发酵复习资料

分解代谢产物阻遏：有两个碳源（氮源）分解底物同时存在时，细胞利用快的那种分解 底物会遏制慢的底物的有关酶的合成和积累。 碳源：凡可构成微生物细胞和代谢产物中碳素来源的营养物质，统称为碳源。 介质过滤除菌：是使空气通过经高温灭菌的介质过滤层，将空气中的微生物等颗粒阻截在 介质层中，而达到除菌的目的。 组成型突变株：操纵子或调节基因突变引起酶合成诱导机制失灵，菌株不经诱导也能合 成酶，或不受终产物阻遏的调节突变型。 前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物 分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提 高。 发酵生长因子从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质，如氨基酸、 嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子 菌浓度的测定是衡量产生菌在整个培养过程中菌体量的变化，一般前期菌浓增长很快，中 期菌浓基本恒定。补料会引起菌浓的波动，这也是衡量补料量适合与否的一个参数。 搅拌热：在机械搅拌通气发酵罐中，由于机械搅拌带动发酵液作机械运动，造成液体之间， 液体与搅拌器等设备之间的摩擦，产生可观的热量。搅拌热与搅拌轴功率有关 分批培养：简单的过程，培养基中接入菌种以后，没有物料的加入和取出，除了空气的通 入和排气。整个过程中菌的浓度、营养成分的浓度和产物浓度等参数都随时间变化。 比耗氧速度或呼吸强度单位时间内单位体积重量的细胞所消耗的氧气， 次级代谢产物是指微生物在一定生长时期，以初级代谢产物为前体物质，合成一些对微生 物的生命活动无明确功能的物质过程，这一过程的产物，即为次级代谢产物。 实罐灭菌实罐灭菌（即分批灭菌）将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中，通入蒸汽 将培养基和所用设备加热至灭菌温度后维持一定时间，在冷却到接种温度，这一工艺过程 称为实罐灭菌，也叫间歇灭菌。 种子扩大培养：指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活 化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得一定数量和质量的纯种过程。这 些纯种培养物称为种子。 初级代谢产物是指微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持 生命活动所需要的物质和能量的过程。这一过程的产物即为初级代谢产物。 倒种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。 维持消耗（m）指维持细胞最低活性所需消耗的能量，一般来讲，单位重量的细胞在单位 时间内用于维持消耗所需的基质的量是一个常数。 产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添 加剂 补料分批培养：在分批培养过程中补入新鲜的料液，以克服营养不足而导致的发酵过早结 束的缺点。在此过程中只有料液的加入没有料液的取出，所以发酵结束时发酵液体积比发 酵开始时有所增加。在工厂的实际生产中采用这种方法很多。 发酵热：所谓发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。什么叫净热量呢？在发酵过程中 产生菌分解基质产生热量，机械搅拌产生热量，而罐壁散热、水分蒸发、空气排气带走热 量。这各种产生的热量和各种散失的热量的代数和就叫做净热量。发酵热引起发酵液的温 度上升。发酵热大，温度上升快，发酵热小，温度上升慢。 染菌率总染菌率指一年发酵染菌的批（次）数与总投料批（次）数之比的百分率。染菌批 次数应包括染菌后培养基经重新灭菌，又再次染菌的批次数在内 连续培养：发酵过程中一边补入新鲜料液一边放出等量的发酵液，使发酵罐内的体积维持 恒定。达到稳态后，整个过程中菌的浓度，产物浓度，限制性基质浓度都是恒定的。 临界溶氧浓度指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度 回复突变由突变型回到野生型的基因突变 培养基广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖所需的一组营养物质和原料。同 时培养基也为微生物培养提供除营养外的其它所必须的条件。 发酵工程：利用微生物特定性状和功能，通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用于 工业化生产的技术体系，是将传统发酵于现代的 DNA 重组、细胞融合、分子修饰和改造 等新技术集合并发展起来的发酵技术 BOD：指 1L 废水中的有机污染物在好氧微生物作用下进行氧化分解时所消耗的溶氧量。 代谢控制发酵：人为地改变微生物的代谢调控机制，使有用中间代谢产物过量积累，这种 发酵称为代谢控制发酵。 巴氏消毒法：将物料加热至 60 维持 60min，以杀死不耐高温的物料中的微生物营养细胞。 生物膜法废水处理：使微生物群体附着在固体介质（滤料）的表面形成生物膜，废水与生 物膜接触过程中，有机污染物质被吸附且氧化分解，使废水得到净化的废水处理方法。 14. 耗氧速率：指单位体积培养液在单位时间内的吸氧量，单位为 mmolO2/Lh。 酶合成调节：酶合成的调节是通过调节酶合成的量来控制微生物代谢速度的调节机制，这 类调节在基因转录水平上进行。酶合成调节主要有酶的诱导和酶的阻遏两种类型。 抗反馈突变性;。由于结构基因突变，而使变构酶不能和代谢终产物相结合，失去了反馈 机制。 下列关于发酵工程的说法，错误的是 （ c ） A 发酵工程产品主要是指微生物的代谢产物、酶和菌体本身 B 可以通过人工诱变选育新菌株 C 培养基、发酵设备和菌种必须经过严格的灭菌 D 环境条件的变化既影响菌种的生长繁殖又影响菌体代谢产物的形成 下列关于单细胞蛋白的叙述，正确的是 （ b ） A 是微生物细胞中提取的蛋白质 B 是通过发酵生产的微生物菌体 C 是微生物细胞分泌的抗生素 D 单细胞蛋白不能作为食品 关于菌种的选育不正确的是 （ c ） A 自然选育菌种费时且盲目性大 B 诱变育种原理的基础是基因突变 C 代谢控制育种方法有转化、转导及杂交 D 采用基因工程的方法可构建工 程菌 当培养基pH发生变化时，应该 （ c ） A 加酸 B 加碱 C 加缓冲液 D 加无机盐 下列营养物质中，不同时含有碳源、氮源和生长因子的是 （ c ） A 牛肉膏 B 蛋白胨 C 生物素 D 酵母粉 平板划线分离法不需要下面哪个物品或设备 （ d ） A 接种环 B 琼脂培养基平板 C 超净工作台 D 电泳仪 在培养基的配制过程中，具有如下步骤，其正确顺序为 （ b ） 溶化 调pH 加棉塞 包扎 培养基的分装 称量 A B C D 某药厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，结果代谢产物没有谷氨酸而产生乳 酸及琥珀酸，其原因可能是 （ b ） A 温度控制不适 B 通气量过多 C pH呈酸性 D 溶氧不足 发酵过程中，不会直接引起pH变化的是 （ c ） A 营养物质的消耗 B 微生物呼出的CO C 微生物细胞数目的增 加 D 代谢产物的积累 关于灭菌和消毒的不正确的理解是 （ b ） A 灭菌是指杀灭环境中的一切微生物的细胞、芽孢和孢子 B 消毒和灭菌 实质上是相同的 C 接种环用烧灼法灭菌 D 常用灭菌方法有加热法、过滤法、紫外线法、 化学药品法 加热灭菌时，一般营养细胞的致死温度是多少度 （ b ） A 32 B 60 C 100 D 120 生物学意义上的发酵作用是在什么条件下的生物氧化作用 （ d ） A 氧气参与下 B 无机氧化物参与下 C 有外源电子最终受体 D 无外源电子最终受体 营养缺陷型菌株是指 （ d ） A 有营养不良症的菌株 B 在完全培养基上也不能生长良好的菌株 C 培养基中营养成分缺少时获得的菌株 D 丧失了合成某种营养成分能力 的菌株 紫外线辐射主要作用于微生物的 （ c ） A 糖类 B 酶类 C 核酸 D 细胞壁 微生物群体生长状况的测定方法可以是 （ b ） 测定样品的细胞数目 测定次级代谢产物的总含量 测定培养基中细菌的体积 测定样品的细胞重量 A B C D 酵母菌培养液中常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而会抑 制微生物的生长，原因是 （ b ） A碳源供应太充足 B细胞会发生质壁分离 C改变了酵母菌的pH值 D葡萄糖不是酵母菌的原料 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 （ b ） A.温度 B pH C.氧含量 D前三者的共同作用 常作为生产菌种和科研材料的细菌群体，应该是代谢旺盛、个体形态和生理特 性比较稳定的。所以应选择在它的 （ b ） A 迟滞期 B 对数期 C 稳定期 D 衰亡期 某些放线菌产生的抗生素，是它们的 （ b ） A 初级代谢产物 B 次级代谢产物 C代谢中间产物 D 代谢废物 关于微生物代谢产物的说法中不正确的是 （ d ） A 初级代谢产物是微生物生长和繁殖所必须的 B 次级代谢产物并非是微生 物生长和繁殖所必须的 C 初级代谢产物在代谢调节下产生 D 次级代谢产物的合成无需代谢调节 营养缺陷型菌株是指 （ d ） A有营养不良症的菌株 B在完全培养基上也不能生长良好的菌株 C培养基中营养成分缺少时获得的菌株 D丧失了合成某种营养成分能力的 菌株 为使淀粉和纤维素进行代谢而提供能量， （ b ） A 它们必须第一步变成脂肪分子 B 它们的葡萄糖单位必须被释放 C 环境中必须有游离氧存在 D 遗传密码必须起促进作用 固体培养基中需要加入琼脂的目的是 （ d ） A为菌体提供碳源 B 为菌体提供氮源 C 使培养基保持水分 D 使培养基凝固 微生物代谢的调节属于 （ c ） A 神经调节 B激素调节 C酶的调节 D基因调节 在发酵中有关氧的利用正确的是 （ b ） A 微生物可直接利用空气中的氧 B 微生物只能利用发酵液中溶解氧 C 温度升高，发酵液中溶解氧增多 D 机械搅拌与溶氧浓度无关 实验室常用的培养细菌的培养基是 （ a ） A牛肉膏蛋白胨培养基 B马铃薯培养基 C高氏一号培养基 D麦芽汁培养基 下列反应中，消耗1摩尔葡萄糖产生ATP最多的是 （ a ） A 柠檬酸发酵 B 甘油发酵 C 乳酸发酵 D 酒精发酵 使用高压锅灭菌时，打开排汽阀的目的是 （ d ） A 防止高压锅内压力过高，使培养基成分受到破坏 B 排尽锅内有害气体 C 防止锅内压力过高，造成灭菌锅爆炸 D 排尽锅内冷空气 如果发酵工程生产的产品是菌体，菌体分离采用的方法是 （ b ） A蒸馏 B过滤 C萃取 D离子交换 在实际生产中，对数期的长短取决于 （ a ） 培养罐的大小 接种量的大小 培养基的多少 代谢产物合成的多少 A. B C D 对谷氨酸发酵的叙述正确的是 （D ） A 菌体是异养厌氧型微生物 B 生物素对谷氨酸生成无影响 C 谷氨酸的形成与搅拌速 度无关 D 产物可用离子交换法提取 代谢中如发生还原反应时， （C ） A 从底物分子丢失电子 B 通常获得大量的能量 C 电子加到底物分子上 D 底物 分子被氧化 下面哪项特征不适合于三羧酸循环 （ .D ） A C02 分子以废物释放 B 循环时形成柠檬酸 C 所有的反应都要酶催化 D 反 应导致葡萄糖合成 .当一个 NADH 分子被代谢和它的电子通过电子传递链传递时，产生 （C ） A 6 个氨基酸分子 B 1 个葡萄糖分子 C 3 个 ATP 分子 D 1 个甘油三酯和 2 个甘油二酯 .为使淀粉和纤维素进行代谢而 提供能量， （B ） A 它们必须第一步变成脂肪分子 B 它们的葡萄糖单位必须被释放 C 环境中必须有游离 氧存在 D 遗传密码必须起促进作用 下列生理过程中，释放能量最多的是 （A ） A.葡萄糖氧化分解为 CO2 和 H2O B.葡萄糖分解为酒精和 CO2 C.葡萄糖分解为乳酸 D.葡萄 糖分解为甘油 实验室常用的培养细菌的培养基是 （A ） A 牛肉膏蛋白胨培养基 B 马铃薯培养基 C 高氏一号培养基 D 麦芽汁培养基 在实验中我们所用到的淀粉水解培养基是一种 （A） A 基础培养基 B 富集培养基 C 选择培养基 D 鉴别培养基 1 摩尔葡萄糖通 EMP 和 TCA 循环彻底氧化共产生多少摩尔 ATP （C ） A 34 B 36 C 38 D 39 40.下列抗生素作用机制中，抑制细胞壁合成的是 （D ） A 利福霉素 B 四环素 C 氯霉素 D 青霉素 实验室常规高压蒸汽灭菌的条件是 （C ） A 135140，515 秒 B 72、15 秒 C 121，30 分钟 D 100，5 小时 通气搅拌技术的建立是发酵技术进步的 （C ） A 第一个转折期 B 第二个转折期 C 第三个转折期 D 第四个转折期 .酵母菌的型发酵的产物是 （B ） A 酒精 B 甘油 C 乳酸 D 丙酸 目前发酵工业常用的处理菌体、固形物杂质和悬浮物等固体物质，保证处理液澄清的主要 方法为 （A ） A 离心和过滤 B 离心和萃取 C 蒸馏和萃取 D 离子交换和过滤 发酵有不同的类型，谷氨酸发酵属于 （A ） A. 液体发酵和需氧发酵 B液体发 酵和厌氧发酵 C固体发酵和需氧发酵 D固体发酵和厌氧发酵 .如果发酵工程生产的产品是菌体，菌体分离采用的方法是 （ B ） A蒸馏 B过滤 C萃取 D离子交换 .下列关于生长因子的说法中，不正确的一项是 （B ） A是微生物生长不可缺少的微量有机物 B是微生物生长不可缺少的微量矿质元素 C主要包括维生素、氨基酸和碱基等 D是微生物自身不能合成的 谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，以下说法合理的是 （C ） A谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的抑制作用属于酶合成的调节 B谷氨酸与谷氨酸脱氢酶的结合可以使酶结构产生不可逆改变 C促使谷氨酸释放到细 胞外的措施可以促进谷氨酸的发酵生产 D谷氨酸只能由 酮戊二酸发生还原氨基化作 用生成 近代微生物工业具有以下特点 （ abcde ） 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 微生物的次级代谢产物， （ bcde ） 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 可以积累在细胞内 D具有菌株特异性 E 是以初级代谢产物作为前体衍生而来 合格的产品 E 回收或处理发酵过程中所产生的废物、废水 2.糖酵解途径的调节因素包括 （ABCDE ） A 糖酵解途径的关键酶 B 能荷 C 无机磷 D 环腺苷酸 E 柠檬酸、脂肪酸、乙酰 CoA 3.下列有关有氧呼吸与发酵的相同点,正确的是 （ABC ） A 都有从葡萄糖分解成丙 酮酸的过程 B 都有有机物的氧化分解 C 都有能量释放,并有 ATP 的生成 D 分解产物中都有 CO2 E 最终电子受体都是有机物 4.微生物的次级代谢产物， （BCDE ） 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 可以积累在细胞内 D 具有菌株特异性 E 是以 初级代谢产物作为前体衍生而来 目前发酵过程已经实现在线测量和控制的参数是 （ abcde ） A 温度 B pH值 C 溶解氧浓度 D 消泡 E 流量 发酵过程中，补料有利于控制微生物的中间代谢， 补料的内容有（ .abde ） A 能源和碳源 B 氮源 C 酶制剂 D 微量元素或无机盐 E诱导酶的底物 按微生物发酵产品的性质，现代发酵工业涉及的范围包括 （ Abcde ） A 微生物菌体发酵 B 微生物酶发酵 C 微生物代谢产物发酵 D 微生物的生物转化发酵 E 微生物特殊机能的利用 液态深层好氧发酵基本操作的控制点包括 （ Abcde ） A 泡沫控制 B 温度控制 C pH控制 D 溶氧控制 E 补料控制 酶合成阻遏包括 （ Acd ） A 末端代谢产物阻遏 B 底物阻遏 C 结构类似物阻遏 D 分解代谢 物阻遏 E 酶量阻遏 分批培养过程中，细菌生长阶段包括 （ Abcd ） A 迟滞期 B 对数生长期 C 稳定期 D 衰亡期 E 孢 子形成期 下列不是微生物生长、繁殖所必须的物质的是 （ de ） A激素 B核苷酸 C维生素 D色素 E 抗生素 高温对培养基成分的有害影响，表现在 （ abcde ） 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 下列说法正确的是 （ ABC ） A 细菌污染应石炭酸和土霉素处理 B 噬菌体污染用甲醛和双氧水处 理 C霉菌污染用制霉菌素处理 D霉菌污染用石炭酸和土霉素处理 E 噬菌体污染用制菌霉素处理 能影响发酵过程中温度变化的因素是 （ .ABCD ） 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 影响培养基灭菌效果的因素有 （ ABCDE ） A 温度 B 时间 C pH值 D 培养基成分和颗粒物质 E 泡沫 影响培养基灭菌效果的因素 （ ABCDE ） A原料的形状 B 灭菌温度和压力不应对 C 泡沫内外温度差 D 泡沫内外温度差 E操作不当 固定化酶的特点是 （ ABCD ） A 稳定、寿命长 B 可以反复多次使用 C 易与产物分离 D使生产管道化、连续化及自动化 E 专一性差、催化效率低 发酵过程中污染杂菌的途径可能有 （ ABCDE ） 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 灭菌方法主要有 （ ABCDE ） 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 糖酵解途径的调节因素包括 （ ABCDE ） A 糖酵解途径的关键酶 B 能荷 C 无机磷 D 环腺苷酸 E 柠檬酸、脂肪酸、乙酰CoA 下列有关有氧呼吸与发酵的相同点,正确的是 （ ABC ） A 都有从葡萄糖分解成丙酮酸的过程 B 都有有机物的氧化分解 C 都有能量释放,并有ATP 的生成 D 分解产物中都有CO2 E 最终电子受体都是有机物 提高过滤除菌的措施： （ BCD ） A采取超大容量贮气罐 B 减少进口空气含菌数 C 安装合理过滤器 D尽量除油除水 E 提高空气湿度 发酵热包括生物热；搅拌热；蒸发热和辐射热等几种热。 发酵过程中调节pH值的方法主要有添加碳酸钙法；氨水流加法和尿素流加法。 常用菌种保藏方法有斜面保藏法、沙土管保藏法、液体石蜡保藏法；真空冷冻 保藏法等。 培养基按来源分 天然培养基 、 合成培养基 、 半合成培养基 等类型。 常见的调节酶有 同工酶 、 变构酶 、 共价调节酶 。 微生物发酵培养（过程）方法主要有分批培养、补料分批培养、连续培养、半连续培养四 种。 微生物生长一般可以分为：调整期、对数期、稳定期和衰亡期。 发酵过程工艺控制的只要化学参数溶解氧、PH、核酸量等 .发酵过程控制的目的就是得到最大的比生产率和最大的得率。 菌种分离的一般过程采样、富集、分离、目的菌的筛选。 富集培养目的就是让目的菌在种群中占优势，使筛选变得可能。 根据工业微生物对氧气的需求不同，培养法可分为好氧培养和厌氧培养两种。 微生物的培养基根据生产用途只要分为孢子培养基、种子培养基和发酵培养基。 常用灭菌方法：化学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌 常用工业微生物可分为：细菌、酵母菌、霉菌、放线菌四大类。 发酵过程工艺控制的代谢参数中物理参数温度、压力、搅拌转速、功率输入、流加数率和 质量等 环境无菌的检测方法有：显微镜检查法、肉汤培养法、平板培养法、发酵过程的异常观察 法等 染菌原因：发酵工艺流程中的各环节漏洞和发酵过程管理不善两个方面。 实验室中进行的发酵菌液体发酵方式主要有四种：试管液体培养、浅层液体培养、摇瓶培 养、台式发酵罐 发酵高产菌种选育方法包括（自然选育） 、 （杂交育种） 、 （诱变育种） 、 （基因工程育种） 、 （原生质体融合） 。 发酵产物整个分离提取路线可分为：预处理、固液分离、初步纯化、精细纯化和成品加工 加工等五个主要过程。 发酵过程主要分析项目如下：pH、排气氧、排气CO2和呼吸熵、糖含量、氨基氮和氨氮、 磷含量、菌浓度和菌形态。 微生物调节其代谢采用酶活性、酶合成量、细胞膜的透性。 工业微生物菌种可以来自自然分离，也可以来自从微生物菌种保藏机构单位获取。 发酵工业上常用的糖类主要有葡萄糖、糖蜜。 工业发酵方式根据所用菌种是单一或是多种可以分为单一纯种发酵和混合发酵。 种子及发酵液进行无菌状况控制常用的方法显微镜检测法、酚红肉汤培养基法、平板画线 培养法、发酵过程的异常观察法。 菌种的分离和筛选一般分为采样、富集、分离、目的菌的筛选步骤。常用灭菌方法有：化 学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌 在发酵工业中，突破微生物原有的代谢调节体系的方法有选育营养缺陷型菌 株 、 选育抗反馈调节突变株 、 改变细胞膜通透性。 连续发酵稳定状态的建立可分为 分批培养阶段 、 非连续稳定状态 、 连 续稳定状态 三个阶段。 淀粉水解方法有 酸法 、 酶法 、 酸酶结合法 。 生长偶联型的发酵实例有 酒精发酵 ，非生长偶联型的发酵实例有 青霉素发 酵 ，混合生长偶联型的发酵实例有 谷氨酸发酵 。（答其他对的也可以） 生物热的走向包括 合成高能化合物 、 合成代谢产物 、以热的形式散发 。 对生物活性破坏较小的干燥方法有 真空干燥 、 喷雾干燥 、 冷冻升华干 燥 、 气流干燥 等。 发酵醪分离菌体可用 离心 和 过滤 方法。 空气除菌的方法有 ：加热杀菌法，静电除菌法，介质过滤除菌法。 液体培养基中加入CaCO3的目的通常是为了 调节pH值。 发酵产物的浓缩和纯化过程一般包括发酵液预处理，提取，精制。 影响种子质量的主要因素包括培养基，种龄与接种量，温度，pH 值，通气和搅 拌，泡沫，染菌的控制和种子罐级数的确定。 氧气在水中的溶解度随着温度的升高而加降低 固定化酶的制备方法可分物理吸附法、载体偶联法、交联法和包埋法等。 菌种分离的一般过程采样、富集、分离、目的菌的筛选。 简述发酵热产生的原因 .答：微生物分解有机物释放的能量，一部分用于合成 ATP，另一部分散发到培养基中时， 会引起发酵温度升高（生物热） ；机械搅拌也会产生一部分热量引起温度升高（搅拌热） 。 此外，发酵罐壁散热(辐射热)、水分蒸发（蒸发热）会带走部分热量，使发酵温度降低。 简述发酵过程进行中间补料的原则 .答：菌体生长代谢需要一个合适的浓度，过高的浓度对菌体生长有抑制作用，过低，不能 满足产物合成的需要。中间补料的原则是使生产菌在分泌期有足够多而不过多的养料，使 代谢活动朝着有利于合成产物的方向发展。 如何选择最适发酵温度？ 答：1、根据菌种及生长阶段选择。微生物种类不同，所具有的酶系及其性质不同，所要 求的温度范围也不同。在发酵前期由于菌量少，发酵目的是要尽快达到大量的菌体，取稍 高的温度，促使菌的呼吸与代谢，使菌生长迅速；在中期菌量已达到合成产物的最适量， 发酵需要延长中期，从而提高产量，因此中期温度要稍低一些，可以推迟衰老。发酵后期， 产物合成能力降低，延长发酵周期没有必要，就又提高温度，刺激产物合成到放罐。 2、 根据培养条件选择。温度选择还要根据培养条件综合考虑，灵活选择。通气条件差时可适 当降低温度，使菌呼吸速率降低些，溶氧浓度也可髙些。培养基稀薄时，温度也该低些。 因为温度高营养利用快，会使菌过早自溶。 3、根据菌生长情况菌生长快，维持在较高温 度时间要短些；菌生长慢，维持较高温度时间可长些。培养条件适宜，如营养丰富，通气 能满足，那么前期温度可髙些，以利于菌的生长。总的来说，温度的选择根据菌种生长阶 段及培养条件综合考虑。要通过反复实践来定出最适温度。 什么是一类发酵？二类发酵？三类发酵？ 一类发酵：产物形成与底物利用直接相关，为生长联系型，又称简单发酵型，产物直接由 碳源代谢而来,产物生成速度的变化与微生物对碳源利用速度的变化是平行的，产物生成与 微生物的生长也是平行的。在这些发酵过程中，菌体的生长、基质的消耗、产物的生成三 个速度都有一个高峰，三高峰几乎同时出现。 二类发酵：产物形成与底物利用间接相关，为部分生长联系型，又称中间发酵型，产物不 是碳源的直接氧化产物，而是菌体代谢的主流产物。它的特点是在发酵的第一时期碳源大 量消耗用于菌体的迅速增长而产物的形成很少或全无，第二时期碳源大量消耗用于产物的 高速合成及菌体的生长。 三类发酵：产物形成与底物利用不相关，为非生长联系型，又称复杂发酵型，产物的生成 在菌体生长和基质消耗完以后才开始，与菌体生长不相关，与基质消耗无直接关系，所形 成的产物为次级代谢产物。 简述泡沫给发酵造成的影响 答：泡沫给发酵造成的影响包括： 1) 泡沫过多，升到罐顶从轴封渗出，易造成染菌； 2) 使发酵罐装填系数减少，降低了设备 利用率； 3) 影响通风搅拌正常进行，影响氧的传递，妨碍菌的呼吸； 4) 增加菌群的非均一性，微生 物随泡沫漂浮； 5) 造成产物的损失； 6) 加入消泡剂给下游提取工序带来困难。 影响微生物需氧的因素有哪些？ 细胞浓度直接影响培养液的摄氧率，在分批发酵中摄氧率变化很大，不同生长阶段需氧不 同，对数生长后期达最大值。培养基的成分和浓度显著影响微生物的摄氧率，碳源种类对 细胞的需氧量有很大影响，一般葡萄糖的利用速度比其他的糖要快。 补料过多或过少对发酵有什么影响？ 投料过多造成菌体细胞大量生长，无法稳定的产生发酵产物，导致菌体生产力下降，同时 改变发酵液流变学性质。如果补料过少,则使菌体过早进入衰退期，引起菌体衰老和自，同 样使生产力下降。 氧的供需研究与反应器设计与放大的关系？ 发酵过程放大困难的原因就在放大时不可能同时做到几何相似、流体运动学相似和流体动 力学相似，当在小试研究时某一个对生产产生影响的重要因素没有被观察到，而这个因素 恰恰在放大时成为关键因子时，就会造成整个发酵过程的失败(供氧、混合、剪切） 。 。 结合具体的产品理解种子质量控制的方法，以及认识种子质量对发酵的影响？ 影响斜面种子质量的因素:(1)原材料质量，水质，培养基 pH.(2)灭菌条件，(3)接种量，(4) 温度，通风、(5)培养时间(6)有害气体或挥发物(7) 冷藏条件 种子质量好：1. 缩短发酵时间、保证生产水平. 2. 无杂菌污染. 3 移种至发酵后，能够迅速 生长.4.泡末产生少. 5.产物生成速率大. 6.副产物合成少. 7.对下游分离纯化有利 接种量与生长之间有何关系，一般如何确定发酵接种量？ 答：接种量大小决定于种子生长、繁殖速度，一般来说，生长快的，接种量可以小一些， 生长慢的接种量要大一些 细菌，繁殖快，接种量小 110 霉菌、放线菌繁殖慢，接种量大 715 酵母菌两者之间，通风快，不通风慢，10 细胞中化学反应特点是什么？ 答：细胞中化学反应特点有： 1）细胞内一切反应都是酶催化的 2） 催化剂酶的催化 作用是高度专一的，每一类酶只能催化一类特殊的化学反应 3） 细胞中的酶促反应，都是 遵循支分子量关系，而且酶催化的反应能进行到底，产量达 100%，无副产品生成。 4）在细胞内发生的数百种酶促反应并不是各自独立进行的而是联接成为连续反应的系列。 第一反应的产物成为第二反应的反应物，因而就有很多中间产物。这些不同的系列进一步 联接起来而组成细胞的反应网 5）由于细胞内形成一个酶促反应网，从而使代谢调节成为可能。而且具有自我调节特性。 6） 由于细胞内形成一个酶促反应网，因而使细胞内的供能和需能过程偶联起来，且进行 自动调节。 什么是培养基?发酵培养基的特点和要求？ 培养基：广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖所需的一组营养物质和原料。 同时培养基也为微生物培养提供除营养外的其它所必须的条件。 培养基能够满足产物最经济的合成。发酵后所形成的副产物尽可能的少。 培养基的原料应因地制宜，价格低廉；且性能稳定，资源丰富，便于采购运，适合大规 模储藏，能保证生产上的供应。 /所选用的培养基应能满足总体工艺的要求，如不应该影响通气、提取、纯化及废物处理 等。必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分。 有利于减少培养基原料的单耗，即提高单位营养物质所合成产物数量或最大产率。 有利于提高培养基和产物的浓度，以提高单位容积发酵罐的生产能力。有利于提高产 物的合成速度，缩短发酵周期。 所用原料尽可能减少对发酵过程中通气搅拌的影响，利 于提高氧的利用率，降低能耗。 用的碳源有哪些？常用的糖类有哪些，各自有何特点？ 碳源:糖类（淀粉、葡萄糖、蔗糖等） 、油脂（动、植物油） 、有机酸（琥珀酸、柠檬酸、乳 酸、乙酸等）和低碳醇（甲醇、乙醇等） 。 葡萄糖，所有的微生物都能利用葡萄糖，但是 会引起葡萄糖效应 糖蜜，是制糖生产时的结晶母液，它是制糖工业的副产物。主要含有蔗糖，总糖可达 50%75%。一般糖蜜分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜葡萄糖蜜。除糖份外，含有较多的杂质，其 中有些是有用的，但是许多都会对发酵产生不利的影响，需要进行预处理。 淀粉、糊精，缺点：难利用、发酵液比较稠、一般2.0%时加入一定的 -淀粉酶。成分比 较复杂，有直链淀粉和支链淀粉等等。优点：来源广泛、价格低，可以解除葡萄糖效应。 什么是生理性酸性物质？什么是生理性碱性物质？ 经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的营养物叫生理酸性物质，若菌体代谢后能 产生碱性物质的营养物称为生理碱性物质 16、常用的无机氮源和有机氮源有哪些？有机氮 源在发酵培养基中的作用？ 常用的有机氮源有花生饼粉、黄豆饼粉、酵母粉、蛋白胨等；常用的无机氮源有氨水、铵 盐和硝酸盐。 有机氮源在发酵培养基中的作用有：除提供氮源外，有些有机氮源还提供大量的无机盐及 生长因子。诱导某些酶的产生。 什么是前体？前体添加的方式？ 前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物 分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提 高。前体使用时普遍采用流加的方法。 什么是生长因子？生长因子的来源？ 凡是微生物生长不可缺少而细胞自身不能合成的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、 维生素等均称生长因子。 有机氮源是这些生长因子的重要来源 19、什么是产物促进剂？产 物促进剂举例？ 是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。 20、 什么是理论转化率？什么是实际转化率？ 理论转化率是指理想状态下根据微生物的代谢途径进行物料衡算，所得出的转化率的大小。 实际转化率是指实际发酵过程中转化率的大小 1、培养基设计的一般步骤？ 1.根据前人的经验和培养基成分确定时一些必须考虑的问题，初步确定可能的培养基成分； 2.通过单因子实验最终确定出最为适宜的培养基成分； 3.当培养基成分确定后，剩下的问题就是各成分最适的浓度，由于培养基成分很多，为减 少 连续发酵有何优缺点？ 答：（1） 、设备生产能力大、利用率高、没有中间清洗杀菌、没有发酵适应期。 （2） 、连 续化、自动化、人平生产率高、成本降低。 （3） 、发酵稳定、便于管理。缺点：营养利用 率略低、控制要求高。 解除分解代谢物阻遏的方法有哪些？ 答：（1）在发酵生产中尽量避免使用能引起分解阻遏的物质。 （如不用葡萄糖而流加乳糖） （2）若一定要用引起阻遏的物质，应采用流加工艺或分批流加方法，使浓度不致引起阻遏 作用。 （3）使用含有慢慢向培养基内渗出营养物质的颗粒。 接种量与生长之间有何关系，一般如何确定发酵接种量？ 答：接种量大小决定于种子生长、繁殖速度，一般来说，生长快的，接种量可以小一些， 生长慢的接种量要大一些 细菌，繁殖快，接种量小 110 霉菌、放线菌繁殖慢，接种量大 715 酵母菌两者之间，通风快，不通风慢，10 摇瓶提高溶氧方法有哪些？发酵罐提高溶氧方法有哪些？ 答：摇瓶提高溶氧可考虑减小装液比，增加摇床转速，不会造成染菌的情况下减少瓶口砂 布层数等方法。发酵罐提高溶氧的方法有选择合理罐型，增加 高径比，适当提高通气量，适当提高搅拌速度（搅拌罐）等方法。 列出 6 种可能导致发酵染菌的原因？ 答：发酵过程杂菌污染的途径有：种子带菌，无菌空气带菌(或空气过滤系统出问题)，培 养基和设备灭菌不彻底，设备渗漏及操作问题 种子扩大培养的目的与要求？ 种子扩培的目的：接种量的需要，菌种的驯化，缩短发酵时间、保证生产水平 种子的要求：总量及浓度能满足要求，生理状况稳定，个体与群体，活力强，移种至发酵 后，能够迅速生长，无杂菌污染 种子扩大培养的一般步骤？ 休眠孢子母斜面活化摇瓶种子或茄子瓶斜面或固体培养基孢子一级种子罐二级种 子罐发酵罐 在大规模发酵的种子制备过程中，实验室阶段和生产车间阶段在培养基和培养物选择上各 有何特点？ 实验室阶段培养物选择的原则：种子能扩培到一定的量和质，获得一定数量和质量的孢子/ 菌体。培养基的选择应该是有利于菌体的生长，对孢子培养基应该是有利于孢子的生长。 在原料方面，实验室种子培养阶段，规模一般比较小，因此为了保证培养基的质量，培养 基的原料一般都比较精细。 生产车间阶段培养物的选择原则最终一般都是获得一定数量的菌丝体。培养基选择首先考 虑的是有利于孢子的发育和菌体的生长，所以营养要比发酵培养基丰富。在原料方面：不 如实验室阶段那么精细，而是基本接近于发酵培养基，这有两个方面的原因: 一是成本二是 驯化 什么是接种量？对于细菌、放线菌及霉菌常用的接种量是多少？ 接种量移入种子的体积/ 接种后培养液的体积 细菌 5、放线菌 20 霉菌 10 什么是发酵级数？发酵级数对发酵有何影响，影响发酵级数的因素有哪些？ 一般由菌丝体 培养开始计算发酵级数，但有时，工厂从第一级种子罐开始计算发酵级数 发酵级数对发酵 影响：1.种子级数少，可简化工艺和控制，减少染菌机会 2.种子级数太少，接种量小，发 酵时间延长，降低发酵罐的生产率，增加染菌机会 3.级数大，难控制、易染菌、易变异， 管理困难，一般 2-4 级。 4.在发酵产品的放大中，反应级数的确定是非常重要的一个方面 影响发酵级数的因素：(1)菌种生长特性,孢子发芽及菌体繁殖速度;(2) 发酵规模.（3）工艺 要求. 什么是种龄？事宜种龄确定的依据？ 种龄是指种子罐中培养的菌体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。 原则：对数 生长期末，细胞活力强，菌体浓度相对较大，但是最终由实验结果定。 结合具体的产品理解种子质量控制的方法，以及认识种子质量对发酵的影响？ 影响斜面种子质量的因素:(1)原材料质量，水质，培养基 pH.(2)灭菌条件，(3)接种量，(4) 温度，通风、(5)培养时间(6)有害气体或挥发物(7) 冷藏条件 种子质量好：1. 缩短发酵时间、保证生产水平. 2. 无杂菌污染. 3 移种至发酵后，能够迅速 生长.4.泡末产生少. 5.产物生成速率大. 6.副产物合成少. 7.对下游分离纯化有利 33、接种、 倒种、双种？ 接种：接入种子罐后直接移种到发酵罐。双种：两个种子罐种子接种到一个发酵罐中。倒 种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。 什么是初级代谢产物？什么是次级代谢产物？ 初级代谢产物是指微生物产生的，生长和繁殖所必需的物质，如蛋白质、核酸等。 次级代 谢产物是指由微生物产生的，与微生物生长、繁殖无关的一类物质。 什么是连续培养？什么是连续培养的稀释率？ 由于新鲜培养基不断补充，所以不会发生营养物的枯竭，另一方面，发酵液不断取出，发 酵罐内的微生物始终处于旺盛的指数生长期，罐内细胞浓度 X、比生长速率 、以及 t, pH 等都保持恒定。 稀释率(D):补料速度与反应器体积的比值(h-1) 解释连续培养富集微生物的原理？ 菌的积累速率=生长速率-流出速率,调节培养基,使目的菌的流出速率生长速率,就起到富集作用 40、何氧容易成为好氧发酵的限制性因素？ 氧是需氧微生物生长所必需的。氧往往容易成为控制因素，是因为氧在水中的溶解度很低， 培养基因含有大量的有机和无机物质，氧的溶解度比水中还要更低。在对数生长期即使发 酵液中的氧浓度达到饱和，若此时终止供氧，发酵液中的溶氧可在几分钟内全部耗尽，使 溶氧成为控制因素。 发酵工程部分题库及答案 2 临界溶氧浓度、氧饱和度的概念？ 临界氧浓度：CCr 临界氧浓度：指不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度。 氧饱和度：发酵 液中氧的浓度/临界溶氧溶度 饱和溶氧浓度：在一定温度和压力下，空气中的氧在水中的溶解度。(mol/m3) 影响微生物需氧的因素有哪些？ 细胞浓度直接影响培养液的摄氧率，在分批发酵中摄氧率变化很大，不同生长阶段需氧不 同，对数生长后期达最大值。培养基的成分和浓度显著影响微生物的摄氧率