微生物工藝技術(shù)復(fù)習(xí)

微生物工藝?技術(shù)二、填空題1、按發(fā)酵形式?區(qū)分有固態(tài)?發(fā)酵、深層液態(tài)發(fā)?酵；按發(fā)酵工藝?流程可分為?分批發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵、流加發(fā)酵；按發(fā)酵過程?中對養(yǎng)的需?求可分為厭?氧發(fā)酵、好氧發(fā)酵。2、氮源主要用?于構(gòu)成菌體?細(xì)胞物質(zhì)，常用的氮源?可分為有機(jī)?氮源、無機(jī)氮源。3、滅菌的方式?有：干熱滅菌法?、濕熱滅菌法?、輻射滅菌法?、過濾除菌法?、化學(xué)藥劑滅?菌法。4、在菌種保藏?中，有利于菌種?休眠的環(huán)境?條件有降低?培養(yǎng)基營養(yǎng)?成分、低溫、缺氧、干燥。5、使不飽和溶?液變?yōu)檫^飽?和溶液的方?法有蒸發(fā)溶?劑、降低溶液的?溫度。6、化學(xué)法控制?谷氨酸生產(chǎn)?菌的細(xì)胞膜?的滲透性，選育菌種的?方向通常有?生物素缺陷?性、甘油缺陷性?、油酸缺陷性?。7、淀粉制備葡?萄糖過程當(dāng)?中，衡量糖化終?點(diǎn)最重要的?指標(biāo)是DE?值。8、過濾是目前?生物工業(yè)生?產(chǎn)當(dāng)中最經(jīng)?濟(jì)最常用的?空氣除菌方?法。9、谷氨酸生物?合成途徑包?括EMP途?徑、HMP途徑?、TCA循環(huán)?途徑、乙醛酸循環(huán)?途徑、CO2固定?反應(yīng)途徑。10、按菌體生長?碳源的消耗?糖的形成，三者之間的?動力學(xué)的關(guān)?系來區(qū)分發(fā)?酵的類型，能清楚比較?各種發(fā)酵的?類型，根據(jù)發(fā)酵過?程中產(chǎn)物的?形成與底物?利用之間關(guān)?系可將發(fā)酵?分為三種類?型：生長耦聯(lián)型?（簡單發(fā)酵型?）、部分生長耦?聯(lián)型（中間發(fā)酵型?）、非生長耦聯(lián)?型（復(fù)雜發(fā)酵型?）。11、現(xiàn)今常用的?測氧方法主?要是基于極?譜原理的電?流型測氧覆?膜電極，可分為極譜?電極、原電池型電?極。12、從染菌時間?可分為四個?不同時期：種子培養(yǎng)基?染菌、發(fā)酵前期染?菌、發(fā)酵中期染?菌、發(fā)酵后期染?菌。8、工業(yè)上的發(fā)?酵產(chǎn)品，有四個主要?類別：微生物的菌?體、微生物的酶?、微生物的代?謝產(chǎn)物和微生物轉(zhuǎn)化?的化合物。9.碳源是組成?培養(yǎng)基的主?要成分之一?。常用的碳源?有糖類、油脂、有機(jī)酸和低碳醇。10.淀粉水解糖?的制備方法?有:酸解法、雙酶法（酶解法）和酶酸結(jié)合法?。12.離子交換樹?脂可分為四?類，有:強(qiáng)酸性陽離?子樹脂、弱酸性陽離?子樹脂、強(qiáng)堿性陰離?子樹脂以及弱堿性陰離?子樹脂。13.發(fā)酵產(chǎn)物大?致分為三類?，分別是菌體、酶、和代謝產(chǎn)物。14.在谷氨酸生?物合成中，α-酮戊二酸脫?氫酶缺失或活?力極弱是谷?氨酸產(chǎn)生菌?的一個特征?。15.泡沫消除的?方法有物理方法、機(jī)械消泡和化學(xué)消泡劑?消泡。四、名詞解釋1、生理酸性物?質(zhì)：無機(jī)氮源被?菌體作為氮?源利用后，培養(yǎng)液中留?下了酸性物?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(jī)氮源。2、生理堿性物?質(zhì)：無機(jī)氮源被?菌體作為氮?源利用后，培養(yǎng)液中留?下了堿性物?質(zhì)，這種經(jīng)微生?物生理作用?（代謝）后能形成堿?性物質(zhì)的無?機(jī)氮源。3、臨界氧濃度?：各種微生物?的呼吸對發(fā)?酵液中溶解?氧濃度有一?個最低要求?，以c臨界表?示（或以臨界溶?解氧分壓p?L臨界表示?），微生物的臨?界氧濃度一?般為0.003~0.05mmo?l/L4、生物素亞適?量：在培養(yǎng)基中?，大量合成谷?氨酸所需的?生物素濃度?比菌體生長?的需要量低?，即為生長所?需的亞適量?。5、呼吸強(qiáng)度：單位質(zhì)量干?菌體在單位?時間內(nèi)所吸?取的氧量。6、致死溫度：殺死微生物?的極限溫度?。7、理論交換量?：是樹脂交換?基團(tuán)中所有?可交換離子?全部被交換?時的交換容?量，也就是樹脂?全部可交換?離子的當(dāng)量?數(shù)，又稱為總交?換量。由離子交換?樹脂的特性?決定。8、致死時間：在致死溫度?下，殺死全部微?生物所需要?的時間。9、過飽和系數(shù)?：結(jié)晶過程、晶體質(zhì)量均?與溶液飽和?程度有關(guān)，溶液的過飽?和程度可用?過飽和度S?（%）來表示：S=c/c’*100%10、發(fā)酵熱：發(fā)酵過程中?釋放出來的?引起溫度變?化的凈熱量?稱為發(fā)酵熱?，以kJ/(m3·h)為單位。包括生物熱?、攪拌熱、蒸發(fā)熱以及?輻射熱等，即：Q發(fā)酵=Q生物+Q攪拌-Q蒸發(fā)-Q輻射。五、問答題1、試同時用所?學(xué)的膜過濾?除菌法（超濾）、等電點(diǎn)法、離子交換法?設(shè)計從發(fā)酵?液中提取谷?氨酸的工藝?流程。答：發(fā)酵醪→預(yù)熱→一次超濾→菌體乳→二次超濾→菌體乳→干燥清液清液晶種四效蒸發(fā)器?→濃縮液→調(diào)酸→起晶→停酸育晶→緩慢調(diào)酸→等電點(diǎn)育晶?→連續(xù)離心分?離→濕谷氨酸母液交換吸附←樹脂預(yù)處理?水洗與疏松?熱水預(yù)熱再生←解吸←解吸液前流分高流分后流分2、為什么使用?生物素缺陷?型菌株進(jìn)行?谷氨酸發(fā)酵?時限制培養(yǎng)?基中的生物?素濃度可以?達(dá)到控制細(xì)?胞膜的滲透?性？答：生物素參與?了脂肪酸的?生物合成，進(jìn)而影響了?磷脂的合成?和細(xì)胞膜的?形成。生物素是催?化脂肪酸合?成起始反應(yīng)?的關(guān)鍵酶乙?酰CoA羧?化酶的輔酶?，對脂肪酸的?形成起促進(jìn)?作用。生物素缺陷?性阻斷生物?素的合成，亞適量控制?生物素的添?加2，抑制不飽和?脂肪酸的合?成，使細(xì)胞膜不?完整，提高了細(xì)胞?膜對谷氨酸?的通透性。3、pH對微生?物發(fā)酵的影?響有哪些？谷氨酸發(fā)酵?中如何控制?pH？答：pH對微生?物發(fā)酵的影?響：（1）影響酶的活?力從而影響?微生物的生?長繁殖和新?陳代謝；（2）影響細(xì)胞膜?所帶的電荷?，改變細(xì)胞膜?的通透性，從而影響微?生物對營養(yǎng)?物質(zhì)的吸收?和代謝產(chǎn)物?的排出；（3）影響培養(yǎng)基?某些組分和?中間代謝產(chǎn)?物的解離，從而影響微?生物對它們?的吸收利用?，對產(chǎn)物的合?成將產(chǎn)生顯?著的影響；（4）引起菌體代?謝途徑的改?變，使代謝產(chǎn)物?的合成量發(fā)?生改變。谷氨酸發(fā)酵?中pH的控?制：通常采用流?加液氨的方?式進(jìn)行控制?，通過控制液?氨的流量從?而控制發(fā)酵?pH。整個發(fā)酵過?程中pH應(yīng)?控制在稍偏?堿性的狀態(tài)?。谷氨酸合成?階段的氮源?需求量遠(yuǎn)大?于菌體生長?階段，發(fā)酵中期控?制的pH應(yīng)?高于發(fā)酵前?期，且在時間推?移過程中，液氨流量應(yīng)?逐漸增大，pH呈逐漸?升高趨勢，進(jìn)入發(fā)酵后?期，對氮源的需?求量逐漸減?少，流加量應(yīng)逐?漸減少，臨近發(fā)酵結(jié)?束可控制p?H為7.0~6.6。4、種子擴(kuò)大培?養(yǎng)的目的是?什么？寫出一個谷?氨酸二級擴(kuò)?大培養(yǎng)的流?程。答：種子擴(kuò)大培?養(yǎng)的目的就?是為每次發(fā)?酵罐的投料?生產(chǎn)提供數(shù)?量足夠的、活力旺盛的?種子。二級擴(kuò)大培?養(yǎng)流程：斜面菌種→一級種子的?搖床培養(yǎng)→二級種子的?種子罐培養(yǎng)?→發(fā)酵罐的發(fā)?酵5、為什么工業(yè)?上常選擇高?溫短時的滅?菌方式？答：高溫短時可?以減少培養(yǎng)?基營養(yǎng)成分?的破壞6、比較酸解法?和酶解法的?優(yōu)缺點(diǎn)。答：優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)酸解法過濾速度快?、對淀粉質(zhì)量?要求不高對設(shè)備要求?高、糖液顏色深?、糖液質(zhì)量差?酶解法專一性強(qiáng)、條件溫和、糖液質(zhì)量好?、耗能量低、過濾速度慢?、對淀粉質(zhì)量?要求高、復(fù)雜、7、用等電點(diǎn)法?提取谷氨酸?的原理？答：等電點(diǎn)法提?取谷氨酸時?谷氨酸發(fā)酵?液不經(jīng)除菌?或經(jīng)除菌、不經(jīng)濃縮或?濃縮處理，常溫或低溫?甲酸調(diào)pH?至谷氨酸的?等電點(diǎn)（pH3.22），使谷氨酸呈?過飽和狀態(tài)?而結(jié)晶析出?的方法。8、與實(shí)消相比?，連消有哪些?優(yōu)缺點(diǎn)？答：優(yōu)點(diǎn)：培養(yǎng)基營養(yǎng)?成分的破壞?較少、發(fā)酵罐利用?率高、使用蒸汽均?衡、可采用自動?控制，減輕勞動強(qiáng)?度缺點(diǎn)：不適用于少?量或單獨(dú)滅?菌的特殊物?料、9、在好氧深層?培養(yǎng)中，溶解氧是需?氧微生物生?長所必需的?，在發(fā)酵過程?中，影響好氧的?因素有哪幾?個方面？答：攪拌、空氣線速度?、空氣分布器?的形狀、發(fā)酵液的粘?度、發(fā)酵液深度?、氧分壓、發(fā)酵液的性?質(zhì)、發(fā)酵罐的高?徑比、發(fā)酵罐的體?積。影響耗氧因?素：1、培養(yǎng)基成分?和補(bǔ)料：培養(yǎng)基的成?分和濃度顯?著影響耗氧?；培養(yǎng)液營養(yǎng)?豐富，菌體生長快?，耗氧量大；發(fā)膠濃度高?，耗氧量大；發(fā)酵過程補(bǔ)?料或補(bǔ)糖，微生物對氧?的攝取量隨?著增大。2、菌齡影響耗?氧：呼吸旺盛、耗氧力強(qiáng)，發(fā)酵后期菌?體處于衰老?狀態(tài)，耗氧能力自?然減弱。3、發(fā)酵條件影?響耗氧：在最適條件?下發(fā)酵，好氧量大。在發(fā)酵過程?中，排除有毒代?謝產(chǎn)物如二?氧化碳、揮發(fā)性的有?機(jī)酸和過量?的氨，也有利于提?高菌體的攝?氧量。10、谷氨酸發(fā)酵?流加糖的目?的？答：補(bǔ)充碳源11、為什么糖制?原料發(fā)酵生?產(chǎn)谷氨酸時?要控制乙醛?酸循環(huán)與C?O2固定反?應(yīng)的比例？答：糖的分解代?謝途徑與C?O2固定的?適當(dāng)比例是?提高谷氨酸?對糖的收率?的關(guān)鍵問題?。六、看圖回答問?題1、空氣除菌的?機(jī)理和空氣?流速的關(guān)系?答：空氣除菌機(jī)?理包括：慣性沖擊滯?留作用機(jī)理?、攔截滯留作?用機(jī)理、布朗擴(kuò)散機(jī)?理、重力沉降作?用機(jī)理、靜電吸附作?用機(jī)理。當(dāng)空氣流過?介質(zhì)時，上述5種除?菌機(jī)理同時?起作用，不過氣流速?度不同，其主要作用?的機(jī)理也就?不同。當(dāng)氣流速度?較大時除菌?效率隨氣流?流度的增加?而增加，此時慣性沖?擊起主要作?用；當(dāng)氣流速度?較小時，除菌效率隨?氣流流度的?增加而降低?，此時擴(kuò)散起?主要作用；當(dāng)氣流速度?中等時，可能是截留?起主要作用?。如果空氣流?速過大，除菌效率又?下降，則是由于已?被捕集的微?粒又被湍動?的氣流夾帶?返回到空氣?中。2.請說明下圖?的控制作用?原理及優(yōu)缺?點(diǎn)。原理：溶解氧控制?：谷氨酸生產(chǎn)?菌是好氧微?生物，其氧化酶系?存在于細(xì)胞?內(nèi)原生質(zhì)中?，只能利用溶?解于液體中?的氧，故菌體生長?、繁殖以及代?謝受到溶解?氧濃度的直?接影響。PH控制：PH電極是?一種產(chǎn)生電?壓信號的電?化學(xué)元件，其內(nèi)阻相當(dāng)?高，產(chǎn)生的電位?只能由一種?高輸入阻抗?的直流放大?器來獲取微?量電流，以測