发酵工程期末总复习.doc

发酵工程期末总复习发酵工程期末总复习选择 102判断 52(错的多)填空 151(在问答题范围中)选择填空有关于灭菌的计算看图回答问题 17日程生活知识 和发酵相关的名字解释 54第一组：分批培养 连续培养 补料分批培养1. 分批培养：指在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后，接入少量微生物菌种进行培养，使微生物生长繁殖，在特定条件下完成一个生长周期的微生物培养方法。2. 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。3. 补料分批培养：介于分批培养和连续培养之间的培养方法。在微生物或动植物细胞培养过程中，随着营养物质消耗，间歇或连续地添加营养成分或新鲜培养基，但不同时收获培养液。第二组：种龄 双种 倒种 种子扩大培养1. 种龄：指种子罐中培养的菌体从接种开始到移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。2. 双种：两个种子罐种子接种到一个发酵罐中。3. 倒种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。4. 种子扩大培养：指保存在砂土管中、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种培养物的过程。第三组：C源 N源 前体 产物促进剂 生长因子1. C源：是合成目的产物所必需的碳成分。碳源物质为细胞提供能源，组成菌体细胞成分的碳架，构成代谢产物。2. N源：把从外界吸入的氮素化合物或氮气，称为该生物的氮源。氮源物质构成菌体细胞结构物质，为微生物提供能源，合成含氮代谢物。3. 前体：在微生物的生物合成过程中，有些化合物能直接被微生物利用构成产物分子结构的一部分，而化合物本身的结构没有大的变化，这些物质称为前体。4. 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。5. 生长因子：微生物正常代谢必不可少的微量有机物质。第四组：临界溶氧浓度 呼吸强度 比耗氧速度1. 临界溶氧浓度：指不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度。2. 呼吸强度：是植物体新陈代谢强弱的一个重要指标，它是指单位面积或单位重量的植物体，在单位时间内所吸收的氧或释放的二氧化碳量或损失的干重。3. 比耗氧速度：单位重量的细胞在单位时间内消耗氧的量。第五组：抑泡剂 破泡剂 发酵热1. 抑泡剂：是发泡前预先添加而阻止发泡的添加剂。2. 破泡剂：是加到已形成的泡沫中，使泡沫破灭的添加剂。3. 发酵热：发酵过程中，由于菌体对培养基利用而发生的生物反应及搅拌时产生的摩擦等等，都会产生一定的热量。同时罐壁的散热、水分的蒸发等也带走了一部分热量，发酵过程中释放出来的净热量称为发酵热。问答题 351. 发酵生产的分类：(1) 按发酵原料分：糖类物质发酵、石油发酵、废水发酵等。(2) 按发酵产物分：氨基酸发酵、有机酸发酵、抗生素发酵、酒精发酵、维生素发酵等。(3) 按发酵形式分：固态发酵、液体深层发酵。(4) 按发酵工艺流程分：分批发酵、连续发酵、补料分批发酵。(5) 按发酵过程中对氧的不同需求分：厌氧发酵、好氧发酵。2. 发酵基本过程(同简答题)(1) 微生物分离：土样的采取，预处理，培养，菌落的选择，产品的鉴定。(2) 微生物富集：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。(3) 菌落的选出(4) 菌株选育i. 自然选育：一般习惯上将自然选育称为菌种的分离纯化。孢子悬液的制备平板分离挑选单菌落发酵试验ii. 诱变育种：随机筛选 形态筛选 理性化筛选 (5) 制备发酵培养基：作用：满足菌体的生长和促进产物的形成。(6) 种子的扩大培养：斜面菌种(试管) 一级种子培养(摇瓶) 二级种子培养(种子罐) 发酵(工业发酵罐)3. 制备种子：(1) 种子质量标准：i. 细胞或菌体形态：菌丝形态、菌丝浓度和培养液外观。ii. 生化指标：种子液的糖、氮、磷的含量和pH的变化。iii. 产物生成量：种子液中产物生成量的多少间接反应种子的生产能力和成熟程度。iv. 酶活力：种子液中某种酶的活力，与目的产物的产量有一定的关联。(2) 种子扩大培养：指将处于休眠状态的生产菌种活化后，再经过逐级扩大培养，最终获得一定数量和质量的纯种过程。(3) 种子制备过程：i. 保藏菌种活化菌种摇瓶(孢子粉)小型种子罐ii. 二级发酵：小型种子罐(一级种子)大型种子罐(发酵罐)iii. 三级发酵：大型种子罐(二级种子)更大种子罐(发酵罐)4. 配制培养基(1) C源：是合成目的产物所必需的碳成分。碳源物质为细胞提供能源，组成菌体细胞成分的碳架，构成代谢产物。常用的碳源物质包括糖类、脂类、有机酸、低碳醇等。(2) N源：把从外界吸入的氮素化合物或氮气，称为该生物的氮源。氮源物质构成菌体细胞结构物质，为微生物提供能源，合成含氮代谢物。常用的氮源有两大类，即有机氮源和无机氮源。(例)玉米浆：是玉米淀粉生产的副产品，其中固体物质含量在50%以上，是一种非常容易被微生物利用的氮源。它含有丰富的氨基酸、还原糖、P、微量元素、生长素等，还含有有机酸如乳酸，所以其pH一般在4左右。这是一种良好的氮源，例如，其中含有的磷酸肌醇对红霉素、链霉素、青霉素、土霉素等的生产有积极的促进作用。5. 发酵过程的控制：6(1) 溶解氧：i. 如何控制通过通风、搅拌等措施，增加溶解氧。ii. 特征曲线各种微生物的呼吸强度是不同的，并且呼吸强度是随着培养液中溶解氧浓度的增加而加强，直至达到一个临界值为止。这个临界值称为“临界氧浓度”。如果不存在其他限制性基质时，当溶解氧浓度高于临界值，微生物的呼吸强度保持恒定，与培养液中溶解氧的浓度无关；当溶解氧浓度低于这个临界值，微生物的呼吸强度受到溶解氧浓度影响，即随溶解氧浓度的增加而提高，也随溶解氧浓度的下降而下降，这时细胞的代谢活动会因溶解氧浓度的限制受到影响。(2) pH值：i. 利用缓冲液维持发酵液的pH值ii. 通过中间补料控制发酵液pH： pH低时，补加氨水 pH高时，补加(NH4)2SO4(3) 染菌的防治：i. 种子培养期染菌：应将培养液完全弃掉。ii. 发酵前期染菌：可以降低培养温度，调整补料量，用酸碱调节pH值，缩短培养周期。若前期染菌消耗培养基不是很多，可以重新灭菌，补加一些培养基，重新进行培养。iii. 发酵中期染菌：降低培养，减小补料，密切注意代谢情况，如果发酵单位到达一定水平可以提前放罐，或者抗生素生产中可以将高单位的发酵罐输送一部分到染菌罐，抑制杂菌。iv. 发酵后期染菌：若染菌不是很多对生产影响不大，如果严重又破坏性较大，可以提前放罐。(4) 温度的控制发酵热(影响发酵温度的因素)i. 分类：生物热 搅拌热 蒸发热 辐射热ii. 升、降温度是通过发酵罐的夹套或换热蛇管（排管）中的蒸汽或制冷剂，与发酵液进行热交换实现的。(5) 泡沫的控制：i. 加入消泡剂可以减少泡沫生成。ii. 消泡剂的种类：破泡剂和抑泡剂。破泡剂是加到已形成的泡沫中，使泡沫破灭的添加剂。抑泡剂是发泡前预先添加而阻止发泡的添加剂。6. 效价(1) 概念：又称滴度。某样品中所含病毒(噬菌体)粒、抗体或抗原以及抗生素浓度的一种计量指标。不同对象有不同的涵义和相应的测定方法。(2) 抗生素的效价：抗生素的评价运用效价，其计量一般用“单位“表示。它是将已知浓度的标准抗生素溶液与未知浓度的试样溶液分别滴到竖置于混有标准供试菌株悬液的琼脂平板上的几个标准不锈钢小管中，边培养边扩散，经一定时间后，测量小管周围供试菌抑制圈的直径，并与标准曲线作比较后即可计算出某试样的效价。论述题 1131. 发酵生产工艺：菌种的培养培养基的配制灭菌扩大培养和接种发酵过程分离提纯2. C源葡萄糖：优点：所有微生物都能利用葡萄糖；缺点：会引起葡萄糖效应。糖蜜：优点：糖蜜是蔗糖生产的副产物，是工业上物美价廉的原料。缺点：除糖分外，含有较多的杂质，许多都会对发酵产生不利影响，需要进行预处理。淀粉、糊精：优点：来源广泛、价格低、可以解除葡萄糖效应；缺点：难利用、发酵液比较稠。3. N源无机氮源：特点：