華農(nóng)2016《食品發(fā)酵工藝原理》復習題答案

1、名詞解釋：工業(yè)發(fā)酵的含義對工業(yè)微生物 而言，利用微生物在有氧或無氧條件下 的生命活動來獲得微生物菌體或代謝產(chǎn)物的過程。如厭 氧培養(yǎng)的生產(chǎn)過程，酒精，乳酸 等。通氣（有氧）培養(yǎng) 的生產(chǎn)過程，如抗生素、氨基 、酶制劑等。 發(fā)酵可以定義為：通過生物細胞（微生物、動植 物細胞）的生長繁殖和代謝活動，產(chǎn)生和積累人們所需要的產(chǎn)品的生物反應(yīng)過程統(tǒng)稱為發(fā)酵。發(fā)酵工程的含義 給微生物提供適宜的生長條件，利用微生物的某種特定功能，通過現(xiàn)代 化的技術(shù)手 生產(chǎn)出人類所需要的產(chǎn)品的工程。 發(fā)酵機制&#

2、160;發(fā)酵機制 （或微生物發(fā)酵的機理）：特定的微生物通過 O 代謝活動，利用基質(zhì)合成人們所需的產(chǎn)物的內(nèi)在規(guī)律。 巴斯德效應(yīng) 酵母在厭氧的條件下，能分解葡萄糖產(chǎn)生酒精，并且 消耗葡萄糖的速度很快；而在好氧條件下，酵母的發(fā)酵能 力降低，酒精產(chǎn)量大為降低，葡萄糖消耗速度也會減慢， 這種抑制發(fā)酵的現(xiàn)象稱為巴斯德效應(yīng)。 次級代謝與初級代謝 按照產(chǎn)物與微生物生長繁殖的關(guān)系分：初級代謝產(chǎn)物與次級代謝產(chǎn)物 。為微生物提供生物合成的能量、中間體物質(zhì)以及從中間體合成細胞物質(zhì) （蛋白質(zhì)、核酸、有

3、機酸、脂 類、多糖等高分子化合物）這類代謝稱初級代謝。 例如：EMP途徑、三羧酸循環(huán)、氨基酸、ATP等的合成 酒精、乳酸、檸檬酸、氨基酸等 是微生物在一定的生長期里 （通常是生長期的后期或穩(wěn)定生 長期里），合成一些對微生物本身沒有明顯作用的物質(zhì)，或 是在外界環(huán)境脅迫下合成的一類有利于其生存的代謝活 動，稱為次級代謝。 次級代謝產(chǎn)物 次級代謝產(chǎn)物是指由微生物產(chǎn)生的，與微生物生長、繁 殖無關(guān)的一類物質(zhì)。如抗生素、色素、維生素、酶制劑、 甾體、激素等。 自發(fā)突變與誘發(fā)突變

4、 在自然狀況下發(fā)生的突變稱自然突變或自發(fā)突變。微生物在自然條件下發(fā)生自發(fā)突變，頻率為10 -8 10-5。 自然選育 自然選育：生產(chǎn)中根據(jù)菌種自 突變的特點進行菌種篩選 的過程 （定期傳代復壯，無人工誘變），通過分離、篩 選，排除劣質(zhì)性狀的菌株，選擇維持具有原來生產(chǎn)水平 或具有更優(yōu)良性能的高產(chǎn)菌株。通過自然選育可以達到 純化與復壯菌種、防止菌種 化的目的。 誘變育種 用各種物理、化學的因素人工誘 微生物突變，提高突變頻率，從變 異的細胞

5、中篩選出具有所需生產(chǎn)性狀的菌株，稱為誘變育種。 營養(yǎng)缺陷型 營養(yǎng)缺陷型菌株指某一菌株喪失了合成某種營養(yǎng)物質(zhì)的能力，是微 生物經(jīng)誘變劑處理后產(chǎn)生的一種生化突變體。由于基因突變， 它失去了合成某種物質(zhì) （氨基酸、維生素或核苷酸堿基 的能 力，在基本培養(yǎng)基上不能生長，在培養(yǎng)基中若不外加這種營養(yǎng) 成分就不能正常生長的變異菌株。 在營養(yǎng)缺陷型突變株中，生物合成途徑中的某一步發(fā)生了酶的缺陷， 合成反應(yīng)不能完成，某段產(chǎn)物不能累積，因此末端產(chǎn)物的反饋調(diào) 節(jié)被解除。 缺陷型表 為“X

6、 ” 發(fā)酵培養(yǎng)基 人工配制的適合于不同微生物生長繁殖或積累代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。 C/N 比 生長因子 凡是微生物生長不可缺少的微量的有機物質(zhì)，如氨基酸、 嘌呤、嘧啶、維生素等均稱生長因子。 產(chǎn)物促進劑 是指那些非細胞生長所必須的營養(yǎng)物，又非前體，但加入 含 義 后卻能提高產(chǎn)量的添加劑。 消毒與滅菌 消毒(disinfection)：用物理或化學方法殺死物料、容器器具 內(nèi)外病原微生物，而對被消毒的物體基本無害的措施。 一般只能殺

7、死營養(yǎng)細胞，例如巴氏消毒法（60，30min）。 滅菌(sterilization) ：用物理或化學方法殺死或除去物料、 空氣容器等環(huán)境中所有微生物，包括營養(yǎng)細胞、細菌芽 孢和孢子。 關(guān)系：消毒不一定達到滅菌的要求，而滅菌可以達到消毒的目的。 過濾介質(zhì)除菌 采用適當?shù)倪^濾介質(zhì)對熱敏性的液體或氣體進行過 濾，去除微生物的方法。 致死溫度 實消 分批滅菌也叫間歇滅菌或?qū)嵐逌缇?、實消。培養(yǎng)基的間歇 滅菌就是將配制好的培養(yǎng)基放在發(fā)酵罐或其他裝置中，通入蒸汽將 培養(yǎng)基和所用設(shè)

8、備一起進行加熱滅菌的過程，也稱為實罐滅菌，或 實消。 空消 發(fā)酵附屬設(shè)備滅菌 ，又稱空消種 子的擴大培養(yǎng) 種子擴大培養(yǎng)是指將保存在砂土管、冷凍干燥管 中處休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng) 過扁瓶或搖瓶及種子罐逐級擴大培養(yǎng)，最終獲得一定 數(shù)量和質(zhì)量的純種過程，這些純種培養(yǎng)物稱為種子。 種子擴培的目的： 1、接種量的需要 2、菌種的活化、馴化 3、縮短發(fā)酵時間、保證生產(chǎn)水平 種子制備的過程大致可分為： 1、實驗室種子制備階段 2、

9、 生產(chǎn)車間種子制備階段 接種量 * 是指移 的種子液體積與接種后培養(yǎng)液總體積的 比例。取決于生產(chǎn)菌種在 酵罐中生長繁殖的速 率和產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝要求，通過實驗確定。 種齡 是指種子罐中培養(yǎng)的菌體開始移 下一級種子罐或 酵罐時的培養(yǎng)時間。 菌體比生長速率 菌體比生長速率 （specific growth rate)，是單 位質(zhì)量菌體在單位時間內(nèi)的增量g/(g ·h),即菌體 的生長速率除以菌

10、體的濃度，單位為h-1 基質(zhì)比消耗速率 單位質(zhì)量菌體在單位時間內(nèi)消耗基質(zhì)的量稱為基質(zhì)的消耗 比速率，它表示細胞對營養(yǎng)物質(zhì)利用的速率或效率。 產(chǎn)物比生產(chǎn)速率 每克菌體在單位時間（1h）內(nèi)培養(yǎng)液中產(chǎn)物濃度的變化 量，它表示微生物細胞合成產(chǎn)物的速度或效率 產(chǎn)物 與生長偶聯(lián)型 生長偶聯(lián)產(chǎn)物生成 菌體生長、碳源利 用和產(chǎn)物形成幾乎在相同時間出現(xiàn)高峰。產(chǎn)物形 成直接與碳源利用有關(guān) 產(chǎn)物與生長非偶聯(lián)型 生長與產(chǎn)物生成部分偶聯(lián)在生長開始后 并無產(chǎn)物生成，在生長繼

11、續(xù)進行到某一階段才有 產(chǎn)物生成。產(chǎn)物形成間接與碳源利用有關(guān)。 部分偶聯(lián)型 非生長偶聯(lián)產(chǎn)物生成在生長停止后才有 產(chǎn)物生成。產(chǎn)物形成與碳源利用無準量關(guān)系。 分批發(fā)酵 分批 （發(fā)酵）培養(yǎng)（batch culture）：指在一個密閉系統(tǒng)內(nèi) 一次性投入有限數(shù)量營養(yǎng)物，接入微生物進行培養(yǎng)只完成一個 生長周期的方法。Fin=Fout=0 （無培養(yǎng)基進出） 如在好氧發(fā)酵過程中，需要不斷通入無菌空氣并加入酸堿以 調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值，除此以外，與外界沒有其它的物料交換。 連續(xù)

12、發(fā)酵 指在一開放系統(tǒng)中，以一定的速度向發(fā)酵罐內(nèi)連 續(xù)供給新鮮培養(yǎng)基，同時以相同速度將含有微生物 和產(chǎn)物的培養(yǎng)液從發(fā)酵罐內(nèi)放出，從而使發(fā)酵罐內(nèi) 液體量維持恒定，使培養(yǎng)物在近似恒定狀態(tài)下生長 和進行代謝活動的方法。 F in=Fout 0 補料分批發(fā)酵 指在分批發(fā)酵中間歇地或連續(xù)地補 （流 ）新鮮培 養(yǎng)基的方法。Fin 0 （Fout 0 ，F(xiàn)out 0 ）  發(fā)酵熱發(fā)酵熱就是發(fā)酵過程中所產(chǎn)

13、生的凈熱量生物熱在發(fā)酵過程中，菌體不斷利用培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)，將 其分解氧化產(chǎn)生能量，一部分用于合成高能化合物（如 ATP）提供細胞代謝產(chǎn)物合成需的能量，另一部分以熱 的形式散發(fā)，這散發(fā)出來的熱就叫生物熱。 溶解氧呼吸強度QQ2 mmol O2/g.h，也稱氧的比消耗速率氧的消耗速率也稱微生物攝氧率r mmol O2/g.h 。 (其中，X=X0*eut ，X每ml發(fā)酵培養(yǎng)液中的菌體質(zhì)量濃度 g/L) 臨界氧濃度臨界氧濃度CCr：各種微生物對發(fā)酵液中溶氧濃 度的最低要求。對產(chǎn)物而言，便是不影響產(chǎn)物 合成所允許的最低濃度。 K

14、L a以濃度差為推動力溶解氧的傳質(zhì)總系數(shù)染菌時間污染時間是指 無菌檢測方法確定的污 染時間，不是雜菌竄入培養(yǎng) 的時間。 染菌率總?cè)揪剩褐敢荒陜?nèi)發(fā)酵染菌的批次與總 投料批次數(shù)之比的 分率：發(fā)酵染菌批 （次）數(shù)/總投料批 （次）數(shù) *100%   簡答題或問答題： 1、簡述自然發(fā)酵產(chǎn) 特點及其例子 2、常見的厭氧和耗氧發(fā)酵產(chǎn)物種類厭氧發(fā)酵：酒精、乳酸、丙酮與丁醇等 好氧發(fā)酵：檸檬酸、谷氨酸、抗生素等 3、酵母的酒精發(fā)酵

15、機制是什么？巴斯德效應(yīng)及其機理是什么？ 在酵母體內(nèi)，葡萄糖經(jīng)酵解途徑 生成丙酮酸，在無氧條件 下，由丙酮酸脫羧酶催化，丙酮酸脫羧生成乙醛。生成的乙醛作為受氫體，被 NADH+H 還原為乙醇 巴斯德效應(yīng)及其機理：酵母在厭氧的條件下，能分解葡萄糖產(chǎn)生酒精，并且 消耗葡萄糖的速度很快；而在好氧條件下，酵母的發(fā)酵能 力降低，酒精產(chǎn)量大為降低，葡萄糖消耗速度也會減慢， 這種抑制發(fā)酵的現(xiàn)象稱為巴斯德效應(yīng)。 其機理是因為糖酵解過程(EMP ）的受末端產(chǎn)物ATP 的反饋控制，即 有

16、氧時，由于酵解產(chǎn)生的 和丙酮酸進入線粒體而產(chǎn)生大量 ATP ， 控制酵解途徑關(guān)鍵酶 磷酸果糖激酶的活性，葡萄糖進入 途徑 減少，葡萄糖消耗速率降低。 4、簡述亞硫酸鹽和堿法甘油發(fā)酵機制 在發(fā)酵液中加入 3 ，乙醛與其起加成反應(yīng)，生成難容的結(jié) 晶狀亞硫酸鈉加成物，使乙醛不能作為受氫體。 5、了解常見發(fā)酵產(chǎn) 的工業(yè)微生物菌種類型，如高溫淀粉酶采用地衣芽孢桿菌，谷氨酸采用棒桿菌或黃色短桿菌 糖化酶采用黑曲霉菌株，許多抗生素采用放線菌來生產(chǎn)等等 

17、;6、簡述檸檬酸的發(fā)酵機制 1、黑曲霉等微生物具有組成型的丙酮酸羧化酶源源不斷 提供草酰乙酸。 2、丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA 和丙酮酸固定CO 2反應(yīng) 平衡，及檸檬酸合成酶不被調(diào)節(jié)抑制，增強了合成檸檬 酸的能力。 3、在控制 Fe+ 含量的情況下，順烏頭酸酶活性低,從而使檸檬酸積累。 4、由于錳的缺乏，抑制了蛋白質(zhì)的合成，而導致細胞內(nèi)的 NH4+ 濃度升高，促進了 途徑的暢通。 5、檸檬酸積累增加, 降低，在低 條件下，順

18、烏頭酸水合酶和異檸檬酸脫氫酶失活，從而進一步促進了檸檬酸自 身的積累。 7、簡述谷氨酸發(fā)酵過程中改變細胞膜通透性的措施及意義 代謝產(chǎn)物的細胞滲透性是氨基酸發(fā)酵的重要因素。 細胞膜的滲透性好，有利于代謝產(chǎn)物分泌出來，避免了 端產(chǎn)物的反饋調(diào)節(jié)，有利于提高發(fā)酵產(chǎn)量。影響谷氨酸產(chǎn)生菌細胞膜通透性的物質(zhì)：（1）生物素、油酸、表面活性劑。其作用是引起細胞膜的脂肪 成分的改變，尤其是改變油 酸的含量，從而改變細胞膜 通透性（2） 青霉素：抑制細胞壁的合成，由于細胞膜失去細胞壁的保 護，細胞膜受到物理損傷，從而

19、使?jié)B透性增強。 8、簡述工 業(yè)發(fā)酵對菌種的要求 1、發(fā)酵工業(yè)對優(yōu)良微生物菌種的要求 1） 并能高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)所需的代謝產(chǎn)物；2）  2）能在 價原料制成的培養(yǎng)基上迅速生長；3）  3）副產(chǎn)物盡量少，便于提純，以保證產(chǎn)品純度。4）  4）菌種不易變異退化，以保證發(fā)酵生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。5）  5）生產(chǎn)菌株安全，不是病源菌、不產(chǎn)毒素、對環(huán)境無害；用作食品添 加劑的發(fā)酵產(chǎn)品以及進行食品發(fā)酵，其生產(chǎn)所用菌種必須符合 食品衛(wèi)生要求。 9、什么叫自然選育？自然選育在 藝生產(chǎn)中的

20、意義？ 根據(jù)自然變異從自然界或生產(chǎn)中選擇符合生產(chǎn)要求的菌種?；貜屯蛔儯焊弋a(chǎn)菌株在傳代的過程中，由于自然突變導致 高產(chǎn)性狀的丟失，生產(chǎn)性能下降，這種情況我們稱為回復 突變。 自然選育雖然突變率很低，但卻是工廠保證穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的 重要措施。 10、什么是誘變育種？常用的誘變劑有哪些？ 用各種物理、化學的因素人工誘 微生物突變，提高突變頻率，從變 異的細胞中篩選出具有所需生產(chǎn)性狀的菌株，稱為誘變育種。 物理誘變劑：紫外線、X 射線、 y射線， 快中子； 物理因素中目

21、前使用得最方便而且十分有效的是紫外線。許多高產(chǎn)菌 株的選育都用過紫外線，對于一般實驗室、中小型工廠都適用，也很 安全。其他的幾種射線都是電離性質(zhì)的，有一定的穿透力，一般都由 專業(yè)人員在專門的設(shè)備中使用，否則有一定危險性。 化學誘變劑：如堿基類似物、5 氟尿嘧啶、烷化劑等，使用最 多、最有效的是烷化劑。 優(yōu)缺點：1、大多數(shù)情況下，要比電離輻射更有效。2、化學誘變劑經(jīng)濟、簡單。3、大部分誘變劑是致癌劑，必須非常謹慎，要避免化學 誘變劑與皮膚接觸，且切勿吸入其蒸氣，有人對某些誘變劑極其敏感。 11、簡述誘變育種

22、的基本流程 （1）出發(fā)菌株的選擇 * 誘變目的是提高代謝產(chǎn)物或中間產(chǎn)物的產(chǎn)量、質(zhì)量，或改變原有代謝 途徑，產(chǎn)生新的代謝產(chǎn)物（代謝控制育種）等，因此出發(fā)菌株的選擇 直接關(guān)系到誘變效果。 出發(fā)菌株應(yīng)具備一定的生產(chǎn)能力或某種優(yōu)良特性的菌株，其遺以 下傳性狀應(yīng)該是純的，較高產(chǎn)，遺傳性狀穩(wěn)定，對誘變劑敏感。 以下幾類菌株常用作出發(fā)菌株： * 自然界新分離的野生型菌株，對誘變處理較敏感，容易發(fā)生正突變； * 經(jīng)歷生產(chǎn)條件考驗的菌株，有一定的生產(chǎn)性狀，對生產(chǎn)環(huán)境有較好的 適應(yīng)性；

23、 * 經(jīng)歷多次誘變處理的菌株 （2）單細胞或單孢子懸浮液的制備 * 取處于對數(shù)生長期的菌體，且盡可能處于同步生長狀態(tài)的微生物細 胞，芽孢細菌采用芽孢制備懸液，放線菌和霉菌采用其孢子。 要盡量選擇單倍體細胞、單核或核少的多細胞體來作出 誘變 細胞。 目的：分散的每個細胞與誘變劑機會均等充分接觸； 菌懸液用生理鹽水或緩沖液稀釋：真菌孢子和酵母細胞懸浮液 的濃度為106 1010CFU /ml ；放線菌或細菌108CFU /ml 。

24、 （3）誘變劑的選擇：單一誘變劑 兩種以上的誘變劑 （4）誘變劑處理： * 預(yù)先做誘變劑用量對菌體死亡數(shù)量的致死曲線，選擇合 適的處理劑量。一般以致死率70%-80%為最佳誘變劑量。 不同誘變劑的劑量有不同的表 方法，紫外線和 X射 線以強度表示 。 12、制備不同種類微生物原生質(zhì)體的方法 細菌和放線菌制備原生質(zhì)體主要采用溶菌酶：制備酵母菌原生質(zhì)體，一般采用蝸牛消化酶：制備絲狀真菌原生質(zhì)體時可用蝸牛消化酶、纖維素酶，對絲狀真菌一般采用兩種或三種酶進行處理才能收到好的

25、效果。13、工 業(yè)發(fā)酵中菌種的退化原因及防止措施有哪些？ * 菌種衰退：指選育出的優(yōu)良菌種，在傳代和保藏的過程中群體中 某些生理特征和形態(tài)特征逐漸減 或完全喪失的現(xiàn)象。 定期使菌種復壯是防止菌種衰 最有效的方法。菌種的復壯是指使衰退的菌種恢復原來優(yōu)良性狀。 狹義的復壯是指在菌種已發(fā)生衰退的情況下，通過純種分離和生產(chǎn)性能測定等方法，從衰退的群體中找出未衰退的個體，以達到恢復該菌原有典型性狀的措施； 廣義的復壯是指在菌種的生產(chǎn)性能未衰退前就有意識的經(jīng)常、進行純種的分離和生產(chǎn)性能測定工作，以期菌種的生產(chǎn)性能逐步

26、提高。 （另一種答案：造成菌種退化的原因主要是保藏方法不妥、保藏操作不當、傳代不當、培養(yǎng)基不適、回復突變等； 從菌種選育方法上考慮：1)進行充分的后培養(yǎng)及分離純化 2)增加突變位點，減少基因回復突變的幾率 從菌種保藏方式上考慮：1)盡量減少傳代次數(shù) 2)選擇適宜的保藏培養(yǎng)基 從菌種培養(yǎng)適宜條件上考慮：1)結(jié)構(gòu)類似物抗性菌株在保藏培養(yǎng)基中應(yīng)添加相應(yīng)藥物及時淘汰回復突變細胞。 2)基因工程菌添加抗生素于培養(yǎng)基中防止質(zhì)粒的丟失 從菌種管理的措施上考慮（復壯）：1）定期對保藏菌種分離純化，淘汰已退化細胞； 2）定

27、期對發(fā)酵液進行分離篩選） 14、常見菌種保藏方法的條件和原理是什么？菌種保藏方法的各自優(yōu)缺點 原理：人工創(chuàng)造條件（如低溫、干燥、缺氧和缺乏營養(yǎng)物 質(zhì)），使菌種的代謝活動降低低，或處于不活動狀態(tài)即 休眠，以減少變異。 生產(chǎn)菌種常用的保藏方法 : 斜面低溫保藏法、石蠟油封保 藏法、砂土保藏法、冷凍干燥法、液氮超低溫凍結(jié)法 15、 業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的基本要求？發(fā)酵培養(yǎng)基的組成成分有哪些？ (1)發(fā)酵培養(yǎng)基的基本要求 (2)不同的培養(yǎng)基有不同的營養(yǎng)需求。 (3)必須提 

28、;合成微生物細胞和發(fā)酵產(chǎn)物的基本成分。 (4)有利于提高產(chǎn)物的合成速度，縮短發(fā)酵周期。 (5)盡量減少副產(chǎn)物的形成，便于產(chǎn)物的分離純化。 (6)原料價格低廉，質(zhì)量穩(wěn)定，取材容易。 發(fā)酵培養(yǎng)基的一般含有： 碳源、氮源、無機鹽及微量元素、生長因子和水等菌體生長所必需的元素； 以及合成產(chǎn)物所需的前體和促進劑 16、常用的碳源有哪些？常用的糖類有哪些，各自有何特點？ 碳源種類：糖類、油脂、有機酸、正烷烴。 葡萄糖：所有微生物都能利用葡萄糖，但注意葡萄糖效應(yīng)（又稱葡萄糖阻遏或分解代謝產(chǎn)生阻遏作用。葡萄糖或某些容易利

29、用的碳源，其分解代謝產(chǎn)物阻遏某些誘導酶體系編碼的基因轉(zhuǎn)錄的現(xiàn)象。如大腸埃希氏菌培養(yǎng)在含葡萄糖和乳糖的培養(yǎng)基上，在葡萄糖沒有被利用完之前，乳糖操縱子就一直被阻遏，乳糖不能被利用，這是因為葡萄糖的分解物引起細胞內(nèi) 含量降低，啟動子釋放 - 蛋白， 聚合酶不能與乳糖的啟動基因結(jié)合，以至轉(zhuǎn)錄不能發(fā)生，直到葡萄糖被利用完后，乳糖操縱子才進行轉(zhuǎn)錄，形成利用乳糖的酶，這種現(xiàn)象稱葡萄糖效應(yīng)。附簡單解釋：只在乳糖與葡萄糖共存的情況下，細菌會優(yōu)先使用葡萄糖作為代謝原料，而只有當葡萄糖濃度低的情況下，乳糖才被作為能量來源的現(xiàn)象，原因是高葡萄糖濃度下 濃度低，無法合成

30、 - 來刺激乳糖操縱子的啟動。） 糖 蜜 ：是制糖工業(yè)的副產(chǎn)物，主要含蔗糖，總糖可達50%75%。 除含糖外，還有很多雜質(zhì)，使用前要進行預(yù)處理。 淀 粉： 微生物必須有能分泌水解淀粉、糊精的酶類。 來源廣泛、價格底、可以解除葡萄糖效應(yīng)。 難利用、發(fā)酵液比較稠，需加入淀粉酶適度水解。 糖的種類對微生物代謝產(chǎn)物的合成具有很大影響 。 17、簡述雙酶法制備淀粉糖的基本步驟及其優(yōu)缺點 反應(yīng)原理： a-淀粉酶淀粉葡萄糖苷酶淀粉 ->

31、0;糊精、低聚糖- > 葡萄糖 液化糖化優(yōu)點： 作用條件溫和，對設(shè)備要求低； 副反應(yīng)少，產(chǎn)品純度高（酶的作用專一性）， 原料利用率高；  對原料要求較低，淀粉乳濃度高缺點： 所需設(shè)備較多 反應(yīng)時間較長 （2-3天），夏天容易變質(zhì) 18、常用的無機氮源和有機氮源有哪些？有機氮源在發(fā)酵培養(yǎng)基中的作用？ 無機氮源： 種 類 氨鹽、硝酸鹽和氨水等。 特 點： 微生物對它們的吸收快，所以也稱謂速效氮源。

32、0;有機氮源 ：又稱遲效氮源 來 源 花生餅粉、黃豆餅粉、棉子餅粉、玉米漿、玉米蛋白粉。 成 分：提供氮源外，有些還提供大量的無機鹽及生長因子。 可溶性蛋白、生長因子 生物素）、苯乙酸、乳酸、硫、 例 如 磷、微量元素等。 19、什么是生理性酸性物質(zhì)？什么是生理性堿性物質(zhì)？舉例 百度粘來的答案：無機氮源被菌體作為氮源利用后，培養(yǎng)液中就留下了酸性或堿性物質(zhì)，這種經(jīng)微生物生理作用（代謝）后能形成酸性物質(zhì)的無機氮源叫生理酸性物質(zhì)，如硫酸胺，若菌體代謝后能產(chǎn)生堿性物質(zhì)的則此

33、種無機氮源稱為生理堿性物質(zhì)，如硝酸鈉。正確使用生理酸堿性物質(zhì)，對穩(wěn)定和調(diào)節(jié)發(fā)酵過程的 有積極作用。 20、什么是前體？前體添加的方式？ 是指某些化合物加入到發(fā)酵培養(yǎng)基后，能夠被微生物直接 用于產(chǎn)物的合成，而其自身的化學結(jié)構(gòu)沒有明顯的變化， 但產(chǎn)物的產(chǎn)量卻大幅度提高，這類化合物稱為前體。如苯乙酸作為青霉素前體使用；氯化物作為金霉素的前體等。 前體使用時一般都采用流加的方法添加。 21、常用產(chǎn)物促進劑的種類 常用促進劑：各種表面活性劑 （吐溫、 、植酸等）、大豆 油提煉物、甲醇等 

34、;22、發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌的基本要求是什么？ 培養(yǎng)基滅菌的要求：（1） 達到要求的無菌程度（2） 盡量減少營養(yǎng)成分的破壞。在滅菌過程中，培養(yǎng)基組分的破 壞，是由兩個基本類型的反應(yīng)引起的：  培養(yǎng)基中不同營養(yǎng)成分間的相互作用；  對熱不穩(wěn)定的組分如氨基酸和維生素等的分解 23、為什么發(fā)酵培養(yǎng)基采用高溫短時滅菌效果的更佳，依據(jù)是什么？ 從微生物死亡動力學方程可以看出，隨著溫度的升高，微生物死亡速率加快，而比營養(yǎng)物質(zhì)分解速度快得多，因此高溫短時滅菌可達到相同的滅菌效果，而營養(yǎng)物質(zhì)破壞大大減少。 

35、隨溫度的升高，滅菌反應(yīng)速度常數(shù)增加的倍數(shù)大于營養(yǎng)成分 破壞反應(yīng)速度常數(shù)增加的倍數(shù)。因此，采用高溫快速滅菌方法， 即可達到殺死培養(yǎng)基中的全部微 生物的目的，又可減少營養(yǎng)成分 的破壞。 24、簡述影響培養(yǎng)基滅菌效果的因素 1、滅菌時間 2、溫度 3、培養(yǎng)基PH 值： 培養(yǎng)基中氫離子濃度 接影響滅菌的效果。培養(yǎng)基的 PH值越低，所需殺 滅微生物的溫度越低。 6.0-8.0時最難滅菌。 培養(yǎng)基成分： 油脂、糖類及一定濃度的蛋白質(zhì)可增加微生物耐熱

36、性； 大腸桿菌 . 在水中加熱60-65死亡；在10%糖溶液中，需要 70加熱46 ，在30%糖溶液中，需要加熱30 。 另一些物質(zhì)，如高濃度的鹽類、色素等的存在等可削弱其耐熱性 4、泡沫： 對滅菌極為不利，泡沫中的空氣形成隔熱層，使傳熱困難，熱難穿 透。在易產(chǎn)生泡沫的培養(yǎng)基中加入消泡劑。 5、培養(yǎng)基中微生物數(shù)量 ：微生物數(shù)量越多，達到要求滅菌效果所需時間也越長。 6、培養(yǎng)基的物理狀態(tài) 固體培養(yǎng)基比液體培養(yǎng)基滅菌時間長；顆粒越大，滅 菌時蒸汽穿透

37、所需時間越長，滅菌難，對于小于1mm 的顆 培養(yǎng)基，不必考慮顆 對滅菌的影響，但含有少量大顆 和粗纖維的培養(yǎng)基的滅菌，則要適當提高溫度，在不影響培養(yǎng)基質(zhì)量的條件下，采用粗過濾的方法預(yù)先處理，以 防止培養(yǎng)基結(jié)塊而造成滅菌不徹底。 7、 其他：微生物細胞的含水量、菌齡等會影響培養(yǎng)基的滅菌 效果。 25、培養(yǎng)基滅菌過程對營養(yǎng)成份和濃度有何影響？對發(fā)酵過程有何影響？ 26、什么是分批滅菌？什么是連續(xù)滅菌？分批滅菌和連續(xù)滅菌的優(yōu)缺點 分批滅菌也叫間歇滅菌或?qū)嵐逌缇?、實消。培養(yǎng)基的間歇 

38、滅菌就是將配制好的培養(yǎng)基放在發(fā)酵罐或其他裝置中，通入蒸汽將 培養(yǎng)基和所用設(shè)備一起進行加熱滅菌的過程，也稱為實罐滅菌，或 實消。 培養(yǎng)基的連續(xù)滅菌就是將配制好的培養(yǎng)基在向發(fā)酵罐等培養(yǎng)裝置 輸送的同時進行加熱、保溫和冷卻而進行滅菌。 27、無菌空氣的標準？無菌空氣的制備方法及特點？ 發(fā)酵對空氣無菌程度的要求 一般按染菌機率為10-3來計 算，即1000次發(fā)酵周期所用的無菌空氣只允許通過12 個雜菌。 無菌空氣的制備方法及特點：加熱滅菌 （220 ，20秒） 滅菌徹底，能

39、耗大，成本高 靜電除菌 除菌效果差，僅用于初除菌 輻射滅菌 254-265 效果最佳，僅限表面滅菌 介質(zhì)過濾除菌 主流的除菌方式 28、空氣過濾除菌的介質(zhì)主要材料 1 絕對（表面）過濾。定義：濾空在表面；依靠直接攔截捕獲顆粒。 特點：易于控制過濾后的空氣質(zhì)量，節(jié)約 能量和時間，但孔隙小于0.5 ，材料較貴， 容量有限。 2 深層介質(zhì)過濾 。（1）、污染物被介質(zhì)內(nèi)部 結(jié)構(gòu)捕獲的一種過濾 介質(zhì)，濾孔貫穿于整&#

40、160;個介質(zhì)厚度。 （2）、調(diào)整流道可以獲 高容污能力。 是以棉花、玻璃纖維、尼龍等纖維或活性炭作為介質(zhì)填充成 一定厚度的過濾層，或?qū)⒊毑ＡЮw維、聚乙烯醇、聚四 氟乙烯、金屬燒結(jié)材料制成過濾層，其介質(zhì)的空隙大于被 濾除的塵?；蛭⑸?。 空氣流通過這種介質(zhì)過濾層時，借助慣性碰撞、攔截滯 流、靜電吸附、擴散等作用，將其塵埃和微生物截留在介 質(zhì)層內(nèi)，達到過濾除菌目的。 特點：設(shè)備及操作費用低廉，適用于大量空氣的處理。 空氣過濾設(shè)備：（1） 以纖維狀物或顆粒狀物為介質(zhì) 

41、所構(gòu)成的過濾器 纖維狀或顆粒介質(zhì)過濾器 過濾層厚度大，體積大， 壓力降大，操作麻煩，裝填介質(zhì)費時費力。 （2） 以微孔濾紙、濾板、濾棒構(gòu)成 的過濾器。過濾紙類過濾器 除菌效率相當高，對0.3 以上顆 粒的過濾效率達99.99%以上，阻力小，壓力降小，但 強度不大，尤其是受潮后強度更差。 29、什么是種子的擴大培養(yǎng)？種子擴大培養(yǎng)的目的與要求？種子擴大培養(yǎng)的一般步驟？ 種子擴大培養(yǎng)是指將保存在砂土管、冷凍干燥管 中處休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng) 

42、過扁瓶或搖瓶及種子罐逐級擴大培養(yǎng)，最終獲得一定 數(shù)量和質(zhì)量的純種過程，這些純種培養(yǎng)物稱為種子。 30、霉菌、放線菌實驗室種子制備的形式 孢子做為霉菌實驗室制備的種子有何優(yōu)點？ 工藝流程短，容易控制，減少染菌 機會，節(jié)約人力、物力 31、什么是發(fā)酵級數(shù)？影響發(fā)酵級數(shù)的因素有哪些？ 種子罐級數(shù)：是指制備種子需逐級擴大培 養(yǎng)的次數(shù)，取決于： 菌種生長特性、孢子 芽及菌體繁殖速度； 所采用 酵罐的容積 32、簡述發(fā)酵種子質(zhì)量的影響因素及控制方法 1、培養(yǎng)基：

43、60;* 培養(yǎng)基是直接影響種子培養(yǎng)質(zhì)量，培養(yǎng)基各成分的關(guān)系恰 當，才能最大程度 揮菌種的特性，提高產(chǎn)量。* 生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)種子質(zhì)量不穩(wěn)定的現(xiàn)象，其主要原因 是原材料質(zhì)量波動。*措施： 1）營養(yǎng)成分要適當豐富和完全，氮源和維生素含量要 高，糖分少些 （培養(yǎng)生產(chǎn)菌體）； 2）孢子培養(yǎng)基要用比較單一的氮源； 營養(yǎng)成分適合種子培養(yǎng)的需要選擇有利于孢子 芽和 菌體生長的培養(yǎng)基； 3）培養(yǎng)基所用原料要經(jīng)過發(fā)酵試驗合格才可使用； 嚴格控制滅菌后培養(yǎng)基的質(zhì)量；

44、0;種子罐營養(yǎng)成分要盡可能與發(fā)酵培養(yǎng)基相近。 2、接種種齡與接種量 * 通常種齡是以處于生命力極旺盛的對數(shù)生長期， 菌體量還未達到最大值時的培養(yǎng)時間較為合適。 種齡長，菌種趨于老化，生產(chǎn)能力下降，菌體自 溶；種齡太短，造成發(fā)酵前期生長緩慢。 * 接種量大小直接影響發(fā)酵周期：接種量大縮短延 滯期和發(fā)酵周期、節(jié)約發(fā)酵培養(yǎng)動力消耗；過多會移 代謝廢物，影響發(fā)酵。 3、培養(yǎng)條件： 1)培養(yǎng)溫度：溫度過低，菌種生長發(fā)育緩慢 溫度過高會使菌絲過早自溶 2)培養(yǎng)濕度：濕

45、度低，孢子生長快； 濕度大，孢子生長慢 。3）PH： 選擇最適種子培養(yǎng)PH的原則是獲得最大 比生長速率和適當?shù)木?  培養(yǎng)基保持適當PH ：酸堿、生理緩沖劑 培養(yǎng)最后一級種子的培養(yǎng)基的應(yīng)接近 于發(fā)酵培養(yǎng)基的 ，以便種子能盡快適 應(yīng)新的環(huán)境 。 5、培養(yǎng)時間和冷藏時間 （1）培養(yǎng)時間：一般來說，衰老的孢子不如年輕的孢子，因為衰老的孢子已在逐步進 芽階段， 核物質(zhì)趨于分化狀態(tài)。過于衰老的孢子會導致生產(chǎn)能力的下降。 * 措施：孢子

46、培養(yǎng)的時間應(yīng)該控制在孢子量多、孢 子成熟、 酵產(chǎn)量正常的（2）冷藏時間 * 孢子成熟程度與孢子斜面冷藏質(zhì)量的有關(guān)。成熟的孢子耐冷藏。如土霉素生產(chǎn)菌種孢子斜面培養(yǎng)4天， 孢子尚未成熟， 現(xiàn)冷藏78天菌體細胞開始自溶。而培 養(yǎng)5天成熟后冷藏，20天未 現(xiàn)自溶。 * 冷藏時間宜短不宜長。例如在鏈霉素生產(chǎn)中，斜 面孢子在6冷藏兩個月后的發(fā)酵單位比冷藏一個 月降低18%，冷藏3個月后降低35%。 階段終止培養(yǎng)。  6、通風和攪拌 在種子罐中足夠的

47、通氣量可以提高種子質(zhì)量。 例如，青霉素的生產(chǎn)菌種在制備過程中將通氣 充足和不足兩種情況下得到的種子分別接 酵罐內(nèi)，它們的發(fā)酵單位可相差1倍。 通氣量的多少與菌種、培養(yǎng)基性質(zhì)和培養(yǎng)階段 有關(guān)。  7、染菌的控制    33、什么是菌體的生長比速？產(chǎn)物的形成比速？基質(zhì)的消耗比速？產(chǎn)物和細胞得率？ 1)菌體比生長速率 （specific growth rate)，是單 位質(zhì)量菌體在單位時間內(nèi)的增量g/(g ·h),即菌體&

48、#160;的生長速率除以菌體的濃度，單位為?；騒表示菌體干重，菌體濃度為Cx 反應(yīng)細胞生長繁殖的快慢：受菌種種類和生長環(huán)境的影響。2)基質(zhì)的消耗比速Q(mào)s： 單位質(zhì)量菌體在單位時間內(nèi)消耗基質(zhì)的量稱為基質(zhì)的消耗 比速率，它表示細胞對營養(yǎng)物質(zhì)利用的速率或效率?；?#160;（）3)產(chǎn)物比生產(chǎn)速率(Qp ，g(或mo1) g菌體h)：系指每克菌體在單位時間（1h）內(nèi)培養(yǎng)液中產(chǎn)物濃度的變化 量，它表示微生物細胞合成產(chǎn)物的速度或效率 4)產(chǎn)物的形成比速率Qp ： （）5)產(chǎn)物得率系數(shù)：產(chǎn)物生成量相對于基質(zhì)消耗量的收得

49、率。用YP/S表示。YP/S相對于基質(zhì)消耗的實際產(chǎn)物得率（mol/mol 或g/g)  P 產(chǎn)物生成量（mol或g）。6)細胞得率系數(shù)：菌體的生長量相對于基質(zhì)消耗量的 收得率，用來描述微生物生長與基質(zhì)消耗的關(guān)系。 用YX/S表示。YX/S相對于基質(zhì)消耗的實際生長得率（g/mol 或g/g) X干細胞的生長量（g） S 基質(zhì)的消耗量（mol或g） 34、什么是Monod 方程其使用條件如何？各參數(shù)的意義與求解？ 當某種基質(zhì)濃度下 降到一定程度，為 

50、限制性基質(zhì)時，比 生長速率下降，對 數(shù)期結(jié)束。這時比 生長速率與基質(zhì)濃 度有關(guān)。 1)Monod 方程 （培養(yǎng)過程中僅有單一限制性基質(zhì)）：菌體的生長比速 S：某種限制性基質(zhì)濃度 Ks：半飽和常數(shù)，為1/2 m時的限制性基質(zhì)濃度；max : 最大比生長速度 *上式中，如果所有的營養(yǎng)物質(zhì)過量，均能滿足S遠遠大于Ks的條件，則 u=um為常數(shù)，細胞處于 對數(shù)生長期。 *在對數(shù)生長末期,營養(yǎng)物質(zhì)迅速消耗,一旦營養(yǎng)物質(zhì)濃度低而成為限制性營養(yǎng)物時，

51、 uum. *所以，莫諾得方程適用不同生長時期。當有多種限制營養(yǎng)物或存在抑制劑時，需要修正！ 2)*減速期： （ Monod方程） （<0）S為限制性營養(yǎng)物濃度 = 2 Ks為底物利用常數(shù)，其數(shù)值相當于時的限制性營養(yǎng)物濃度 3)*平衡期： = 0 （） 4)*死亡期：<035、td 與 max 之間的關(guān)系倍增時間 (代時)：細胞濃度增長一倍所需的時間。 36、根據(jù)微生物的培養(yǎng)方式分，發(fā)酵的類型有哪幾種？1

52、、分批培養(yǎng)（batch culture） 2、連續(xù)發(fā)酵（continuous culture） 3、補料分批培養(yǎng)（fed-up batch culture） 生產(chǎn)上最常用分批培養(yǎng)和補料分批培養(yǎng)。 37、分批培養(yǎng)、連續(xù)培養(yǎng)、分批補料培養(yǎng)的概念及其各自優(yōu)缺點 分批培養(yǎng)：又稱分批發(fā)酵，指在一個密閉系統(tǒng)內(nèi)投入有限數(shù)量的營養(yǎng)物質(zhì)后，接入少量的微生物菌種進行培養(yǎng)，使微生物在特定的條件下只完成一個生長繁殖周期的培養(yǎng)方法。（微生物可表現(xiàn)出典型的生長周期） 連續(xù)培養(yǎng) 概念：又稱連續(xù)發(fā)酵，指按一定的速度向

53、培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)添加新鮮的培養(yǎng)基，同時培養(yǎng)液以相同的速度流出，從而使發(fā)酵罐內(nèi)培養(yǎng)物的液量維持恒定，使微生物細胞能在相對恒定 的狀態(tài)下生長。（恒定狀態(tài)可有效延長分批培養(yǎng)的對數(shù)期） 優(yōu)點： 恒定狀態(tài)可有效地延長分批培養(yǎng)中的對數(shù)期，達到穩(wěn)定高速 培養(yǎng)微生物或產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物的目的。 避免分批培養(yǎng)所需的清洗、投料、滅菌、接種、放罐等各種操作，有利于提高生產(chǎn)率。 發(fā)酵產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。 便于自動控制。 缺點：菌種在長時間培養(yǎng)中易變異，且容易染菌。 若操作不當，新加入的培養(yǎng)基與原有的培養(yǎng)基不易完全混合。連續(xù)發(fā)酵的最大特點是微生物細胞的生長速度、產(chǎn)物的代謝均處于恒定狀態(tài)，可達到穩(wěn)定、高速培養(yǎng)微生物

54、細胞或產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物的目的。補料分批培養(yǎng) 概念：又稱半連續(xù)發(fā)酵，根據(jù)菌株生長和初始培養(yǎng)基的特點，在分批培養(yǎng)的某些階段適 當補加培養(yǎng)基，使菌體或其代謝產(chǎn)物的生產(chǎn) 時間延長。 定時補充物料，可使培養(yǎng)液中的底物濃度較長時間地保持在一定的范圍內(nèi)，既保證了微生物生長，又不會產(chǎn)生不利影響，從而達到提高容量產(chǎn)率、產(chǎn)物濃度和得率的目的。 優(yōu)點： a.可避免一次投料過多，造成細胞大量生長，溶解氧不足， 通氣攪拌設(shè)備無法適應(yīng)的弊病; b.能控制營養(yǎng)缺陷型菌所需營養(yǎng)物量，使之高效率積累產(chǎn)物 c. 有利于前體的補充; d.可實現(xiàn)細胞的高密度培養(yǎng) e. 便于優(yōu)化培養(yǎng)。 補料技術(shù)

55、可以采用少量多次、少次多量、流加或控制流加。38、分批發(fā)酵的不同生長時期的菌體比生長速率 1)延遲期：細胞數(shù)目幾乎不變化。， = 0 2)對數(shù)生長期：細胞數(shù)目呈指數(shù)生長。 細胞濃度隨時間的變化呈現(xiàn)指數(shù)增長。 微生物已經(jīng)調(diào)整能適應(yīng)新的培養(yǎng)環(huán)境，且培養(yǎng)基營 養(yǎng)物質(zhì)充足，有害代謝物少。 在對數(shù)生長階段，細胞的生長不受限制，因此比生 長速率達到最大值 。 3)穩(wěn)定期：細胞數(shù)目增長較快，但受營養(yǎng)物質(zhì)濃度限制，細胞數(shù)目達到最大值，不再增長； 在細胞生長代謝過程中，培養(yǎng)基中的底物不斷被消耗

56、，一 些對微生物生長代謝有害的物質(zhì)不斷積累。受此影響，微 生物的生長速率和比生長速率逐漸下降，直至為零，進入 穩(wěn)定期。 = 0 =0 4)衰亡期：細胞出現(xiàn)負增長，細胞數(shù)目減少。隨著營養(yǎng)物的進一步枯竭及有毒代謝物的累積， 菌體死亡數(shù)增多，而生長的菌體數(shù)減少，整個群 體進入衰亡期。 dX /dt /<0 .在分批發(fā)酵生產(chǎn)中，均在衰亡期開始前已經(jīng)停止 發(fā)酵，所以衰亡期的研究對生產(chǎn)價值不大。 39、簡述延滯期長短對發(fā)酵的影響及解決方法 種

57、子培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件必須合適，只有這樣才能獲 得高的產(chǎn)量。 接種后延滯期的長短關(guān)系到發(fā)酵周期的長短，而與 產(chǎn)物形成速率和產(chǎn)率并無必然聯(lián)系。 實際生產(chǎn)過程中，為縮短發(fā)酵周期、提高設(shè)備利用 宰、提高體積生產(chǎn)率，就必須盡可能地縮短延滯期。 解決途徑： 一、盡量選擇處于指數(shù)生長期的種子； 二、擴大接種量。但是，如果要擴大接種量，又往往 需要多級擴大制種，這不僅增加了 酵的復雜程 度，又 易造成雜菌污染，故而應(yīng)從多方面考慮。 、種子基與 酵基基本相同。 40

58、、分批培養(yǎng)中產(chǎn)物生成動力學：偶聯(lián)型 Qp= * Yp/x 產(chǎn)物生成速率與菌體生長速率有緊密聯(lián)系：   以菌體細胞為基準的產(chǎn)物得率系數(shù)或單位質(zhì)量細胞生成的產(chǎn)物，g/g細胞； 比生長速率， ； QP  產(chǎn)物比生成速率； 41、發(fā)酵過程的溫度會不會變化？為什么？會。發(fā)酵熱是引起發(fā)酵過程溫度變化的原因。Q發(fā)酵Q生物Q攪拌Q蒸發(fā)Q輻射42、發(fā)酵熱的定義。生物熱的大小與哪些因素有關(guān)？ 發(fā)酵熱就是發(fā)酵過程中所產(chǎn)生的凈熱量。Q發(fā)酵Q生物Q攪拌Q蒸發(fā)Q輻射。 生物

59、熱Q生物：在發(fā)酵過程中，菌體不斷利用培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)，將 其分解氧化產(chǎn)生能量，一部分用于合成高能化合物（如 ATP）提供細胞代謝產(chǎn)物合成需的能量，另一部分以熱 的形式散發(fā)，這散發(fā)出來的熱就叫生物熱。 影響生物熱的因素：菌株、培養(yǎng)基，發(fā)酵時期。菌種活力強、培養(yǎng)基豐富、菌體代謝旺盛，則產(chǎn)生熱量多。生物熱 的大小還與菌體的呼吸強度有對應(yīng)關(guān)系。1）生物熱與發(fā)酵類型有關(guān) 。 微生物進行有氧呼吸產(chǎn)生的熱比厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的熱多。2）培養(yǎng)過程中生物熱的產(chǎn)生具有強烈的時間性。在培養(yǎng)初期，菌體處于適應(yīng)期，菌數(shù)少，呼吸作用緩慢，產(chǎn) 生熱

60、量較少。 菌體在對數(shù)生長期時，菌體繁殖迅速，呼吸作用強，菌體也 較多，所以產(chǎn)生的熱量多，溫度上升快，必須注意控制溫度。特別是從對數(shù)成長期轉(zhuǎn)入平衡期時，菌體濃度大，代謝旺盛，產(chǎn)生熱量最多。 培養(yǎng)后期，菌體已基本上停止繁殖，主要靠菌體內(nèi)的酶系進 行代謝作用，產(chǎn)生熱量不多，溫度變化不大，且逐漸減弱。 43、溫度對發(fā)酵有哪些影響？如何控制發(fā)酵過程溫度？ 1）溫度影響各種酶和蛋白質(zhì)的性質(zhì)：2）溫度對發(fā)酵液物理性質(zhì)的影響 影響氧在發(fā)酵液中的溶解度： 溫度， 溶氧 影響基質(zhì)的分解速率： 如菌體對硫酸

61、鹽吸收在25時最小。溫度對產(chǎn)物合成的影響 3）溫度影響發(fā)酵方向： 改變發(fā)酵液的物理性質(zhì)，間接影響細胞的生物合成，影 響生物合成方向。 e.g.1：四環(huán)素發(fā)酵中金色鏈霉菌：T<30，產(chǎn)生金霉 素；T達到35，產(chǎn)生四環(huán)素。 e.g.2：谷氨酸發(fā)酵中擴展短桿菌：30培養(yǎng)后37發(fā) 酵，積累過量乳酸。 4）溫度對菌的調(diào)節(jié)機制關(guān)系密切。 同一種產(chǎn)生菌，菌體生長和積累代謝產(chǎn)物的最適溫 度往往不同。 44、發(fā)酵過程溫度的選擇有什么依據(jù)？如何確定最適發(fā)酵溫度？ 最適溫度是指在該溫度下最適

62、于菌的生長或產(chǎn)物的生成， 它是一種相對概念，它是一定的條件下測得的結(jié)果。 最適溫度與菌種、培養(yǎng)基成分、培養(yǎng)條件和菌體生長階段 有關(guān)。 確定最適發(fā)酵溫度。 1、根據(jù)菌種及生長階段選擇 微生物種類不同，所具有的酶系及其性質(zhì)不同， 所要求的溫度范圍也不同。 如黑曲霉生長溫度為37， 谷氨酸產(chǎn)生菌棒狀桿菌的生長溫度為3032， 青霉菌生長溫度為30。2、根據(jù)培養(yǎng)條件選擇 溫度選擇還要根據(jù)培養(yǎng)條件綜合考慮，靈活選擇： 通氣條件 時可適當降低溫度，使菌呼吸速率降低些，溶氧濃度也

63、可高些。 培養(yǎng)基稀薄時，溫度也該低些。因為溫度高營養(yǎng)利用快，會使菌過早自溶。3、根據(jù)菌的生長情況確定時間 菌生長快，維 在較高溫度時間要短些；菌生 長慢，維 較高溫度時間可長些。培養(yǎng)條件適 宜，如營養(yǎng)豐富，通氣能滿足，那么前期溫度 可高些，以利于菌的生長。 總的來說，溫度的選擇根據(jù)菌種生長階段及培 養(yǎng)條件綜合考慮。要通過反復實踐來定出最適 溫度。 45、發(fā)酵過程中pH會不會發(fā)生變化，為什么？ 會。發(fā)酵過程pH值變化的原因。 主要因素：微生物種類、基礎(chǔ)培養(yǎng)基的組成&#

64、160;和發(fā)酵條件均影響發(fā)酵過程中的pH值。變化原因：基質(zhì)代謝、 產(chǎn)物形成、 菌體自溶。 46、pH 對發(fā)酵的影響表現(xiàn)在哪些方面？  1) pH對微生物生長的影響 每一類菌都有其最適pH和能耐受的pH范圍 細菌: pH 6.37.5 ；霉菌和酵母菌：pH 4.05.8； 酵母菌：pH 3.86.0；放線菌：pH 78 控制一定的pH，不僅可以保證微生物生長，還可以防止 雜菌污染。2）pH影響發(fā)酵的機理 （1

65、）pH影響酶的活性：當pH值抑制菌體某些酶的活性時 使菌的新陳代謝受阻; （2）pH值影響微生物細胞膜所帶電荷的改變，從而改變 細胞膜的透性，影響微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的進出，因此影 響新陳代謝的進行; （3）pH值影響培養(yǎng)基某些成分和中間代謝物的解離，從 而影響微生物對這些物質(zhì)的利用。（4）pH影響代謝方向： pH不同，往往引起菌體代謝過程不同，使代謝產(chǎn)物的質(zhì)量和 比例發(fā)生改變。 47、設(shè)計實驗確定發(fā)酵的最佳pH 48、發(fā)酵過程的pH控制可以采取哪些措施？ 1) 調(diào)節(jié)原始培養(yǎng)基的

66、pH值 基礎(chǔ)培養(yǎng)具有合適碳源比例和鹽類，穩(wěn)定培養(yǎng)液 的pH值，或加入緩沖劑，有很好的緩沖能力；2）發(fā)酵過程pH值的調(diào)節(jié)和控制 （1）直接補加酸堿調(diào)節(jié)控制pH 發(fā)酵過程中加入非營養(yǎng)基質(zhì)的酸堿調(diào)節(jié)劑(NaOH、 HCl)； 當pH值偏離不大，加入強酸堿容易破壞緩沖體系， 而且會引起培養(yǎng)液成分發(fā)生水解，較少使用。 （2）通過調(diào)整通風量來控制pH值。 在消泡劑加多的情況下，提高通氣量可以加速脂肪酸的 氧化，減少因脂肪酸的累積引起的pH值降低。（3）補加生理酸堿性基質(zhì)來調(diào)節(jié)pH 補加氨水、尿素、

67、（NH ）SO 等，通過代謝調(diào)節(jié)pH值。補加生理酸堿性物質(zhì)，既調(diào)節(jié)了 發(fā)酵液的pH值，又可補充營養(yǎng)物質(zhì)，還可減 少阻遏作用。 酸性基質(zhì)：銨鹽、糖、油脂、玉米漿(脫NH4) 堿性基質(zhì)：NO3鹽、有機酸鹽、氨水、尿素。（4）通過補料調(diào)節(jié)控制pH 當pH值上升至超過最適值，意味著菌體處于饑餓 狀態(tài)，可加糖調(diào)節(jié)，糖的過量又會使pH值下降。 采用補料的方法同時可以實現(xiàn)補充營養(yǎng)、延長 酵周期、調(diào)節(jié)pH值和改變培養(yǎng)液的性質(zhì)（如粘度 ）等幾種目的，特別是產(chǎn)物合成有阻遏作用的營 養(yǎng)物質(zhì)，通過少

68、量多次補加可避免對產(chǎn)物合成的 影響。 49、為何溶氧容易成為好氧發(fā)酵的限制性因素？ 工業(yè)發(fā)酵所用的微生物大多為好氧菌；因此需要供氧。只有當氧氣溶于水中，才對菌體有用。在好氧發(fā)酵中，通常需要供給大量的無菌空氣才能滿足菌體對氧的需求，由于氧氣屬于難溶性氣體，在水中的溶解度很低，故溶解氧往往是發(fā)酵生產(chǎn)的限制性因素。50、比耗氧速度和呼吸強度的概念？ 呼吸強度 ：QQ2 mmol O2/g.h，也稱氧的比消耗速率 氧的消耗速率： 也稱微生物攝氧率r mmol O2/g.h 。

69、0;(其中，X=X0*eut ，X每ml發(fā)酵培養(yǎng)液中的菌體質(zhì)量濃度 g/L) 51、臨界溶氧濃度、氧飽和度的概念？ 臨界氧濃度CCr：各種微生物對發(fā)酵液中溶氧濃 度的最低要求。對產(chǎn)物而言，便是不影響產(chǎn)物 合成所允許的最低濃度。 52、影響微生物需氧的因素有哪些？ 53、如何調(diào)節(jié)通氣攪拌發(fā)酵罐的供氧水平？ （1）改變通氣速率 （增大通風量）：增大K La值。注 意，過分增大通氣速率會產(chǎn)生副作用，如泡沫生成、罐溫增高等。 （2）改變攪拌速度：轉(zhuǎn)速較低時，增大攪拌速度對提

70、高溶 氧濃度有明顯作用；當轉(zhuǎn)速很高時，再增大攪拌速度起不到調(diào)節(jié) 作用，反而打碎菌絲體，使菌體 溶并減少產(chǎn)量。 （3）改變氣體組成中的氧分壓 （4）改變罐壓：提高C*，不是十分有效 （5）改變發(fā)酵液的理化性質(zhì)：如加消沫劑、補加無菌水、 改變培養(yǎng)基的成分等 （6）加入傳氧中間介質(zhì)：傳氧中間介質(zhì)有血紅蛋白、烴類 碳氫化合物（煤油、石蠟等）。 54、簡述不同發(fā)酵周期溶解氧變化的趨勢 1）發(fā)酵前期，由于微生物大量繁殖，需氧量不斷大幅度增加，此時需要氧超過供氧，溶氧明顯下降2）發(fā)酵中后期，溶氧濃度

71、明顯地受到工藝控制手段的影響，如補料的數(shù)量、時機和方式等3）發(fā)酵后期由于菌體衰老，呼吸減弱，溶氧濃度也會逐步上升，一旦菌體自溶，溶氧就好明顯地上升 55、發(fā)泡 對發(fā)酵有哪些有益之處，哪些有害之處？ 泡沫對發(fā)酵的不利影響主要表現(xiàn)在： 1)降低了發(fā)酵罐的裝料系數(shù) 2)增加了菌群的非均一性 3)增加了染菌機會 4)大量起泡引起“逃液”，導致產(chǎn)物的損失 5)泡沫嚴重時會影響通氣攪拌的正常進行 6)消泡劑的加入將給提取工序帶來困難 56、發(fā)酵培養(yǎng)基中容易引起泡 的培養(yǎng)基原料有哪些？ 蛋

72、白質(zhì)原料，如玉米漿、蛋白胨、酵 母粉、黃豆粉等是主要發(fā)泡劑。葡萄糖等本身起泡能力很低，但豐富培養(yǎng)基中較高濃度的糖類增加了培養(yǎng)基的粘度，起到穩(wěn)定泡沫的作用，糊精含量多也會引起泡沫的形成。 57、消泡的方法有哪些？常用的化學消泡劑有哪幾類？ （一）機械消泡 機械消泡是一種物理作用，它靠機械強烈 振動及壓力變化，促使氣泡破裂，并將隨氣體 排出的液體加以回收。 機械消泡的方式有罐內(nèi)消泡和罐外消泡兩種。 優(yōu)點：節(jié)省原料（消泡劑），減少由于加入消泡 劑所引起的污染機會。 缺點：不能從根本上消除引起穩(wěn)定泡沫的因素。（二）化學消泡?；瘜W消泡是一種使用化