生改变，以使排列错误的DNA莫板形成异常的遗传信息，造成某些蛋白质结构变异，而使细胞功能发生改变。 5、前体：某些化合物加到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程结合到产物分子 中去，而其自身的结构并没有多大变化，但产物的量却因加入而有较大的提高。在一定条件 下前体物质可控制生产菌的合成方向和增加抗生素的产量 6、糖化：利用糖化酶（也称葡萄糖淀粉酶）将淀粉液化产物糊精及低聚糖进一步水解成葡萄糖的过程。液化：用a-淀粉酶将淀粉转化为糊精和低聚糖，使淀粉可溶性增加的过程。 7、淀粉的糊化：是指淀粉受热后，淀粉颗粒膨胀，晶体结构消失，互相接触变成糊状液体，即使停止搅拌，淀粉也不会再沉淀的现象。 8、老化：分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列形成新的氢键的过程，即复结晶过程。 9、初级代谢：与生物生存有关的，涉及能量产生和能量消耗的代谢类型，产物都是有机体且是必不可少的物质，如单糖、核苷酸、脂肪酸以及蛋白质、核酸、多糖、脂类等。 10、次级代谢:某些微生物为了避免代谢过程中，某种代谢产物的积累造成的不利作用，而产生的一类有利于生存的代谢类型，通常是在生长后期产生，产物种类很多著名的是抗生素。 11、菌种衰退：菌种在培养或保藏过程中，由于自发突变的存在，出现某些原有优良生产性状的劣化、遗传标记的丢失等现象，称为菌种衰退。 12、菌种的保藏：主要是通过控制低温、干燥、缺氧等条件，使微生物营养体或休眠体处于不活泼状态，维持最低代谢水平，尽可能保证活力和不发生变异。 13、菌种的复壮：狭义：菌种已经发生衰退，再通过纯种分离和性能测定等方法，从衰退的 群体中找出尚未衰退的少数个体，以达到恢复该菌种原有典型性状的一种措施。广义：指在 菌种的生产性能尚未衰退前就经常有意识地进行纯种分离和生产性的测定工作，使菌种的生 产性能逐步提高，所以，这实际上是一种利用自发突变从生产中不断进行选种的工作。 14、回复突变：变异菌株因遗传组成的自身修复，使原有的遗传障碍解除，代谢途径发生变化，从而恢复原有的特性，表现出原育种过程中已获得优良性状的退化。 15、种子的扩大培养：将保存在沙土管和冷冻干燥管中处于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。16、生长因子：微生物生长不可缺少的微量的有机物（微量的一类调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单的碳、氮源自行合成的有机物）。 17、DE值：淀粉水解程度及糖化程度。是指葡萄糖（所有测定的还原糖权当葡萄糖来计算）占干物质的百分率 21、固态发酵：固态发酵是微生物在没有或基本没有游离水的固态基质上的发酵方式，固态基质中气、液、固三相并存，即多孔性的固态基质中含有水和水不溶性物质同。 22、灭菌：指利用物理和化学的方法杀灭或除去物料及设备中一切生命物质的过程。而消毒是指用物理或化学的方法杀死物料、容器、器具内外的病源微生物。 23、微生物能量代谢的中心任务：把外界环境中多种形式的最初能源转换成生命活动能使用的通用能源一ATP
生物制药工艺学思考题及答案
抗生素发酵生产工艺 1. 青霉素发酵工艺的建立对抗生素工业有何意义？ 青霉素是发现最早，最卓越的一种B-内酰胺类抗生素，它是抗生素工业的首要产品，青霉素是各种半合成抗生素的原料。青霉素的缺点是对酸不稳定，不能口服，排泄快，对革兰氏阴性菌无效。青霉素经过扩环后，形成头孢菌素母核，成为半合成头孢菌素的原料。 2. 如何根据青霉素生产菌特性进行发酵过程控制？ 青霉素在深层培养条件下，经历7个不同的时期，每个时期有其菌体形态特性，在规定时间取样，通过显镜检查这些形态变化，用于工程控制。 第一期：分生孢子萌发，形成芽管，原生质未分化，具有小泡。 第二期：菌丝繁殖，原生质体具有嗜碱性，类脂肪小颗粒。 第三期：形成脂肪包含体，积累储蓄物，没有空洞，嗜碱性很强。 第四期：脂肪包含体形成小滴并减少，中小
括如下单元操作： ①预处理与过滤：在于浓缩青霉素，除去大部分杂质，改变发酵液的流变学特征，便于后续的分离纯化过程。 ②萃取：其原理是青霉素游离酸易溶于有机溶剂，而青霉素易溶于水。 ③脱色：萃取液中添加活性炭，除去色素，热源，过滤，除去活性炭。 ④结晶：青霉素钾盐在乙酸丁酯中溶解度很小，在乙酸丁酯萃取液中加入乙酸钾-乙醇溶液，青霉素钾盐可直接结晶析出。 氨基酸发酵工艺 1. 如何对谷氨酸发酵工艺过程进行调控？ 发酵过程流加铵盐、尿素、氨水等氮源，补充NH4+；生物素适量控制在2-5μg/L；pH控制在中性或微碱性；供氧充足；磷酸盐适量。 2. 氨基酸生产菌有什么特性，为什么？ L-谷氨酸发酵微生物的优良菌株多在棒状杆菌属、小短杆菌属、节杆菌属和短杆菌属中。具有下述共同特性：①细胞形态为短杆至棒状； ②无鞭毛，不运动；③不形成芽孢；④革兰氏阳