7、发酵产物的提取与精制

《发酵工程》学习通课后章节答案期末考试题库2023年1.在发酵过程中，pH的变化有一定规律，一般来说，延迟期：pH值基本不变；对数生长期：pH值下降；产物生产阶段：pH变化较小，基本趋于稳定；菌体自溶阶段：随着基质的耗尽，菌体蛋白酶的活跃，培养液中氨基氮增加，致使pH又上升。

参考答案:对2.是菌种退化的重要原因之一参考答案:连续传代3.使用高压锅灭菌时，打开排汽阀的目的是参考答案:排尽锅内冷空气4.大多数芽孢细菌形成芽孢在哪个时期参考答案:对数期5.从自然界中筛选菌种时，采样后通常会对样品进行预处理，请问如果采集到的目的微生物在样品中的含量非常少时，就需要用到一种特殊的方法，即对样品中的微生物进行。

参考答案:富集培养6.在发酵中有关氧的利用正确的是参考答案:微生物只能利用发酵液中溶解氧7.菌种分离方法常用的有、、单孢子或单细胞分离法等。

参考答案:稀释分离法###划线分离法###涂布分离法8.我们在选择培养基的灭菌温度时，一般采用参考答案:高温快速9.什么是富集培养法？参考答案:根据微生物的生理特点，通过控制培养基的营养成分或培养条件，使目的微生物迅速地生长繁殖、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，以利于分离到所需要的菌株。

10.通过影响微生物膜的稳定性，从而影响营养物质吸收的因素是参考答案:pH11.如果在发酵过程中，发酵液经检验发现耐热的芽孢杆菌，则导致染菌原因的最大可能是参考答案:培养基或设备灭菌不彻底12.高温对培养基成分的有害影响，表现在参考答案:形成沉淀###破坏营养###提高色泽###改变培养基的pH值###降低培养基浓度13.通气搅拌强度大，泡沫就会减少参考答案:错14.最适氧浓度是指最适合产物合成的溶解氧浓度范围。

参考答案:对15.抗生素的合成是在微生物生长的参考答案:稳定期16.能影响发酵过程中温度变化的因素是参考答案:微生物分解有机物释放的能量###机械搅拌###水分蒸发###发酵罐散热17.使用淀粉质原料生产酒精时，通常会对原料进行蒸煮，蒸煮的过程是淀粉的和过程、参考答案:糊化###液化18.菌种的选育方法包括2大类，分别为：、参考答案:自然选育###菌种改良；遗传选育19.发酵过程中污染杂菌的途径可能有参考答案:种子带菌###无菌空气带菌###设备渗漏###培养基和设备灭菌不彻底###操作不当20.生产酒精的原料有参考答案:淀粉###糖蜜###纤维素###工业废液21.补料有利于控制微生物的中间代谢，补料的内容有参考答案:碳源###氮源###微量元素或无机盐###诱导酶的底物22.（）、（）参考答案:连续灭菌###分批灭菌23.目前发酵过程已经实现在线测量和控制的参数是参考答案:温度###pH值###溶解氧浓度###消泡###流量24.在生产中，连续灭菌也叫（）参考答案:连消25.菌种分离方法常用的有、、单孢子或单细胞分离法等。

第十二章发酵工程下游工程技术第一节发酵液的预处理与固-液分离1.1 概述发酵产物的提取与精制属于发酵工程的下游加工技术。

下游加工亦称发酵后处理，是指从发酵液或酶反应中分离纯化目的产物并加工成成品的过程。

在多数情况下是从稀的发酵液中回收目的产物，整个过程有多项单元操作组成，其中有许多是经典的化工单元操作。

上游加工下游加工一、下游加工过程的重要性1.获得商业产品的关键环节。

2.促进发酵工程上游加工技术或工艺的改进。

3.拥有市场竞争力的重要保证。

二、下游加工过程的特点1. 发酵液是复杂的多相系统，属非牛顿液体，从中分离所需产品困难大。

2. 发酵产品在培养液中具有浓度低，稳定性差，对酸碱等外界环境十分敏感，容易失活。

3. 下游加工过程代价昂贵，产品回收率不是很高。

4. 发酵过程复杂，要求下游加工工艺应具有相当的适应性，以确保最终产品的纯度和质量。

三、下游加工的原则和要求原则：1）短时间内处理2）分离时尽量低温3）选择生物物质稳定的pH4）要程序化进行清洗，消毒，包括厂房，设备，管路要求：1）达到所需的纯度2）成本要低，得率高3）工艺过程要简便，对分离物质特性清楚4）废弃物要易处理，能够做到综合利用（零排放；清洁生产）5）实验室产品能够放大生产四、下游加工工程的一般流程1. 粗分离阶段（1）发酵液的预处理和固-液分离。

（2）产物的初分离。

2.纯化精制阶段（3）产物的高度纯化。

（4）成品加工。

1.2 发酵液的预处理与固-液分离一、发酵液的一般特征1. 含水量高，一般可达90％～99%，处理体积大。

2. 产品浓度低。

3. 悬浮物颗粒小，密度与液体相差不大。

4. 固体粒子可压缩性大，一压缩就变形。

5. 液体黏度大，大多为非牛顿型流体。

易吸附在滤布上。

6. 产物性质不稳定，不耐热、酸碱敏感、易被氧化、易被微生物污染及酶分解。

二、发酵液预处理的目的和要求1.预处理的目的（1）改变发酵液的物理性质，促进悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离器的效率；（2）尽可能使产物转入便于后处理的某一相中（多数是液体）；（3）去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作。

食品科学技术：发酵工程找答案（强化练习）1、填空题对于白味美思，特别是清香产品，一般采用新鲜的，贮存期短的白葡萄原酒，为此，贮存期间应添加（），以防止白葡萄酒的氧化.正确答案：二氧化硫2、名词解释核仁正确答案：细胞核中一个（江南博哥）没有膜包裹的圆形或椭圆形小体，这一区域rRNA含量很高，是合成核糖体的场所3、问答题微生物工程的发展经历了哪几个时期？正确答案：1.自然发酵时期2.纯培养技术的建立3.通气搅拌好气性发酵工程技术建立4.人工诱变育种与代谢调控发酵工程技术的建立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4、单选下列酒的品种中，属于黄酒的是：（）.A.绍兴酒B.茅台C.汾酒D.五粮液正确答案：A5、判断题发酵产物的提取和精制过程也就是产物浓缩和纯化过程正确答案：对6、名词解释鸟枪法技术正确答案：将目的DNA随机地处理成大小不同的片段，再将这些片段的序列连接起来的测序方法7、名词解释生物芯片正确答案：是根据生物分子间特异相互作用的原理，将生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对DNA、RNA、多肽、蛋白质以及其他生物成分的高通量快速检测。

8、问答题酱油酿造过程中色、香、味、体的形成机理是什么？正确答案：酱油是由曲霉、酵母和乳酸菌等微生物综合作用的产物。

原料中的淀粉质经米曲霉分泌的淀粉酶的糖化作用，水解成糊精和葡萄糖。

这些糖对酱油的色、香、味、体起重要作用。

糖化作用完全，酱油的甜味好，体态浓厚，无盐固形物高。

色：酱油色素的形成，有两条主要的途径：一是糖与氨基酸结合发生美拉德反应，形成褐色物质；二是酶促褐变反应，由曲生成的多酚氧化酶将蛋白质的水解产物酪氨酸氧化成黑色素。

味：原料中的蛋白质经过米曲霉所分泌的蛋白酶作用，分解成氨基酸，构成酱油的鲜味。

香：乳酸菌利用葡萄糖发酵生成乳酸、醋酸、琥珀酸、葡萄糖醛酸等。

酵母菌发酵葡萄糖生成酒精。

微生物制药试题+参考答案一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、常用的生理碱性物质（）不仅可以调节发酵液pH值，还可以补充氮源。

A、葡萄糖B、硫酸铵C、硝酸钠D、NaOH正确答案：C2、铁离子对青霉素合成有毒，在生产过程中，浓度要控制在（）以下。

A、10-20μg/mlB、0-10μg/mlC、20-30μg/mlD、30-40μg/ml正确答案：A3、培养基灭菌方式主要可分间歇、连续灭菌，实际操作时哪种灭菌温度更高（）A、没有规律B、两者无差别C、间歇灭菌D、连续灭菌正确答案：D4、属于生物次级代谢产物的药物是（）。

A、维生素B、核苷酸C、抗生素D、氨基酸正确答案：C5、在发酵过程中，不断进行通气和为调节发酵液的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、分批发酵B、连续发酵C、半连续发酵D、补料分批发酵正确答案：A6、用于谷氨酸发酵的培养基中需添加的生长因子是（）A、氨基酸B、生物素C、碱基D、核苷酸正确答案：B7、链霉素的提取采用（）A、离子交换法B、沉淀法C、萃取法D、膜过滤正确答案：A8、（）是在每批培养基全部流入发酵罐后，就在罐内通入蒸汽加热至灭菌温度，维持一定时间，再冷却到接种温度。

A、空消B、实消C、连消D、连续灭菌正确答案：B9、生产谷氨酸的培养基中，其中（）要保持在适量状态，若缺乏，则菌体生长十分缓慢，若过量，则为乳酸发酵。

A、生长因子B、水和无机盐C、碳源D、氮源正确答案：A10、生产链霉素的菌种是（）A、绿色链霉菌B、白色链霉菌C、金色链霉菌D、灰色链霉素正确答案：D11、青霉素发酵时，适宜pH是（）A、4.4-4.6B、7.4-7.6C、5.4-5.6D、6.5-6.9正确答案：D12、谷氨酸发酵培养基的碳氮比一般为（）A、100:15～30B、100:4～5C、100:0.2～0.3D、100:21～42正确答案：A13、管碟法测抗生素效价时，量-反应直线斜率越小，直线越平缓，生物反应的灵敏度（ )A、不变B、越低C、越高正确答案：C14、单位体积培养液在单位时间内消耗氧的量称为( )A、呼吸强度B、摄氧率C、最大比耗氧速率D、比好氧速率正确答案：B15、（）的特点是微生物所处的环境是不断变化的，可进行少量多品种的发酵生产。

第一节萃取第二节吸附第三节离子交换法第四节膜分离法第五节层析法第六节浓缩第七节沉淀法第八节结晶第九节干燥第十节蒸馏第十章发酵产物的提取与精制方法1 萃取一、原理•以分配定律为基础。

即，物质因溶解度不同，从一种溶剂转入另一溶剂而被分离。

•分配定律：在恒温、恒压下，一种物质在两种溶剂中的分配浓度比是常数。

常数中溶质的浓度下层溶剂中溶质的浓度上层溶剂===BA C CB A K )()(•为了提出经过多次操作后,能较完全地提取物质的结论，我们不妨假设：•原溶液体积为：V(ml)•被提取物质的总重量：W0(g)•每一次提取所用的提取液的体积：S(ml)(萃取液的体积)。

•提取一次后，被提取物质在原溶液中剩余量：W1(g)•由此有：•在提取过程中，经一次提取后分配系数K的表达式为：SKV KVW W SW W V W K +⋅=⇒-=01101)()(经过第二次提取后，分配系数的表达式为：20212212)()()(SKV KV W W S KV KVW W SW W V W K +⋅=⇒+⋅=⇒-=•依次类推：可得经几次提取后，原溶液中残留物质量W n 。

nn SKV KV W W )(0+⋅=•如果知道某物质的分配系数和给定的提取率，则可计算出能达到此条件的最适萃取次数。

二、常用溶媒萃取工艺（1）单级提炼法（2）多次提炼法（3）多极对流萃取•萃余相顺序通过各级，并与新鲜溶剂接触进行萃取，传质推动力大，萃取效果好；•各级所得萃取相分别排出，然后汇集在一起脱除溶剂得萃取液，溶剂回收循环使用，溶剂回收设备简单；•因每级均加入新鲜溶剂，故溶剂耗用量大，回收费用高，而且萃余液组分浓度低。

一、下游加工技术的重要性➢1.产品分离纯化是最终获得商业产品的环节。

➢2.投资费用高（抗生素、乙醇、柠檬酸占60%）。

➢3.分离纯化技术落后会阻碍发酵工程技术的发展。

（4）分馏萃取右边重相富集溶质左边萃取相从重相中萃取溶质（5）微分萃取（塔式萃取）溶媒逆流萃取，溶质随流动相连续变化可用较少的萃取剂达到较高的萃取率，应用较广①喷淋塔优点：•结构简单，塔体内除各流股物料进出的连接管和分散装置外，别无其它内部构件。

1、发酵过程工艺控制中物理参数包括：温度、压力、搅拌转速和质量等。

2、介质过滤除菌机理主要有：惯性碰撞，拦截作用，静电吸引，布朗运动和重力沉降等。

3、液体发酵反应器种类主要包括：酒精发酵罐；啤酒发酵罐；机械搅拌通气式发酵罐；自吸式发酵罐；循环式发酵罐和排管式发酵罐等。

4、实验室使用的发酵系统基本组成可分解为：罐体系统，包括罐体等装置；灭菌系统，包括：蒸汽发生器等装置；温度控制系统，包括：罐内温度传感器等装置；无菌空气制备系统，包括：空气压缩机等装置；控制系统，包括：电源开关等装置。

1．灭菌方法主要有（）A．干热灭菌法B．湿热灭菌法C．射线灭菌法D．化学药品灭菌法E．过滤除菌法2．能影响发酵过程中温度变化的因素是（）A．微生物分解有机物释放的能量B．机械搅拌C．水分蒸发D．发酵罐散热E．菌体自溶3. 发酵过程中污染杂菌的途径可能有（）A．种子带菌B．无菌空气带菌C．设备渗漏D．培养基和设备灭菌不彻底E．操作不当4．影响培养基灭菌效果的因素有（）A．温度B．时间C．pH值D．培养基成分和颗粒物质E．泡沫5. 补料有利于控制微生物的中间代谢，补料的内容有（）A．能源和碳源B．氮源C．消泡剂D．微量元素或无机盐E．诱导酶的底物1．下列不是微生物生长、繁殖所必需的物质的是（）A 激素B 核苷酸C 维生素D 色素E 抗生素2．高温对培养基成分的有害影响，表现在（）A 形成沉淀B 破坏营养C 提高色泽D 改变培养基的pH值E 降低培养基浓度3．微生物的次级代谢产物，（）A 是微生物生长繁殖所必需的物质B 对微生物无明显的生理功能C 在细胞内积累D 具有菌株特异性E 是以初级代谢产物为前体衍生而来4. 近代发酵工业具有以下特点（）A 由自然发酵转为代谢控制发酵和人工支配遗传因子的发酵B 微生物酶反应生物合成和化学合成相结合C 向大型发酵和连续化、自动化方向发展D 微生物工业涉及国民经济的各个领域E 从糖质原料转到利用石油、天然气及纤维素资源5. 目前发酵过程已经实现在线测量和控制的参数是（）A 温度B pH值C 溶解氧浓度D 消泡E 流量5.发酵完毕后，目标产物提取前，要对发酵液进行预处理，其内容包括：（），（），（），（）。

判断改错题1.人工诱变、细胞工程、基因工程等都能对微生物进行定向改造。

.×2.单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的。

×3.通过精确定量某些组分制备的培养基是所有组分的性质和数量已知的培养基，称为天然培养基。

×4.环境条件的变化不仅会影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物的代谢途径。

√5.发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢产物的形成都与搅拌速度有关。

√6.微生物的最适生长繁殖温度就是积累代谢产物的最适温度。

×7.发酵醪的pH值可通过调整基本培养基配方和投料控制来调节。

√8.灭菌是在一定环境下杀死所有微生物的营养细胞、孢子和细菌。

× 9. 巴斯德消毒可以杀死牛奶或乳制品中的所有微生物。

×10.发酵产物的提取和精制过程也就是产物浓缩和纯化过程。

√11.细菌分裂繁殖一代所需时间为代时。

√12.凡是影响微生物生长速率的营养成分均称为生长限制因子。

√13.在最佳生长温度下，微生物的生长繁殖速度最快，因此生产单细胞蛋白的发酵温度应选择最佳生长温度。

×14.参与淀粉酶法水解的酶包括淀粉酶、麦芽糖酶和纤维素酶等。

×15.EMP和HMP的代谢途径往往同时存在于同一微生物的葡萄糖代谢中。

× 16. 同工酶是一组具有相同功能和不同结构的酶√ 17最适生长繁殖温度是微生物代谢的最适温度。

×18.微生物的次级代谢产物是初级代谢不畅通时，由支路代谢产生的。

×19.底物水平磷酸化和氧化磷酸化一样都是通过电子传递系统产生atp。

×20.分批培养时，细菌首先经历一个适应期，此期间细胞处于代谢活动的低潮，所以细胞数目并不明显增加。

√21.化学营养细菌利用有机物作为呼吸基质，氧气作为有氧呼吸的最终电子受体来产生能量22微生物发酵的最佳氧气浓度和临界氧气浓度的概念完全相同（×）23。

在微生物中发现的大约90%的抗生素是由放线菌产生的。