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发酵工程考试题

发酵工程考试题
发酵工程考试题

2、试述发酵过程pH变化的原因是什么?

答:1、基质代谢:(1)糖代谢特别是快速利用的糖,分解成小分子酸、醇,使pH下降。糖缺乏,pH上升,是补料的标志之一(2)氮代谢当氨基酸中的-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 2、产物形成: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 3、菌体自溶,pH上升,发酵后期,pH上升。

4、PH对微生物细胞的生长和发酵代谢产物的影响有哪些?生产上怎样控制发酵过程的PH? 发酵过程的pH 控制可以采取哪些措施?

答:pH值对微生物的生长繁殖和产物合成的影响有以下几个方面:

①影响酶的活性,当pH值抑制菌体中某些酶的活性时,会阻碍菌体的新陈代谢;

②影响微生物细胞膜所带电荷的状态,改变细胞膜的通透性,影响微生物对营养物质的吸收及代谢产物的排泄;③影响培养基中某些组分和中间代谢产物的离解,从而影响微生物对这些物质的利用;④PH值不同,往往引起菌体代谢过程的不同,使代谢产物的质量和比例发生改变。另外,pH值还会影响某些霉菌的形态。

控制:首先需要考虑和试验发酵培养基的基础配方,使它们有个适当的配比,使发酵过程中的pH值变化在合适的范围内。如果达不到要求,还可在发酵过程中补加酸或碱。过去是直接加人酸(如H2SO4)或碱(如NaOH)来控制,现在常用的是以生理酸性物质(NH)4SO4和生理碱性物质氨水来控制,它们不仅可以调节pH值,还可以补充氮源。当发酵液的pH值和氨氮含量都偏低时,补加氨水,就可达到调节pH和补充氨氮的目的;反之,pH值较高,氨氮含量又低时,就补加(NH)4SO4。此外,用补料的方式来调节pH值也比较有效。

可采取的策施:1)调整培养基组分。2)在发酵过程中进行控制。①添加CaCO3,②氨水流加法③尿素流加法④在补料与pH 没矛盾时,采取补料调pH.⑤在补料与pH有矛盾时,加酸碱调节pH 。

5、pH对发酵过程的影响:1、是微生物细胞原生质膜的电荷发生改变。2、直接影响酶的活性。3、直接影响代谢过程(菌体代谢方向、代谢产物合成)。

影响pH的因素:1、基质代谢。2、产物形成。3、菌体自溶,pH上升,发酵后期,pH上升。

导致pH下降的因素:C/N过高;溶氧不足;消泡剂过量、脂肪酸增加;生理酸性物质存在。

导致pH上升的因素:C/N过低;生理碱性物质存在。(pH上升是补料标志)

7、什么叫染菌,对发酵有什么影响,对提炼有什么危害?对产品质量有什么影响?

答:染菌:发酵过程中除了生产菌以外,还有其它菌生长繁殖

染菌对发酵的影响:发酵过程污染杂菌,会严重的影响生产,是发酵工业的致命伤;造成大量原材料的浪费,在经济上造成巨大损失;扰乱生产秩序,破坏生产计划;遇到连续染菌,特别在找不到染菌原因往往会影响人们的情绪和生产积极性;影响产品外观及内在质量

发酵染菌对提炼的影响:染菌发酵液中含有比正常发酵液更多的水溶性蛋白和其它杂质。采用有机溶剂萃取的提炼工艺,则极易发生乳化,很难使水相和溶剂相分离,影响进一步提纯。

采用直接用离子交换树脂的提取工艺,如链霉素、庆大霉素,染菌后大量杂菌黏附在离子交换树脂表面,或被离子交换树脂吸附,大大降低离子交换树脂的交换容量,而且有的杂菌很难用水冲洗干净,洗脱时与产物一起进入洗脱液,影响进一步提纯

发酵染菌对过滤的影响: 染菌的发酵液一般发粘,菌体大多数自溶,所以在发酵液过滤时不能或很难形成滤饼,导致过滤困难。即使采取加热、冷却、添加助滤剂等措施,使部分蛋白质凝聚,但效果并不理想.;污染杂菌的种类对过滤的影响程度有差异,如污染霉菌时,影响较小,而污染细菌时很难过滤。由于过滤困难,过滤时间拉长,影响发酵液储罐和过滤设备的周转使用,破坏了生产平衡。染菌发酵液还会因过滤困难而大幅度降低过滤收率,直接影响提炼总收率。

8、不同时间染菌对发酵有什么影响,染菌如何控制?

答:(1)种子培养期染菌:由于接种量较小,生产菌生长一开始不占优势,而且培养液中几乎没有抗生素(产物)或只有很少抗生素(产物)。因而它防御杂菌能力低,容易污染杂菌。如在此阶段染菌,应将培养液全部废弃。

(2)发酵前期染菌:发酵前期最易染菌,且危害最大。原因:发酵前期菌量不很多,与杂菌没有竞争优势;且还未合成产物(抗生素)或产生很少,抵御杂菌能力弱。在这个时期要特别警惕以制止染菌的发生。措施 :可以用降低培养温度,调整补料量,用酸碱调pH值,缩短培养周期等措施予以补救。如果前期染菌,且培养基养料消耗不多,可以重新灭菌,补加一些营养,重新接种再用。

(3)发酵中期染菌:发酵中期染菌会严重干扰产生菌的代谢。杂菌大量产酸,培养液pH下降;糖、氮消耗快,发酵液发粘,菌丝自溶,产物分泌减少或停止,有时甚至会使已产生的产物分解。有时也会使发酵液发臭,产生大量泡沫。措施 :培养,减少补料,密切注意代谢变化情况。如果发酵单位到达一定水平可以提前放罐,或者抗生素生产中可以将高单位的发酵液输送一部分到染菌罐,抑制杂菌。(4)发酵后期染菌:发酵后期发酵液内已积累大量的产物,特别是抗生素,对杂菌有一定的抑制或杀灭能力。因此如果染菌不多,对生产影响不大。如果染菌严重,又破坏性较大,可以提前放罐。发酵染菌后的措施:染菌后的培养基必须灭菌后才可放下水道。灭菌方法:可通蒸汽灭菌,也可加入过氧乙酸等化学灭菌剂搅拌半小时,才放下水道。否则由于各罐的管道相通,会造成其它罐的染菌,而且直接放下水道也会造成空气的污染而导致其它罐批染菌。凡染菌的罐要找染菌的原因,对症下药,该罐也要彻底清洗,进行空罐消毒,才可进罐。染菌厉害时,车间环境要用石灰消毒,空气用甲醛熏蒸。特别,若染噬菌体,空气必须用甲醛蒸汽消毒

9、分析发酵生产中杂菌污染的途径以及一旦发现染菌应采取的挽救措施(试论述国内外抗生素工厂发酵染菌的原因有哪些?)

答:发酵生产中杂菌污染途径包括以下几个方面:

1) 种子带菌。原因主要有:培养基及用具灭菌不彻底;菌种在移接过程中受污染;菌种在培养或保藏过程中受污染等。

2) 无菌空气带菌。杜绝无菌空气带菌,必须从空气净化流程和设备的设计、过滤介质的选用和装填、过滤介质的灭菌和管理等方面完善空气净化系统。

3) 培养基和设备灭菌不彻底导致染菌。原因主要有:原料性状影响灭菌效果;实罐灭菌时未能充分排出罐内空气;培养基连续灭菌时,蒸汽压力波动大,培养基未达到灭菌温度,导致灭菌不彻底而污染;设备、管道存在“死角”。

4) 设备渗漏引起染菌。发酵设备、管道、阀门、的长期使用,由于腐蚀、磨擦和振动等原因,往往造成渗漏。

5) 操作失误和技术管理不善也会引起染菌。如移种时或发酵过程罐内压力跌零,使外界空气进入而染菌;泡沫顶盖而造成污染;压缩空气压力突然下降,使发酵液倒流入空气过滤器而造成污染等等。

发酵生产中一旦发现污染杂菌,应考虑采取以下措施:

1) 首先应尽力寻找染菌的原因和途径,杜绝后患。

2) 同时,对染菌的发酵液要根据具体情况做出处理。例如:发现种子染菌,应立即加热灭菌后废弃,绝对不能将染菌种子接入发酵罐,以免造成更大损失,如果是发现早期染菌,则可采取适当补充营养物,重新灭菌,再接种发酵;如果在

发酵中后期染菌,而杂菌又不影响生产菌株的正常发酵或不妨碍产品的分离、提纯,则可让其“共生共长”、“和平共处”至发酵终了,否则就应提前放罐。(3分)

3) 染菌后的挽救措施要根据不同生产菌株的特点、产品性质以及各工厂的具体情况,采取可行办法。

10、如何诊断发酵感染了噬菌体?污染噬菌体对发酵的影响及其产生的原因。有何防止措施?

(1)发酵过程中如果受噬菌体的侵染,一般发生溶菌,随之出现发酵迟缓或停止,而且受噬菌体感染后,往往会反复连续感染,使生产无法进行,甚至使种子全部丧失。有无染噬菌体,根本的要做噬菌斑检验。

产生噬菌体的原因:通常在工厂投产初期并不感到噬菌体的危害,经过1~2年以后,主要是由于生产和试验过程中不断不加注意地把许多活菌体排放到环境中去,自然界中的噬菌体就在活菌体中大量生长,造成了自然界中噬菌体增殖的好机会。这些噬菌体随着风沙尘土和空气流动传播,以及人们的走动、车辆的往来也携带着噬菌体到处传播,使噬菌体有可能潜入生产的各个环节,尤其是通过空气系统进入种子室、种子罐、发酵罐

(2)噬菌体的防治:

1、必须建立工厂环境清洁卫生制度,定期检查、定期清扫,车间四周有严重污染噬菌体的地方应及时撒石灰或漂白粉。

2、车间地面和通往车间的道路尽量采取水泥地面

3、种子和发酵工段的操作人员要严格执行无菌操作规程,认真地进行种子保管,不使用本身带有噬菌体的菌种。感染噬菌体的培养物不得带入菌种室、摇瓶间

4、认真进行发酵罐、补料系统的灭菌。严格控制逃液和取样分析和洗罐所废弃的菌体。对倒罐所排放的废液应灭菌后才可排放。

5、选育抗噬菌体的菌种,或轮换使用菌种。

6、发现噬菌体停搅拌、小通风,将发酵液加热到70~800C杀死噬菌体,才可排放。发酵罐周围的管道也必须彻底灭菌。

12、请简述发酵过程中污染不同种类和性质的微生物的影响。

答:(1)污染噬菌体:噬菌体的感染力很强,传播蔓延迅速,也较防治,故危害极大。污染噬菌体后,可使发酵产量大幅度下降,严重的造成断种,被迫停产。(2)污染其它杂菌:有些杂菌会使生产菌自溶产生大量泡沫,即使添加消泡剂也无法控制逃液,影响发酵过程的通气搅拌。有的杂菌会使发酵液发臭、发酸,致使pH下降,使不耐酸的产品破坏。特别是染芽孢杆菌,由于芽孢耐热,不易

16、如何选择最适发酵温度?

答:1、根据菌种及生长阶段选择。

微生物种类不同,所具有的酶系及其性质不同,所要求的温度范围也不同。在发酵前期由于菌量少,发酵目的是要尽快达到大量的菌体,取稍高的温度,促使菌的呼吸与代谢,使菌生长迅速;在中期菌量已达到合成产物的最适量,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,那么前期温度可髙些,以利于菌的生长。总的来说,温度的选择根据菌种生长阶段及培养条件综合考虑。要通过反复实践来定出最适温度。

18、简述温度对微生物生长和发酵的影响。

答:任何微生物的生长温度均在一定范围内,可用最高温度,最适温度和最低生长温度进行描述。温度影响微生物生长的机理:(1)影响酶活性;(2)影响细胞膜的流动性;(3)影响物质的溶解度。温度对发酵的影响:(1)影响产物生成速度;(2)影响发酵液性质;(3)影响产物种类:a.改变体内酶系→中间产物种类→产物种类;

b.使代谢比例失调

控制:发酵设备上装有热交换设备。

20、温度对发酵的影响主要表现在哪些方面?

1.温度对微生物细胞生长的影响

2. 温度对产物形成的影响

3. 温度影响发酵液的物理性质

4.温度影响生物合成的方向

21、发酵过程温度选择有什么依据?

(1)根据菌种及生长阶段选择:

前期:提高温度,以促进菌的呼吸与代谢,使菌生长迅速

中期:为了延长中期,比前期温度稍低一些,可以延迟衰老。

(2)根据培养条件选择

通气条件差--降低温度,使细菌呼吸速率降低,溶氧量提高

培养基稀薄――降低温度,减慢营养利用速率

(3)根据菌生长情况

生长快――维持在较高温要短些,反之,长些。

营养丰富,通气量足够,前期温度高些

22、温度对发酵的影响:1、最适温度范围内,生长速度随温度升高而增加,缩短微生物生长周期。2、最适温度下可缩短生长缓慢期和孢子萌发时间。3、较低温度,氧溶解度大、通气量充足、生长速率相对较低。4、生长延迟期主要取决于温度,生长后期主要取决于溶解氧。

23、为什么蒸汽灭菌时会产生大量泡沫呢?

答:培养基和水的传热系数比空气的传热系数大,如果灭菌时升温太快,培养基急剧膨胀,发酵罐内的空气排出较慢,就会产生大量泡沫,泡沫上升到发酵罐顶,泡沫中的耐热菌就不能与蒸汽直接接触,未被杀死。

26、请分析泡沫产生的原因,泡沫对发酵的影响有哪些?生产上怎样控制发酵过程所产生的泡沫?

答:发酵过程泡沫产生的原因

1、通气搅拌的强烈程度通气大、搅拌强烈可使泡沫增多,因此在发酵前期由于培养基营养成分消耗少,培养基成分丰富,易起泡。应先开小通气量,再逐步加大。搅拌转速也如此。也可在基础料中加入消泡剂。

2、培养基配比与原料组成培养基营养丰富,黏度大,产生泡沫多而持久,前期难开搅拌。

3、菌种、种子质量和接种量菌种质量好,生长速度快,可溶性氮源较快被利用,泡沫产生几率也就少。菌种生长慢的可以加大接种量

4、灭菌质量

培养基灭菌质量不好,糖氮被破坏,抑制微生物生长,使种子菌丝自溶,产生大量泡沫,加消泡剂也无效。

影响1) 泡沫过多,升到罐顶从轴封渗出,易造成染菌2)使发酵罐装填系数减少,降低了设备利用率3)影响通风搅拌正常进行,影响氧的传递,妨碍菌的呼吸;

4) 增加菌群的非均一性,微生物随泡沫漂浮;5)造成产物的损失;6) 加入消泡剂给下游提取工序带来困难。有益之处:气体分散,增加气液接触面积。

控制:泡沫的控制,可以采用三种途径:①调整培养基中的成分(如少加或缓加易起泡的原材料)或改变某些物理化学参数(如pH值、温度、通气和搅拌)或者改变发酵工艺(如采用分次投料)来控制,以减少泡沫形成的机会。但这些方法的效果有一定的限度;②采用机械消泡或消泡剂消泡这两种方法来消除已形成的泡沫;③还可以采用菌种选育的方法,筛选不产生流态泡沫的菌种,来消除起泡的内在因素。对已产生的泡沫工业上采用机械消泡或者加消泡剂的方法。

27、泡沫产生规律:1、通气量越大,搅拌越剧烈,则产生的泡沫越多。2、培养基中蛋白质含量越多,发酵液的粘度、浓度越大,则生成的泡沫稳定性就越高。

3、菌体旺盛生长时,产生的泡沫多,当发酵液中营养基质被菌体大量消耗时,浓度下降,则气泡的稳定性也减弱,在发酵后期,伴随菌体的自溶,使发酵液中蛋白质浓度又上升,则发酵液的起泡性又增强。

29、作为理想消泡剂应具有哪些条件?

答:1.在起泡液中不溶或难溶;2.是表面活性剂表面张力低于起泡液,消泡作用迅速、效率高。3.与起泡液有一定程度的亲合性;4.与起泡液不发生化学反应;5;挥发性小,作用时间长。不干扰活性氧、PH等测定仪的使用,不影响氧的传递。来源方便、价格便宜,不会在使用和运输中引起任何危害,能受高温灭菌,对各物均无影响。

30、选择消泡剂的依据:①表面活性剂,具有较低的表面张力,消泡效果明显。

②对气-液界面的散布系数必须足够大,才能迅速消泡,与起泡液有一定程度的亲和性。③无毒害性,对人、畜无害,不被微生物同化,对菌体生长和代谢无影响,不影响产物的提取和产品质量。④不干扰各种测量仪表的使用;不干扰溶解氧、pH等测定仪表使用,最好不影响氧的传递。⑤在水中的溶解度较小,以保持持久的消泡性能。⑥来源方便,使用成本低。

31、消泡剂的种类、性能和应用范围:

天然油脂:玉米油、米糠油、豆油、棉子油、鱼油及猪油等(豆油是红霉素的前体,鱼油是螺旋霉素的前体)

聚醚类:聚氧丙烯甘油和聚氧乙烯氧丙烯甘油(又称泡敌)。(用于四环素发酵效果很好,相当于豆油的10~20倍)

高碳醇、脂肪酸和酯类:如十八醇、聚二醇(在水体系里是有效的消泡剂)

硅酮类(聚硅油类):最常用的是聚二甲基硅氧烷,也称二甲基硅油。

聚二甲基硅氧烷及其衍生物:适用于放线菌和细菌发酵(单独使用效果差,常与分散剂(微晶二氧化硅)一起使用)

羟基聚二甲基硅氧烷:曾用于青霉素和土霉素发酵

氟化烷烃:具有极其小的表面能

32、发酵过程中溶解氧受哪些因素的影响?

答:(1)搅拌。(2)温度(3)发酵液浓度(4)培养基(5)气体组成成分。发酵前期:由于微生物大量繁殖,需氧量不断大幅度增加,此时需氧超过供氧,溶氧明显下降;发酵中后期:溶氧浓度明显地受工艺控制手段的影响,如补料的

数量、时机和方式等;发酵后期:由于菌体衰老,呼吸减弱,溶氧浓度也会逐步

上升,一旦菌体自溶,溶氧就会明显地上升 。

33、溶氧对发酵有何影响。提出几种有效提高溶氧的方法。

答:溶氧对发酵的影响:氧是好氧微生物生长和代谢产物生成所必需,微生物只

能利用溶解在发酵液的溶解氧,而氧难溶于水,培养基中贮存的氧量很少; 【纯

氧溶纯水,1.26mmol/L ;空气氧溶纯水,0.25mmol/L ;培养基更低】,高产株和

加富培养基的采用以及发酵周期的缩短, 加剧了对氧的需求;形成产物的最佳

氧浓度和生长的最佳氧浓度有可能是不同的;发酵罐中氧的吸收率很低;若加大

通气量会引起过多泡沫;消泡剂的使用不利于氧的溶解。

提高溶氧的方法: 1.增大通风量。2.提高转速。3增加罐压。4改善发酵液的理

化性质5优化空气中氧的含量6加入传氧中间介质

34、论述溶解氧控制的意义

.答:在发酵过程中,控制溶解氧浓度具有重要意义,表现在以下方面:

1) 在发酵过程中,微生物只能利用溶解状态下的氧。

2) 氧是难溶气体,在25℃、100MPa 下,氧在纯水中的溶解度为0.25mmol/L ,

在发酵液中的溶解度为0.2mmol/L ;在谷氨酸发酵的操作条件下,发酵液中氧的

饱和浓度约为0.313mmol/L,这样的溶氧浓度菌的正常呼吸只能维持20~30s 。由

于微生物不断消耗发酵液中的氧,而氧的溶解度很低,就必须采用强化供氧。

3) 氧的溶解度随着温度的升高而下降,随着培养液固形物的增多、或粘度的增

加而下降。

4) 对于好气性发酵来说,氧传递速率已成为发酵产量和发酵周期的限制因素。

同时,氧的供应不足可能引起生产菌种的不可弥补的损失或导致细胞代谢转向不

需要的化合物的生成。

5) 发酵工业上氧的利用率很低。如抗生素发酵,被微生物利用的氧不超过经过

净化处理的无菌空气中含氧量的2%;在谷氨酸发酵方面氧的利用率为10%~30%。

6) 提高供氧效率,就能大大降低空气消耗量,从而降低设备费、减少动力消耗;

且减少染菌机会,减少泡沫形成,提高设备利用率。

35、溶解氧的测定方法有哪些?答:化学法,极谱法,复氧膜电极法,压力法 37、临界氧浓度(C 临):指不影响菌体呼吸所允许的最低氧浓度,或微生物对

发酵液中溶解氧浓度的最低要求。(微生物的临界氧浓度一般0.003~0.05mmol/L )

溶氧浓度(DO ):氧在水中的饱和浓度(C*)。发酵液氧浓度:C L

供氧系数(氧传质系数):K L (与空气线速度的β次方成正比)dC/dT=K L (C*-C L )

39、影响微生物需氧的因素有哪些?如何调节通气搅拌发酵罐的供氧水平?

答:①因素:细胞浓度直接影响培养液的摄氧率,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。培养基的成分和浓度显著影响

微生物的摄氧率,碳源种类对细胞的需氧量有很大影响,一般葡萄糖的利用速度

比其他的糖要快。②如何调节:一般认为,发酵初期较大的通风和搅拌而产生过

大的剪切力,对菌体的生长有时会产生不利的影响,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,而且在工艺上也是必须的。但是通气增大的

时间一定要把握好。

40、氧从气相传递到细胞内要克服哪些阻力,其中最大阻力是哪一个?

答:①气膜传递阻力;②气液界面传递阻力;③气液界面通过液膜的传递阻力;

④液相主体的传递阻力;⑤细胞表面的传递阻力;⑥固液界面的传递阻力;⑦细

胞内的传递阻力;⑧细胞壁的阻力;⑨反应阻力。其中最大最大阻力是气液界面

的传递阻力。

41、请分析微生物对氧的需求并说明供氧的必要性。

答:大多数的发酵过程都是好样发酵工程无论是基质的二氧化,菌体的生长还是

产物的代谢均需要大量的氧。发酵所需的氧量很大程度上取决于培养基中碳源的性质。细胞的摄氧率与培养时间及细胞浓度有关。培养条件(如ph,温度等)对细胞的需氧要求也有影响。

必要性:培养液内微生物所利用的只能是溶解氧,不可能一次供氧就满足微生物完全氧化葡萄糖或其他碳源对氧的需求。因此必须不断供氧。

42、氧传递系数的测定方法有哪些?影响氧传递系数的因素有哪些?

答:亚硫酸盐氧化法,取样极谱法,物料衡算法,动态法,排气法,复膜电极法。

影响因素:溶液的性质,气液比表面积,搅拌,空气的线速度,空气分布管,培养液的性质,表面活性剂,离子强度,菌体浓度

43、二氧化碳对发酵有何影响?如何控制?

1.CO

2

对菌体生长具有抑制作用。

当排气中CO

2

的浓度高于4%时,微生物的糖代谢和呼吸速率下降。

2.CO

2

对发酵的影响

①对发酵促进。如牛链球菌发酵生产多糖,最重要的发酵条件是提供的空气中要

含5%的CO

2

。②对发酵抑制。如对肌苷、异亮氨酸、组氨酸、抗生素等发酵的抑

制③影响发酵液的酸碱平衡 CO

2

在发酵液中的浓度变化不像溶解氧那样有一定的规律。它的大小受到许多因素的影响,如细胞的呼吸强度、发酵液的流变学特

性、通气搅拌程度、罐压大小、设备规模等。对CO

2

浓度的控制主要看其对发酵的影响,如果对发酵有促进作用,应该提高其浓度;反之,应降低其浓度。提高

通气量和搅拌速率,有利于CO

2的排出。降低通气量和搅拌速率,有利于提高CO

2

在发酵液中的浓度。CO

2

的产生与补料控制有密切关系。如补糖可降低发酵液中

CO

2

的浓度,并降低培养液的pH值。

44、简述谷氨酸的生物合成途径

答:大致是:葡萄糖经糖酵解(EMP途径)和己糖磷酸支路(HMP途径)生成丙酮酸,再氧化成乙酰辅酶A(乙酰COA),然后进入三羧酸循环,生成α-酮戊二酸。α-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化及有NH+4存在的条件下,生成谷氨酸。

45、作为谷氨酸产生菌,应具备哪些生理特征?

从菌的生理特征上,谷氨酸产生菌应具备的条件:

(1)生物素缺陷型,细胞膜对谷氨酸的通透性好;(2)CO

2固定酶活性强,丙酮酸

脱羧酶活性不能太强;(3)α-酮戊二酸脱氢酶的活性微弱或缺损;(4)谷氨酸脱氢酶活力高(此活性不被低浓度产物谷氨酸所抑制);(5)NADPH+H+进入呼吸链能力弱;(6)异柠檬酸裂解酶活性不能太强,异柠檬酸脱氢酶活性强。

46、以谷氨酸发酵为例,说明发酵温度、pH、通气量等环境条件对谷氨酸产生菌的影响。

温度:谷氨酸发酵前期长菌阶段和种子培养时应满足菌体生长最适温度。若温度过高,菌体容易老化。

PH:谷氨酸生产菌在中性和碱性条件下积累谷氨酸,在酸性条件下形成谷氨酸和N-乙酰谷氨酰氨。

通气量:好氧性发酵通常需要供给大量的空气才能满足菌体对氧的需求。过高的溶解氧对次级代谢产物的合成未必有利,因为溶解氧不仅为代谢提供氧,同时也造成一定的微生物的生理环境,它可以影响培养基的电位,有时会称为逆向动力。过低的溶解氧会影响微生物的呼吸,进而造成代谢异

47以谷氨酸发酵生产为例,分析在发酵过程中如何保证菌种生长和代谢的正常进行。

答:首先,培养基中的营养物质应全面,缺乏营养物质,会影响菌种的生长繁殖及正常的代谢活动。如生物素是谷氨酸棒状杆菌的生长因子,缺乏生物素,谷氨

酸的合成就会受到影响。

其次,各种营养物质的比例和浓度会影响菌种的代谢途径等。如在碳源和氮源的比为3∶1时,谷氨酸棒状杆菌会大量合成谷氨酸,但当碳源和氮源的比为4∶1时,谷氨酸棒状杆菌只生长而不合成谷氨酸。

第三,进行发酵过程中间控制,如温度、pH值、溶解氧等。当pH下降,呈酸性时,谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺。在发酵过程中,培养液的pH发生变化的主要原因是培养基中营养成分的利用和代谢产物的积累。如当谷氨酸棒状杆菌利用糖类物质不断生成谷氨酸时,培养液的pH就会下降。而碱性物质的消耗和氨的生成等则会导致培养液的pH上升。调节和控制培养液pH的方法有:在培养基中添加缓冲液,在发酵过程中加酸或碱。

第四,染菌的控制。在种子扩大培养和发酵过程中,要严格控制杂菌的污染,通入的空气要进行严格的过滤除菌。

48、分析影响谷氨酸发酵产量的因素及其调控机制

答:在谷氨酸发酵过程中,影响菌种代谢途径的因素有氧、温度、pH和磷酸盐等,并且谷氨酸产生菌需要生长因子──生物素。当生物素缺乏时,菌种生长十分缓慢;当生物素过量时,则转为乳酸发酵。因此,一般将生物素控制在亚适量条件下,才能得到高产量的谷氨酸。

在谷氨酸发酵中,如果能够改变细胞膜的通透性,使谷氨酸不断地排到细胞外面,就会大量生成谷氨酸。研究表明,影响细胞膜通透性的主要因素是细胞膜中的磷脂含量。因此,对谷氨酸产生菌的选育,往往从控制磷脂的合成或使细胞膜受损伤入手,如生物素缺陷型菌种的选育。生物素是不饱和脂肪酸合成过程中所需的乙酰CoA的辅酶。生物素缺陷型菌种因不能合成生物素,从而抑制了不饱和脂肪酸的合成。而不饱和脂肪酸是磷脂的组成成分之一。因此,磷脂的合成量也相应减少,这就会导致细胞膜结构不完整,提高细胞膜对谷氨酸的通透性。

在发酵过程中,氧、温度、pH和磷酸盐等的调节和控制如下:①氧。谷氨酸产生菌是好氧菌,通风和搅拌不仅会影响菌种对氮源和碳源的利用率,而且会影响发酵周期和谷氨酸的合成量。尤其是在发酵后期,加大通气量有利于谷氨酸的合成。②温度。菌种生长的最适温度为30~32 ℃。当菌体生长到稳定期,适当提高温度有利于产酸,因此,在发酵后期,可将温度提高到34~37 ℃。③pH。谷氨酸产生菌发酵的最适pH在7.0~8.0。但在发酵过程中,随着营养物质的利用,代谢产物的积累,培养液的pH会不断变化。如随着氮源的利用,放出氨,pH会上升;当糖被利用生成有机酸时,pH会下降。④磷酸盐。它是谷氨酸发酵过程中必需的,但浓度不能过高,否则会转向缬氨酸发酵。

49糖蜜的处理。

糖蜜是甘蔗或甜菜制糖的副产物。发酵前对糖蜜进行稀释、酸化、灭菌及澄清等过程称为糖蜜前处理。

糖蜜前处理的方法1、加酸通风沉淀法稀释→酸化→通风→澄清 2、加热加酸沉淀法加热稀释→酸化→澄清→稀释 3、添加絮凝剂澄清处理法稀释→酸化→加热→加絮凝剂→澄清

谷氨酸发酵的糖蜜预处理特殊性:生物素限量原理:产物谷氨酸积累到一定量会形成反馈抑制。需提高细胞膜的渗透性,使胞内的产生的谷氨酸迅速渗漏出去。

细胞膜由磷脂双分子层和蛋白质组成,磷脂双分子层由脂肪酸、甘油、磷酸和侧链组成。

把生物素控制在亚适量,才能生产出大量的谷氨酸。因为生物素是脂肪酸生物合成中乙酰-CoA羧化酶的辅基。

谷氨酸发酵的糖蜜预处理的方法和各自原理

1糖蜜预处理方法除去过量生物素

①活性炭处理法稀释,漂白粉,活性炭,过滤原理:吸附

②树脂处理法原理:吸附

③亚硝酸处理法原理:破坏生物素

2.添加化学药剂处理法原理:增加细胞膜对谷氨酸的渗透性

①添加青霉素法②添加表面活性剂③添加抗氧剂法

3.追加糖蜜法

原理:当谷氨酸酶系统成熟时过量生物素不影响发酵,可在此时添加未处理的糖蜜进去继续正常生产。

4.采用营养缺陷变异株原理:诱变生物素缺陷型菌株为油酸缺陷型等,是生物素不再影响谷氨酸的积累

50、糖蜜可直接用作发酵原料吗?为什么?不可以。

1、糖蜜中生物素的含量,与糖蜜来源生产批次有关,而且其它营养成份也有变动

2、糖蜜含有黑褐色色素,影响成品色泽。

3、糖蜜含有胶体物质,粘度大,致使发酵中泡沫多,对于提取也带来困难。

4、糖蜜中含有较多的钙质物质,这对于谷氨酸的提取精制上,要增加糖蜜原料的脱钙操作。因此糖蜜要进行前处理。澄清,脱钙,水解胶体,除黑色素

51、叙述防止发酵菌种退化的具体条件措施有那些?

答:(1)控制传代次数:尽量避免不必要的移种和传代,并将必要的传代降低到最低限度,以减少细胞分裂过程中所产生的自发突变几率。

(2)创造良好的培养条件:如在赤霉素生产菌G.fujikuroi的培养基中,加入糖蜜、天冬酰胺、谷氨酰胺、5‘-核苷酸或甘露醇等丰富营养物时,有防止衰退效果。

(3)利用不易衰退的细胞传代:对于放线菌和霉菌,菌丝细胞常含有几个细胞核,因此用菌丝接种就易出现衰退,而孢子一般是单核的,用于接种就可避免这种现象。

(4)采用有效的菌种保藏方法

(5)合理的育种:选育菌种是所处理的细胞应使用单核的,避免使用多核细胞;合理选择诱变剂种类或增加突变位点,以减少分离回复突变;在诱变处理后及分离提纯化,从而保证保藏菌种的纯度。

(6)、选用合适的培养基在培养基中添加某种化学物质可以防止菌种退化。或者选取营养相对贫乏的培养基在菌种保藏培养基,限制菌株的生长代谢减少变异反而发生从而防止菌种的退化。

52菌种退化的原因是什么?怎样防止菌种的退化?答:环境条件,菌种自身突变,突变不完全造成菌体遗传组成差异防止:1退化菌种的复壮2提供良好的环境条件3进行合理的传代4采用优良的保藏方法5定期纯化菌种

菌种退化:是指在较长时期传代保藏后,菌株的一个或多个生理性状和形态特征逐渐减退或消失的现象。

52、菌种衰退的概念

指菌种整体在多次接种传代过程中逐渐造成生产能力降低,表现为发酵力(如对培养基的利用)或繁殖力(如孢子的产生)下降或发酵产物得率降低的现象。菌种衰退的常见现象 1.菌落和细胞形态的改变 2.生长速度缓慢,产孢子越来越少 3.抵抗力、抗不良环境能力减弱等 4.代谢产物生产能力或其对宿主寄生能力下降

菌种衰退产生的原因 1.保藏不恰当 2.传代次数过多 3.发生回复突变 4.培养条件不适合

54、菌种的复壮概念狭义:在菌种已衰退情况下,通过纯种分离和生产性能测定等方法,从衰退群体中找出少数未衰退的个体,以恢复原有典型性状的措施。广义:在菌种未衰退前经常有意识地进行纯种分离和生产性状测定工作,以期从中选择到自发的正变个体。

55、衰退菌种复壮的方法

单细胞菌株分离法

沸水筛选法菌液用沸水处理后进行单细胞菌株分离,从而挑选出优良菌体。

改变培养条件法采用有利于高产菌株而不利于低产菌株的条件来选出高产菌株。

通过宿主体复壮如Bacillus thuringiensis的复壮

诱变处理法对发生回复突变进行重新诱变育种。

56、分批发酵:1、定义:(分批培养)是指将所有的物料(除空气、消沫剂、调节pH的酸碱物外)一次性加入发酵罐,然后灭菌、接种、培养,最后将整个罐的内容物放出,进行产物回收。清罐结束后,重新开始新的装料发酵的发酵方式2、特点:非稳态培养过程、一次性投料一次性收获产品、封闭系统、表现典型的生长周期(延滞期、对数生长期、稳定期、衰亡期)、稳定期细胞浓度最大 3、优缺点:设备要求低、操作简单、易于掌握、适用于固体颗粒或较多泡沫的培养基灭菌、适用于小发酵罐中培养基的灭菌;不能使细胞始终处于最优条件、对培养基营养成分破坏较大,反复加热冷却使能耗增加、发酵周期延长、降低了发酵罐利用率。

补料发酵:1、定义:(半连续培养、半连续发酵)是指发酵中后期养料逐渐消耗,菌体逐渐走向衰老自溶,代谢产物不能再继续分泌,为延长中期代谢活动,维持较高的发酵产物的增长幅度,给发酵罐间歇或连续地补加新鲜培养基的发酵方式。2、特点:介于分批发酵和连续发酵之间的一种微生物细胞的培养方式 3、优缺点:维持菌体浓度、减缓供氧矛盾、避免发酵过早结束。

与分批培养方式比较:①可以解除培养过程中的底物抑制、产物的反馈抑制和葡萄糖的分解阻遏效应。②对于好氧过程,可以避免在分批培养过程中因一次性投糖过多造成的细胞大量生长、好氧过多以至通风搅拌设备不能匹配的状况。③微生物细胞可以被控制在一系列的过滤态阶段,可用来控制细胞的质量;并可重复某个时期细胞培养的过渡态,可用于理论研究。

与连续培养方式比较①不需要严格的无菌条件。②不会产生微生物菌种的老化和变异。③最终产物浓度较高,有利于产物的分离。④适用范围广。

连续发酵:1、定义:(连续培养、开放式培养)是指以一定的速度向培养系统内添加新鲜的培养液,同时以相同的速度流出培养液,从而使培养系统内培养液的量维持恒定,使微生物细胞能在近似恒定状态下生长的微生物发酵培养方式2、特点:微生物细胞的生长速度、产物的代谢均处于恒定状态,可以达到稳定、高速培养微生物细胞或产生大量代谢产物的目的。

3、优缺点:①温度较高、灭菌时间短、培养基营养成分得到最大限度的保护②简化操作步骤、缩短发酵周期、提高设备利用率、降低了人力物力的消耗、降低劳动强度、增加生产效率;①连续发酵运转时间长,菌种多退化、易污染,培养基利用率一般低于分批发酵②工艺中的变量较分批发酵复杂,较难控制和扩大,且对蒸汽和设备要求较高③不适合含有大量固体物料培养基的灭菌,生产次生代谢产物时一般不用连续发酵,因为生产次生代谢产物所需的最佳条件,往往与其产生菌种生长所需的最佳条件不一致,有的还与微生物细胞分化有关。

57比较分批培养和连续培养的优缺点。

答:分批培养的优点:不易染菌,操作简单,不存在菌种老化或变异等问题。缺点:生产时间长,设备利用率低。

连续培养的优点:1.提高设备利用率,缩短生产时间。2.发酵中各种参数恒定,便于自动化控制。3易于分期控制。4维持低基质浓度。缺点:菌种变异可能性较大,严格要求无菌条件。

58与传统的分批集中补料培养相比,补料分批培养有哪些优点?

答:⑴可以避免在分批发酵中因—次投料过多造成发酵液环境突变,造成菌丝大

量生长等问题,改善发酵液流变等性质,使得发酵过程泡沫得以控制,节省消泡剂,并提高了装罐系数⑵可以控制细胞质量,以提高芽抱的比例,并使pH得以稳定。⑶可以解除底物抑制,产物反馈抑制和分解阻遏。⑷可以使“放料和补料”方法得以实施。该方法在发酵后期、产生了一定数量代谢产物后,在发酵液体积测量监控下,放出一部分发酵液,同时连续补充——部分新鲜营养液,实现连续带放、既有利于提高产物产量.又可降低成本,使得发酵指数得以大幅度提高。

⑸利用FBC技术、可以使菌种保持最大的生产力状态。随着传感技术以及对发酵过程动力学理沦深入研究、用模拟复杂的数学模型使在线方式实最优控制成为可能。

59与分批培养和连续培养相比补料分批培养具有哪些优点?

答:同传统的分批发酵相比,它的优越性是明显的。首先它可以解除营养物基质的抑制。产物反馈抑制和葡萄糖分解阻遏效应(葡萄糖效应--葡萄糖被快速分解代谢所积累的产物在抑制所需产物合成的同时,也抑制其他一些碳源、氮源的分解利用)。对于好氧发酵,它可以避免在分批发酵中因一次性投入糖过多造成细胞大量生长,耗氧过多,以至通风搅拌设备不能匹配的状况,还可以在某些情况下减少菌体生成量,提高有用产物的转化率在真菌培养中,菌丝的减少可以降低发酵液的粘度,便士物料输送及后处理;与连续发酵相比,它不会产生菌种老化和变异问题,其适用范围也比连续发酵广。

60请叙述连续发酵的优缺点及应用。

答:其优点是:①设备的体积可以减小;②操作时间短,总的操作管理方便,便于自动化控制;③产物稳定,人力物力节省,生产费用低。缺点是:①对设备的合理性和加料设备的精确性要求甚高;②营养成分的利用较分批发酵差,产物浓度比分批发酵低;③杂菌污染的机会较多,菌种易因变异而发生退化。

连续发酵的应用:1906年已有啤酒连续发酵的方案,但直到1967年才得到工业化的应用。主要应用国家有新西兰、英国等。由于菌种易变异和杂菌的污染以及啤酒的风味等问题,使啤酒连续发酵工艺的推广受到限制。

传统与现代发酵工程的区别答:1.前操作对象是微生物,现代发酵的加工对象生物除此外还有动植物细胞等。2.无菌概念已由原来的将杂菌排除在发酵系统外的单向概念转变为同时要求发酵系统内的生物体不能逸出系统外的双向概念。3.发酵的培养技术由简单的通气搅拌技术发展到根据生物的类型、目的产物的特征不同而采用更复杂的培养技术,并引用了生化工程放大概念。4.发酵培养装置已不仅是标准发酵罐,而是形式多样结构各异的新型生物反应器。

61发酵操作方式可分为分批、流加和连续三种,试述三种方法的优缺点

答:一、分批发酵优点:操作简单,周期短,染菌机会减少和生产过程,产品质量易于控制。缺点:产率低,存在基质抑制问题,出现二次生长现象,对基质敏感的产物,或者次级代谢产物,抗生素,不适宜用分批发酵。

二、流加发酵优点:1能维持适当的发酵条件2减缓代谢有害物的不利影响3避免快速利用碳源的阻遏效应。缺点:没有物料取出,产物的积累最终导致比生长率的下降,有物料的加入,增加了染菌的机会。

三、连续发酵优点:设备利用率高,单位时间产量高,容易控制,可及时排除发酵过程中的有害物质。缺点:由于长时间不断向发酵系统加入物料,增加染菌几率,连续发酵时间长,容易产生菌种突变。

62简述发酵过程进行中间补料的原则

.答:菌体生长代谢需要一个合适的浓度,过高的浓度对菌体生长有抑制作用,过低,不能满足产物合成的需要。中间补料的原则是使生产菌在分泌期有足够多而不过多的养料,使代谢活动朝着有利于合成产物的方向发展。

63工业上培养基灭菌为什么常常采用高温瞬时灭菌法?答::①因采用高温瞬时灭菌,故既可杀灭微生物,又可最大限度减少营养成分的破坏,从而提高了原料

的利用率;②由于总的灭菌时间较分批灭菌注明显减少,所以缩短了发酵罐的占用周期,从而提高了它的利用率;③由于蒸汽负荷均匀,故提高了锅炉的利用率;

④适宜于自动化操作;⑤降低了操作人员的劳动强度

64影响培养基灭菌的因素有哪些?间歇灭菌和连续灭菌各自的优缺是什么?

答:1、影响因素:培养基成分,培养基的物理状态,培养基的PH,培养基的微生物数量,微生物细胞中含水量,微生物细胞菌龄,微生物的耐热性,空气排除情况,搅拌,泡沫

2、间歇灭菌和连续灭菌的优缺点连续灭菌优点1、灭菌温度高,可以减少培养基营养物质的损失2、操作条件恒定,灭菌质量稳定

3、易于实现管道化和自控操作

4、避免反复的加热和冷却,提高了热的利用率

5、发酵设备利用率高缺点1、对设备的要求高,需另外设置加热冷却装置2、操作较麻烦3、染菌机会多4、不适合于大量固体物料的灭菌5、对蒸汽的要求高间歇灭菌优点1、设备要求低,不需另外设置加热冷却装置2、操作要求低,适于手动操作3、适合于小批量生产4、适合于含有大量固体物质的培养基的灭菌缺点1、培养基的营养物质损失较多,灭菌后培养基的质量下降2、需进行反复的加热和冷却,能耗较高3、不适合于大规模生产过程的灭菌4、发酵罐的利用率极低

65请分析介质过滤空气除菌法的基本原理

答:气流通过滤层时,基于滤层纤维的层层阻碍,迫使空气在流动中出现无数次改变气速大小和方向的绕流运动,从而导致微生物微粒与滤层纤维间产生撞击,拦截,布朗扩散,重力及静电引力等作用,从而把微生物微粒截留,捕集在纤维表面上,实现了过滤的目的。

66工业上空气除菌所用过滤介质(如棉花、玻璃纤维、活性炭等)的滤孔远大于菌体,为何也能达到除菌的目的?

空气流通过这种介质过滤层时,借助惯性碰撞、拦截滞流、静电吸附、扩散等作用,将其尘埃和微生物截留在介质层内,达到过滤除菌目的。介质过滤机理:(1)惯性碰撞作用:当微生物等颗粒随空气以一定速度流动,在接近纤维时,气流碰到纤维而受阻,空气就改变运动方向绕过纤维继续前进。由于微生物等颗粒具有一定质量,因而在以一定速度运动时具有惯性,当碰到纤维时,由于惯性作用而离开气流碰在纤维表面上,由于磨擦、粘附作用,被滞留在纤维表面,这叫做惯性碰撞滞留作用。

(2)拦截滞留作用:当气流速度降低时,微粒随低速气流慢慢靠近纤维,随主导气流绕过纤维前进,并在纤维周边形成一层边界滞留区,在滞留区内气流速度更慢,进入滞留区的微粒缓慢接近纤维并与之接触,由于磨擦、粘附作用而被滞留。

(3)布朗扩散作用:很小的微粒(<1μm)在流动速度很慢的气流中能产生一种不规则直线运动,称为布朗扩散运动。其结果使较小的微粒凝集成较大微粒,增加了微粒与纤维接触滞留的机会。(4)重力沉降作用:当微粒所受的重力大于气流对它的拖带力时,微粒就会沉降。对于小颗粒,只有当气流速度很低时才起作用。

(5)静电吸附作用:许多微生物和孢子都带有电荷。当具有一定速度的气流通过介质滤层时,由于磨擦作用而产生诱导电荷,特别是纤维表面和用树脂处理的纤维表面产生电荷更显著。当菌体所带的电荷与介质的电荷相反时,就发生静电吸引作用。

67实验室常用灭菌方法:

1、化学灭菌:利用化学药品的氧化作用或损伤细胞作用于微生物而将其杀死的方法。针对:环境、皮肤、器材等。

2、射线灭菌:利用紫外线、高能电磁波或放射性物质产生的γ射线穿透微生物细胞进行灭菌的方法。针对:无菌

室、接种箱等。3、干热灭菌:利用热空气将为生物体内的蛋白质氧化的方法(160℃保温1h)。针对:玻璃器皿、金属器材和其他耐高温的物品。4、湿热灭菌:利用饱和湿热蒸汽是微生物体内蛋白质变性进行灭菌的方法(121℃20~30min)。针对:培养基、发酵设备、附属设备、管道等。优点:①蒸汽来源容易、成本低、本身无毒②高温蒸汽穿透力强、加速蛋白质变性和微生物死亡、灭菌彻底③操作简单④细胞内蛋白质含水量高、易变性。(最常用、最有效的灭菌方法)5、过滤除菌:利用过滤方法阻留微生物的方法。针对:制备无菌空气。6、火焰灭菌(灼烧灭菌):(最简单的干热灭菌法)在火焰上灼烧的方法。针对:接种针、刀、镊、玻璃棒、三角瓶等。

68培养基的灭菌方法:

1、分批灭菌(间歇灭菌、实罐灭菌):升温、保温、冷却。

实消:分批灭菌,就是将配置好的培养基全部输入到发酵罐内或其他装置中,通过蒸汽将培养基和所用设备加热至灭菌温度后维持一定的时间,再冷却至接种温度,这一过程称之为实罐灭菌。优点:无需专门的灭菌设备,设备投资少;灭菌效果可靠,对灭菌用蒸汽要求低灭菌温度低。缺点:时间长而对培养基成分破坏大;操作难于实现自动控制。

2、连续灭菌(高温瞬时:使蛋白质变性;保护营养成分、灭菌)

连消:连续灭菌,将培养基通过专门设计的灭菌器,进行连续流灭菌后进入预先灭过菌的发酵罐中的灭菌方式。优点:采用高温快速灭菌法;可以把培养基按其性质分开灭菌;有利于自动控制;节省冷却水。缺点:投资费用高;对物料要求高;蒸汽用量大。

69影响培养基灭菌的因素:

1、培养基成分(油脂、糖类、蛋白质会增加微生物的耐热性)

2、培养基成分的颗粒度(颗粒越大、蒸汽穿透用时越长、灭菌难)

3、培养基的pH(pH越低,灭菌所需时间越短)

4、微生物细胞含水量(含水量越少、蛋白质越不易变性、灭菌时间越长)

5、微生物性质与数量(细菌的营养体、酵母、霉菌的菌丝体对热较为敏感,放线菌、霉菌孢子对热的抵抗力较强)

6、冷空气排出情况

7、泡沫(易形成隔热层、不易杀死其中潜伏的微生物)

8、搅拌(使培养基均匀、不造成局部过热或灭菌死角)

71空气除菌、净化方法

1、热杀菌(有效可靠,对设备要求较高、消耗大量能源、成本高)

2、辐射杀菌:破坏蛋白质等活性物质(表面灭菌、有限空间内的空气灭菌)

3、静电除菌:利用静电引力吸附带电粒子达到除尘灭菌的目的(效率低、能耗少)

4、过滤除菌:通过过滤介质阻截微生物(制备无菌空气)

72空气过滤除菌预处理的目的(标准)和工艺流程(步骤):

目的:1、提高压缩空气的洁净度,降低空气过滤器的负荷

2、去除压缩后空气中所带的油水,以合适的空气湿度和温度进入空气过

滤器。

工艺流程:采风塔、粗过滤器(除尘)、空气压缩机、空气贮罐(稳压)、空气冷却器、气液分离器(除水除油)、空气加热器(增加相对温度)、空气过滤器。73消毒:是指杀死病原微生物、但不一定能杀死细菌芽孢的方法。

灭菌:是指把物体上所有的微生物(包括细菌芽孢在内)全部杀死的方法。(防腐:是指防止或抑制微生物生长繁殖的方法。用于防腐的化学药物叫做防腐剂。无菌:不含活菌的意思,是灭菌的结果。防止微生物进入机体或物体的操作技术称为无菌操作。)

74介质过滤空气除菌法的最基本步骤有哪些?常用空气过滤除菌的介质有哪些?

答:前过滤——空气压缩机——冷却至适当温度——分离(除去油水)——加热至适当温度(使其相对湿度为50%-60%)——空气过滤器

纤维状或颗粒状过滤介质(棉花,玻璃纤维,活性碳)过滤纸类介质(玻璃纤维纸)

76请简述菌种选育与分子改造的目的与方法。

答:目的:防止菌种退化;解决生产实际问题;提高生产能力;提高产品质量;开发新产品。方法:基因突变:自然选育、诱变育种;基因重组:杂交、原生质体融合、基因工程;基因的直接进化:点突变、易错PCR、同序法DNA Shuffling等

77简述菌种保藏的基本原理及措施菌种保藏方法

答:菌种保藏的基本原理主要是根据菌种的生理生化特点,人工地创造条件,使菌种的代谢活动处于不活泼状态,同时,使菌种避免污染、死亡和变异。保藏菌种时首先要挑选优良纯种,最好是它们的休眠体(孢子、芽胞等);其次,要创造一个有利于休眠的环境条件,如低温、干燥、缺氧和缺乏营养物质等,即可以达到降低其代谢活动,延长保存期的目的。保藏方法:1斜面保藏法。2穿刺保藏法。3沙土管干燥保藏法。4真空冷冻干燥保藏法。5液氮保藏法。6悬液保藏法。7低温保藏法

78简述大规模发酵生产对菌种选择的要求(发酵工业对微生物的要求)工业化菌种的要求、发酵菌种必须满足的条件、发酵工业用菌种应具备的特点:)

答:发酵生产对菌种选择的要求包括:1) 能在易得、价廉的原料制成的培养基上迅速生长,且代谢产物产量高。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。2) 发酵条件粗放、易于控制,且所需的酶活性高。3) 菌种生长和发酵速度较快,发酵周期短。发酵周期短的优点在于感染杂菌的机会减少;提高设备的利用率。4) 根据代谢控制的要求,选择单产高的营养缺陷型突变菌株或调节突变菌株或野生菌株。5) 抗杂菌、抗噬菌体能力强。6) 菌种纯粹,遗传性状稳定,以保证发酵生产和产品质量的稳定性。菌种退化,生产性能下降是生产中常碰到的问题。7) 菌体不是病源菌,不产生任何有害的生物活性物质和毒素(包括抗生素、激素和毒素等),以保证安全。

79微生物工业用的菌种有哪几大类,能否举出各类中常用的工业微生物名称和其反应产物。

答:类型:1细菌,乳酸杆菌,产生乳酸。2放线菌,红霉素链霉菌,产生红霉素。3霉菌,青霉,产生青霉素。酵母,啤酒酵母,产生啤酒。

80菌种选育对发酵工程非常关键,请说明新种分离与筛选的基本步骤?

答:(1)采样:有针对性地采集样品。(2)增殖培养:人为地通过控制养分或培条件,使所需菌种增殖培养后,在数量上占优势。(3)分离筛选:采用选择性培养基利用分离技术得到纯种目的菌。纯种分离的方法有划线分离法、稀释分离法。筛选分初筛、复筛。(4)菌种鉴定:根据生理生化特征、遗传和分子生物学特性等。(5)毒性试验:根据毒理学分析,选择无毒性菌株

81在发酵过程中,如何保证菌种生长和代谢的正常进行。

答:①培养基中的营养物质应全面,缺乏营养物质,会影响菌种的生长繁殖及正常的代谢活动。如生物素是谷氨酸棒状杆菌的生长因子,缺乏生物素,谷氨酸的合成就会受到影响。②各种营养物质的比例和浓度会影响菌种的代谢途径等。如在碳源和氮源的比为3∶1时,谷氨酸棒状杆菌会大量合成谷氨酸,但当碳源和氮源的比为4∶1时,谷氨酸棒状杆菌只生长而不合成谷氨酸。③当pH 下降,呈酸性时,谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺。在发酵过程中,培养液的pH发生变化的主要原因是培养基中营养成分的利用和代谢产物的积累。如

当谷氨酸棒状杆菌利用糖类物质不断生成谷氨酸时,培养液的pH就会下降。而碱性物质的消耗和氨的生成等则会导致培养液的pH上升。调节和控制培养液pH 的方法有:在培养基中添加缓冲液,在发酵过程中加酸或碱。

82一般菌种分离纯化和筛选的步骤是什么?

标本采集标本材料的预处理富集培养菌种初筛菌种复筛性能鉴定菌种保藏。

83常用的标本预处理的方法有哪些?举例说明。

(1)采用热处理方法减少材料中的细菌数小单孢菌属 (2)采用膜过滤和离心的方法浓缩水中的细胞小单孢菌属、链霉菌属 (3)采用化学方法链霉菌属 (4)诱饵法:将固体基质(如蛇皮、花粉)等加到待检的土壤或水中,待其菌落长出后再铺平板分离。小瓶菌属、游动菌属 (5)空气搅拌法:在空气中搅拌,收集孢子沉淀,如稻草的处理

84菌种选育的方法

(1)自然选育 :纸片培养显色法、变色圈法、透明圈法、生长圈法、抑制圈法 (2)生产育种 (3)抗噬菌体菌株的选育(4)诱变育种 5) 代谢控制育种6) 基因重组定向育种

85什么叫自然选育?自然选育在工艺生产中的意义、应用价值?

自然选育:在生产过程中,不经过人工处理,利用菌种的自发突变,选育出优良菌种的过程。

利用自发突变引起的菌种性状变化的特点,可以较快地选育出优良菌种。自然选育可以有效地用于高性能突变株的分离。自然选育虽然突变率很低,但却是工厂保证稳产高产的重要措施。

14)自然筛选和菌种改良是两种获取优良的发酵菌种的途径。

86菌种改良:是指采用物理、化学、生物学方法处理目的微生物,使其遗传基因发生变化,将生物合成的代谢途径朝人们所希望的方向加以引导,使某些代谢产物过量积累,过的所需要的高产、优质、低耗的菌种。

菌种:用于发酵过程作为活细胞催化剂的微生物,包括细菌、放线菌、酵母菌和霉菌四大类。(来源于自然界大量的微生物,从中经分离并筛选出有用菌种。)87请简述实验室种子制备阶段培养物选择的原则。

答:1.菌体的纯种培养物总是适宜,从保证在发酵罐中有适当的接种量;2.微生物菌种的生命力旺盛,移接到发酵罐中后能迅速生长,利于缩短延滞期,提高设备利用率;3.菌种能保持稳定的生产性能、生理状态稳定。4.无杂菌和噬菌体的污染

88请简述生产车间种子制备阶段培养基选择的原则。

答:种子罐的培养基因菌种不同而异,但从采用容易被菌体所利用的成分为原则,如葡萄糖玉米浆的培养条件,最捂次种子罐的培养应与发酵罐的培养基基本一致

89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?

实验室阶段培养物选择的原则:种子能扩培到一定的量和质,获得一定数量和质量的孢子、菌体。培养基的选择应该是有利于菌体的生长,对孢子培养基应该是有利于孢子的生长。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的质量,培养基的原料一般都比较精细。

生产车间阶段培养物的选择原则:最终一般都是获得一定数量的菌丝体。培养基选择首先考虑的是有利于孢子的发育和菌体的生长,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,而是基本接近于发酵培养基,这有两个方面的原因:一是成本、二是驯化。

90发酵产品的生产特点是什么,什么是种子扩大培养,其任务是什么?

答: 1/发酵产品的生产特点:①一般操作条件比较温和;②以淀粉、糖蜜等为主,辅以少量有机、无机氮源为原料;③过程反应以生命体的自动调节方式进行;

④能合成复杂的化合物如酶、光学活性体等;⑤能进行一些特殊反应,如官能团导入;⑥生产产品的生物体本身也是产物,含有多种物质;⑦生产过程中,需要防止杂菌污染;⑧菌种性能被改变,从而获得新的反应性能或提高生产率(2)、种子扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处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。这些纯种培养物称为种子。

(3)、种子扩大培养的任务:现代的发酵工业生产规模越来越大,每只发酵罐的容积有几十立方米甚至几百立方米,?要使小小的微生物在几十小时的较短时间内,完成如此巨大的发酵转化任务,那就必须具备数量巨大的微生物细胞才行。91分析菌种扩大培养过程中影响种子质量的主要因素

答:菌种扩大培养的关键就是搞好种子罐的扩大培养,影响种子罐培养的主要因素包括营养条件、培养条件、染菌的控制、种子罐的级数和接种量控制等等。1) 培养基:对于某一菌种和具体设备条件来说,最适宜的培养基成分配比完全应该进行多因素的优选,通过对比试验去确定,从而最大地发挥菌种的特性,提高产量。

2) 种龄与接种量:种子罐中培养的菌种开始移入下一级种子罐或发酵罐的培养时间称为种龄。通常以菌体处于生长旺盛期(对数生长期)为合适。移入的种子液体积与接种后培养液体积的比例即为接种量。接种量取决于菌种在发酵罐中生长繁殖速度,接种量的大小直接影响发酵周期。

3) 温度:温度直接影响微生物生长和合成酶。

4) pH值:由于环境中pH值不同,微生物原生质膜(具有胶体性质)所带的电荷也不同,从而影响微生物对营养物质的吸收、酶的合成及其活性、代谢途径和细胞膜的通透性的变化。各种微生物都有自己生长与合成酶的最适pH值。在种子扩培过程中。控制pH值,不但可以保证微生物种子的很好生长,而且可以防止杂菌污染。

5) 通气和搅拌:通气可以供给大量的氧,而搅拌则能使通气的效果更好。

6) 泡沫:泡沫的持久存在影响微生物对氧的吸收,妨碍二氧化碳的排出;影响设备的利用率;易招致染菌。

7) 染菌的控制:必须加强接种室的消毒管理工作,定期检查消毒效果,严格无菌操作技术。

8) 种子罐级数:制备种子需逐级扩大培养的次数。种子罐级数一般根据菌种生长特性,孢子发芽及菌体繁殖速度以及采用发酵罐体积而定。

92工业生产中微生物种子应具备哪些条件?简要说明微生物种子扩大培养的基本步骤。

答:种子要求:1生命旺盛有活力,移种至发酵罐后能迅速生长,缩短延迟期2菌体总量适宜,以保证在大发酵罐中有适当的接种量3生理状态为稳定4无杂菌5保持稳定的生产能力

种子扩大培养的目的:为发酵工业提供适宜微生物生长的特定的物理和化学环境,使其迅速大量繁殖,为生产提供相当数量的代谢旺盛的微生物菌种。

一般步骤: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

工艺斜面摇瓶种子罐发酵罐

级数的确定斜面菌种→一级种子摇瓶培养→二级种子罐培养→发酵罐(二级)

斜面菌种→一级种子摇瓶培养→二级种子罐培养→三级种子罐培养→发酵罐

(三级)尽量采用二级发酵

93依据不同的分类方法,培养基有哪几种类型?各有何用途?

答:按物理性质:固体培养基:用于菌种的培养和保存,广泛用于产生子实体真菌的生产;

半固体培养基:用于菌种鉴定,细菌运动性鉴定和噬菌体效价鉴定;

液体培养基:利于大规模工业生产,因为它有利于氧和物质的传递。

按化学成分:①合成培养基:多用于研究和育种;②天然培养基:适于工业生产。按用途:孢子培养基,种子培养基和发酵培养基

94什么是培养基?简述发酵培养基的特点和要求?

培养基:利用人工方法配制的供微生物、植物和动物细胞生长繁殖或积累代谢产物的各种营养物质的混合物。

特点:

①培养基能够满足产物最经济的合成。

②发酵后所形成的副产物尽可能的少,避免污染。

③培养基的原料应因地制宜,价格低廉;且性能稳定,资源丰富,便于取材、采购运输,适合大规模储藏,能保证生产上的供应。

④所选用的培养基应能满足总体工艺的要求,如不应该影响通气、提取、纯化及废物处理等,及时分离、减少“三废”。

⑤必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分。

⑥有利于减少培养基原料单耗,提高单位营养物质所合成产物数量或最大产率。

⑦有利于提高培养基和产物的浓度,以提高单位容积发酵罐的生产能力。

⑧有利于提高产物的合成速度,缩短发酵周期。

⑨所用原料尽可能减少对发酵过程中通气搅拌的影响,利于提高氧的利用率,降低能耗。

95请解释在发酵培养基中添加产物促进剂为什么能够提高产量?

答:促进剂提高产量的机制还不完全清楚,其原因是多方面的。有些促进剂本身是酶的诱导物;有些促进剂是表面活性剂,可改善细胞的透性,改善细胞与氧的接触从而促进酶的分泌与生产;也有人认为表面活性剂对酶的表面失活有保护作用;有些促进剂的作用是沉淀或螯合有害的重金属离子。

96简述选择和配制发酵培养基应遵循哪些基本原则

答:选择和配制发酵培养基时应遵循以下几项基本原则:1) 必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成份;2) 所用的单位营养物质能产生最大量的微生物体或发酵产物;3)能形成最大浓度的微生物体或产物;4) 能形成最大产物生成率,从而缩短发酵周期;5) 尽量减少副产物的形成,便于产物的他离纯化;

6) 对生产中除发酵以外的其他方面如通气、搅拌、精制、废弃物的处理等所带来的困难最少;7) 原料价格低廉、质量稳定、取材容易。

97简述培养基设计的一般步骤和应注意的问题。

步骤:①根据前人的经验和培养基成分确定时一些必须考虑的问题,初步确定可能的培养基成分;②通过单因子实验最终确定出最为适宜的培养基成分;③当培养基成分确定后,剩下的问题就是各成分最适;的浓度,由于培养基成分很多,为减少实验次数常采用一些合理的实验设计方法。④所选用的培养基应能满足总体工艺的要求,如不应该影响通气、提取、纯化及废物处理等。

注意问题:1、营养基质的选择(营养基质种类、营养基质原材料的质量问题、营养基质选择的经济性原则)。 2、培养基成分用量的确定(参照微生物细胞内元素的比例确定、参照碳氮比确定、其他因素)。3、成分选择(菌种的同化能力、代谢的阻遏和诱导、合适的C/N比、pH的要求)

98发酵培养基由哪些成份组成?

1、碳源构成菌体和产物的碳架及能量来源(2)氮源构成微生物细胞物质或代

谢产物中氮素来源的营养物质(3)无机盐和微量元素(4)生长因子(5)水、

产物形成的诱导物、前体和促进剂

99请简述工业生产对发酵培养基的要求。

答:1.培养基能够满足产物最经济的合成。2.发酵后所形成的副产物尽可能的少。

3.培养基的原料应因地制宜,价格低廉;且性能稳定,资源丰富,便于采购运输,适合大规模储藏,能保证生产上的供应。

4. 所选用的培养基应能满足总体工艺的要求,如不应该影响通气、提取、纯化及废物处理等

100在发酵工业中使用到的培养基有斜面培养基、孢子培养基、种子培养基、发酵培养基等种类,对这些培养基的原料各有何要求?

答:对发酵培养基的原料要求分别是:(1)斜面培养基:供菌种繁殖、扩大之用,对这种培养基的要求是能够使菌体长得快而健壮,而且不易引起菌种变异。一般斜面培养基中碳源和氮源含量不宜过多,特别是碳源,多了会引起pH波动,无机盐浓度也要控制适当,以免影响菌种特性。(2)孢子培养基:供菌种繁殖孢子的一种固体培养基,要求使菌体生长迅速,产生数量较多的优质孢子,并且不引起菌种的变异,因此在配置上要求:①营养不能太丰富,否则不易产孢。②无机盐浓度要适当,不然会影响孢子量和孢子的颜色(质量)③注意pH和湿度。常用的孢子培养基有:麸皮培养基、小米培养基、大米培养基、玉米碎屑培养基等。它们含氮量低,疏松、表面积大,是较好的产孢子培养基。(3)种子培养基:有摇瓶种子和种子罐用的种子培养基等。对种子培养要求做到纯种、健壮、活力旺盛,并有足够的数量,以满足下一级菌种生长繁殖需要。因此,种子培养基要求营养物质适当的丰富和完全,培养基成分易于被菌体吸收,但浓度不宜过高,控制碳氮比,保持培养过程中pH稳定在适当范围内。另外种子培养基的主要成分和培养条件应尽可能同发酵培养基保持一致,以缩短延迟期,使菌种迅速转入旺盛生长。(4)发酵培养基:发酵培养基是要求最严格的培养基,它具有双重任务,一是供菌体生长繁殖,二是使菌种能够大量产生发酵产品。因此发酵培养基的营养成分即要丰富和完全,有要求严格控制,尤其是那些对发酵产物的形成有严重影响的成分。

101培养成分用量的确定有什么规律?

答(1)、参照微生物细胞内元素的比例确定。培养基的成分配比虽然千差万别,但都是用来培养某种微生物的,而不同类型的微生物细胞的成分比例其实是有一定规律的。这些规律可以在很大程度上知道培养基的基本成分配比的选择。不同种类的微生物内某种成分的含量其实是比较稳定的。培养基最终会被微生物吸收利用,因此其成分比例可以参考该种微生物的成分比例,至少可以作为一个重要依据。另外,尽管不同种类的微生物的成分比例有一定的差异,但还是有一定共性的。所以培养基中这集中营养成分不管由什么具体物质提供,其用量基本上也符合这种关系。

2)参照碳氮比确定。如果培养基中碳源过多,不利产物的合成。同样碳源过少或氮源过少对发酵的影响也是不利的。不同种微生物碳氮比差异很大,既是同种微生物在其不同生理时期对碳氮比要求也有不同,所以最适碳氮比要通过试验确定,一般在100:(1—20)之间。(3)、其他因素。培养基中一些用量极少的物质一般要严格控制,不能过量。例如,维生素、微量元素、某些生长因子、前体等。具体用量要通过试验确定。培养基中的一些成分的比例会影响培养基的某些理化性质,这时要引起重视。

102怎样确定最佳培养基的组成?

答:在对细胞的生长和代谢情况完全了解的前提下,从生物化学和生物工程技术原理出发来推断和计算处来。

103培养基的选择和配制原则有哪些?

答:选择1从微生物的特点来选择培养基2液体的固体培养基的选择3从生产实践和科学实验的不同4从经济效益选择生产原料配置原则:1根据不同微生物的营养需要2营养成分的恰当配比3渗透压4ph5氧化欢迎远点位

104培养基设计原则

明确目的是实验室用还是工业大生产用,是种子扩大培养还是生产发酵产物?要求获得菌体还是积累代谢产物,是正常代谢产物还是异常代谢产物,是为异养菌设计的还是为自养菌设计的?“投其所好”用于培养菌体种子的培养基营养应丰富,氮源含量较高;用于生产代谢产物的发酵培养基氮源一般应比种子培养基低,若代谢产物是次级代谢产物,要考虑是否加入特殊物质;工业生产发酵培养基,应选择来源广泛、价格低廉的原料。

105、培养基中各种成分的作用?

(1)碳源功能①构成菌体成分的重要元素,②产生各种代谢产物和细胞内贮藏物质的主要原料,③同时又是化能异养型微生物的能量来源。 (2)氮源功能①为细胞生长和产物合成提供氮元素。氮是构成微生物细胞蛋白质和核酸的主要元素,而蛋白质和核酸是微生物原生质的主要组成部分。②氮素一般不提供能量,但硝化细菌却能利用氨作为氮源和能源。③就某一类微生物而言,由于其合成能力的差异,对氮营养的需要也有很大区别。 (3)无机盐类功能和微量元素①构成菌体成分;②作为酶活性基的组成部分或维持酶的活性;③调节渗透压、pH值、氧化还原电位等;④作为自养菌的能源。但不同菌种需求不同;同一微生物在不同生长阶段对这些物质的最适需求量也不同。(4)前体功能:指某些化合物加入到发酵培养基中,能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去,而其自身的结构没有多大的变化,但产物的产量却因加入前体而有较大的提高。(5)促进剂和抑制剂促进剂:是一类刺激因子,指那些既不是营养物又不是前体,但却能提高产量的添加剂,这类物质加入或者可以影响微生物的正常代谢,或者促进中间代谢产物的积累,或者提高次级代谢产物的量。抑制剂:抑制剂会抑制某些合成其它产物的途径,同时会使另外一些代谢途径活跃,从而获得人们所需要的某种产物或使正常代谢的某一代谢中间物积累起来。(6)水①水是良好的溶剂,菌体所需要的营养物质都是溶解于水中被吸收的。所有的生化反应也都是在水溶液中进行的。②渗透、分泌、排泄等作用都是以水为媒介的;③水直接参与代谢作用中的许多反应。所以,水在生物化学反应中占有极为重要的地位。④水是热的良导体,比热高,能有效地吸收代谢过程中所放出的热,可调节细胞的温度,使细胞内温度不致骤然上升。(7)生长因子广义说,凡是微生物生长不可缺少的微量有机物质都称为生长因子(又称生长素), 包括氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等;狭义说,生长素仅指维生素。与微生物有关的维生素主要是B族维生素,这些维生素是各种酶的活性基的组成部分,没有它们,酶就不能活动。有机氮源是这些生长因子的重要来源,多数有机氮源含有较多的B族维生素和微量元素及一些微生物生长不可缺少的生长因子。 8)酶制剂功能:①使培养基中大分子成分降解,便于微生物的利用;②降低培养基黏度和起泡能力(淀粉酶)③提高培养基成分利用率(9)酸和碱功能:调节培养基的pH

107发酵的技术特点发酵工程与传统酿造、化学工程相比特点是:发酵是生物体自身进行的反应与传统酿造相比:

1、发酵过程以生命体的自动调节方式进行,数十个反应过程能够在发酵设备中

一次完成;

2、反应通常在常温常压下进行,条件温和,耗能少,设备较简单;

3、原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主,可以是农副产品、工业废水或可

再生资源,微生物本身能有选择地摄取所需的物质;

4、容易生产复杂的高分子化合物,能高度选择地在复杂化合物的特定部位进行

氧化、还原、官能团引入或去除等反应;

5、发酵过程中需要防止杂菌污染,大多情况下设备需要进行严格的冲洗、灭菌,

空气需要过滤等。

与化学工程相比(发酵工程的一般特征):

1、作为生化反应,通常在常温常压下进行,因此没有爆炸之类的危险,各种设

备都不必考虑防爆问题,还有可能使一种设备具有多种用途;

2、原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主,加入少量的各种有机或无机氮源,

只要不含毒物,一般无精制的必要,微生物本身就有选择地摄取所需物质;

3、反应以生命体的自动调节方式进行,因此数十个反应过程能够像单一反应一

样,在称为发酵罐的单一设备内很容易地进行;

4、能够容易地生产复杂的高分子化合物,是发酵工业最有特色的领域;

5、由于生命体特有的反应机制,能高度选择性地进行复杂化合物在特定部位的

氧化、还原、官能团导入等反应;

6、生产发酵产物的生物物质菌体本身也是发酵产物,富含维生素、蛋白质、酶

等有用物质。因此,除特殊情况外,发酵液等一般对生物体无害;

7、发酵生产在操作上最需要注意的是防止杂菌污染

8、通过微生物的菌种改良,能够利用原有生产设备使生产飞跃上升。

108试简述发酵工艺优化技术的类别。

答:发酵工艺优化技术可归纳为如下几类:⑴基于微生物反应原理的培养环境优化技术;⑵基于微生物代谢特性的分阶段培养技术;⑶基于反应动力学和人工智能的优化和控制技术;⑷基于代谢通量分析的过程优化技术;⑸基于系统观点的生物反应系统优化技术;⑹基于胁迫条件下微生物生理应答特性的发酵过程优化技术。

109简述造成不利于发酵的菌种生理状况改变的原因有哪些?

答:1.一个菌种不是纯的群体,而是由一些变异株混合组成,这些变异株所占的比例决定菌种的特性。2.菌种培养基可通过影响菌种的生理状况而影响发酵产量。3.在某些培养条件下,菌株的某些基因处于活化状态或阻碍状态,而使菌株的生理状态改变

111举例说明生物化学意义上的“发酵”和工业意义上的“发酵”概念的异同。答:生物化学意义上的“发酵”,指微生物在无氧条件下分解各种有机物质产生能量的一种方式。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出二氧化碳,同时获得能量;丙酮酸被还原为乳酸而获得能量等。而工业意义上的“发酵”,它泛指利用微生物制造成生产某些产品的过程。它包括厌氧培养的生产过程,如酒精、乳酸、丙酮丁醇等,以及通气(有氧)培养的生产过程,如抗生素、氨基酸、酶制剂等的生产。产品既有微生物细胞代谢产物,也包括菌体细胞(如单细胞蛋白SCP)、酶等。

112有机酸发酵时,其产物经常改变培养液的pH或抑制发酵,生产上是如何解

。2) 选育耐酸性强的菌决这一问题的?答:1) 限量添加Mn2+,提供充足的O

2

株.3)中和盐法:添加CaCO

等,中和产生的有机酸。4) 采用发酵与提取相耦合

3

的发酵工艺. 5) 采用固定化细胞的方法。

113简述发酵工程的类型

1)微生物菌体发酵:以获得具有某种用途的菌体为目的的发酵。(2)微生物酶发酵:微生物具有种类多、产酶品种多、生产容易和成本低等特点。(3)微生物代谢产物发酵:初级代谢产物、次级代谢产物。(4)微生物的转化发酵微生物转化是利用微生物细胞的一种或多种酶,把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物(5)生物工程细胞的发酵:这是指利用生物工程技术所获得的细胞,如DNA重组的“工程菌”以及细胞融合所得的“杂交”细胞等进行培养的新型发酵,其产物多种多样。

115发酵工程微生物有什么特点?

发酵工程课后思考题答案

一、思考题 1.发酵及发酵工程定义 答:定义:发酵工程是应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理,利用微生物等生物细胞进行酶促转化,将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。由于它以培养微生物为主,所以又称为微生物工程。 传统发酵是指酵母作用于果汁或发芽的谷物时产生二氧化碳的现象; 生化和生理学意义的发酵指微生物在无氧条件下,分解各种有机物质产生能量的一种方式;或者更严的说发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。 工业上的发酵泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程。 青霉素发酵能成功的原因,主要是解决了两大技术问题:1)通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题;2)抗杂菌污染的纯种培养技术:无菌空气、培养基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。 2.发酵工程基本组成部分 答:从广义上讲,由三部分组成:上游工程、发酵工程、下游工程 3.发酵工业产业化应抓好哪三个环节 答:三个环节:投产试验、规模化生产和市场营销 4.当前发酵工业面临三大问题是什么 答:菌种问题、合适的反应器、基质的选择 菌种问题:纯种、遗传稳定性、安全、周期短、转化率高产率高、抗污染能力强:噬菌体、蛭弧菌 合适的反应器:生产规模化、原料利用量大并且具有一定选择性、节能、结构多样化、操作制动化、节省劳力 基质的选择:价廉、原料利用量大并且具有一定选择性、易被利用、副产物少、满足工艺要求 5.我国发酵工业应该走什么样的产业化道路

答:第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段 二、思考题 1、自然界分离微生物的一般操作步骤 答:标本采集→预处理→富集培养→菌种分离(初筛、复筛)→发酵性能鉴定→菌种保藏目的:高效地获取一株高产目的产物的微生物; 2、从环境中分离目的微生物时,为何一定要进行富集富集 答:富集的目的:让目的微生物在种群中占优势,使筛选变得可能。 富集的基本方法:1、控制营养:如以唯一碳源或氮源作底物;2、控制培养条件:如pH、温度、通气量等;3、抑制不需要的种类 3、什么叫自然选育自然选育在工艺生产中的意义 答:定义:不经人工处理,利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。 意义:自然选育是一种简单易行的方法,可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低,但却是工厂保证稳产高产的重要措施 回复突变:高产菌株在传代的过程中,由于自然突变导致高产性状的丢失,生产性能下降,这种情况我们称为回复突变。 4、诱变育种对出发菌株有哪些要求 答:出发菌株定义:出发菌株指用于诱变育种的最初菌株或每代诱变的试验菌株。 要求:★对菌株产量,形态、生理等情况了解;★生长繁殖快,营养要求低,产孢子多且早;★对诱变剂敏感;★菌株要有一定的生产能力;★多出发菌株:一般采用3~4个出发菌株,在逐代处理后,将产量高、特性好的菌株留作继续诱变的出发菌株。 5、诱变选育的流程 答:出发菌株经纯化活化前培养(同步培养)→培养液(离心、洗涤、)→单细胞获单胞子悬液→诱变处理→后培养(中间培养)→平板分离→初筛→复筛→保藏及扩大试验 筛选的关键是选择一定的特征(如菌落特征、生化特征等)去判断所筛选的菌株是我们所需要的突变株。

发酵工程复习题

一、名词解释 烈性噬菌体:能引起寄主细胞迅速裂解的噬菌体。这种噬菌体成为烈性噬菌体。 温和性噬菌体:在侵染细菌后并不迅速繁殖,而是以传递遗传信息的方式和寄主的遗传物质紧密结合在一起随寄主细胞的繁殖而繁殖,这种噬菌体成为温和性噬菌体。 敏感性细菌:受烈性噬菌体感染的细菌成为敏感性细菌。 溶原性细菌:含有温和性噬菌体的细菌通常称作溶原性细菌。 斜面保藏法:最基本的方法,适用范围广,细菌、真菌和放线菌都可用。当微生物在适宜的斜面培养基和温度条件下生长良好后,在5摄氏度左右可以保藏3-6个月,到期后重新移种一次 穿刺保藏法:常用于保藏各种需气性细菌。方法是将培养基制成软琼脂(一般为1%),盛入1.2cm*10cm的小试管或螺旋口小管内,高度1~2cm,121摄氏度高压灭菌后制成斜面,用接种针将菌种穿刺接入培养基的1∕2处,培养后的微生物在穿刺处及琼脂表面均可生长,然后覆盖以2-3cm的无菌液体石蜡。这样的小管可以在冰箱中保藏半年至一年, 干燥保藏法:将微生物吸附在各种载体上,干燥后低温保藏的方法。 悬液保藏法:将微生物悬浮于不含养分的溶液中保藏的方法。 冷冻干燥保藏法:将微生物或孢子冷冻后在减压情况下利用升华现象出去水分,使细胞代谢、生长等生命活动处在停止状态下从而达到长期保藏目的的方法。 菌丝速冻保藏法:对于不产孢子或芽孢的微生物,配制50%的甘油溶液和菌体悬浮液并按照1:1的比例混合均匀后置于—20°C保藏的方法。 微生物种子:将保存在沙土管或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,再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养,从而获得一定数量和质量的纯种,这些纯种培养物就称为微生物种子 表面培养法:是将纯种微生物接种在固体或液体培养基的表面,在恒温条件下进行静置培养的方法。 固体培养法:是将纯种微生物接种在固体培养基上进行培养的方法。 液体深层培养法:又叫液体通风培养,是专门在发酵罐中进行的。菌体在液体培养基中处于悬浮状态,导入培养基中的空气通过气液界面传质进入液相,在扩散进入细胞内部。 接种龄:是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐时的培养时间。 接种量:是指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。 二级发酵:种子接入种子罐后培养一次即可接入发酵罐作为种子,这称为一级种子扩大培养,也称二级发酵。 三级发酵:种子接入种子罐经过第一次培养后,还需移入装有新鲜培养基的第二级种子罐进行第二次培养,然后才能接入发酵罐作为种子,称为二级种子扩大培养,也称三级发酵。 双种法:采用二只种子罐接一只发酵罐的方法称双种法。 倒种法:以适宜的发酵液倒出适量给另一发酵罐作种子。 培养基:就是人工配制的供微生物或动植物细胞生长、繁殖、代谢和合成人们所需要的营养物质和原料同时也为微生物提供合适的生长坏境条件。 碳源:凡可构成微生物细胞和代谢产物中碳素骨架的营养物质成为碳源。 氮源:凡是能被微生物用来构成细胞物质中或代谢产物中氮素来源的营养物质称为氮源 生长辅助物质:是在微生物生长发育过程中不可缺少而需要量又极少的一类特殊营养物质。 光能自养微生物:细胞内含有光合色素,能进行光合作用的,以光作为能源,以某些无机物作氢受体还原二氧化碳合成有机化合物的一类微生物。 光能异养微生物:以光为能源,利用有机物作为碳源的一类微生物称为光能异养微生物。 化能自养微生物:以无机物氧化所产生的化学能作为能源,以二氧化碳作为碳源合成有机物的一类微生物称为化能自养微生物。 化能异养微生物:以有机物作为能源和碳源的微生物称为化能异养微生物。 专性好氧微生物:只能在有空气或有氧的条件下才能生长的微生物。 专性厌氧微生物:只能在没有空气或无氧的条件下才能生长的微生物。 兼性微生物:既能在有空气或有氧的条件下生长,又能在没有空气或无氧的条件下生长的微生物。 天然培养基:是指用天然有机物配制而成的一类培养基。 合成培养基:是指用化学成分完全清楚的物质配制而成的一类培养基。 半合成培养基:是指以一部分天然物质作为碳源、氮源及生长辅助物质的来源,再适当补充少量的盐,经人工配制而成的一类培养基。 固体培养基:在配制好的液体培养基中加入一定量的凝固剂,经煮沸溶解并冷却后制成的培养基就是固体培养基。 液体培养基:是指将微生物所需的营养物质用水溶解并混合在一起,再经调节适宜的酸碱度后制成为液体状态的培养基质。 增殖培养基:按某种微生物的营养特性在培养基中加入有利于该微生物生长、繁殖的营养物质,以提高对该微生物的分离效率。这些在微生物增殖过程

发酵工程与设备实验试题答案

发酵工程与设备实验 1.决定摇瓶溶氧量的因素有哪些?它们如何影响摇瓶溶氧量?答:⑴摇瓶的透气性:8层纱布,纱布透气性越好,摇瓶溶氧量越大。⑵摇瓶的转速:转速越大,培养基流动越剧烈,增大与气体接触面积。⑶培养基的粘稠度:粘稠度越大,氧气越难进入,溶氧量越低。 2.采用磷钼蓝法测定发酵液中的植酸酶活性实验中,空白对照中并未发生酶和底物的水解反应,但经过显示后,颜色却呈较深的蓝色,试解释其原因。 答:①磷钼蓝受热,易被氧化成蓝色还原物。②植酸钠中含杂质磷太多。 3.红曲米发酵实验中,为何要添加酸水?无菌酸水如何制得?答:是为了洗脱菌种,同时为红曲霉生长创造酸性环境。 制备:取一烧杯的蒸馏水,往水中加入乳酸并调PH至4.0.然后取10ml配制好的溶液于干净的试管中,密封包扎后,放入高压灭菌锅灭菌,即可得到无菌酸水。 4.产植酸酶黑曲霉的分离实验中,为何选用植酸钙而不选用植酸钠? 答:钠盐易溶解、钙盐难容,易形成透明圈,从而筛选。 5.产植酸酶黑曲霉的分离实验中,为什么不将脱氧胆酸钠溶液

和氯霉素眼药水加入到筛选培养基中一起灭菌? 答:①脱氧胆酸钠会与铁盐高温时反应。②细菌性抗生素、自身就是杀菌的,且本身无菌,也不能灭菌。 6.请详细说明产植酸酶黑曲霉的分离实验的实验原理。 答:以植酸钙为唯一磷来源的选择培养基,同时以透明圈法,从土壤中分离筛选产植酸酶的黑曲霉 7.产植酸酶黑曲霉的摇瓶发酵实验中,摇瓶的作用有哪些?答:①气体和营养分布均匀②温度保持恒定③代谢产物分散④避免影响其他菌丝生长⑤防止细胞沉淀 8.植酸酶酶活力测定实验中,若显色后的反应体系测定吸光度值为2.23,说明什么问题?该如何调整实验方案? 答:浓度过大,该稀释。 9.植酸酶活力测定时做标线的目的是什么? 答:标线是反应吸光度与无机磷浓度之间的关系,待我们测的样品吸光度后即可在标线上读出对应无机磷浓度,从而进行酶活计算。 10.简述灭菌锅的使用方法及步骤。 答:①向锅内注入水至三脚架上边缘、预热。 ②放入物品,将直排气管并放入排气槽。 ③关盖,拧紧对应螺栓,打开开关加热 ④待压力达到0.05MPa,排冷空气,归零。

发酵工程试题(卷)E与答案解析

一、选择题(共10小题,每题2分,共计20分) 1.下列关于发酵工程的说法,错误的是(C ) A 发酵工程产品主要是指微生物的代谢产物、酶和菌体本身 B 可以通过人工诱变选育新菌株 C 培养基、发酵设备和菌种必须经过严格的灭菌 D 环境条件的变化既影响菌种的生长繁殖又影响菌体代谢产物的形成 2.当培养基pH发生变化时,应该(C ) A 加酸 B 加碱 C 加缓冲液 D 加无机盐 3. 甘油生物合成主要由下列哪种物质引起(D ) A 尿素 B 硫酸铵 C 酶 D 亚硫酸盐 4. 对谷氨酸发酵的叙述正确的是(D ) A 菌体是异养厌氧型微生物 B 生物素对谷氨酸生成无影响 C 谷氨酸的形成与搅拌速度无关 D 产物可用离子交换法提取 5. 为使淀粉和纤维素进行代谢而提供能量,(B ) A 它们必须第一步变成脂肪分子 B 它们的葡萄糖单位必须被释放 C 环境中必须有游离氧存在 D 遗传密码必须起促进作用 6. 关于微生物代谢产物的说法中不正确的是(D ) A 初级代谢产物是微生物生长和繁殖所必须的 B 次级代谢产物并非是微生物生长和繁殖所必须的 C 初级代谢产物在代谢调节下产生 D 次级代谢产物的合成无需代谢调节 7. 在发酵中有关氧的利用正确的是(B ) A 微生物可直接利用空气中的氧 B 微生物只能利用发酵液中溶解氧 C 温度升高,发酵液中溶解氧增多 D 机械搅拌与溶氧浓度无关 8.某药厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸,结果代谢产物没有谷氨酸而产生乳酸及琥珀酸,其原因可能是(B ) A 温度控制不适 B 通气量过多 C pH呈酸性 D 溶氧不足 9.下列可用于生产谷氨酸的菌种是(C )

发酵工程试题及答案.

类。 微生物的育种方法主要有三类: 诱变法,细胞融合法,基因工程法。 发酵培养基主要由 碳源,氮源,无机盐,生长因子 组成。 6、利用专门的灭菌设备进行连续灭菌称为 连逍,用高压蒸汽进行空罐灭菌称为 空消。 7、可用于生产酶的微生物有 细菌、真菌、酵母菌。 常用的发酵液的预处理方法有 酸化、加热、加絮凝剂。 8、根据搅拌方式的不同, 好氧发酵设备可分为 机械搅拌式发酵罐 和通风搅拌式发酵罐 两种。 9、 依据培养基在生产中的用途,可将其分成 孢子培养基、种子培养基、发酵培养 10、 现代发酵工程不仅包括菌体生产和代谢产物的发酵生产,还包括微生物机能的利用。 11、发酵工程的主要内容包括 生产菌种的选育、发酵条件的优化与控制、反应器的设计及 产物的分离、提取 与精制。 12、发酵类型有微生物菌体的发酵、微生物酶的发酵、微生物代谢产物的发酵、微生物转 化发酵、生物工程细胞的发酵 。 13、发酵工业生产上常用的微生物主要有 细菌、放线菌、酵母菌、霉菌。 14、当前发酵工业所用的菌种总趋势是从野生菌转向 变异菌,从自然选育转向 代谢调控育种, 从诱发基 因突变转向 基因重组的定向育种。 15、根据操作方式的不同,液体深层发酵主要有 分批发酵、连续发酵、补料分批发酵。 16、分批发酵全过程包括 空罐灭菌、加入灭过菌的培养基、接种、发酵过程、放罐和洗罐, 所需的时间总和为一个发酵周期。 发酵工程 、名词解释 1、 分批发酵:在发酵中,营养物和菌种一次加入进行培养,直到结束放出,中间除了空气 进入和尾气排出外,与外部没有物料交换。 2、 补料分批发酵:又称半连续发酵,是指在微生物分批发酵中,以某种方式向培养系统不 加一定物料的培养技术。 3、 絮凝:在某些高分子絮凝剂的作用下,溶液中的较小胶粒聚合形成较大絮凝团的过程。 二、填空 1、 生物发酵工艺多种多样,但基本上包括 菌种制备、种子培养、发酵和提取精^_等下游 处理几个过程。 2、 根据过滤介质截留的物质颗粒大小的不同, 过滤可分为粗滤、微滤、超滤和反渗透四大 3、 4、 5、青霉素发酵生产中,发酵后的处理包括: 过滤、提炼,脱色,结晶。 基三种。

微生物发酵工程试题(卷)与答案解析3套

一 一、单项选择题:在每小题的备选答案中选出一个正确答案,并将正确答案的代码填在题干上的括号内。(每小题1分,本大题共10分) 1.一类单细胞有分枝的丝状微生物,以孢子繁殖,分布广泛大多是腐生菌,少数是动植物寄生菌,是抗生素的主要产生菌,2/3以上抗生素由该类菌产生。这类微生物是:A.细菌B.霉菌 C.放线菌D.酵母菌 3.用液氮长期保藏菌种是因为液氮温度可达(),远远低于微生物新陈代谢作用停止的温度。 A.-180 0C B.-170 0C C.-160 0C D.-196 0C 4.在微生物发酵工程中利用乳酸杆菌生产乳酸的发酵属于()。 A.好气性发酵B.厌气性发酵 C.兼性发酵D.好厌间歇发酵 5.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。这些是()的一般特点。 A.选择培养基B.保藏培养基 C.种子培养基D.发酵培养基 6.( ) 是一类微生物维持正常生长不可缺少的,但自身不能合成的微量有机化合物。 A.生长因素B.碳源 C.氮源D.微量元素 7.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)和为调节发酵液的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, 是一种最为广泛使用的方式, 称之为()。 A.连续发酵B.半连续发酵 C.补料分批发酵D.分批发酵 8.要求发酵设备现代化程度高、体系内营养物浓度和产物浓度始终一致、菌种容易发生变异的问题无法解决这种发酵方式是()。 A.连续发酵B.分批发酵 C.补料分批发酵D.半连续发酵 10.菌体的倍增时间是()增加一倍所需要的时间。 A.细胞质量B.菌体浓度 C.菌体种类D.呼吸强度 二、多项选择题:在每小题的备选答案中选出二个或二个以上正确答案,并将正确答案的代码填在题干上的括号内,正确答案未选全或选错,该小题无分。(每小题2分,本大题共20分) 11.发酵工程的前提条件是指具有()和()条件 A.具有合适的生产菌种B.具备控制微生物生长代谢的工艺 C.菌种筛选技术D.产物分离工艺 E.发酵设备

(完整版)发酵工程_题库及答案.doc

1、举出几例微生物大规模表达的产品,及其产生菌的特点? A.蛋白酶表达产物一般分泌至胞外,能利用廉价的氮源,生长温度较高, 生长速度快 ,纯化、分离及分析快速;安全性高,得到 FDA的批准的菌种。 B.单细胞蛋白生长迅速,营养要求不高,易培养,能利用廉价的培养基或生 产废物。适合大规模工业化生产,产量高,质量好。安全性高,得到 FDA的批准的菌种。 C.不饱和脂肪酸生长温度较低,安全性高,能利用廉价的碳源,不饱和脂 肪酸含量高, D.抗生素生产性能稳定,产量高,不产色素,,能利用廉价原料 F.氨基酸代谢途径比较清楚,代谢途径比较简单 2、工业化菌种的要求? A能够利用廉价的原料,简单的培养基,大量高效地合成产物 B有关合成产物的途径尽可能地简单,或者说菌种改造的可操作性要强C. 遗传性能要相对稳定 D.不易感染它种微生物或噬菌体 E.产生菌及其产物的毒性必须考虑(在分类学上最好与致病菌无关) F.生产特性要符合工艺要求 4、讨论:微生物(包括动、植物)可以生产我们所需的一切产品,但是涉 及到工业化生产,对于某一种特定的产品,为何只有特定的微生物才具有大量 表达的潜力? 在不同的环境条件下,微生物细胞对遗传信息作选择性的表达,实现代谢 的自动调节。代谢的协调能保证在任何特定时刻、特定的细胞空间,只合成必 要的酶系(参与代谢的多种酶)和刚够用的酶量。一旦特定物质的合成达到足 够的量,与这些物关系支持细胞自身的增殖(生产细胞),不支持(人的)目

的产物的过量生产(生产特定的初级代谢产物)。而工业化生产要求特定表达 某种或某类物质,只有正常代谢被打破,代谢协调失常的微生物才能达到要求 5、自然界分离微生物的一般操作步骤? 样品的采取→预处理→培养→菌落的选择→初筛→复筛→性能的鉴定→菌种保藏 6、从环境中分离目的微生物时,为何一定要进行富集培养? 自然界中目的微生物含量很少,非目的微生物种类繁多,进行富集培养, 使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖,数量增加,由原来自然条件下 的劣势种变成人工环境下的优势种,使筛选变得可能。 7、菌种选育分子改造的目的? 防止菌种退化 ; 解决生产实际问题 ; 提高生产能力 ; 提高产品质量 ; 开发新产品 . 8、以目前的研究水平,土壤中能够培养的微生物大概占总数的多少?什么 是 16sRNA同源性分析? 目前能够培养的微生物不到总数的 1%。以 16sRNA为靶基因,设计引物, 建立 pcr 扩增体系,再通过 DNA 测序进行细菌同源性分析。 9、什么叫自然选育?自然选育在工艺生产中的意义? 自然选育就是不经人工处理,利用微生物的自然突变进行菌种选育的过 程。

微生物工程期末考试试题

一、选择题(多项或单项) 1.发酵工程得前提条件就是指具有( A )与( E C)条件 A、具有合适得生产菌种 B、具备控制微生物生长代谢得工艺 C.菌种筛选技术D、产物分离工艺E.发酵设备 2.在好氧发酵过程中,影响供氧传递得主要阻力就是( C ) A.氧膜阻力 B.气液界面阻力 C.液膜阻力 D.液流阻力 3.微生物发酵工程发酵产物得类型主要包括: ( ABC ) 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 4.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 5.发酵培养基中营养基质无机盐与微量元素得主要作用包括: (ABCD ) A、构成菌体原生质得成分 B、作为酶得组分或维持酶活性 C、调节细胞渗透压 D、缓冲pH值 E、参与产物得生物合成6.在冷冻真空干燥保藏技术中,加入5%二甲亚砜与10%甘油得作用就是(B ) A 营养物 B 保护剂 C 隔绝空气 D 干燥 7.发酵就是利用微生物生产有用代谢产物得一种生产方式,通常说得乳酸发酵属于( A ) A、厌氧发酵B.氨基酸发酵C.液体发酵D.需氧发酵 8.通过影响微生物膜得稳定性,从而影响营养物质吸收得因素就是( B ) A、温度 B、pH C、氧含量D.前三者得共同作用 9.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控制参数,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10.发酵过程中较常测定得参数有:( AD ) A、温度 B、罐压 C、空气流量 D、pH E、溶氧 二、填空题

发酵工程课后题参考答案样本

发酵课后题参考答案 1.试述消毒和灭菌的区别。 答: 消毒是用物理或化学的方法杀死无聊和设备中所有生命无知的过程。 灭菌是用无力或化学的方法杀死空气, 地表以及容器和器具表面的微生物。 消毒和灭菌的区别一方面在于消毒仅仅杀死生物体或非生物体表面的微生物, 而灭菌是杀死所有的生命体。另一方面在于消毒一般只能杀死营养细胞, 而不能杀死细菌芽胞和真菌孢子等, 适合于发酵车间的环境和发酵设备, 器具的无菌处理。 2简述染菌的检验方法及染菌类型的判断。 答: 生产上要求准确, 迅速的方法来检查出污染杂菌的类型及其可能的染菌途径, 当前有一下几种常见的方法。 1.显微镜检查法。一般见简单的染色法或革兰氏染色法, 将菌体染色后镜检。对于霉菌, 酵母发酵, 先用低倍镜观察生产菌的特征, 然后用高倍镜观察有无杂菌的存在。根据生产菌与杂菌的不同特征来判断是否杂菌, 必要时还可用芽胞染色或鞭毛染色。 2.平板划线培养检查法。先将待检样品爱无菌平板上划线, 根据可能的染菌类型分别置于37或27摄氏度下培养, 8个小时后可观察到是否有杂菌污染。对于噬菌体检查, 可采用双层平板培养法。 3.肉汤培养检查法。将待检样品介入无菌的肉汤培养基中, 分别置于37或27摄氏度下进行培养, 随时观察微生物的生长情况, 并取样镜检, 判读是否有杂菌污染及杂菌的类型。 4.发酵过程的异常现象观察法。发酵过程出现的异常现象如溶解氧, PH, 尾气中二氧化碳含量, 发酵液的粘度等的异常变化, 都可能产生染菌的重要信息, 也根据这些异常现象来分析发酵是否染菌。 3 发酵工业用菌种应具备哪些特点? ①能在廉价原料制成的培养基上生长, 且生成的目的产物产量高、易于回收;

发酵工程习题

发酵工程习题 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、工业化菌种的要求? 3、讨论:生产抗生素的微生物能不能生产氨基酸? 4、讨论:微生物(包括动、植物)可以生产我们所需的一切产品,但是涉及到工业化生产,对于某一种特定的产品,为何只有特定的微生物才具有大量表达的潜力? 5、自然界分离微生物的一般操作步骤? 6、从环境中分离目的微生物时,为何一定要进行富集富集? 7、菌种选育分子改造的目的? 8、以目前的研究水平,土壤中能够培养的微生物大概占总数的多少?什么是16sRNA同源性分析? 9、什么叫自然选育?自然选育在工艺生产中的意义? 10、什么是正突变?什么是负突变?什么是结构类似物? 11、什么是诱变育种?常用的诱变剂有哪些? 12、什么是基因的重组?什么是基因的直接进化?二者有何区别? 13、什么是培养基?发酵培养基的特点和要求? 14、用的碳源有哪些?常用的糖类有哪些,各自有何特点? 15、什么是生理性酸性物质?什么是生理性碱性物质? 16、常用的无机氮源和有机氮源有哪些?有机氮源在发酵培养基中的作用? 17、什么是前体?前体添加的方式? 18、什么是生长因子?生长因子的来源? 19、什么是产物促进剂?产物促进剂举例? 20、什么是理论转化率?什么是实际转化率? 21、培养基设计的一般步骤? 22、培养基成分选择考虑的问题? 23、读书报告:举例说明培养基设计的方法与步骤? 24、讨论:培养基优化在发酵优化控制中的作用与地位? 25、么是种子的扩大培养? 26、种子扩大培养的目的与要求? 27、种子扩大培养的一般步骤? 28、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? 29、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? 30、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? 31、什么是种龄?事宜种龄确定的依据? 32、读书报告:结合具体的产品理解种子质量控制的方法,以及认识种子质量对发酵的影响? 33、接种、倒种、双种? 34、么是菌体的生长比速?产物的形成比速?基质的消耗比速?维持消耗? 35、什么是Monod方程其使用条件如何?各参数的意义与求解? 36、什么是初级代谢产物?什么是次级代谢产物? 37、什么是一类发酵?二类发酵?三类发酵? 38、什么是连续培养?什么是连续培养的稀释率? 39、解释连续培养富集微生物的原理?

发酵工程09试卷(含答案) (2)

一、填空题:(20分,每空1分) 1、淀粉水解方法有酸法、酶法和酸酶结合法。 2、根据微生物生长速度与产物合成速度之间的关系,可以将发酵分为三种类型,分别是生长偶联型、非生长偶联型和混合生长偶联型。 3、呼吸抑制发酵的现象叫巴斯德效应。 4、高温灭菌的原理是高温使微生物蛋白质变性失活。 5、常用的干燥方法有对流加热干燥、接触加热干燥和冷冻升华干燥等。 6、发酵醪中菌体分离可采用离心分离和过滤分离方法。 7、发酵热包括生物热、搅拌热、蒸发热和辐射热。 8、发酵过程中,调节PH值常用方法有添加CaCO3法、流加尿素、 加缓冲剂法等。 二、名词解释:(15分,每题3分) 1、分解代谢物阻遏 当菌体利用葡萄糖作C源进行生长时(1分),葡萄糖分解产物能阻遏参与次级代谢产物的合成的酶系生成(1分),从而影响次生代谢物的合成(1分)。 2、对数残留定律 在高温灭菌时,菌的死亡速率与任一瞬间残留的活菌数N成正比(3分)。 3、反馈抑制 酶促反应的终产物(1分)抑制代谢途径第一个酶的活性(2分),这称反馈抑制。 4、限制性基质 微生物生长速率与底物浓度有一定的依赖关系(1分),当底物浓度很小(1分),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(1分)。

5、次级代谢产物 从初级代谢途径中形成分枝代谢途径(1分),并用初级代谢产物生成与菌体生长繁殖无关的物质或功能还未明的化合物(2分),这个过程称次级代谢。 二、判断题(对的在下面的表格中打“√”,错的打“Χ”,10分) 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,必须保证介质之间的孔径小于细菌直径,才能达到除菌目的。 4、发酵醪需先进行菌、液的分离,才能进行后续的提取和精制过程。 5、谷氨酸发酵中,加速DCA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,随着通气量的提高,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,种子培养基的碳氮比低于发酵培养基的碳氮比。 10、消毒不一定能达到灭菌的要求,而灭菌则可达到消毒的目的。 每题1分 四、简答:(40分,每题5分) 1、微生物工程的发展经历了哪几个时期? 答:1.自然发酵时期(1分) 2.纯培养技术的建立(1分) 3.通气搅拌好气性发酵工程技术建立(1分) 4.人工诱变育种与代谢调控发酵工程技术的建立(1分) 5.发酵动力学、发酵的连续化自动化工程技术的建立 6.基因工程阶段。或答微生物酶反应生物合成和化学合成反应相结合工 程技术建立。(1分) 2、谷氨酸生产如何防止噬菌体污染? 答:注意环境卫生(1分),防止菌种流到发酵罐等设备以外(1分),发酵液必须经灭菌等处理措施才能排放(1分),选育抗噬菌体菌株,将不同生产菌轮流使用(1分),定期进行菌种复壮,注意检查溶原菌。

发酵工程工厂题库(含答案)

2018发酵微生物题库 一、名词解释 1.微生物:一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。 2.菌落:菌落(colony)由单个细菌(或其他微生物)细胞或一堆同种细胞在适宜固体培养基表面或 内部生长繁殖到一定程度;形成肉眼可见有一定形态结构等特征的子细胞的群落。 3.病毒:是一类核酸合蛋白质等少数集中成分组成的超显微“非细胞生物”。 4.基本培养基:仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基。 5.最适生长温度:某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度。 6.巴氏消毒法:一种利用较低的温度既可杀死病菌又能保持物品中营养物质风味不变的消毒法。 7.温和噬菌体:能引起溶源性的噬菌体。 8.噬菌体:原核生物的病毒。 9.溶原性细菌:温和噬菌体侵入的宿主细胞。 10.噬菌斑生成单位(效价):每毫升试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数。 二、填空题 1.微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称,其特点是个体微小、构造简单和进化地位低。 2.微生物主要有三大类群:①原核类的细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体; ②真核类的真菌、原生动物、显微藻类; ③非细胞类的病毒和亚病毒。 3.微生物的五大共性是体积小,面积大;吸收多,转化快;生长旺,繁殖快;适应强,易变异;分布广,种类多,其中最主要的共性应是体积小,面积大。 4.细菌的形态主要有杆状、球状状和螺旋状三种,此外,还有少数丝状和棱角状等。 5.细菌细胞的一般构造有细胞壁、细胞质、细胞质膜、核区、间体、和各种内含物等,而特殊构造则有糖被、 鞭毛、菌毛、性菌毛和芽孢等。 6.磷壁酸是革兰氏阳性细菌细胞壁上的特有成分,主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。 7.芽胞除了可长期休眠外,还是生命世界中抗逆性最强的生命体,例如抗热、抗化学药物和抗辐射等。 8.根据进化水平和形态构造等特征上的明显差别可把微生物分成三大类,即原核类、真核类和非细胞类。 9. 支原体突出的形态特征是无细胞壁,所以对青霉素不敏感。 10.病毒的一步生长曲线包括了三个时期,即潜伏期、裂解期、和平稳期。 11.细菌在固体培养基表面能形成菌落和菌苔。 12.细菌最常见的繁殖方式是裂殖,包括二分裂、三分裂、复分裂三种形式,少数细菌还能进行芽殖。 13. 可以在光学显微镜油镜下看到的细菌特殊结构有鞭毛、芽胞、糖被。 14、病毒的主要组成为核酸和蛋白质。 15、噬菌体的特点是不具有完整的细胞结构,遗传物质多为DNA。 16、病毒的繁殖过程可分为吸附、侵入、增值、成熟、裂解五个步骤。 17、微生物类群的繁殖方式多种多样,病毒以复制方式繁殖;细菌以分裂繁殖为主;而放线菌以分生孢子和 孢囊孢子两种方式形成无性孢子;霉菌较复杂,已有了无性繁殖有性繁殖和两种繁殖方式和半知菌特有的准性生殖。 18、真菌细胞的线粒体是_能量代谢的细胞器。 19、真核微生物包括有:真菌,粘菌,藻类,原生动物. 20、酵母菌的无性繁殖方式中最常见的是芽殖,少数种类具有与细菌相似的裂殖方式。 21、构成丝状真菌营养体的基本单位是:菌丝. 22、真菌菌丝具有的功能是吸收营养物质和进行繁殖。 23、真菌生长在基质内的菌丝叫基内菌丝,其功能主要是吸收营养物质,伸出基质外的菌丝叫气生菌丝,其功能主要是转化成繁殖菌丝产生孢子。 填空题(二) 1、微生物的营养要素有__碳源_、_氮源_、_能源_、_无机盐_、_生长因子__和_水__六大类。 2、营养物质通过渗透方式进入微生物细胞膜的方式有_单纯扩散、促进扩散_、主动运送、基因移位_等四种。 3、化能自养微生物以无机物为能源,以无机碳源为碳源,如硝化细菌属于此类微生物。 4、化能异养微生物的基本碳源是有机碳源,能源是有机物,其代表微生物是__酵母菌__和__乳酸菌_等。 5、固体培养基常用于微生物的科学研究、生产实践、及微生物的固体研究和大规模生产等方面。

发酵工程考试题

1.发酵工程的主要内容发酵条件的优化与控制、反应器的设计及产物的分离、提取与精制 2.根据微生物与氧的关系,发酵可分为__需氧发酵_和_厌氧发酵__两大类。 3.在无氧条件下能将丙酮酸分子转变成乙醇分子的微生物是___酵母__。 4.诱发突变的方法分为物理方法和化学方法,物理方法主要是紫外线_,x射线_,B射线_和_激光__;化学诱变剂包括_碱基类似物, _烷化剂__ 和 _吖啶色素_ 。 5.消毒和灭菌的区别在于前者是杀死或除去病原微生物营养体细胞,而后者则指杀死包括芽孢在内的所有微生物。 6.紫外线照射能使 DNA 产生胸腺嘧啶二聚体,从而导致 DNA 复制产生错误;用紫外线诱变微生物应在红灯条件下进行,以防止光复活效应现象的产生。 7.巴斯德效应的本质是能荷调节,表现为呼吸抑制发酵。 8.乳酸发酵一般要在无氧条件下进行,它可分为同型乳酸发酵和异型乳酸发酵_。 1.根据不同的分类原则,工业发酵可分为若干类型。如按发酵形式来区分,有 传统工艺发酵和现代工业发酵;按发酵培养基的物理性状来区分,有固态发酵、半固态发酵和液态发酵;按发酵工艺流程来区分,有分批式发酵、连续式发酵和流加式发酵;按发酵过程中对氧的不同需求来区分,有厌氧发酵和需氧发酵。 2.发酵工业上常用的微生物有细菌(如枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、 乳酸菌、状芽孢杆菌)、酵母菌、霉菌(如根霉、曲霉)和放线菌四大类群。 3.微生物群体的生长过程,大致可划分为4个阶段:延滞期、对数期、稳定期和衰亡期。 4.微生物生长所需的基本营养物质有碳源、氮源、无机盐类、生长因子和水分。 5.发酵工业生产中的碳源主要是糖类和淀粉,如葡萄糖、玉米、大米、 大麦、高梁、麸皮等。氮源主要是玉米浆、花生饼粉等有机氮源,也有尿素、硫酸铵、硝酸铵等无机氮液。 6.筛选新菌种的具体步骤大体可分为采样、增殖培养、纯种分离、发酵试验、性能测定等。 7.菌种的选育方法常用的有新菌种的分离与筛选、诱变育种和基因重组育种。 8.常见的菌种保藏方法有:斜面转接保藏法、液体石蜡保藏法、 砂土管保藏法、冷冻干燥保藏法和液氮保藏法。 9.培养基的种类繁多,一般可根据其营养物质的不同来源分为合成培养基、天然培养基和半合成培养基,根据培养基的不同用途分为基础培养基、增殖培养基、鉴别培养基和选择培养基;根据培养基的物理状态的不同分为固体培养基、半固体培养基和液体培养基。在工业发酵中,依据生产流程和作用的不同分为斜面培养基、种子培养基以及发酵培养基。 11.发酵生产中常用的除菌方法有高压蒸汽灭菌法、巴斯德消毒法、空气过滤除菌法、、辐射灭菌法和化学试剂消毒等 1、获得纯培养的方法有:平板划线法、平板稀释法、组织分离法 等方法。 的目的通常是为了__ 中和有机酸,调节PH _。 2、液体培养基中加入CaCO 3

最新发酵工程09试卷含答案-

精品文档 一、填空题:(20分,每空1分) 1、淀粉水解方法有酸法、酶法和酸酶结合法。 2、根据微生物生长速度与产物合成速度之间的关系,可以将发酵分为三种类型,分别是生长偶联型、非生长偶联型和混合生长偶联型。 3、呼吸抑制发酵的现象叫巴斯德效应。 4、高温灭菌的原理是高温使微生物蛋白质变性失活。 5、常用的干燥方法有对流加热干燥、接触加热干燥和冷冻升华干燥等。 6、发酵醪中菌体分离可采用离心分离和过滤分离方法。 7、发酵热包括生物热、搅拌热、蒸发热和辐射热。 8、发酵过程中,调节PH值常用方法有添加CaCO3法、流加尿素、 加缓冲剂法等。 二、名词解释:(15分,每题3分) 1、分解代谢物阻遏 当菌体利用葡萄糖作C源进行生长时(1分),葡萄糖分解产物能阻遏参与次级代谢产物的合成的酶系生成(1分),从而影响次生代谢物的合成(1分)。 2、对数残留定律 在高温灭菌时,菌的死亡速率与任一瞬间残留的活菌数N成正比(3分)。 3、反馈抑制 酶促反应的终产物(1分)抑制代谢途径第一个酶的活性(2分),这称反馈抑制。 4、限制性基质 微生物生长速率与底物浓度有一定的依赖关系(1分),当底物浓度很小(1分),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(1分)。 精品文档. 精品文档 5、次级代谢产物 从初级代谢途径中形成分枝代谢途径(1分),并用初级代谢产物生成与菌体生长繁殖无关的物质或功能还未明的化合物(2分),这个过程称次级代谢。 二、判断题(对的在下面的表格中打“√”,错的打“Χ”,10分) 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,必须保证介质之间的孔径小于细菌直径,才能达到除菌目的。 4、发酵醪需先进行菌、液的分离,才能进行后续的提取和精制过程。 5、谷氨酸发酵中,加速DCA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,随着通气量的提高,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,种子培养基的碳氮比低于发酵培养基的碳氮比。 10、消毒不一定能达到灭菌的要求,而灭菌则可达到消毒的目的。 分1每题四、简答:(40分,每题5分) 1、微生物工程的发展经历了哪几个时期? 答:1.自然发酵时期(1分) 2.纯培养技术的建立(1分) 3.通气搅拌好气性发酵工程技术建立(1分) 4.人工诱变育种与代谢调控发酵工程技术的建立(1分) 5.发酵动力学、发酵的连续化自动化工程技术的建立 6.基因工程阶段。或答微生物酶反应生物合成和化学合成反应相结合工程技术建立。(1分) 2、谷氨酸生产如何防止噬菌体污染? 答:注意环境卫生(1分),防止菌种流到发酵罐等设备以外(1分),发酵液必

发酵工程思考题(含答案)教学文案

发酵工程课后思考题 第一章绪论 1、发酵及发酵工程定义? 答:它是应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理,利用微生物等生物细胞进行酶促转化,将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。由于它以培养微生物为主,所以又称为微生物工程。 2、发酵工程基本组成部分? 答:从广义上讲分为三部分:上游工程、发酵工程、下游工程 3、发酵工业产业化应抓好哪三个环节? 答:发酵工程产业化就是将有关应用微生物的科学研究成果转化为发酵产品,并投向市场的过程。 三个环节:投产试验、规模化生产和市场营销。 ①投产试验:涉及到”上、中、下三游”工作,即研究成果的验证、小试、中试和扩大试验。 ②规模化生产:值得注意的是产品质量问题,其检测必须符合相应产品标准。 ③市场营销:市场开拓对技术本身影响不大,但参与市场竞争却是产业化成败的决定因素。 4、当前发酵工业面临三大问题是什么? 答:菌种问题 纯种,遗传稳定性,安全,周期短、转化率高产率高抗污染能力强:噬菌体、蛭弧菌; 合适的反应器 生产规模化原料利用量大,并且具有一定选择性,节能,结构多样化、操作制动化,节劳力。 基质的选择 价廉原料利用量大,并且具有一定选择性易被利用、副产物少,满足工艺要求。 5、我国发酵工业应该走什么样的产业化道路?发酵过程的组成部分? 答第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段 典型的发酵过程可划分成六个基本组成部分: (1)繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份设定; (2)培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌; (3)培养出有活性、适量的纯种,接种入生产容器中; (4)微生物在最适合于产物生长的条件下,在发酵罐中生长; (5)产物分离和精制; (6)过程中排出的废弃物的处理。 第二章菌种的来源(1) 1、自然界分离微生物的一般操作步骤? 答:标本采集,预处理,富集培养,菌种分离(初筛,复筛),发酵性能鉴定,菌种保藏 2、从环境中分离目的微生物时,为何一定要进行富集? 答:让目的微生物在种群中占优势,使筛选变得可能。 3、什么叫自然选育?自然选育在工艺生产中的意义? 答:不经人工处理,利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。 意义:自然选育是一种简单易行的方法,可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低,但却是工厂保证稳产高产的重要措施。 4、诱变育种对出发菌株有哪些要求?

发酵工程试卷及答案

一、名词解释(共10小题,每题2分,共计20分) 1、葡萄糖效应:1942年Monod在研究大肠杆菌利用混合碳源生长时,发现葡萄糖会抑制其它碳源的利用,例如大肠杆菌在含乳糖和葡萄糖的培养基中,优先利用葡萄糖,并只有当葡萄糖耗尽后才开始利用乳糖,这就形成了在两个对数生长期中间的第二个生长停滞期,即出现了“二次生长现象”,用山梨醇或乙酸代替乳糖,也有类似的结果。 2、次级代谢:微生物在一定的生长时期,以初级代谢产物为前提物质,合成一些对微生物生命活动无明确功能的物质的过程,产物即为次级代谢产物。如抗生素、毒素、激素、色素等。 3、组成酶:在正常培养条件下,不管有无诱导物,能合成的酶。如参与新陈代谢和生长繁殖的酶类。 4、微囊化:是固定化的一种,通常用一层亲水性的半透膜将酶、辅酶、蛋白质或细胞包围在微珠状的微囊内,实现固定化的目的。 5、抗生素:是生物在其生产活动过程中所产生,并能在低微浓度下有选择性地抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的有机物。 6、实罐灭菌:将培养基置于发酵罐中用蒸汽加热,达到预定灭菌温度后,维持一定时间,再冷却到发酵温度,然后接种发酵,这叫做实罐灭菌,又称分批灭菌。 7、单细胞蛋白:主要指酵母、细菌、真菌等微生物蛋白质资源。是具有应用前景的蛋白质新资源之一。 8、协同反馈抑制:指分支代谢途径中的几个末端产物同时过量时才能抑制共同途径中的第一个酶抑制反馈调节方式。例如多粘芽孢杆菌在合成天门冬氨酸族氨基酸时,天门冬氨酸激酶受赖氨酸和苏氨酸的协同反馈抑制。如果仅是苏氨酸或赖氨酸过量,并不能引起抑制作用。 9、固体发酵:是利用各种植物性原料,按生产的要求和菌种的特性进行适当的配比,经过灭菌接入预先培养好的菌种,在曲室或发酵池进行发酵。 10、恒化培养 保持培养液的流速不变,使培养罐内的营养物质浓度基本恒定,并使微生物始终在低于其最高生长速度的条件下进行繁殖,这种连续培养方式称为恒化培养。 二、填空题(共5小题,每空1分,共计20分)

发酵工程与设备习题答案

第一章 1.简述发酵工程的概念及其主要内容。 发酵工程就是生物技术的重要组成部分,就是生物技术产业化的重要环节。它就是应用生物学、化学与工程技术学的原理,大规模(工厂化)培养动植物与微生物细胞,生产生物量或产物的科学。发酵工程可分为上游工程、中游工程与下游工程。 生产微生物细胞(或生物量); 生产微生物的酶;●生产微生物的代谢产物;?生产基因重组产物;?将一个化合物经过发酵改造其化学结构——生物转化。 2、什么叫次级代谢产物?次级代谢产物就是微生物在哪些生长时期形成的?其与初级代谢产物有什么关系? 以初级代谢产物为原料通过次级代谢合成的,对自身无明确生理作用的代谢产物叫次级代谢产物。关系:先产生初级代谢产物,后产生次级代谢产物;初级代谢就是次级代谢的基础;次级代谢就是初级代谢在特定前提下的继续与发展。 3、发酵过程有哪些组成部分? 用于菌种扩大培养与发酵生产用的培养基配方; 培养基、发酵罐与辅助设备的灭菌;●足量的高活性、纯培养的接种物;?在适宜条件的发酵罐中培养菌体生产产物;?产物的提取与纯化;?生产过程的废物的处理。 第二章 1、发酵工程菌株的选育方法有哪些?各有何特点? 自然选育:自发突变率低,变异程度较轻微,变异过程十分缓慢;自发突变不定向,负向变异可能性大,正向变异可能性小 诱变育种:方法简单,快速,收效显著。 原生质体融合:打破种属间的界限,提高重组频率,扩大重组幅度。 杂交育种:使不同菌株的优良性状集中在重组体中,扩大变异范围,具有更强的方向性与目的性。 基因工程育种:按人们的愿望使生物体的遗传性状发生定向变异。 2、发酵工程对菌种有何要求?菌种的分离与筛选基本流程就是怎样的? 要求:能大量高效合成产物;发酵培养基原料廉价;培养条件容易控制;易于液中提取产物;不易污染其它杂菌与噬菌体;无毒无害;性能稳定,不易退化

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