最新發(fā)酵工藝作業(yè)答案

1、精品文檔第一章菌種與種子擴大培養(yǎng)1能源問題是全球面臨的問題，生物工程將如何解決？答：利用微生物或酶工程技術從生物體生產生物燃料，主要表現(xiàn)在沼氣發(fā)酵、酒精發(fā)酵、氫 燃料的研發(fā)、生物柴油等方面，另外在石油開發(fā)中，利用微生物作為二次采油、石油精煉等手段也是一定程度上緩解能源問題。并且利用生物工程技術在能源資源的回收利用等方面也 是可行的方法。2、 比較固體培養(yǎng)與液體培養(yǎng)的優(yōu)缺點。答：固體培養(yǎng)（曲法培養(yǎng)）特點：酶活力高，但勞動強度大，曲層需翻動。液體培養(yǎng)特點：培養(yǎng)條件易控制，如溫度，pH等，但易染菌，要求無菌。3、菌種擴大培養(yǎng)的目的和意義是什么？答：目的： 為每次發(fā)酵罐的投料提供相當數(shù)量的、代謝旺盛的

2、種子意義：有利于縮短發(fā)酵時間，提高發(fā)酵罐的利用率，也有利于減少染菌的機會4、工業(yè)生產用菌種的基本要求有什么？答：培養(yǎng)基原料來源廣、廉價； 培養(yǎng)條件易控制； 發(fā)酵周期短； 菌株高產； 抗病毒（噬菌體）能力強； 菌株性狀穩(wěn)定，不易變異退化； 菌體本身不能是病原菌；5、種子罐級數(shù)的選擇取決于那些因素？答：種子的性質（生長繁殖性能）； 孢子瓶中孢子的密度（密度大則級數(shù)少）； 孢子發(fā)芽及菌絲繁殖速度； 發(fā)酵罐中種子的最低接種量（一般10%）； 種子罐與發(fā)酵罐的容積比；6、簡述加大接種量的優(yōu)缺點 。答：優(yōu)點：縮短發(fā)酵周期；減少染菌機會；提高設備利用率缺點：種子培養(yǎng)費時； 增加級數(shù)； 代謝廢物多7、簡述防止

3、菌種衰退的方法。答：盡可能滿足其營養(yǎng)條件、培養(yǎng)條件，避免有害因素影響； 盡量減少傳代次數(shù)； 采用幼齡菌種；第二章 培養(yǎng)基及其制備1. 微生物發(fā)酵培養(yǎng)基的碳源主要有哪幾種？答：碳酸氣、淀粉水解糖、糖蜜、亞硫酸鹽紙漿廢液等、醋酸、甲醇、乙醇等死喲偶化工產品功能：提供能量、構成菌體、代謝產物的物質基礎；2. 微生物發(fā)酵培養(yǎng)基的氮源主要有哪幾種？答：豆餅或蠶蛹水解液、味精廢液玉米漿、酒糟水等有機氮尿素、硫酸銨、氨水、硝酸鹽等無機氮、氣態(tài)氮功能：構成菌體、含氮代謝物；3. 淀粉的水解方法主要有什么？試進行優(yōu)缺點比較？ 答：(1) 酸解法：以酸為催化劑，高溫高壓轉化優(yōu)點：簡單、設備少、時間短缺點：設備易腐

4、蝕、要耐高溫高壓，有副反應；淀粉粒小、濃度不能太高。(2) 酶解法：淀粉酶，包括液化(a淀粉酶)和糖化(糖化酶)兩步雙酶水解法制葡萄糖的優(yōu)點：(1) 淀粉水解是在酶的作用下進行的，酶解的反應條件比較溫和。(2) 酶作用的專一性強，淀粉的水解副反應少， 因而水解糖液純度高， 淀粉的轉化率高。(3) 可在較高淀粉濃度下水解(40%比酸水解高一倍)。(4) 由于微生物酶制劑中菌體細胞的自溶，糖液的營養(yǎng)物質較豐富，發(fā)酵培養(yǎng)基的組成可簡化。(5) 用酶法制得的糖液顏色淺、較純凈、無苦味、質量高，有利于糖液的精制。 雙酶水解法制葡萄糖的缺點：時間長(2-3天)、設備多、條件(適合酶水解)較多、過濾困難(3

5、) 酸酶結合法 酸酶法：先將淀粉酸水解為糊精或低聚糖，再用糖化酶水解為葡萄糖。優(yōu)點：用酸量較少，產品顏色淺，糖液質量高 酶酸法：先用 a淀粉酶液化，再用酸水解為葡萄糖。優(yōu)點：糖液色澤較淺4. 培養(yǎng)基工業(yè)滅菌的方法主要是采用蒸汽滅菌，其滅菌的原理是什么？滅菌過程符合對數(shù)殘 留定律，寫出理論滅菌時間的計算公式。答：原理；蒸氣釋放熱量，使微生物蛋白質變性。滅菌時間計算：t =(2.303/k) x lnN0/Nt式中N0、Nt分別為單位體積培養(yǎng)基滅菌前后菌數(shù)，滅菌速度常數(shù)K第三四五章1、檸檬酸發(fā)酵過程中有哪幾個控制要點，如何控制？ 答：(1) EMP暢通無阻控制Mn+、NH4+濃度，解除檸檬酸對 P

6、FK的抑制。(2) 通過CO2固定反應生成 C4二羧酸，強化這一反應。(3) 檸檬酸后續(xù)酶的活性喪失或很低，控制培養(yǎng)基中的Fe2+的濃度。2、簡述二氧化碳固定反映對于提高檸檬酸產率的意義。 答：通過CO2固定反應提供C4二羧酸192 / 180 = 106.6%C6H8O7C6H12O6(C 沒有增加)可見，CO2固定反應堆與檸檬酸發(fā)酵的重要性。2、寫出谷氨酸發(fā)酵的最理想途徑，說明CO2固定化反應的重要性。答：途徑：葡萄糖經糖酵解(EMP途徑)和己糖磷酸支路(HMP途徑)生成丙酮酸，再氧 化成乙酰輔酶 A （乙酰COA ）,然后進入三羧酸循環(huán)，生成 a 酮戊二酸。a 酮戊二酸在 谷氨酸脫氫酶的

7、催化及有 NH4+存在的條件下，生成谷氨酸。即，谷氨酸的生物合成途徑包括EMP、HMP、TCA循環(huán)、DCA循環(huán)和CO2固定作用等 體系中如果不存在 CO2固定反應，則有：3/2 C6H12O6+ NH4+= C5H9O4 N + 4 CO2 產率：147 /（180*3/2 ） =54.4%體系中存在CO2固定反應，則有：C6H12O6+ NH4+= C5H9O4 N + CO2 產率：147 / 180 = 81.7%可見，在GA的生物合成過程中，CO2固定反應對于產率的提高有著多么重要的作用。3、谷氨酸產生菌之所以能夠合成、積累并分泌大量的GA，其菌種內在的原因有哪些？答：通常谷氨酸發(fā)酵采

8、用的菌種都是生物素缺陷型，而生物素又是菌體細胞膜合成的必須物質，生物素是不飽和脂肪酸合成過程中所需的乙酰CoA的輔酶。生物素缺陷型菌種因不能合成生物素，從而抑制了不飽和脂肪酸的合成。因此，可以通過控制生物素的濃度，來實現(xiàn) 對菌體細胞膜通透性的調節(jié)。細胞膜通透性的調節(jié)對于GA發(fā)酵時非常重要的，當菌體進入產物合成期時，開始有 GA的產生，這是如果能夠大量的把產物及時的排泄到細胞膜外， 可以解除GA對L谷氨酸脫氫酶活性的抑制作用，從而實現(xiàn)由Glucose到GA的高效率轉化。5、谷氨酸發(fā)酵過程中，生物素/ VH ）作用表現(xiàn)在那幾個方面？答：生物素是脂肪酸生物合成中乙酰-CoA羧化酶的輔酶，生物素促進脂

9、肪酸合成，再由脂肪酸合成磷脂。選育生物素缺陷型菌株，阻斷生物素合成，最終導致磷脂合成不足，細胞膜結構不完整，提高細胞膜的谷氨酸通透性。因此，控制生物素的含量可以改變細胞膜的成 分，進而改變膜的透性、谷氨酸的分泌和反饋調節(jié)。第六 七 章1. 簡述腺苷酸生物合成的主要過程。答/ 1）從頭合成途徑：通過利用一些簡單的前體物，如5-磷酸核糖，氨基酸，一碳單位及CO2等，逐步合成嘌呤核苷酸的過程稱為從頭合成途徑。 次黃嘌呤核苷酸的合成：首先在磷酸核糖焦磷酸合成酶的催化下，消耗ATP,由5 -磷酸核糖合成 PRPP（1 -焦磷酸-5 -磷酸核糖）。然后再經過大約 10步反應，合成第一個嘌呤 核苷酸一次黃苷

10、酸/ IMP ）。 IMP在腺苷酸代琥珀酸合成酶的催化下，由天冬氨酸提供氨基合成腺苷酸代琥珀酸/ AMP-S ）,然后裂解產生 AMP ;/ 2 ）補救合成途徑：又稱再利用合成途徑。指利用分解代謝產生的自由嘌呤堿合成嘌呤核 苷酸的過程。這一途徑可在大多數(shù)組織細胞中進行。其反應為：腺嘌呤磷酸核糖轉移酶A + PRPP t AMP + PPi2. 試述嘌呤核苷酸生物合成過程的特點。答：合成過程是在 5'磷酸核糖基礎上進行的； 組成嘌呤環(huán)的各元素是逐個壘加到核糖的C1上去的，先合成咪唑環(huán)，隨著嘌呤環(huán)的生成，5'-核苷酸應運而生。第一個被合成的核苷酸是IMP。 AMP、GMP是由IMP

11、轉化而生成的。3. 簡述尿苷酸生物合成的主要過程。答：尿苷酸的合成：/1 ）全合成途徑：首先在氨基甲酰磷酸合成酶H的催化下以CO2、ATP和谷氨酰胺為原料合成氨基甲酰磷酸； 在天冬氨酸轉氨甲酰酶的催化下氨甲酰磷酸與天冬氨酸縮合生成氨甲酰天冬氨酸，再脫水、脫氨生成乳清酸； 乳清酸接受 PRPP的5'-磷酸核糖生成乳清酸核苷酸，再進一步脫羧生成尿嘧啶核苷酸(UMP)(2) 補救合成途徑：UR在尿苷胞苷激酶和 ATP作用下形成UMP4. 簡述青霉素G生物合成的主要過程。答：青霉素G的合成：三肽合成酶、異青霉素合成酶青霉素?；痑-氨基己二酸 + 半胱氨酸 + 頡氨酸 f 異青霉素 N f酰基轉

12、移6-APA f 青霉素G6-APA ( 6氨基青霉烷酸)：3 -內酰胺類抗生素的重要中間體5. 舉例說明何謂分解產物阻遏”。答：如“葡萄糖效應”指青霉素發(fā)酵受葡萄糖抑制的現(xiàn)象，是由于葡萄糖的分解產物阻遏了ACV三肽合成酶的合成，從而影響了青霉素的合成。即某種物質的分解產物阻遏了次級代 謝產物的合成的這種現(xiàn)象稱為分解產物阻遏。6. 簡述抗生素生物合成的代謝調節(jié)機制。答;調節(jié)機制分類：(1) 微生物生成一種誘導劑或激活劑，以啟動抗生素的生物合成；(2 )由一個小分子物質作為輔助阻遏劑或抑制劑，阻遏或抑制抗生素的合成酶的形成。調劑機制：(1 )細胞生長期到抗生素產生期的過渡：次級代謝產物的生成：菌

13、體生長達到相對靜止期才開始，在細胞正常生長階段，抗生素合成酶處于抑制狀態(tài)。(2) 酶的誘導作用：結構基因編碼控制酶的產生，在沒有酶底物時無活性， 當加入底物時，結構基因開始表達酶，這一過程稱為“誘導”。(3) 分解代謝產物的調節(jié)控制：分解產物阻遏(4 )磷酸鹽的調節(jié)：高濃度的磷酸鹽對多種抗生素有阻遏和抑制作用(5) NH4+的抑制作用：高濃度的無機氨態(tài)氮會促進微生物生長，但抑制抗生素合成。(6) 初級代謝調節(jié)對次級代謝的作用：許多次級代謝產物來自初級代謝的關鍵中間體。(7) 次級代謝的反饋抑制：許多抗生素能抑制自身的合成(8 )次級代謝的能荷調節(jié)：高能荷抑制一些次級代謝酶，影響次級代謝產物生成

14、。7. 扼要闡述初級代謝與次級代謝的關系答；在微生物的新陳代謝中，先產生初級代謝產物，后產生次級代謝產物。初級代謝是次級代謝的基礎，它可以為次級代謝產物合成提供前體物和所需要的能量；初級代謝產物合成中的關鍵性中間體也是次級代謝產物合成中的重要中間體物質；在菌體生長階段，被快速利用的碳源的分解物阻遏了次級代謝酶系的合成；因此，只有在對數(shù)后期或穩(wěn)定期，這類碳源被消耗完之后，解除阻遏作用，次級代謝產物才能得以合成。而次級代謝則是初級代謝在特定 條件下的繼續(xù)與發(fā)展，可避免初級代謝過程中某種(或某些)中間體或產物過量積累對機體 產生的毒害作用第八章發(fā)酵動力學一、名詞解釋：發(fā)酵動力學：研究發(fā)酵過程中的菌體

15、生長、基質消耗、產物生成的動態(tài)平衡及其內在規(guī)律。最低培養(yǎng)基：由單一碳源葡萄糖與無機鹽組成，葡萄糖既是能源，又是構成菌體的材料完全培養(yǎng)基：由葡萄糖、無機鹽等組成，還有酵母浸膏、蛋白胨等。能量生長偶聯(lián)型：當構成菌體的材料充裕時，菌體的生長受制于ATP的供應，這種生長就是能量偶聯(lián)型生長能量生長非偶聯(lián)型：在ATP供應充分，而合成細胞的材料受限制時，這時的生長就是能 量生長非偶聯(lián)型分批培養(yǎng)：是目前微生物培養(yǎng)的最基本的方式，即在一個密閉系統(tǒng)內一次性投入有限數(shù) 量的營養(yǎng)物進行培養(yǎng)的方法，包括設備滅菌、種子培養(yǎng)、發(fā)酵操作幾個單元步驟。連續(xù)培養(yǎng)：當微生物菌體達到某一特定狀態(tài)時，連續(xù)向反應器內流加混合底物，同時反

16、 應器排放等量的發(fā)酵液。補料分批培養(yǎng)：又稱半連續(xù)發(fā)酵或半連續(xù)培養(yǎng)，是指在分批培養(yǎng)過程中，間歇或連續(xù)地 補加新鮮培養(yǎng)基。恒濁培養(yǎng)：在恒濁器內，調節(jié)培養(yǎng)基流速，使細菌培養(yǎng)液濁度保持恒定的連續(xù)培養(yǎng)方法。恒化培養(yǎng)：以恒定流速使營養(yǎng)物質濃度恒定而保持細菌生長速率恒定的方法。二、問答題：1青霉菌以葡萄糖為基質，通氣培養(yǎng)，其菌體化學組成為CH1.6400.52N0.16、葡萄糖至菌體的轉化率為0.48g干菌體/g葡萄糖,試列出微生物生長的化學計量式。答：寫出反應化學簡式。C6H12O6+NH3+O2 宀 CH1.5200.61N0.16+C02+H20 根據轉化率配系數(shù)。C6H12O6 的摩爾質量為 180

17、;菌體 CH1.6400.52N0.16 摩爾質量為 24.2( 12+1.64+16 X 0.52+14 X 0.16)已知葡萄糖至菌體的轉化率為0.48g干菌體/g葡萄糖，則以1摩爾葡萄糖為基準，生成菌體的量為180 X 0.48=86.4g，那么，菌體的摩爾數(shù)為：86.4-24.2=3.57 通過質量平衡，配平其他成分的系數(shù)，最后得到的計量方程式。C6H12O6+0.57NH3+2.33O2 宀 3.57CH1.64O0.52N0.16+2.43CO2+3.93H2O 2簡述研究微生物生長過程中碳平衡的意義答：(1 )碳源的利用情況和碳源的轉化率是一項重要的經濟指標；(2) 碳平衡的方程

18、式是發(fā)酵過程基質消耗的重要計量方程；(3) 對于以菌體為目的的發(fā)酵，碳平衡方程可計算出微生物菌體的生成速度。3簡述分批培養(yǎng)的優(yōu)缺點.答：優(yōu)點：(1 )每一次進行重復的配料、滅菌等操作，微生物培養(yǎng)可靠、安全。(2) 微生物發(fā)酵過程中，微生物的各個階段的生理、代謝特征不同，易于控制。 缺點：(1 )效率較低，每次發(fā)酵重復進行，既是一種時間的浪費，又是原材料和能量和浪費。(2) 底物利用率低，分次分批發(fā)酵都存在一個微生物自身的增殖過程，增殖本身就是底物 消耗的過程，這必然導致轉化率的降低。(3) 分批發(fā)酵培養(yǎng)基中的底物濃度較高，增加了培養(yǎng)基的滲透壓，不利于微生物的生長。4寫出微生物生長速率與底物濃度

19、的關系莫諾模型，并解釋之.答：卩：菌體的生長比速S:限制性基質濃度Ks :半飽和常數(shù)，也叫底物利用常數(shù)， 其數(shù)值相當于正處于卩max 一半時的底物濃度,是反映微生物對該底物的親和力（KS越大，親和力越低）。max:最大比生長速度5簡述分批補料培養(yǎng)的特點.答：（1）分批補料培養(yǎng)技術是介于分批培養(yǎng)相連續(xù)培養(yǎng)之間的一種發(fā)酵技術。（2）由于在發(fā)酵過程中向發(fā)酵罐中補加了物料，分批補料系統(tǒng)不再是一個封閉的系統(tǒng)。（3）分批補料系統(tǒng)并不連續(xù)地向罐外放出發(fā)酵液，因而發(fā)酵罐內的培養(yǎng)基體積不再是個常 數(shù)，而是隨時間和物料流速而變化的變量。6簡述連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)缺點.答：優(yōu)點：微生物處于一個穩(wěn)定的底物濃度和產物濃度的環(huán)境

20、中，從理論上講，這種方式是最高效 率的微生物培養(yǎng)方式。節(jié)省消耗（底物、能量）缺點：（1）特別是以中間代謝產物為發(fā)酵產品的發(fā)酵，在理論和實踐上都沒有完全解決，如發(fā)酵 過程中微生物生理生化特性變化，發(fā)酵動力學等并未充分了解。（2）在生產上要保持在連續(xù)發(fā)酵的整個過程中，生產菌株易于退化。（3）長時間的連續(xù)發(fā)酵中對發(fā)酵設備和空氣凈化系統(tǒng)的無菌要求更高。不能保持長時間的 無菌操作是導致連續(xù)發(fā)酵失敗的主要原因。（4）對于某些原材料價格昂貴的產品，由于連續(xù)發(fā)酵對基質利用率較低，往往造成生產成 本的增加。在連續(xù)培養(yǎng)中，營養(yǎng)物的利用率一般亦低于單批培養(yǎng)。第九章發(fā)酵供氧一、名詞解釋呼吸強度：指單位重量的干菌體在單

21、位時間內所吸取的氧量，Q02，單位為mmolO2/g干菌體 ho耗氧速率：指單位體積培養(yǎng)液在單位時間內的吸氧量，r,單位為mmolO2/L h。微生物的臨界氧濃度：是指微生物進行某種生理活動時，對環(huán)境中氧濃度的最低要求， 與最適氧濃度概念是相區(qū)別的。電暈現(xiàn)象：當鋼管附近的電場強度大于 1KV/cm時，導線附近電場強度更大，在導線周 圍可出現(xiàn)一圈微光和咝咝聲。絕對過濾：是介質之間的孔隙小于被濾除的微生物，當空氣流過介質層后，空氣中的微 生物被濾除。介質過濾：是目前工業(yè)上用的較多的空氣除菌方法，它是采用定期滅菌的介質來阻截流 過的空氣所含的微生物，而取得無菌空氣。常用的過濾介質有棉花、活性炭或玻璃

22、纖維等二、問答題： 1畫出Glu發(fā)酵正常的溶氧曲線，并解釋之.答： 需氧量超過供氧量，使溶氧濃度明顯下降，出現(xiàn)一個 低峰，產生菌的攝氧率出現(xiàn)高峰。發(fā)酵液中的菌濃也不斷上升。 粘度一般在這個時期也會出現(xiàn)一高峰階段。這都說明微生物正 處在對數(shù)生長期。 過了生長階段，需氧量有所減少，溶氧濃度經過一段 時間的平衡階段或上隨之上升后，就開始形成產物，溶氧濃度也不斷上升。低峰出現(xiàn)的時間和低峰溶氧濃度隨菌種、工藝和設備供氧能力不同而異。 發(fā)酵中后期，對于分批發(fā)酵，溶氧濃度變化比較小。菌體已進入靜止期，呼吸強度 變化不大。 在生產后期，菌體衰老，呼吸強度減弱，溶氧濃度逐步上升，菌全自溶，溶氧濃度會明顯上升。2

23、試列出發(fā)酵過程中引起溶氧異常下降的原因答：(1)污染好氣性雜菌，大量溶氧被消耗(2) 菌體代謝發(fā)生異常，需氧要求增加(3) 某些設備或工藝控制發(fā)生故障或變化，如攪拌功率消耗變小或攪拌速度變慢；消泡劑加入過多(4) 影響供氧的工藝操作如停止攪拌、悶罐等。3試述氧在發(fā)酵過程中的傳遞途徑.答：氣泡中氧t氣膜t氣液界面t液膜t發(fā)酵液t胞外液膜t細胞膜t細胞內4試描述并解釋氣體溶解過程的雙膜理論.答：氧氣的溶解過程是一個由氣相進入液相的過程，為實現(xiàn)這一過程，氧氣需要跨過由氣-液界面構成的屏障， 在界面的一側有氣膜，另一側為液膜，氧的溶解需要經過這兩層膜才能實現(xiàn)。因此，根據這一模型建立起來的氣體溶解理論稱

24、為雙膜理論。N=kg(P-Pi)=ki(Ci-c)N :傳氧速率 kg:氣膜傳質系數(shù)KI:液膜傳質系數(shù)氧氣在氣膜中的擴散動力來自于空氣中的氧的分壓與界面處氧分壓之差，即P - Pi，在液膜中擴散的動力來自于界面處氧濃度與液體中氧濃度之差，即Ci - CL ;兩種膜的阻力分別用1/kg和1/kl表示5試列出并解釋影響氧傳遞速率的主要因素答：(1)養(yǎng)料的豐富程度：通過減少菌的生長速率達到限制菌對氧的大量消耗從而提高溶氧水平；(2) 發(fā)酵液的性質：粘度大，溶氧少；(3) 溫度：降低培養(yǎng)溫度,C*提高，可得到較高的溶氧值；(4) 通氣量：提高(通氣的氣速與發(fā)酵液體積之比)通氣量，增加液體中夾持氣體體積

25、的平均成分；(5) 攪拌：增加攪拌可以改善罐內液體的混合和循環(huán)，從而具有抑制氣泡聚合的效果，而且可以避免低于平均氧濃度的死角存在；(6) 通氣氣體成分：摻入純氧，使氧分壓增高，提高溶氧；(7) 罐內壓力：提高罐壓，增加C*。提高罐內壓力的缺點：同時增加二氧化碳的溶解度，影響pH及可能會影響菌的代謝，而且對設備要求高。(8) 擋板：通過擋板的剪切作用，避免低于平均氧濃度的死角存在。6試闡述介質過濾除菌的原理.答：(1)布朗擴散運動直徑小于1m的微粒在很慢的氣流中能產生一種不規(guī)則的直線運動；使較小的微粒凝集為較大的微粒；增加了微粒與纖維的接觸滯留機會；較大的微粒由于重力沉降或被介質所攔截。(2)

26、靜電吸引作用干空氣對非導體物質 (合成纖維)相對運動摩擦時，會產生誘導電荷；空氣中的微生物常常帶有不同的電荷；在介質過濾中，帶電荷微生物可被具有相反電荷的介質所吸引。(3) 慣性碰撞作用：微生物等顆粒隨空氣以一定速度流動，微生物由于慣性作用與纖維碰 撞。（4） 阻截作用：當氣流速度在臨界速度以下，顆粒隨空氣流動，在纖維周邊形成一滯留區(qū)， 顆粒接觸纖維而被滯留。（5）重力沉降作用：大顆?；驓饬魉俣群艿?。第十章發(fā)酵過程的控制一、名詞解釋：在線檢測：指不經取樣直接從發(fā)酵罐上安裝的儀表上得到的參數(shù)，如溫度、pH、攪拌轉速；離線檢測：指取出樣后測定得到的參數(shù)，如殘?zhí)?、菌體濃度?？偺牵褐赴l(fā)酵液中殘留的各種

27、糖的總量。如發(fā)酵中的淀粉、飴糖、單糖等各種糖。氨基氮：指有機氮中的氮（NH2-N），單位是 mg/100ml。發(fā)酵熱：伴隨發(fā)酵的進行而產生的熱量二、問答題：1發(fā)酵過程的代謝參數(shù)有那些 ？答：（1 ）、物理參數(shù)：溫度、攪拌轉速、空氣壓力、空氣流量、表觀粘度等；（2 ）、化學參數(shù)：基質濃度（包括糖、氮、磷）、pH、產物濃度、溶解氧、核酸量、排氣氧（二氧化碳）濃度等；（3）、生物參數(shù)：菌絲形態(tài)、菌濃度、菌體比生長速率、呼吸強度、基質消耗速率、關鍵酶 活力等。2試介紹常用菌濃測定方法 .答：（1）測粘度（2）壓縮體積法（離心）（3） 靜置沉降體積法4）光密度測定法OD60Onm適合于細菌、酵母3溫度對

28、發(fā)酵的影響表現(xiàn)在那幾個方面，試闡述之.答：（1）酶學方面：在一定溫度范圍內，溫度升高，反應速率加大，有利于菌體生長和產物 積累，但菌體的衰退也加快，菌體對氧的消耗相應加快，而溫度升高時，氧的溶解度下降， 所以應綜合考慮。（2）產物方面：溫度能影響菌體分泌的產物種類及酶系。（3）菌體特性方面：同種菌體在生長和產物積累階段所要求的溫度往往有差別，多數(shù)情況 下是最適生長溫度比產物積累的最適溫度要略高些。4在發(fā)酵過程中如何進行 pH值的控制？答：（1 ）、調整培養(yǎng)基組分：適當調整 C/N比，使鹽類與碳源配比平衡，一般情況：C/N高時（真菌培養(yǎng)基），pH降低；C/N低時（一般細菌），經過發(fā)酵后，pH上升

29、。（2）、在發(fā)酵過程中進行控制，根據發(fā)酵液pH值的變化，進行相應控制，如過酸時，可加入NaOH、Na2CO3等堿性物質進行中和或流加尿素、蛋白質、提高通風量等；過堿時加 H2SO4、HCl或流加糖類、乳酸，降低通風量等措施，在生產上，主要的過程控制方法有： 添加CaCO3:當用NH4+鹽作為氮源時，可在培養(yǎng)基中加入CaCO3，用于中和 NH4+被吸收后剩余的酸 氨水流加法：氨水作為一種堿，可以中和發(fā)酵中產生的酸，且NH4+可作為氮源，供給菌體營養(yǎng) 尿素流加法：味精廠多采用此法， 以尿素作為菌體氮源時， 尿素首先被菌體尿酶分解成氨，氨進入發(fā)酵液，使 pH上升，當NH4+被菌體作為氮源消耗并形成有

30、機酸時，發(fā)酵液 pH 下降，這時隨著尿素的補加，氨進入發(fā)酵液，又使發(fā)酵液pH上升及補充氮源，如此循環(huán)，直至發(fā)酵液中碳源耗盡，完成發(fā)酵。5泡沫對發(fā)酵的影響有那幾方面？答：減少發(fā)酵的有效容積，若不加控制，過多的泡沫通過排氣管溢出，造成發(fā)酵液流失； 過多的泡沫可能從罐頂?shù)妮S封滲出罐外，這就增加了染菌的機會； 使部分菌體粘附在罐蓋或罐壁上，而失去作用； 泡沫嚴重時，影響通氣攪拌的正常進行，妨礙代謝氣的排出，對菌體呼吸造成影響，甚至使菌體代謝異常，影響生產率。6試解釋泡沫與菌體的生長代謝有關 . 答：通常，在發(fā)酵初期，由于培養(yǎng)基中的大量的發(fā)泡物質的存在，使得泡沫較多，但這時的 泡沫大，易破碎；隨著菌體的

31、大量的增殖，以及大量的發(fā)泡物質被消耗，發(fā)酵過程中有一段 時間泡沫很少；當菌體進入對數(shù)生長期后，由于菌體呼吸強度的增加，泡沫越來越多；當菌體進入產物 合成期后，發(fā)酵液的泡沫仍然繼續(xù)增加，這主要是由于菌體合成的產物增加了發(fā)酵液的粘度；發(fā)酵后期，由于大量的菌體的死亡以及死亡菌體細胞的菌體自溶，使得發(fā)酵液中的大分子蛋白質濃度增加，泡沫更為嚴重。7試詳細闡述補料的內容.答：補充C源、N源、無機鹽、誘導酶的底物；（1 ）、C源：糖、液化淀粉；（2）、N源：蛋白胨、豆餅粉、氨水、尿素等；（3）、無機鹽：磷酸鹽、微量元素（ Co）等；（4 ）、誘導酶的底物：如纖維素酶（微晶纖維素） 8確定放罐時間應考慮哪幾個

32、因素 ？試解釋之. 答：（1 ）經濟因素即以最低的綜合成本來獲得最大生產能力的時間為最適的發(fā)酵時間。在實際生產中，以發(fā)酵周期縮短、設備利用率提高，即使不是最高產量， 但在去除消耗和費用支出后的綜合成 本最低，為最合理的發(fā)酵時間。（2）產品質量因素放罐時間對下游工程有很大影響：如放罐時間太早，會殘留過多的養(yǎng)分，對提取不利； 如放罐時間太晚，菌體自溶，影響過濾。（3 ）特殊因素在個別發(fā)酵情況下，還要考慮特殊因素。例如，對老品種的發(fā)酵，已經掌握了他們的放 罐時間，在正常情況下，可根據作業(yè)計劃按時放罐。 但在異常情況下，如染菌、代謝異常時， 就應根據不同情況進行適當處理。 為了得到盡量多的產物， 應該

33、及時采取措施， 并適當提高 或者拖后放罐時間。第十一章工業(yè)發(fā)酵與染菌防治1. 染菌對發(fā)酵有什么危害，對提煉有什么危害？ 答：對發(fā)酵的危害（1 ）、造成大量原材料的浪費，在經濟上造成巨大損失。（2 ）、擾亂生產秩序，破壞生產計劃。（3）、遇到連續(xù)染菌，特別在找不到染菌原因往往會影響人們的情緒和生產積極性。（4）、影響產品外觀及內在質量。 對提煉的危害：染菌發(fā)酵液中含有比正常發(fā)酵液更多的水溶性蛋白和其它雜質。（1 ）采用有機溶劑萃取的提煉工藝，則極易發(fā)生乳化，很難使水相和溶劑相分離，影響進 一步提純。(2 )采用直接用離子交換樹脂的提取工藝，如鏈霉素、慶大霉素，染菌后大量雜菌黏附在 離子交換樹脂表

34、面， 或被離子交換樹脂吸附，大大降低離子交換樹脂的交換容量，而且有的雜菌很難用水沖洗干凈，洗脫時與產物一起進入洗脫液，影響進一步提純。2. 有哪些原因會引起染菌？答：(1)、設備滲漏設備滲漏包括夾套穿孔、盤管穿孔、接種管穿孔、閥門滲漏、攪拌軸滲漏、罐蓋漏和其 它設備漏等。(2)、空氣帶菌：因為空氣除菌系統(tǒng)較為復雜，環(huán)節(jié)多，偶遇不慎便會導致空氣除菌失敗。(3 )、種子帶菌種子帶菌又分為種子本身帶菌和種子培養(yǎng)過程中染菌。加強種子管理，嚴格無菌操作， 種子本身帶菌是可以克服的。種子培養(yǎng)過程染菌與發(fā)酵一樣有許多因素造成。(4) 、滅菌不徹底：滅菌技術的好壞與滅菌質量很有關系(5 )、技術管理不善技術管理就是要對發(fā)酵每個環(huán)節(jié)嚴格控制，發(fā)酵中稍有不慎就可能染菌，所以不能有僥 幸心理而放松管理。3. 染菌以后應采取什么措施？答：(1)染菌后的培養(yǎng)基必須滅菌后才可放下水道。滅菌方法：可通蒸汽滅菌，也可加入 過氧乙酸等化學滅菌劑攪拌半小時，才放下水道