發(fā)酵工程考試題

1、.2、試述發(fā)酵過程pH變化的原因是什么？答： 1、基質(zhì)代謝：（1）糖代謝特別是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使 pH 下降。糖缺乏， pH 上升，是補料的標(biāo)志之一（2）氮代謝當(dāng)氨基酸中的 -NH2 被利用后 pH 會下降；尿素被分解成 NH3 ，pH 上升， NH3 利用后 pH 下降，當(dāng)碳源不足時氮源當(dāng)碳源利用 pH 上升。（ 3）生理酸堿性物質(zhì)利用后 pH 會上升或下降 2、產(chǎn)物形成 ：某些產(chǎn)物本身呈酸性或堿性，使發(fā)酵液 pH 變化。如有機酸類產(chǎn)生使 pH 下降，紅霉素、潔霉素、螺旋霉素等抗生素呈堿性， 使 pH 上升 3、菌體自溶， pH 上升，發(fā)酵后期， pH 上升。4、PH 對微

2、生物細(xì)胞的生長和發(fā)酵代謝產(chǎn)物的影響有哪些？生產(chǎn)上怎樣控制發(fā)酵過程的 PH? 發(fā)酵過程的 pH 控制可以采取哪些措施？答： p值對微生物的生長繁殖和產(chǎn)物合成的影響有以下幾個方面：影響酶的活性， 當(dāng) pH 值抑制菌體中某些酶的活性時， 會阻礙菌體的新陳代謝；影響微生物細(xì)胞膜所帶電荷的狀態(tài)， 改變細(xì)胞膜的通透性， 影響微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收及代謝產(chǎn)物的排泄；影響培養(yǎng)基中某些組分和中間代謝產(chǎn)物的離解，從而影響微生物對這些物質(zhì)的利用； P值不同，往往引起菌體代謝過程的不同，使代謝產(chǎn)物的質(zhì)量和比例發(fā)生改變。另外， pH 值還會影響某些霉菌的形態(tài)。控制：首先需要考慮和試驗發(fā)酵培養(yǎng)基的基礎(chǔ)配方， 使它們有個適

3、當(dāng)?shù)呐浔龋?使發(fā)酵過程中的 pH 值變化在合適的范圍內(nèi)。如果達(dá)不到要求，還可在發(fā)酵過程中補加酸或堿。過去是直接加人酸 (如 H2SO4)或堿 (如 NaOH) 來控制，現(xiàn)在常用的是以生理酸性物質(zhì) (NH)4SO4 和生理堿性物質(zhì)氨水來控制， 它們不僅可以調(diào)節(jié) pH 值，還可以補充氮源。當(dāng)發(fā)酵液的 pH 值和氨氮含量都偏低時，補加氨水，就可達(dá)到調(diào)節(jié) pH 和補充氨氮的目的；反之， pH 值較高，氨氮含量又低時，就補加(NH)4SO4。此外，用補料的方式來調(diào)節(jié) pH 值也比較有效?？刹扇〉牟呤?1）調(diào)整培養(yǎng)基組分。 2）在發(fā)酵過程中進行控制。 添加 CaCO3，氨水流加法 尿素流加法 在補料與

4、pH 沒矛盾時，采取補料調(diào) pH.在補料與 pH 有矛盾時，加酸堿調(diào)節(jié) pH 。5、pH 對發(fā)酵過程的影響 ：1、是微生物細(xì)胞原生質(zhì)膜的電荷發(fā)生改變。 2、直接影響酶的活性。 3、直接影響代謝過程（菌體代謝方向、代謝產(chǎn)物合成） 。影響 pH 的因素： 1、基質(zhì)代謝。 2、產(chǎn)物形成。 3、菌體自溶， pH 上升，發(fā)酵后期， pH 上升。導(dǎo)致 pH 下降的因素 ：C/N 過高；溶氧不足；消泡劑過量、脂肪酸增加；生理酸性物質(zhì)存在。導(dǎo)致 pH 上升的因素 ：C/N 過低；生理堿性物質(zhì)存在。 （ pH 上升是補料標(biāo)志）7、什么叫染菌，對發(fā)酵有什么影響，對提煉有什么危害？對產(chǎn)品質(zhì)量有什么影響？答：染菌：發(fā)

5、酵過程中除了生產(chǎn)菌以外，還有其它菌生長繁殖染菌對發(fā)酵的影響 ：發(fā)酵過程污染雜菌， 會嚴(yán)重的影響生產(chǎn)， 是發(fā)酵工業(yè)的致命傷 ;造成大量原材料的浪費，在經(jīng)濟上造成巨大損失 ;擾亂生產(chǎn)秩序，破壞生產(chǎn)計劃 ;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(chǎn)積極性 ; 影響產(chǎn)品外觀及內(nèi)在質(zhì)量發(fā)酵染菌對提煉的影響 ：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(zhì)。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。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面， 或被離子交換樹脂吸附， 大大降低離子交換

6、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(chǎn)物一起進入洗脫液， 影響進一步提純.發(fā)酵染菌對過濾的影響 : 染菌的發(fā)酵液一般發(fā)粘，菌體大多數(shù)自溶，所以在發(fā)酵液過濾時不能或很難形成濾餅，導(dǎo)致過濾困難。即使采取加熱、冷卻、添加助濾劑等措施，使部分蛋白質(zhì)凝聚，但效果并不理想 .；污染雜菌的種類對過濾的影響程度有差異，如污染霉菌時，影響較小，而污染細(xì)菌時很難過濾。由于過濾困難，過濾時間拉長，影響發(fā)酵液儲罐和過濾設(shè)備的周轉(zhuǎn)使用，破壞了生產(chǎn)平衡。染菌發(fā)酵液還會因過濾困難而大幅度降低過濾收率，直接影響提煉總收率。8、不同時間染菌對發(fā)酵有什么影響，染菌如何控制？答 :（1）種子培養(yǎng)期染菌：由于接種

7、量較小，生產(chǎn)菌生長一開始不占優(yōu)勢，而且培養(yǎng)液中幾乎沒有抗生素（產(chǎn)物）或只有很少抗生素（產(chǎn)物）。因而它防御雜菌能力低，容易污染雜菌。如在此階段染菌，應(yīng)將培養(yǎng)液全部廢棄。（ 2）發(fā)酵前期染菌：發(fā)酵前期最易染菌，且危害最大。原因 :發(fā)酵前期菌量不很多，與雜菌沒有競爭優(yōu)勢；且還未合成產(chǎn)物（抗生素）或產(chǎn)生很少，抵御雜菌能力弱。在這個時期要特別警惕以制止染菌的發(fā)生。措施 :可以用降低培養(yǎng)溫度，調(diào)整補料量，用酸堿調(diào) pH 值，縮短培養(yǎng)周期等措施予以補救。如果前期染菌，且培養(yǎng)基養(yǎng)料消耗不多，可以重新滅菌，補加一些營養(yǎng)，重新接種再用。（ 3）發(fā)酵中期染菌 ：發(fā)酵中期染菌會嚴(yán)重干擾產(chǎn)生菌的代謝。雜菌大量產(chǎn)酸，培養(yǎng)

8、液 pH 下降；糖、氮消耗快，發(fā)酵液發(fā)粘， 菌絲自溶，產(chǎn)物分泌減少或停止，有時甚至?xí)挂旬a(chǎn)生的產(chǎn)物分解。 有時也會使發(fā)酵液發(fā)臭， 產(chǎn)生大量泡沫。措施 : 培養(yǎng)，減少補料，密切注意代謝變化情況。 如果發(fā)酵單位到達(dá)一定水平可以提前放罐，或者抗生素生產(chǎn)中可以將高單位的發(fā)酵液輸送一部分到染菌罐， 抑制雜菌。（ 4）發(fā)酵后期染菌：發(fā)酵后期發(fā)酵液內(nèi)已積累大量的產(chǎn)物，特別是抗生素，對雜菌有一定的抑制或殺滅能力。 因此如果染菌不多， 對生產(chǎn)影響不大。 如果染菌嚴(yán)重，又破壞性較大，可以提前放罐。發(fā)酵染菌后的措施：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(xué)滅菌劑攪拌

9、半小時，才放下水道。否則由于各罐的管道相通，會造成其它罐的染菌，而且直接放下水道也會造成空氣的污染而導(dǎo)致其它罐批染菌。 凡染菌的罐要找染菌的原因，對癥下藥，該罐也要徹底清洗，進行空罐消毒，才可進罐。染菌厲害時，車間環(huán)境要用石灰消毒，空氣用甲醛熏蒸。特別，若染噬菌體，空氣必須用甲醛蒸汽消毒9、分析發(fā)酵生產(chǎn)中雜菌污染的途徑以及一旦發(fā)現(xiàn)染菌應(yīng)采取的挽救措施（試論述國內(nèi)外抗生素工廠發(fā)酵染菌的原因有哪些？）答：發(fā)酵生產(chǎn)中雜菌污染途徑包括以下幾個方面：1) 種子帶菌。原因主要有：培養(yǎng)基及用具滅菌不徹底；菌種在移接過程中受污染；菌種在培養(yǎng)或保藏過程中受污染等。2) 無菌空氣帶菌。杜絕無菌空氣帶菌，必須從空氣

10、凈化流程和設(shè)備的設(shè)計、過濾介質(zhì)的選用和裝填、過濾介質(zhì)的滅菌和管理等方面完善空氣凈化系統(tǒng)。3) 培養(yǎng)基和設(shè)備滅菌不徹底導(dǎo)致染菌。原因主要有：原料性狀影響滅菌效果；實罐滅菌時未能充分排出罐內(nèi)空氣； 培養(yǎng)基連續(xù)滅菌時， 蒸汽壓力波動大， 培養(yǎng)基未達(dá)到滅菌溫度，導(dǎo)致滅菌不徹底而污染；設(shè)備、管道存在“死角” 。4) 設(shè)備滲漏引起染菌。發(fā)酵設(shè)備、管道、閥門、的長期使用，由于腐蝕、磨擦和振動等原因，往往造成滲漏。5) 操作失誤和技術(shù)管理不善也會引起染菌。如移種時或發(fā)酵過程罐內(nèi)壓力跌零，使外界空氣進入而染菌；泡沫頂蓋而造成污染；壓縮空氣壓力突然下降，使發(fā)酵液倒流入空氣過濾器而造成污染等等。發(fā)酵生產(chǎn)中一旦發(fā)現(xiàn)污

11、染雜菌，應(yīng)考慮采取以下措施：1) 首先應(yīng)盡力尋找染菌的原因和途徑，杜絕后患。2) 同時，對染菌的發(fā)酵液要根據(jù)具體情況做出處理。例如：發(fā)現(xiàn)種子染菌，應(yīng)立即加熱滅菌后廢棄， 絕對不能將染菌種子接入發(fā)酵罐， 以免造成更大損失， 如果是發(fā)現(xiàn)早期染菌，則可采取適當(dāng)補充營養(yǎng)物，重新滅菌，再接種發(fā)酵；如果在.發(fā)酵中后期染菌， 而雜菌又不影響生產(chǎn)菌株的正常發(fā)酵或不妨礙產(chǎn)品的分離、提純，則可讓其“共生共長” 、“和平共處”至發(fā)酵終了，否則就應(yīng)提前放罐。(3分 )3) 染菌后的挽救措施要根據(jù)不同生產(chǎn)菌株的特點、 產(chǎn)品性質(zhì)以及各工廠的具體情況，采取可行辦法。10、如何診斷發(fā)酵感染了噬菌體？污染噬菌體對發(fā)酵的影響及其

12、產(chǎn)生的原因。 有何防止措施 ?（1）發(fā)酵過程中如果受噬菌體的侵染，一般發(fā)生溶菌，隨之出現(xiàn)發(fā)酵遲緩或停止，而且受噬菌體感染后，往往會反復(fù)連續(xù)感染，使生產(chǎn)無法進行，甚至使種子全部喪失。有無染噬菌體，根本的要做噬菌斑檢驗。產(chǎn)生噬菌體的原因 :通常在工廠投產(chǎn)初期并不感到噬菌體的危害，經(jīng)過 12 年以后，主要是由于生產(chǎn)和試驗過程中不斷不加注意地把許多活菌體排放到環(huán)境中去，自然界中的噬菌體就在活菌體中大量生長， 造成了自然界中噬菌體增殖的好機會。這些噬菌體隨著風(fēng)沙塵土和空氣流動傳播， 以及人們的走動、 車輛的往來也攜帶著噬菌體到處傳播， 使噬菌體有可能潛入生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)， 尤其是通過空氣系統(tǒng)進入種子室、種

13、子罐、發(fā)酵罐（2）噬菌體的防治：1、必須建立工廠環(huán)境清潔衛(wèi)生制度，定期檢查、定期清掃，車間四周有嚴(yán)重污染噬菌體的地方應(yīng)及時撒石灰或漂白粉。2、車間地面和通往車間的道路盡量采取水泥地面3、種子和發(fā)酵工段的操作人員要嚴(yán)格執(zhí)行無菌操作規(guī)程，認(rèn)真地進行種子保管，不使用本身帶有噬菌體的菌種。感染噬菌體的培養(yǎng)物不得帶入菌種室、搖瓶間4、認(rèn)真進行發(fā)酵罐、補料系統(tǒng)的滅菌。嚴(yán)格控制逃液和取樣分析和洗罐所廢棄的菌體。對倒罐所排放的廢液應(yīng)滅菌后才可排放。5、選育抗噬菌體的菌種，或輪換使用菌種。6、發(fā)現(xiàn)噬菌體停攪拌、小通風(fēng)，將發(fā)酵液加熱到 70800C 殺死噬菌體，才可排放。發(fā)酵罐周圍的管道也必須徹底滅菌。12、請簡

14、述發(fā)酵過程中污染不同種類和性質(zhì)的微生物的影響。答：（1）污染噬菌體：噬菌體的感染力很強，傳播蔓延迅速，也較防治，故危害極大。污染噬菌體后，可使發(fā)酵產(chǎn)量大幅度下降，嚴(yán)重的造成斷種，被迫停產(chǎn)。（ 2）污染其它雜菌：有些雜菌會使生產(chǎn)菌自溶產(chǎn)生大量泡沫，即使添加消泡劑也無法控制逃液，影響發(fā)酵過程的通氣攪拌。有的雜菌會使發(fā)酵液發(fā)臭、發(fā)酸，致使 pH 下降，使不耐酸的產(chǎn)品破壞。特別是染芽孢桿菌，由于芽孢耐熱，不易殺死，往往一次染菌后會反復(fù)染菌。14、染菌隱患的檢查 ：1、顯微鏡檢查法（革蘭氏染色） 2、平板劃線培養(yǎng)或斜面培養(yǎng)檢查法。 3、肉湯培養(yǎng)基檢查法（酚紅變色 pH6.8-8.4）。 4、發(fā)酵過程異常

15、現(xiàn)象觀察法。染菌的預(yù)防措施 ：1、強化空氣凈化過程。 2、嚴(yán)格培養(yǎng)原料及設(shè)備的滅菌。 3、定期檢測發(fā)酵設(shè)備及管道。 4、嚴(yán)格培養(yǎng)物的移接。 5、預(yù)防噬菌體危害。16、如何選擇最適發(fā)酵溫度？答： 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。 在發(fā)酵前期由于菌量少， 發(fā)酵目的是要盡快達(dá)到大量的菌體， 取稍高的溫度， 促使菌的呼吸與代謝， 使菌生長迅速； 在中期菌量已達(dá)到合成產(chǎn)物的最適量， 發(fā)酵需要延長中期，從而提高產(chǎn)量，因此中期溫度要稍低一些， 可以推遲衰老。 發(fā)酵后期，產(chǎn)物合成能力降低， 延長發(fā)酵周期沒有必要， 就又提高溫度， 刺激產(chǎn)物合成到

16、放罐。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。通氣條件差時可適當(dāng)降低溫度，使菌呼吸速率降低些，溶氧濃度也可髙些。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)菌生長情況菌生長快，維持在較高溫度時間要短些；菌生長慢，維持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，那么前期溫度可髙些，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(fù)實踐來定出最適溫度。18、簡述溫度對微生物生長和發(fā)酵的影響。答：任何微生物的生長溫度均在一定范圍內(nèi)，可用最高溫度 ,最適溫度和最低生長溫度進行描述。溫度影響微生物生長

17、的機理： (1)影響酶活性； (2)影響細(xì)胞膜的流動性； (3)影響物質(zhì)的溶解度。溫度對發(fā)酵的影響： (1)影響產(chǎn)物生成速度； (2)影響發(fā)酵液性質(zhì)； (3)影響產(chǎn)物種類： a.改變體內(nèi)酶系中間產(chǎn)物種類產(chǎn)物種類； b.使代謝比例失調(diào)控制：發(fā)酵設(shè)備上裝有熱交換設(shè)備。20、溫度對發(fā)酵的影響主要表現(xiàn)在哪些方面？1.溫度對微生物細(xì)胞生長的影響 2. 溫度對產(chǎn)物形成的影響 3. 溫度影響發(fā)酵液的物理性質(zhì)4.溫度影響生物合成的方向21、發(fā)酵過程溫度選擇有什么依據(jù)？（ 1）根據(jù)菌種及生長階段選擇：前期：提高溫度，以促進菌的呼吸與代謝，使菌生長迅速中期：為了延長中期，比前期溫度稍低一些，可以延遲衰老。（ 2）

18、根據(jù)培養(yǎng)條件選擇通氣條件差降低溫度，使細(xì)菌呼吸速率降低，溶氧量提高培養(yǎng)基稀薄降低溫度，減慢營養(yǎng)利用速率（ 3）根據(jù)菌生長情況生長快維持在較高溫要短些，反之，長些。營養(yǎng)豐富，通氣量足夠，前期溫度高些22、溫度對發(fā)酵的影響 ： 1、最適溫度范圍內(nèi)，生長速度隨溫度升高而增加，縮短微生物生長周期。 2、最適溫度下可縮短生長緩慢期和孢子萌發(fā)時間。 3、較低溫度，氧溶解度大、通氣量充足、生長速率相對較低。 4、生長延遲期主要取決于溫度，生長后期主要取決于溶解氧。23、為什么蒸汽滅菌時會產(chǎn)生大量泡沫呢？答：培養(yǎng)基和水的傳熱系數(shù)比空氣的傳熱系數(shù)大， 如果滅菌時升溫太快， 培養(yǎng)基急劇膨脹，發(fā)酵罐內(nèi)的空氣排出較慢

19、， 就會產(chǎn)生大量泡沫， 泡沫上升到發(fā)酵罐頂，泡沫中的耐熱菌就不能與蒸汽直接接觸，未被殺死。26、請分析泡沫產(chǎn)生的原因， 泡沫對發(fā)酵的影響有哪些？生產(chǎn)上怎樣控制發(fā)酵過程所產(chǎn)生的泡沫？答 :發(fā)酵過程泡沫產(chǎn)生的原因1、通氣攪拌的強烈程度通氣大、攪拌強烈可使泡沫增多，因此在發(fā)酵前期由于培養(yǎng)基營養(yǎng)成分消耗少，培養(yǎng)基成分豐富，易起泡。應(yīng)先開小通氣量，再逐步加大。攪拌轉(zhuǎn)速也如此。也可在基礎(chǔ)料中加入消泡劑。2、培養(yǎng)基配比與原料組成培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富，黏度大，產(chǎn)生泡沫多而持久，前期難開攪拌。3、菌種、種子質(zhì)量和接種量 菌種質(zhì)量好，生長速度快，可溶性氮源較快被利用，泡沫產(chǎn)生幾率也就少。菌種生長慢的可以加大接種量.4、

20、滅菌質(zhì)量培養(yǎng)基滅菌質(zhì)量不好，糖氮被破壞，抑制微生物生長，使種子菌絲自溶，產(chǎn)生大量泡沫，加消泡劑也無效。影響 1) 泡沫過多，升到罐頂從軸封滲出， 易造成染菌 2)使發(fā)酵罐裝填系數(shù)減少，降低了設(shè)備利用率 3)影響通風(fēng)攪拌正常進行，影響氧的傳遞，妨礙菌的呼吸； 4)增加菌群的非均一性，微生物隨泡沫漂?。?5)造成產(chǎn)物的損失； 6) 加入消泡劑給下游提取工序帶來困難。 有益之處 :氣體分散，增加氣液接觸面積。控制：泡沫的控制，可以采用三種途徑：調(diào)整培養(yǎng)基中的成分 (如少加或緩加易起泡的原材料 )或改變某些物理化學(xué)參數(shù) (如 pH 值、溫度、通氣和攪拌 )或者改變發(fā)酵工藝 (如采用分次投料 )來控制，

21、以減少泡沫形成的機會。但這些方法的效果有一定的限度；采用機械消泡或消泡劑消泡這兩種方法來消除已形成的泡沫；還可以采用菌種選育的方法， 篩選不產(chǎn)生流態(tài)泡沫的菌種， 來消除起泡的內(nèi)在因素。對已產(chǎn)生的泡沫工業(yè)上采用機械消泡或者加消泡劑的方法。27、泡沫產(chǎn)生規(guī)律 ：1、通氣量越大，攪拌越劇烈，則產(chǎn)生的泡沫越多。 2、培養(yǎng)基中蛋白質(zhì)含量越多，發(fā)酵液的粘度、濃度越大，則生成的泡沫穩(wěn)定性就越高。3、菌體旺盛生長時，產(chǎn)生的泡沫多，當(dāng)發(fā)酵液中營養(yǎng)基質(zhì)被菌體大量消耗時，濃度下降，則氣泡的穩(wěn)定性也減弱，在發(fā)酵后期，伴隨菌體的自溶，使發(fā)酵液中蛋白質(zhì)濃度又上升，則發(fā)酵液的起泡性又增強。29、作為理想消泡劑應(yīng)具有哪些條件

22、？答： .在起泡液中不溶或難溶； .是表面活性劑表面張力低于起泡液，消泡作用迅速、效率高。 .與起泡液有一定程度的親合性； .與起泡液不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；揮發(fā)性小，作用時間長。不干擾活性氧、等測定儀的使用，不影響氧的傳遞。來源方便、價格便宜，不會在使用和運輸中引起任何危害，能受高溫滅菌，對各物均無影響。30、選擇消泡劑的依據(jù) ：表面活性劑，具有較低的表面張力，消泡效果明顯。對氣 -液界面的散布系數(shù)必須足夠大，才能迅速消泡 ,與起泡液有一定程度的親和性。無毒害性， 對人、畜無害，不被微生物同化， 對菌體生長和代謝無影響，不影響產(chǎn)物的提取和產(chǎn)品質(zhì)量。 不干擾各種測量儀表的使用； 不干擾溶解氧、 pH

23、等測定儀表使用，最好不影響氧的傳遞。在水中的溶解度較小，以保持持久的消泡性能。來源方便，使用成本低。31、消泡劑的種類、性能和應(yīng)用范圍：天然油脂：玉米油、米糠油、豆油、棉子油、魚油及豬油等（豆油是紅霉素的前體，魚油是螺旋霉素的前體）聚醚類：聚氧丙烯甘油和聚氧乙烯氧丙烯甘油 (又稱泡敵 )。（用于四環(huán)素發(fā)酵效果很好，相當(dāng)于豆油的 1020倍）高碳醇、脂肪酸和酯類：如十八醇、聚二醇（在水體系里是有效的消泡劑）硅酮類（聚硅油類）：最常用的是聚二甲基硅氧烷，也稱二甲基硅油。聚二甲基硅氧烷及其衍生物 ：適用于放線菌和細(xì)菌發(fā)酵 （單獨使用效果差， 常與分散劑（微晶二氧化硅）一起使用）羥基聚二甲基硅氧烷 ：

24、曾用于青霉素和土霉素發(fā)酵氟化烷烴：具有極其小的表面能32、發(fā)酵過程中溶解氧受哪些因素的影響？答：（ 1）攪拌。（2）溫度 （ 3）發(fā)酵液濃度（4）培養(yǎng)基（5）氣體組成成分。發(fā)酵前期：由于微生物大量繁殖，需氧量不斷大幅度增加，此時需氧超過供氧，溶氧明顯下降； 發(fā)酵中后期： 溶氧濃度明顯地受工藝控制手段的影響，如補料的.數(shù)量、時機和方式等；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，溶氧就會明顯地上升 。33、溶氧對發(fā)酵有何影響。提出幾種有效提高溶氧的方法。答：溶氧對發(fā)酵的影響： 氧是好氧微生物生長和代謝產(chǎn)物生成所必需， 微生物只能利用溶解在發(fā)酵液的溶解氧， 而氧難溶于水

25、，培養(yǎng)基中貯存的氧量很少； 【純氧溶純水， 1.26mmol/L ；空氣氧溶純水， 0.25mmol/L ；培養(yǎng)基更低】，高產(chǎn)株和加富培養(yǎng)基的采用以及發(fā)酵周期的縮短， 加劇了對氧的需求；形成產(chǎn)物的最佳氧濃度和生長的最佳氧濃度有可能是不同的； 發(fā)酵罐中氧的吸收率很低； 若加大通氣量會引起過多泡沫；消泡劑的使用不利于氧的溶解。提高溶氧的方法： 1.增大通風(fēng)量。 2.提高轉(zhuǎn)速。 3 增加罐壓。 4 改善發(fā)酵液的理化性質(zhì) 5 優(yōu)化空氣中氧的含量 6 加入傳氧中間介質(zhì)34、論述溶解氧控制的意義.答：在發(fā)酵過程中，控制溶解氧濃度具有重要意義，表現(xiàn)在以下方面：1) 在發(fā)酵過程中，微生物只能利用溶解狀態(tài)下的氧

26、。2) 氧是難溶氣體，在 25、 100MPa下，氧在純水中的溶解度為 0.25mmol/L ，在發(fā)酵液中的溶解度為 0.2mmol/L ；在谷氨酸發(fā)酵的操作條件下，發(fā)酵液中氧的飽和濃度約為 0.313mmol/L,這樣的溶氧濃度菌的正常呼吸只能維持 2030s。由于微生物不斷消耗發(fā)酵液中的氧，而氧的溶解度很低，就必須采用強化供氧。3) 氧的溶解度隨著溫度的升高而下降，隨著培養(yǎng)液固形物的增多、或粘度的增加而下降。4) 對于好氣性發(fā)酵來說，氧傳遞速率已成為發(fā)酵產(chǎn)量和發(fā)酵周期的限制因素。同時，氧的供應(yīng)不足可能引起生產(chǎn)菌種的不可彌補的損失或?qū)е录?xì)胞代謝轉(zhuǎn)向不需要的化合物的生成。5) 發(fā)酵工業(yè)上氧的利

27、用率很低。如抗生素發(fā)酵，被微生物利用的氧不超過經(jīng)過凈化處理的無菌空氣中含氧量的2%；在谷氨酸發(fā)酵方面氧的利用率為10%30%。6) 提高供氧效率，就能大大降低空氣消耗量， 從而降低設(shè)備費、 減少動力消耗；且減少染菌機會，減少泡沫形成，提高設(shè)備利用率。35、溶解氧的測定方法有哪些？答：化學(xué)法，極譜法，復(fù)氧膜電極法，壓力法37、臨界氧濃度（ C 臨）：指不影響菌體呼吸所允許的最低氧濃度，或微生物對發(fā)酵液中溶解氧濃度的最低要求。 （微生物的臨界氧濃度一般0.0030.05mmol/L）溶氧濃度（ DO ）：氧在水中的飽和濃度（C*）。發(fā)酵液氧濃度： CL供氧系數(shù)（氧傳質(zhì)系數(shù)）：K L（與空氣線速度的

28、次方成正比） dC/dT=K L（C*-CL）39、影響微生物需氧的因素有哪些？如何調(diào)節(jié)通氣攪拌發(fā)酵罐的供氧水平？答：因素：細(xì)胞濃度直接影響培養(yǎng)液的攝氧率， 在分批發(fā)酵中攝氧率變化很大，不同生長階段需氧不同， 對數(shù)生長后期達(dá)最大值。 培養(yǎng)基的成分和濃度顯著影響微生物的攝氧率， 碳源種類對細(xì)胞的需氧量有很大影響， 一般葡萄糖的利用速度比其他的糖要快。 如何調(diào)節(jié)： 一般認(rèn)為， 發(fā)酵初期較大的通風(fēng)和攪拌而產(chǎn)生過大的剪切力，對菌體的生長有時會產(chǎn)生不利的影響， 所以有時發(fā)酵初期采用小通風(fēng)，停攪拌，不但有利于降低能耗，而且在工藝上也是必須的。但是通氣增大的時間一定要把握好。40、氧從氣相傳遞到細(xì)胞內(nèi)要克服

29、哪些阻力，其中最大阻力是哪一個？答：氣膜傳遞阻力；氣液界面?zhèn)鬟f阻力；氣液界面通過液膜的傳遞阻力；液相主體的傳遞阻力； 細(xì)胞表面的傳遞阻力； 固液界面的傳遞阻力； 細(xì)胞內(nèi)的傳遞阻力； 細(xì)胞壁的阻力； 反應(yīng)阻力。 其中最大最大阻力是氣液界面的傳遞阻力。41、請分析微生物對氧的需求并說明供氧的必要性。.答：大多數(shù)的發(fā)酵過程都是好樣發(fā)酵工程無論是基質(zhì)的二氧化， 菌體的生長還是產(chǎn)物的代謝均需要大量的氧。 發(fā)酵所需的氧量很大程度上取決于培養(yǎng)基中碳源的性質(zhì)。細(xì)胞的攝氧率與培養(yǎng)時間及細(xì)胞濃度有關(guān)。培養(yǎng)條件（如 ph，溫度等）對細(xì)胞的需氧要求也有影響。必要性：培養(yǎng)液內(nèi)微生物所利用的只能是溶解氧， 不可能一次供氧

30、就滿足微生物完全氧化葡萄糖或其他碳源對氧的需求。因此必須不斷供氧。42、氧傳遞系數(shù)的測定方法有哪些？影響氧傳遞系數(shù)的因素有哪些？答：亞硫酸鹽氧化法， 取樣極譜法， 物料衡算法， 動態(tài)法，排氣法，復(fù)膜電極法。影響因素：溶液的性質(zhì)， 氣液比表面積， 攪拌，空氣的線速度， 空氣分布管，培養(yǎng)液的性質(zhì)，表面活性劑，離子強度，菌體濃度43、二氧化碳對發(fā)酵有何影響？如何控制？1.CO2 對菌體生長具有抑制作用。當(dāng)排氣中 CO2 的濃度高于 4%時，微生物的糖代謝和呼吸速率下降。2.CO2 對發(fā)酵的影響對發(fā)酵促進。 如牛鏈球菌發(fā)酵生產(chǎn)多糖， 最重要的發(fā)酵條件是提供的空氣中要含 5%的 CO2。對發(fā)酵抑制。如對

31、肌苷、異亮氨酸、組氨酸、抗生素等發(fā)酵的抑制影響發(fā)酵液的酸堿平衡 CO2 在發(fā)酵液中的濃度變化不像溶解氧那樣有一定的規(guī)律。它的大小受到許多因素的影響， 如細(xì)胞的呼吸強度、 發(fā)酵液的流變學(xué)特性、通氣攪拌程度、罐壓大小、設(shè)備規(guī)模等。 對 CO2 濃度的控制主要看其對發(fā)酵的影響，如果對發(fā)酵有促進作用，應(yīng)該提高其濃度；反之，應(yīng)降低其濃度。提高通氣量和攪拌速率， 有利于 CO2 的排出。降低通氣量和攪拌速率， 有利于提高 CO2 在發(fā)酵液中的濃度。 CO2 的產(chǎn)生與補料控制有密切關(guān)系。如補糖可降低發(fā)酵液中 CO2 的濃度，并降低培養(yǎng)液的 pH 值。44、簡述谷氨酸的生物合成途徑答：大致是：葡萄糖經(jīng)糖酵解（

32、 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)，生成酮戊二酸。酮戊二酸在谷氨酸脫氫酶的催化及有 NH+4 存在的條件下，生成谷氨酸。45、作為谷氨酸產(chǎn)生菌，應(yīng)具備哪些生理特征？從菌的生理特征上，谷氨酸產(chǎn)生菌應(yīng)具備的條件：（1）生物素缺陷型，細(xì)胞膜對谷氨酸的通透性好 ；(2)CO2 固定酶活性強，丙酮酸脫羧酶活性不能太強；(3)-酮戊二酸脫氫酶的活性微弱或缺損；(4)谷氨酸脫氫酶活力高（此活性不被低濃度產(chǎn)物谷氨酸所抑制）；(5)NADPH+H + 進入呼吸鏈能力弱； (6) 異檸檬酸裂解酶活性不能太強，異檸檬酸脫氫酶活性強

33、 。46、以谷氨酸發(fā)酵為例，說明發(fā)酵溫度、 pH、通氣量等環(huán)境條件對谷氨酸產(chǎn)生菌的影響。溫度：谷氨酸發(fā)酵前期長菌階段和種子培養(yǎng)時應(yīng)滿足菌體生長最適溫度。若溫度過高，菌體容易老化。PH：谷氨酸生產(chǎn)菌在中性和堿性條件下積累谷氨酸， 在酸性條件下形成谷氨酸和 N-乙酰谷氨酰氨。通氣量：好氧性發(fā)酵通常需要供給大量的空氣才能滿足菌體對氧的需求。過高的溶解氧對次級代謝產(chǎn)物的合成未必有利，因為溶解氧不僅為代謝提供氧，同時也造成一定的微生物的生理環(huán)境，它可以影響培養(yǎng)基的電位，有時會稱為逆向動力。過低的溶解氧會影響微生物的呼吸，進而造成代謝異47 以谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)為例，分析在發(fā)酵過程中如何保證菌種生長和代謝的正

34、常進行。答：首先，培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)應(yīng)全面，缺乏營養(yǎng)物質(zhì)，會影響菌種的生長繁殖.及正常的代謝活動。 如生物素是谷氨酸棒狀桿菌的生長因子，缺乏生物素， 谷氨酸的合成就會受到影響。其次，各種營養(yǎng)物質(zhì)的比例和濃度會影響菌種的代謝途徑等。如在碳源和氮源的比為 31 時，谷氨酸棒狀桿菌會大量合成谷氨酸，但當(dāng)碳源和氮源的比為41時，谷氨酸棒狀桿菌只生長而不合成谷氨酸。第三，進行發(fā)酵過程中間控制，如溫度、pH 值、溶解氧等。當(dāng)pH 下降，呈酸性時，谷氨酸棒狀桿菌就會生成乙酰谷氨酰胺。在發(fā)酵過程中，培養(yǎng)液的pH 發(fā)生變化的主要原因是培養(yǎng)基中營養(yǎng)成分的利用和代謝產(chǎn)物的積累。如當(dāng)谷氨酸棒狀桿菌利用糖類物質(zhì)不斷生成

35、谷氨酸時，培養(yǎng)液的pH 就會下降。而堿性物質(zhì)的消耗和氨的生成等則會導(dǎo)致培養(yǎng)液的pH 上升。調(diào)節(jié)和控制培養(yǎng)液pH 的方法有：在培養(yǎng)基中添加緩沖液，在發(fā)酵過程中加酸或堿。第四，染菌的控制。在種子擴大培養(yǎng)和發(fā)酵過程中，要嚴(yán)格控制雜菌的污染，通入的空氣要進行嚴(yán)格的過濾除菌。48、分析影響谷氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的因素及其調(diào)控機制pH 和磷酸鹽答：在谷氨酸發(fā)酵過程中，影響菌種代謝途徑的因素有氧、溫度、等，并且谷氨酸產(chǎn)生菌需要生長因子生物素。 當(dāng)生物素缺乏時， 菌種生長十分緩慢；當(dāng)生物素過量時，則轉(zhuǎn)為乳酸發(fā)酵。因此，一般將生物素控制在亞適量條件下，才能得到高產(chǎn)量的谷氨酸。在谷氨酸發(fā)酵中，如果能夠改變細(xì)胞膜的通透性，

36、 使谷氨酸不斷地排到細(xì)胞外面，就會大量生成谷氨酸。 研究表明，影響細(xì)胞膜通透性的主要因素是細(xì)胞膜中的磷脂含量。因此，對谷氨酸產(chǎn)生菌的選育， 往往從控制磷脂的合成或使細(xì)胞膜受損傷入手，如生物素缺陷型菌種的選育。 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。 而不飽和脂肪酸是磷脂的組成成分之一。因此，磷脂的合成量也相應(yīng)減少，這就會導(dǎo)致細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)不完整，提高細(xì)胞膜對谷氨酸的通透性。在發(fā)酵過程中，氧、溫度、 pH 和磷酸鹽等的調(diào)節(jié)和控制如下：氧。谷氨酸產(chǎn)生菌是好氧菌， 通風(fēng)和攪拌不僅會影響菌種對氮源和碳源的利用率， 而且會影

37、響發(fā)酵周期和谷氨酸的合成量。 尤其是在發(fā)酵后期， 加大通氣量有利于谷氨酸的合成。溫度。菌種生長的最適溫度為 30 32 。當(dāng)菌體生長到穩(wěn)定期，適當(dāng)提高溫度有利于產(chǎn)酸， 因此，在發(fā)酵后期， 可將溫度提高到 34 37 。pH 。谷氨酸產(chǎn)生菌發(fā)酵的最適 pH 在 7.08.0。但在發(fā)酵過程中，隨著營養(yǎng)物質(zhì)的利用，代謝產(chǎn)物的積累，培養(yǎng)液的 pH 會不斷變化。如隨著氮源的利用，放出氨， pH 會上升；當(dāng)糖被利用生成有機酸時， pH 會下降。磷酸鹽。它是谷氨酸發(fā)酵過程中必需的，但濃度不能過高，否則會轉(zhuǎn)向纈氨酸發(fā)酵。49 糖蜜的處理。糖蜜是甘蔗或甜菜制糖的副產(chǎn)物。 發(fā)酵前對糖蜜進行 稀釋、酸化、滅菌及澄清

38、 等過程稱為 糖蜜前處理 。糖蜜前處理的方法1、加酸通風(fēng)沉淀法稀釋酸化通風(fēng)澄清2、加熱加酸沉淀法 加熱稀釋酸化 澄清稀釋 3、添加絮凝劑澄清處理法稀釋酸化加熱加絮凝劑澄清谷氨酸發(fā)酵的糖蜜預(yù)處理 特殊性：生物素限量 原理：產(chǎn)物谷氨酸積累到一定量會形成反饋抑制。 需提高細(xì)胞膜的滲透性， 使胞內(nèi)的產(chǎn)生的谷氨酸迅速滲漏出去。細(xì)胞膜由磷脂雙分子層和蛋白質(zhì)組成， 磷脂雙分子層由脂肪酸、 甘油、磷酸和側(cè)鏈組成。把生物素控制在亞適量， 才能生產(chǎn)出大量的谷氨酸。 因為生物素是脂肪酸生物合成中乙酰 -CoA 羧化酶的輔基。谷氨酸發(fā)酵的糖蜜預(yù)處理的方法和各自原理1 糖蜜預(yù)處理方法除去過量生物素.活性炭處理法稀釋，漂

39、白粉，活性炭，過濾原理：吸附樹脂處理法原理：吸附亞硝酸處理法原理：破壞生物素2.添加化學(xué)藥劑處理法原理：增加細(xì)胞膜對谷氨酸的滲透性添加青霉素法添加表面活性劑添加抗氧劑法3.追加糖蜜法原理：當(dāng)谷氨酸酶系統(tǒng)成熟時過量生物素不影響發(fā)酵， 可在此時添加未處理的糖蜜進去繼續(xù)正常生產(chǎn)。4.采用營養(yǎng)缺陷變異株 原理：誘變生物素缺陷型菌株為油酸缺陷型等，是生物素不再影響谷氨酸的積累50、糖蜜可直接用作發(fā)酵原料嗎？為什么？不可以。1、糖蜜中生物素的含量，與糖蜜來源生產(chǎn)批次有關(guān)，而且其它營養(yǎng)成份也有變動2、糖蜜含有黑褐色色素，影響成品色澤。 3、糖蜜含有膠體物質(zhì)，粘度大，致使發(fā)酵中泡沫多，對于提取也帶來困難。 4

40、、糖蜜中含有較多的鈣質(zhì)物質(zhì)，這對于谷氨酸的提取精制上，要增加糖蜜原料的脫鈣操作。因此糖蜜要進行前處理。澄清，脫鈣，水解膠體，除黑色素51、敘述防止發(fā)酵菌種退化的具體條件措施有那些？答：（ 1）控制傳代次數(shù)：盡量避免不必要的移種和傳代，并將必要的傳代降低到最低限度，以減少細(xì)胞分裂過程中所產(chǎn)生的自發(fā)突變幾率。（ 2）創(chuàng)造良好的培養(yǎng)條件：如在赤霉素生產(chǎn)菌 G.fujikuroi 的培養(yǎng)基中，加入糖蜜、天冬酰胺、谷氨酰胺、 5 -核苷酸或甘露醇等豐富營養(yǎng)物時，有防止衰退效果。（ 3）利用不易衰退的細(xì)胞傳代：對于放線菌和霉菌，菌絲細(xì)胞常含有幾個細(xì)胞核，因此用菌絲接種就易出現(xiàn)衰退， 而孢子一般是單核的，

41、用于接種就可避免這種現(xiàn)象。（ 4）采用有效的菌種保藏方法（ 5）合理的育種：選育菌種是所處理的細(xì)胞應(yīng)使用單核的，避免使用多核細(xì)胞 ; 合理選擇誘變劑種類或增加突變位點， 以減少分離回復(fù)突變； 在誘變處理后及分離提純化，從而保證保藏菌種的純度。（ 6）、選用合適的培養(yǎng)基 在培養(yǎng)基中添加某種化學(xué)物質(zhì)可以防止菌種退化?；蛘哌x取營養(yǎng)相對貧乏的培養(yǎng)基在菌種保藏培養(yǎng)基， 限制菌株的生長代謝減少變異反而發(fā)生從而防止菌種的退化。52 菌種退化的原因是什么？怎樣防止菌種的退化？ 答：環(huán)境條件，菌種自身突變，突變不完全造成菌體遺傳組成差異 防止： 1 退化菌種的復(fù)壯 2 提供良好的環(huán)境條件 3 進行合理的傳代 4

42、 采用優(yōu)良的保藏方法 5 定期純化菌種菌種退化 ：是指在較長時期傳代保藏后， 菌株的一個或多個生理性狀和形態(tài)特征逐漸減退或消失的現(xiàn)象。52、菌種衰退的概念指菌種整體在多次接種傳代過程中逐漸造成生產(chǎn)能力降低， 表現(xiàn)為發(fā)酵力（如對培養(yǎng)基的利用）或繁殖力（如孢子的產(chǎn)生）下降或發(fā)酵產(chǎn)物得率降低的現(xiàn)象。菌種衰退的常見現(xiàn)象 1.菌落和細(xì)胞形態(tài)的改變 2.生長速度緩慢，產(chǎn)孢子越來越少 3.抵抗力、抗不良環(huán)境能力減弱等 4.代謝產(chǎn)物生產(chǎn)能力或其對宿主寄生能力下降菌種衰退產(chǎn)生的原因 1.保藏不恰當(dāng) 2.傳代次數(shù)過多 3.發(fā)生回復(fù)突變 4.培養(yǎng)條件不適合54、菌種的復(fù)壯概念 狹義：在菌種已衰退情況下，通過純種分離

43、和生產(chǎn)性能測定等方法，從衰退群體中找出少數(shù)未衰退的個體，以恢復(fù)原有典型性狀的措施。廣義：在菌種未衰退前經(jīng)常有意識地進行純種分離和生產(chǎn)性狀測定工作，以期從.中選擇到自發(fā)的正變個體。55、衰退菌種復(fù)壯的方法單細(xì)胞菌株分離法沸水篩選法菌液用沸水處理后進行單細(xì)胞菌株分離，從而挑選出優(yōu)良菌體。改變培養(yǎng)條件法采用有利于高產(chǎn)菌株而不利于低產(chǎn)菌株的條件來選出高產(chǎn)菌株。如 Bacillus thuringiensis的復(fù)壯通過宿主體復(fù)壯誘變處理法對發(fā)生回復(fù)突變進行重新誘變育種。56、分批發(fā)酵 ：1、定義：(分批培養(yǎng) )是指將所有的物料（除空氣、消沫劑、調(diào)節(jié) pH 的酸堿物外）一次性加入發(fā)酵罐，然后滅菌、接種、培

44、養(yǎng)，最后將整個罐的內(nèi)容物放出，進行產(chǎn)物回收。 清罐結(jié)束后，重新開始新的裝料發(fā)酵的發(fā)酵方式2、特點：非穩(wěn)態(tài)培養(yǎng)過程、一次性投料一次性收獲產(chǎn)品、封閉系統(tǒng)、表現(xiàn)典型的生長周期（延滯期、對數(shù)生長期、穩(wěn)定期、衰亡期）、穩(wěn)定期細(xì)胞濃度最大3、優(yōu)缺點：設(shè)備要求低、操作簡單、易于掌握、適用于固體顆?；蜉^多泡沫的培養(yǎng)基滅菌、適用于小發(fā)酵罐中培養(yǎng)基的滅菌；不能使細(xì)胞始終處于最優(yōu)條件、對培養(yǎng)基營養(yǎng)成分破壞較大， 反復(fù)加熱冷卻使能耗增加、 發(fā)酵周期延長、 降低了發(fā)酵罐利用率。補料發(fā)酵 ：1、定義：（半連續(xù)培養(yǎng)、 半連續(xù)發(fā)酵） 是指發(fā)酵中后期養(yǎng)料逐漸消耗，菌體逐漸走向衰老自溶， 代謝產(chǎn)物不能再繼續(xù)分泌， 為延長中期代謝

45、活動， 維持較高的發(fā)酵產(chǎn)物的增長幅度，給發(fā)酵罐間歇或連續(xù)地補加新鮮培養(yǎng)基的發(fā)酵方式。 2、特點：介于分批發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵之間的一種微生物細(xì)胞的培養(yǎng)方式 3、優(yōu)缺點：維持菌體濃度、減緩供氧矛盾、避免發(fā)酵過早結(jié)束。與分批培養(yǎng)方式比較： 可以解除培養(yǎng)過程中的底物抑制、 產(chǎn)物的反饋抑制和葡萄糖的分解阻遏效應(yīng)。 對于好氧過程， 可以避免在分批培養(yǎng)過程中因一次性投糖過多造成的細(xì)胞大量生長、 好氧過多以至通風(fēng)攪拌設(shè)備不能匹配的狀況。 微生物細(xì)胞可以被控制在一系列的過濾態(tài)階段， 可用來控制細(xì)胞的質(zhì)量； 并可重復(fù)某個時期細(xì)胞培養(yǎng)的過渡態(tài)，可用于理論研究。與連續(xù)培養(yǎng)方式比較 不需要嚴(yán)格的無菌條件。不會產(chǎn)生微生物菌種

46、的老化和變異。最終產(chǎn)物濃度較高，有利于產(chǎn)物的分離。適用范圍廣。連續(xù)發(fā)酵 ：1、定義：（連續(xù)培養(yǎng)、開放式培養(yǎng)）是指以一定的速度向培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)添加新鮮的培養(yǎng)液， 同時以相同的速度流出培養(yǎng)液， 從而使培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)培養(yǎng)液的量維持恒定，使微生物細(xì)胞能在近似恒定狀態(tài)下生長的微生物發(fā)酵培養(yǎng)方式2、特點：微生物細(xì)胞的生長速度、產(chǎn)物的代謝均處于恒定狀態(tài)，可以達(dá)到穩(wěn)定、高速培養(yǎng)微生物細(xì)胞或產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物的目的。3、優(yōu)缺點 ：溫度較高、滅菌時間短、培養(yǎng)基營養(yǎng)成分得到最大限度的保護簡化操作步驟、縮短發(fā)酵周期、提高設(shè)備利用率、降低了人力物力的消耗、降低勞動強度、增加生產(chǎn)效率；連續(xù)發(fā)酵運轉(zhuǎn)時間長，菌種多退化、易污染，培養(yǎng)基

47、利用率一般低于分批發(fā)酵工藝中的變量較分批發(fā)酵復(fù)雜， 較難控制和擴大，且對蒸汽和設(shè)備要求較高不適合含有大量固體物料培養(yǎng)基的滅菌，生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物時一般不用連續(xù)發(fā)酵， 因為生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物所需的最佳條件，往往與其產(chǎn)生菌種生長所需的最佳條件不一致，有的還與微生物細(xì)胞分化有關(guān)。57 比較分批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)缺點。答：分批培養(yǎng)的優(yōu)點：不易染菌，操作簡單，不存在菌種老化或變異等問題。缺點：生產(chǎn)時間長，設(shè)備利用率低。連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)點： 1.提高設(shè)備利用率，縮短生產(chǎn)時間。 2.發(fā)酵中各種參數(shù)恒定，便于自動化控制。 3易于分期控制。 4維持低基質(zhì)濃度。缺點：菌種變異可能性較大，嚴(yán)格要求無菌條件。58 與傳統(tǒng)的分

48、批集中補料培養(yǎng)相比，補料分批培養(yǎng)有哪些優(yōu)點？.答：可以避免在分批發(fā)酵中因次投料過多造成發(fā)酵液環(huán)境突變， 造成菌絲大量生長等問題， 改善發(fā)酵液流變等性質(zhì)， 使得發(fā)酵過程泡沫得以控制， 節(jié)省消泡劑，并提高了裝罐系數(shù)可以控制細(xì)胞質(zhì)量，以提高芽抱的比例，并使 pH 得以穩(wěn)定?？梢越獬孜镆种?， 產(chǎn)物反饋抑制和分解阻遏。 可以使“放料和補料”方法得以實施。 該方法在發(fā)酵后期、 產(chǎn)生了一定數(shù)量代謝產(chǎn)物后， 在發(fā)酵液體積測量監(jiān)控下， 放出一部分發(fā)酵液， 同時連續(xù)補充部分新鮮營養(yǎng)液， 實現(xiàn)連續(xù)帶放、既有利于提高產(chǎn)物產(chǎn)量又可降低成本，使得發(fā)酵指數(shù)得以大幅度提高。利用 FBC 技術(shù)、可以使菌種保持最大的生產(chǎn)力狀態(tài)

49、。隨著傳感技術(shù)以及對發(fā)酵過程動力學(xué)理淪深入研究、 用模擬復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型使在線方式實最優(yōu)控制成為可能。59 與分批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)相比補料分批培養(yǎng)具有哪些優(yōu)點？答：同傳統(tǒng)的分批發(fā)酵相比， 它的優(yōu)越性是明顯的。 首先它可以解除營養(yǎng)物基質(zhì)的抑制。產(chǎn)物反饋抑制和葡萄糖分解阻遏效應(yīng)（葡萄糖效應(yīng) -葡萄糖被快速分解代謝所積累的產(chǎn)物在抑制所需產(chǎn)物合成的同時， 也抑制其他一些碳源、 氮源的分解利用）。對于好氧發(fā)酵，它可以避免在分批發(fā)酵中因一次性投入糖過多造成細(xì)胞大量生長， 耗氧過多，以至通風(fēng)攪拌設(shè)備不能匹配的狀況， 還可以在某些情況下減少菌體生成量，提高有用產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率 在真菌培養(yǎng)中，菌絲的減少可以降低發(fā)酵液的

50、粘度， 便士物料輸送及后處理； 與連續(xù)發(fā)酵相比， 它不會產(chǎn)生菌種老化和變異問題，其適用范圍也比連續(xù)發(fā)酵廣。60 請敘述連續(xù)發(fā)酵的優(yōu)缺點及應(yīng)用。答：其優(yōu)點是：設(shè)備的體積可以減?。徊僮鲿r間短，總的操作管理方便，便于自動化控制；產(chǎn)物穩(wěn)定，人力物力節(jié)省，生產(chǎn)費用低。缺點是： 對設(shè)備的合理性和加料設(shè)備的精確性要求甚高； 營養(yǎng)成分的利用較分批發(fā)酵差，產(chǎn)物濃度比分批發(fā)酵低； 雜菌污染的機會較多， 菌種易因變異而發(fā)生退化。連續(xù)發(fā)酵的應(yīng)用： 1906年已有啤酒連續(xù)發(fā)酵的方案，但直到 1967 年才得到工業(yè)化的應(yīng)用。主要應(yīng)用國家有新西蘭、 英國等。由于菌種易變異和雜菌的污染以及啤酒的風(fēng)味等問題，使啤酒連續(xù)發(fā)酵工藝

51、的推廣受到限制。傳統(tǒng)與現(xiàn)代發(fā)酵工程的區(qū)別 答： .前操作對象是微生物，現(xiàn)代發(fā)酵的加工對象生物除此外還有動植物細(xì)胞等。 .無菌概念已由原來的將雜菌排除在發(fā)酵系統(tǒng)外的單向概念轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r要求發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)的生物體不能逸出系統(tǒng)外的雙向概念。 .發(fā)酵的培養(yǎng)技術(shù)由簡單的通氣攪拌技術(shù)發(fā)展到根據(jù)生物的類型、目的產(chǎn)物的特征不同而采用更復(fù)雜的培養(yǎng)技術(shù)，并引用了生化工程放大概念。 .發(fā)酵培養(yǎng)裝置已不僅是標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐，而是形式多樣結(jié)構(gòu)各異的新型生物反應(yīng)器。61發(fā)酵操作方式可分為分批、流加和連續(xù)三種，試述三種方法的優(yōu)缺點答：一、分批發(fā)酵 優(yōu)點：操作簡單，周期短，染菌機會減少和生產(chǎn)過程，產(chǎn)品質(zhì)量易于控制。 缺點：產(chǎn)率低，存在基

52、質(zhì)抑制問題，出現(xiàn)二次生長現(xiàn)象，對基質(zhì)敏感的產(chǎn)物，或者次級代謝產(chǎn)物，抗生素，不適宜用分批發(fā)酵。二、流加發(fā)酵 優(yōu)點： 1 能維持適當(dāng)?shù)陌l(fā)酵條件 2 減緩代謝有害物的不利影響 3 避免快速利用碳源的阻遏效應(yīng)。缺點：沒有物料取出，產(chǎn)物的積累最終導(dǎo)致比生長率的下降，有物料的加入，增加了染菌的機會。三、連續(xù)發(fā)酵 優(yōu)點：設(shè)備利用率高，單位時間產(chǎn)量高，容易控制，可及時排除發(fā)酵過程中的有害物質(zhì)。缺點：由于長時間不斷向發(fā)酵系統(tǒng)加入物料，增加染菌幾率，連續(xù)發(fā)酵時間長，容易產(chǎn)生菌種突變。62 簡述發(fā)酵過程進行中間補料的原則.答：菌體生長代謝需要一個合適的濃度，過高的濃度對菌體生長有抑制作用，過低，不能滿足產(chǎn)物合成的需

53、要。 中間補料的原則是使生產(chǎn)菌在分泌期有足夠多而不過多的養(yǎng)料，使代謝活動朝著有利于合成產(chǎn)物的方向發(fā)展。63工業(yè)上培養(yǎng)基滅菌為什么常常采用高溫瞬時滅菌法？答：因采用高溫瞬時.滅菌，故既可殺滅微生物， 又可最大限度減少營養(yǎng)成分的破壞， 從而提高了原料的利用率 ;由于總的滅菌時間較分批滅菌注明顯減少，所以縮短了發(fā)酵罐的占用周期，從而提高了它的利用率； 由于蒸汽負(fù)荷均勻， 故提高了鍋爐的利用率；適宜于自動化操作；降低了操作人員的勞動強度64影響培養(yǎng)基滅菌的因素有哪些？間歇滅菌和連續(xù)滅菌各自的優(yōu)缺是什么？答 :1、影響因素：培養(yǎng)基成分，培養(yǎng)基的物理狀態(tài)，培養(yǎng)基的 PH，培養(yǎng)基的微生物數(shù)量，微生物細(xì)胞中含

54、水量，微生物細(xì)胞菌齡，微生物的耐熱性，空氣排除情況，攪拌，泡沫2、間歇滅菌和連續(xù)滅菌的優(yōu)缺點連續(xù)滅菌優(yōu)點1、滅菌溫度高，可以減少培養(yǎng)基營養(yǎng)物質(zhì)的損失 2、操作條件恒定，滅菌質(zhì)量穩(wěn)定3、易于實現(xiàn)管道化和自控操作 4、避免反復(fù)的加熱和冷卻，提高了熱的利用率5、發(fā)酵設(shè)備利用率高 缺點 1、對設(shè)備的要求高，需另外設(shè)置加熱冷卻裝置2、操作較麻煩 3、染菌機會多 4、不適合于大量固體物料的滅菌5、對蒸汽的要求高間歇滅菌 優(yōu)點 1、設(shè)備要求低，不需另外設(shè)置加熱冷卻裝置2、操作要求低，適于手動操作 3、適合于小批量生產(chǎn) 4、適合于含有大量固體物質(zhì)的培養(yǎng)基的滅菌缺點 1、培養(yǎng)基的營養(yǎng)物質(zhì)損失較多，滅菌后培養(yǎng)基的質(zhì)量下降2、需進行反復(fù)的加熱和冷卻，能耗較高 3、不適合于大規(guī)模生產(chǎn)過程的滅菌4、發(fā)酵罐的利用率極低65請分析介質(zhì)過濾空氣除菌法的基本原理答：氣流通過濾層時， 基于濾層纖維的層層阻礙， 迫使空氣在流動中出現(xiàn)無數(shù)次改變氣速大小和方向的繞流運動，從而導(dǎo)致微生物微粒與濾層纖維間產(chǎn)生撞擊，攔截，布朗擴散，重力及靜電引力等作用，從而把微生物微粒截留，捕集在纖維表面上，實現(xiàn)了過濾的目的。66 工業(yè)上空氣除菌所用過濾介質(zhì)（如棉花、玻璃纖維、活性炭等）的濾孔遠(yuǎn)大于菌體，為何也