发酵工程与设备第五章、发酵工业种子制备
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发酵工程智慧树知到课后章节答案2023年下温州医科大学温州医科大学第一章测试1.发酵工业的发展过程可分为4个阶段。
下列产品中属于发酵第三个阶段代表性的主要产品是()A:酒精 B:青霉素 C:甘油 D:枸橼酸 E:胰岛素答案:青霉素2.下列不属于发酵过程常利用的微生物的选项是()A:霉菌 B:酵母细胞 C:放线菌 D:大肠杆菌 E:CHO细胞答案:CHO细胞3.发酵工程主要涉及内容包括()A:菌的代谢与调控 B:产品的分离纯化和精制 C:发酵反应器的设计与自动控制 D:培养基灭菌 E:菌种构建与筛选答案:菌的代谢与调控;产品的分离纯化和精制;发酵反应器的设计与自动控制;培养基灭菌;菌种构建与筛选4.根据微生物的发酵产物不同分为()A:微生物代谢产物发酵 B:微生物酶发酵 C:基因工程细胞发酵 D:微生物菌体发酵 E:微生物的转化发酵答案:微生物代谢产物发酵;微生物酶发酵;基因工程细胞发酵;微生物菌体发酵;微生物的转化发酵5.维诺格拉斯基(Winograsky)和贝杰林克(Beijerink)建立丙酮-丁醇单菌发酵,实现真正的无杂菌发。
()A:错 B:对答案:错6.通气搅拌发酵技术的建立是发酵技术发展的第一个转折时期,是现代发酵工业的开端。
()A:错 B:对答案:错第二章测试1.下列不属于初级代谢产物的是()A:核酸 B:核苷酸 C:色素 D:脂肪酸 E:酒精答案:核酸2.下列表述正确的是()A:一种抗生素只有一种组分 B:一种菌只能产生一种抗生素 C:次级代谢产物在菌体生长阶段大量产生 D:L-氨基乙二酸是青霉素合成底物答案:一种菌只能产生一种抗生素3.下列表述正确的是()A:同一种底物只能被一种酶催化 B:次级代谢产物不需要酶催化 C:次级代谢而产物的合成酶对底物要求的特异性不强 D:初级代谢和次级代谢不能共用前体答案:次级代谢产物不需要酶催化4.下列属于青霉素构建单位的是()A:L-缬氨酸 B:L-半胱氨酸 C:L-α-氨基乙二酸 D:L-谷氨酸 E:L -组氨酸答案:L-缬氨酸;L-α-氨基乙二酸;L-谷氨酸5.次级代谢产物生物合成后的修饰包括()A:氨基化 B:羟基化 C:酰基化 D:甲基化 E:糖基化答案:氨基化;羟基化;酰基化;甲基化;糖基化6.磷酸化修饰是生物体内常见的调节蛋白活性的方式,即在蛋白质的丝氨酸和蛋氨酸残基的羟基进行磷酸化。
第一章发酵:通过微生物的生长繁殖和代谢活动,产生和积累人们所需产品的生物反应过程发酵工程:利用微生物(或动植物细胞)的特定性状,通过现代工程技术,在生物反应器中生产有用物质的技术体系。
该技术体系主要包括菌种选育与保藏、菌种扩大生产、代谢产物的生物合成与分离纯化制备等技术。
发酵工业的特点?(7点)1.发酵过程一般是在常温常压下进行的生化反应,反应安全,要求条件较简单。
2.可用较廉价原料生产较高价值产品。
3.反应专一性强。
4.能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位的生物转化修饰。
5.发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。
6.菌种是关键。
7.发酵生产不受地理、气候、季节等自然条件限制。
工业发酵的类型?厌氧发酵1. 按微生物对氧的不同需求需氧发酵兼性厌氧发酵液体发酵(包括液体深层发酵)2.按培养基的物理性状浅盘固体发酵深层固体发酵(机械通风制曲)分批发酵按发酵工艺流程补料分批发酵单级恒化器连续发酵连续发酵多级恒化器连续发酵带有细胞再循环的单级恒化器连续发酵发酵生产的基本工业流程?1. 用作种子扩大培养及发酵生产的各种培养基的配制;2. 培养基、发酵罐及其附属设备的消毒灭菌;3. 扩大培养出有活性的适量纯种,以一定比例接种入发酵罐中;4. 控制最适发酵条件使微生物生长并形成大量的代谢产物;5. 将产物提取并精制,以得到合格的产品;6. 回收或处理发酵过程中所产生的三废物质。
工业发酵的过程的工艺流程图?第二章1、发酵工业菌种分离筛选的一般流程?调查研究(包括资料查阅)试验方案设计含微生物样品的采集(如何使样品中所含微生物的可能性大?)样品预处理(如何在后续的操作中使这种可能性实现)菌种分离根据目的菌株及其产物特点分选择性分离方法随机分离方法(定向筛选←选择压力) (用筛选方案- 检测系统进行间接分离)富集液体培养固体培养基条件培养(初筛)菌种纯化复筛菌种纯化初步工艺条件摸索再复筛生产性能测试较优菌株1-3株保藏及进一步做生产试验某些必要试验和或作为育种的出发菌株毒性试验等2、菌种选育改良的具体目标。
发酵工程》理论教学大纲一、课程说明课程编号:学时:64 学分数:4适用专业:生物技术及应用课程类型:必修课先修课程:生物化学、微生物学二、课程教学目的与要求:《发酵工程》课程是生物技术专业的必修课。
通过本课程的学习,使学生在生物化学、微生物学等课程的基础上,系统的掌握发酵工程的基本理论、基本知识和基本技能,建立较深刻的微生物学观点,形成科学的思维方式。
同时要求学生能了解现代发酵工程理论和技术的新发展。
三、课程教学基本内容及学时分配第一章绪论(2学时)知识点:发酵工程的概念;发酵工程的发展简史;发酵工程的基本内容;发酵工程的后处理。
重点:发酵的概念;发酵工程简史;发酵工程的应用。
难点:发酵工程的一般过程。
学生掌握要点:发酵工程的发展史中四个时代和发酵工程应用领域。
第二章工业发酵菌种的选育(4 学时)知识点:菌种的来源;发酵高产菌种选育;菌种退化和菌种保藏。
重点:微生物选择性分离;自然选育和诱变育种。
难点:诱变育种的方法。
学生掌握要点:自然选育和诱变育种技术。
第三章工业发酵培养基(2 课时)知识点:发酵营养基质的组成;工业发酵中营养基质的种类;工业发酵中营养基质的选择;工业发酵中营养基质的配制方法。
重点:掌握工业发酵用培养基的要求、培养基的构成以及培养基各组分的作用;掌握影响培养基质量的因素及控制措施;熟悉淀粉糖的制备原理、方法和工艺过程。
难点:影响培养基质量的因素及控制措施;淀粉糖的制备原理、方法和工艺过程。
第四章工业发酵过程灭菌(4 课时)知识点:常用的灭菌方法;培养基与发酵设备的灭菌;空气除菌。
重点:掌握微生物热死动力学;掌握影响灭菌效果的因素及控制方法;重点掌握分批灭菌和连续灭菌的工艺过程及操作要点;掌握空气介质过滤除菌的工艺过程。
难点:无菌空气的制备方法和要点。
学生掌握要点:分批灭菌和连续灭菌的工艺过程及操作要点;无菌空气的制备方法和要点。
第五章种子扩大培养(2 课时)知识点:种子制备工艺,影响种子质量的因素重点:影响种子质量的因素,工业发酵种子扩大培养的工艺过程及操作要点。
《发酵工程原理》课程教学大纲(Principle and technology of fermentation process)课程编号:学分:2.0学时:44 (其中:讲课学时:36 实验学时:8 上机学时:0)先修课程:食品生物技术食品微生物学后续课程:适用专业:食品科学与工程(专升本)开课部门:生物与食品工程学院一、课程的性质与目标发酵工程原理是食品科学与工程(专升本)专业一门较重要的专业选修课。
本课程主要讲授了发酵工业菌种、工业培养基设计、发酵工艺的无菌技术、发酵动力学、发酵中氧的供需、发酵的过程控制等内容。
学习本课程的目的在于夯实学生的基础理论知识、增强学生的工程意识、提高学生的科学素养,培养适合社会发展需要的具有创新能力、创业能力的高层次人才。
本课程以生物技术产业化过程涉及的工程知识为教学内容,融合生物化学和微生物学的基础理论,培养学生掌握自主学习和主动实践的方法,使学生具备解决食品加工中遇到的生物技术关键问题的能力。
二、课程的主要内容及基本要求第一章绪论(2学时)[知识点]1.发酵工程的定义及与其它相关学科的关系;2.发酵工程的发展史;3.发酵工业的特点及其范围;4.工业发酵的类型与流程;5.发酵工程展望及应用前景。
[重点]1.发酵及发酵工程的概念;2.工业发酵的类型和流程;3.发酵工业的应用范围及发展前景。
[难点]工业发酵的类型和流程。
[基本要求]1.掌握发酵及发酵工程的概念,了解发酵工程的地位和发酵工程发展史;2.掌握发酵工业的特点及其范围、工业发酵的类型与流程;3.了解发酵工程展望及应用前景。
[实践与练习]发酵工业的特点有哪些?第二章发酵工业菌种(4学时)[知识点]1.常用的工业微生物;2.发酵工业菌种筛选的原则与基本技术;3.发酵工业菌种改良;4.发酵工业菌种保藏。
[重点]菌种改良的技术原理和方法。
[难点]菌种改良的方法。
[基本要求]1.了解微生物分离筛选的基本概念、基本原理;2.掌握菌种改良的基本原理、基本技术和方法。
本章内容:⏹种子制备原理与技术⏹影响种子质量的因素⏹种子质量的控制措施⏹种子制备的放大原理与技术概念:种子的制备,即菌种的扩大培养就是把保藏的菌种,即砂土管,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,再经过扁瓶或摇瓶和种子罐,逐级扩大培养后达到一定的数量和质量的纯种培养过程。
这些纯种的培养物称为种子。
种子扩培的目的❑接种量的需要❑菌种的驯化❑缩短发酵时间、保证生产水平优良种子应具备的条件/种子的要求:生长活力强,延迟期短;(接种后在发酵罐中能迅速生长)生理状态稳定;浓度及总量能满足大容量发酵罐接种量的要求; 无杂菌污染,保证纯种发酵;适应性强,生产能力稳定种子制备原理与技术:一.发酵级数的确定种子扩大的级数:制备种子需逐级扩大培养的次数级数愈少,愈利于简化工艺及控制,并可减少种子罐污染杂菌的机会,减少消毒及值班工作量,减少因种子罐生长异常而造成的发酵波动。
一般由菌丝体培养开始计算发酵级数,但有时,工厂从第一级种子罐开始计算发酵级数谷氨酸:三级发酵(谷氨酸棒杆菌)一级种子(摇瓶)→二级种子(小罐)→发酵青霉素:三级发酵一级种子(小罐)→二级种子(中罐)→发酵发酵级数确定的依据❑级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响❑级数大,难控制、易染菌、易变异,管理困难,一般2-4级。
❑在发酵产品的放大中,反应级数的确定是非常重要的一个方面发酵级数确定方法菌种的性质(如菌种传代后的稳定性)瓶中的孢子数,孢子发芽及菌丝繁殖速度发酵罐中种子培养液的最低接种量种子罐与发酵罐的容积比生产规模随工艺条件的改变作适当的调整二.种子质量的判断方法通常检测的培养液中参数pH是否在种子要求的范围之内糖、氨基氮、磷酸盐的含量菌丝形态、菌丝浓度和培养液外观有无杂菌污染其他参数,如接种前酶活、种子罐的溶氧和尾气等种子制备步骤:斜面培养基中活化;扁瓶固体培养基或摇瓶培养基中扩大培养,完成实验室种子制备一级种子罐,制备生产用种子;视情况确定扩大级数,完成生产车间种子制备;种子转种至发酵罐三.种子制备过程实验室种子制备阶段:琼脂斜面至固体培养基扩大培养(如茄子瓶斜面培养等或液体摇瓶培养生产车间种子制备阶段:种子罐扩大培养种子制备过程概览实验室阶段:不用种子罐,所用的设备为培养箱、摇床等实验室常见设备,在工厂这些培养过程一般都在菌种室完成,因此现象地将这些培养过程称为实验室阶段的种子培养。
《发酵工程与设备》习题一、名词解释VVM;Yx/s;q s ;Y P/S;μ;K L;k L a;k d;D;D crit;Ks;Km;Y P/X;μmax;q CO2;q O2;t d;Y ATP;补料分批发酵;临界氧浓度;呼吸商;过滤效虑;雷诺准数;比热死速率常数(K);活塞流反应器(PF);连续式全混流型反应器(CFSTR);返混;连续培养;高密度培养;补料培养;生产强度;固定化酶;固定化细胞;传氧效率二、思考题1、举出几例微生物大规模表达的产品, 及其产生菌的特点?2、工业化菌种应具备哪些特点?3、什么是培养基?发酵培养基的特点和要求?6、培养基设计的一般步骤?7、什么是种子的扩大培养?8、种子扩大培养的目的与要求及一般步骤?9、在大规模发酵的种子制备过程中,实验室阶段和生产车间阶段在培养基和培养物选择上各有何特点?10、什么是接种量?对于细菌、放线菌及霉菌常用的接种量是多少?11、什么时发酵级数?发酵级数对发酵有何影响,影响发酵级数的因素有哪些?13、影响微生物需氧的因素有哪些?如何调节摇瓶发酵的供氧水平?如何调节通气搅拌发酵罐的供氧水平?14、测定Kla的方法有哪些?发酵液中Kla的调节可以采取哪些措施?15、氧的供需研究与反应器设计与放大的关系?16、准确判断发酵终点有什么好处?依据哪些参数来判断?17、 pH对发酵的影响表现在哪些方面?发酵过程的pH控制可以采取哪些措施?18、发酵过程温度的选择有什么依据?19、染菌对发酵有什么危害,对提炼有什么危害?有哪些原因会引起染菌?染菌以后应采取什么措施?20、为什么会感染噬菌体?感染了噬菌体后应采取哪些措施?21、泡沫对发酵有哪些有益之处,哪些有害之处?22、发酵中泡沫形成的原因是什么?常用的消泡剂有哪几类?对于黏稠的发酵液应选怎样的消泡剂,对于较稀的发酵液应选怎样的消泡剂?23、用于在线检测的传感器必须符合哪些要求?24、 pH电极的指示电极能测定pH值的原理是什么?25、 pH电极的测量范围有没有限制?使用时应注意哪些问题?26、溶氧电极能够测定液体中溶氧浓度的原理是什么?影响溶氧电极测定的灵敏度和准确性的因素有哪些?27、高密度培养的意义是什么?难以实施的原因是什么?28、试回答什么是生物反应过程中的直接参数和间接参数,并各举5个实例。