2026年发酵工程操作工职业技能等级认定题库

2026年发酵工程操作工职业技能等级认定题库一、单项选择题（每题1分，共50分）1.在发酵工业中，最常用的碳源是（）。A.蛋白胨B.葡萄糖C.磷酸氢二钾D.硫酸镁2.灭菌的目的是为了杀死培养基中的（）。A.营养物质B.有害微生物C.目的菌D.代谢产物3.发酵罐搅拌器的主要作用是（）。A.只是为了通气B.只是为了冷却C.打碎气泡，增加气液接触面积，混合发酵液D.防止染菌4.下列哪种微生物属于细菌？（）A.酵母菌B.黑曲霉C.枯草芽孢杆菌D.链霉菌5.在分批培养中，细菌生长的四个阶段依次是（）。A.延滞期、对数期、稳定期、衰亡期B.对数期、延滞期、稳定期、衰亡期C.稳定期、延滞期、对数期、衰亡期D.延滞期、稳定期、对数期、衰亡期6.培养基的灭菌通常采用（）。A.紫外线照射B.过滤除菌C.高压蒸汽灭菌D.化学药剂消毒7.下列哪种因素不会影响微生物的生长？（）A.温度B.pH值C.溶解氧浓度D.容器颜色8.发酵过程中，pH值下降可能是因为（）。A.碳源利用后产生酸性物质B.氮源利用后产生碱性物质C.蛋白质分解D.氨水添加过多9.在发酵罐中，冷却蛇管或夹套的主要作用是（）。A.加热培养基B.移走微生物产生的代谢热C.防止光线进入D.增加罐体强度10.种子扩大培养的目的是（）。A.获得大量纯净的孢子B.提供足够数量和质量的种龄适合的菌体C.消耗掉多余培养基D.检验培养基是否灭菌彻底11.下列阀门中，最适合用于无菌输送的是（）。A.球阀B.闸阀C.截止阀D.蝶阀12.空气净化系统中的主过滤器通常采用（）。A.粗效过滤器B.中效过滤器C.高效空气过滤器（HEPA）D.活性炭过滤器13.柠檬酸发酵生产中常用的微生物是（）。A.酿酒酵母B.黑曲霉C.谷氨酸棒杆菌D.大肠杆菌14.发酵过程中，溶氧电极测得的是（）。A.发酵液中的氧气含量B.发酵液中的氧浓度饱和度C.气相中的氧气分压D.液相中的氮气含量15.补料分批培养相比分批培养的主要优点是（）。A.设备简单B.可以解除底物抑制，延长发酵周期C.染菌几率小D.产量一定更高16.在发酵工程中，RQA.二氧化碳生成速率与氧气消耗速率之比B.氧气消耗速率与二氧化碳生成速率之比C.细胞生长速率与基质消耗速率之比D.产物生成速率与细胞生长速率之比17.机械搅拌发酵罐的搅拌功率计算公式中，代表（）。A.搅拌功率B.搅拌转速C.功率准数D.雷诺数18.下列哪种染菌情况最为严重，通常需要倒罐处理？（）A.种子培养期染菌B.发酵早期染菌C.发酵中期染菌D.发酵后期染菌且残糖已低19.酵母菌的最适生长pH值通常为（）。A.1.0-2.0B.3.0-4.0C.5.0-6.0D.7.0-8.020.连续发酵中，当稀释率（D）大于比生长速率（μ）时，会发生（）。A.菌体浓度增加B.发酵液被洗空C.产物浓度增加D.基质浓度增加21.发酵罐的压力控制通常维持在（），以增加氧的溶解度并防止染菌。A.负压B.常压C.略高于大气压（0.01-0.05MPa）D.极高压（>1.0MPa）22.乙醇发酵属于（）。A.好氧发酵B.厌氧发酵C.兼性厌氧发酵D.固态发酵23.膜过滤系统常用于（）。A.培养基灭菌B.无菌空气制备C.菌体分离D.产物结晶24.发酵液的粘度增加，会导致（）。A.a（氧传递系数）增加B.a减小C.溶氧浓度增加D.搅拌功率降低25.谷氨酸发酵中，生物素的作用是（）。A.碳源B.氮源C.辅酶因子，影响细胞膜通透性D.能量源26.下列哪种方法可以减少发酵过程中的泡沫？（）A.增加搅拌速度B.增加通气量C.添加消泡剂D.提高温度27.放线菌产生的抗生素大多属于（）代谢产物。A.初级B.次级C.能量D.结构28.在进行种子罐无菌检查时，通常采用的方法是（）。A.只看pH变化B.只看镜检形态C.革兰氏染色镜检和平板划线结合D.闻气味29.发酵罐的制造材料通常选用（）。A.普通碳钢B.不锈钢（如316L）C.铝合金D.铜材30.基因工程菌发酵时，为了防止质粒丢失，通常在培养基中加入（）。A.抗生素B.酸C.碱D.维生素31.固态发酵与液态发酵相比，主要缺点是（）。A.产率低B.传热传质困难C.染菌容易D.设备便宜32.下列哪个参数是发酵过程控制中的间接参数？（）A.温度B.pHC.溶氧D.呼吸强度（由排气和C计算得出）33.在分批补料发酵中，流加糖浓度的选择应考虑（）。A.浓度越高越好B.浓度越低越好C.避免产生底物抑制且便于补料控制D.只要灭菌就行34.发酵终点的确定依据不包括（）。A.产物浓度B.基质残留浓度C.过滤速度D.操作员的疲劳程度35.双水相萃取主要用于分离（）。A.菌体B.蛋白质等生物大分子C.小分子醇类D.无机盐36.离子交换法提取谷氨酸是利用了谷氨酸的（）。A.两性性质B.疏水性C.挥发性D.氧化还原性37.消泡剂过量添加可能会（）。A.提高溶氧B.降低氧传递系数，甚至抑制菌体生长C.增加泡沫D.提高产量38.发酵工程中，表示（）。A.对基质的产物得率B.对基质的细胞得率C.对氧的细胞得率D.产物对能量的得率39.紫外线杀菌的主要机理是（）。A.破坏细胞壁B.使蛋白质变性C.形成胸腺嘧啶二聚体，损伤DNAD.氧化作用40.发酵罐的实消是指（）。A.对空罐灭菌B.对培养基在罐内直接通入蒸汽灭菌C.对空气灭菌D.对管道灭菌41.好氧发酵中，临界溶氧浓度是指（）。A.发酵液中溶解氧为零时的浓度B.微生物的比耗氧速率不再随溶氧浓度增加而增加时的溶氧浓度C.饱和溶氧浓度D.发酵液表面氧的浓度42.下列哪种微生物常用于淀粉酶的生产？（）A.黑曲霉B.枯草芽孢杆菌C.青霉菌D.毛霉43.连续灭菌（连消）的优点是（）。A.设备简单B.培养基营养成分破坏少C.不需要蒸汽D.操作容易44.发酵液预处理时，加入絮凝剂的目的是（）。A.调节pHB.使细小的菌体或固体颗粒聚集成较大的团块，利于固液分离C.消除泡沫D.杀灭细菌45.发酵车间洁净区与非洁净区的压差应保持在（）。A.洁净区压力<非洁净区压力B.洁净区压力=非洁净区压力C.洁净区压力>非洁净区压力（通常>10Pa）D.随意设定46.在发酵过程中，若搅拌电机电流突然下降，可能的原因是（）。A.培养基粘度增加B.搅拌轴断裂或电机故障C.消泡剂加多了D.温度过高47.用于菌种保藏的常用方法是（）。A.斜面传代B.液氮超低温保藏C.发酵罐培养D.平板培养48.下列属于初级代谢产物的是（）。A.青霉素B.氨基酸C.色素D.毒素49.发酵罐的搅拌叶轮类型中，Rushton桨（直叶圆盘涡轮）主要用于产生（）。A.轴向流B.径向流C.切向流D.混合流50.测定发酵液中菌体浓度（生物量）的最快速且非破坏性的方法是（）。A.称干重B.光密度（ODC.平板计数D.细胞计数板计数二、多项选择题（每题2分，共20分，多选、少选、错选不得分）1.下列属于工业发酵常用糖类原料的有（）。A.葡萄糖B.蔗糖C.糖蜜D.淀粉水解糖2.影响微生物生长的主要环境因素包括（）。A.温度B.pH值C.氧气D.渗透压3.发酵罐的主要组成部分包括（）。A.罐体B.搅拌系统C.冷却系统D.通气系统4.引起发酵染菌的原因可能有（）。A.空气过滤系统失效B.设备或管道泄漏C.种子带菌D.培养基灭菌不彻底5.关于泡沫的控制，下列说法正确的有（）。A.物理消泡包括机械破碎B.化学消泡主要依靠消泡剂C.泡沫过多会导致跑料和增加染菌风险D.泡沫对发酵没有任何好处，必须完全消除6.常用的微生物菌种保藏方法有（）。A.甘油管保藏（-20℃或-80℃）B.冷冻干燥保藏C.液氮保藏D.定期移植斜面保藏7.发酵过程中，温度过高对微生物的影响包括（）。A.酶失活加快B.菌体衰老加快C.代谢产物可能发生破坏D.溶氧增加8.提高发酵罐氧传递速率的措施包括（）。A.增加搅拌转速B.增加通气量C.降低罐压D.降低培养基粘度9.下列属于次级代谢产物的有（）。A.抗生素B.毒素C.激素D.酒精10.发酵下游加工的一般流程包括（）。A.发酵液预处理B.固液分离C.产物提取和精制D.成品包装三、判断题（每题1分，共30分，正确的打“√”，错误的打“×”）1.所有微生物的生长都需要氧气。（）2.灭菌是指杀死或除去所有微生物的繁殖体和芽孢。（）3.发酵罐搅拌速度越快，氧传递效率一定越高。（）4.糖蜜是发酵工业中常用的廉价碳源，使用前通常需要进行预处理。（）5.种子罐接种应在火焰保护下进行，以确保无菌操作。（）6.发酵过程中pH值是恒定不变的。（）7.好氧微生物发酵过程中，溶氧浓度（DO）会一直维持在较高水平。（）8.青霉素是青霉菌产生的次级代谢产物。（）9.连续发酵可以达到较高的设备利用率，但容易染菌和菌种变异。（）10.发酵罐的夹套只能通入冷却水进行降温，不能通入蒸汽加热。（）11.厌氧发酵不需要通入无菌空气。（）12.微生物的生长曲线只适用于分批培养。（）13.在发酵工业中，凡是能通过微生物发酵生产的产品都可以采用化学合成法生产。（）14.消泡剂虽然能消除泡沫，但可能会影响氧的传递。（）15.发酵液过滤困难的原因之一是由于菌体细小且发酵液粘度大。（）16.基因工程菌的培养必须考虑其遗传稳定性，通常需要添加选择压力。（）17.微生物的最适生长温度一定也是其合成代谢产物的最适温度。（）18.空气净化系统中，旋风分离器主要用于除去空气中较大的灰尘颗粒。（）19.发酵过程中补料可以完全避免底物抑制。（）20.电极标定是发酵过程准确测量的基础，pH电极通常使用标准缓冲液进行标定。（）21.淀粉酶可以催化淀粉水解为葡萄糖。（）22.所有发酵都需要在无菌条件下进行。（）23.发酵罐的压力表显示的是绝对压力。（）24.酵母菌是单细胞真菌，进行出芽繁殖。（）25.提取发酵产物时，所选用的溶剂必须与发酵液互溶。（）26.发酵过程中的搅拌功率消耗与通气量无关。（）27.为了提高产量，发酵液中的底物浓度越高越好。（）28.染菌后的发酵罐，必须经过彻底清洗和灭菌后才能重新使用。（）29.冷冻干燥保藏法是利用脱水原理使微生物处于休眠状态。（）30.在分批培养中，稳定期细菌的出生率等于死亡率。（）四、填空题（每空1分，共30分）1.微生物所需的五大类营养要素是：碳源、氮源、水、无机盐和________。2.培养基灭菌的方法主要有物理法和化学法，其中最常用的是________法。3.发酵罐的类型很多，根据通气方式可分为机械搅拌发酵罐和________发酵罐。4.微生物生长曲线包括延滞期、________、稳定期和衰亡期。5.在发酵工程中，衡量氧传递效率的重要参数是________。6.常用的微生物计数方法有显微镜直接计数法和________。7.基因工程菌发酵中，为了保持质粒的稳定性，常在培养基中加入________。8.青霉素发酵属于________型发酵。9.发酵过程中，pH的控制通常通过添加酸、碱或________来调节。10.灭菌动力学方程中，k值代表________。11.临界溶氧浓度是指微生物的________不再随溶氧浓度增加而增加时的氧浓度。12.补料分批培养是指在分批培养过程中，间歇或连续地补充一种或多种________，但不取出培养液的培养方式。13.在发酵罐结构中，________主要用于通入无菌空气并起到搅拌混合作用。14.种子扩大培养的级数取决于菌种的生长特性，一般以________级扩大为宜。15.淀粉水解糖的制备过程主要包括：调浆、________、糖化和过滤。16.发酵下游加工中，离心分离属于________操作。17.测定发酵液中残糖含量常用的化学方法是________法。18.单细胞蛋白（SCP）是指利用________作为蛋白质来源的菌体蛋白。19.发酵罐的搅拌功率准数与雷诺数Re有关，在完全湍流区（高Re数下），________。20.严格的好氧微生物在无氧环境中________生长（填能或不能）。21.微生物在代谢过程中，氧化一分子葡萄糖所释放的能量比有氧呼吸________（填高或低）。22.在谷氨酸发酵中，控制生物素________（填亚适量或过量）可以导致细胞膜通透性改变，有利于谷氨酸排出。23.发酵热的来源包括生物热、搅拌热和________。24.常用的过滤介质包括滤布、________和烧结材料等。25.发酵过程的温度控制主要通过发酵罐的________夹套或蛇管进行热交换。26.工业发酵常用的糖蜜原料主要来自________和甜菜制糖的副产物。27.丝状真菌（如霉菌）在液体深层培养中，常呈________状生长，影响氧传递。28.溶氧电极通常是原电池型或极谱型，其核心部件是________膜。29.发酵液中泡沫的存在主要是因为发酵液中含有________、蛋白质等表面活性物质。30.为防止杂菌污染，发酵车间空气洁净度要求最高的区域是________区。五、简答题（每题5分，共25分）1.简述发酵工业中常用的灭菌方法及其适用范围。2.什么是临界溶氧浓度？在发酵过程中控制溶氧的意义是什么？3.简述引起发酵染菌的主要原因有哪些？4.简述分批补料发酵工艺的优点。5.在种子制备过程中，如何保证种子的质量？六、计算题（每题10分，共20分）1.某发酵罐进行分批培养，初始菌体浓度=0.5g/L，经过8h(1)该菌株的比生长速率μ（单位）；(2)倍增时间（即菌体浓度翻倍所需时间）。（注：ln2.在连续搅拌釜式反应器（CSTR）中进行恒化器培养，已知基质进料浓度=10g/L，稀释率D=(1)求该条件下菌体对基质的得率系数；(2)若其他条件不变，将稀释率D提高到0.4，且该菌株的=0.5七、综合应用题（每题15分，共30分）1.某抗生素发酵厂在夏季生产中，发现发酵罐的温度控制出现异常，且容易染菌。现有发酵罐体积为50，装液系数为70，搅拌电机功率为150kW，冷却水进口温度为(1)请分析夏季发酵罐温度难以控制的可能原因，并提出相应的改进措施。(2)针对容易染菌的问题，请从设备、工艺和操作三个方面提出排查和解决方案。(3)如果在发酵过程中发现溶氧水平（DO）突然大幅下降并维持低位，可能发生了什么情况？应如何处理？2.谷氨酸发酵是好氧发酵，利用谷氨酸棒杆菌生产。在发酵过程中，温度、pH、溶解氧（DO）和生物素浓度是关键控制参数。(1)请写出谷氨酸发酵中各个阶段的典型代谢特征（以长菌期和产酸期为例）。(2)简述生物素浓度对谷氨酸发酵的影响机制，以及如何通过工艺手段实现谷氨酸向胞外分泌？(3)在发酵后期，若残糖已降至0.5以下，但产酸速率依然较高，此时该如何操作以保证最终产量和质量？若发现pH值异常上升，可能的原因是什么？参考答案与解析一、单项选择题1.B2.B3.C4.C5.A6.C7.D8.A9.B10.B11.A12.C13.B14.B15.B16.A17.C18.B19.C20.B21.C22.B23.C24.B25.C26.C27.B28.C29.B30.A31.B32.D33.C34.D35.B36.A37.B38.B39.C40.B41.B42.B43.B44.B45.C46.B47.B48.B49.B50.B二、多项选择题1.ABCD2.ABCD3.ABCD4.ABCD5.ABC6.ABCD7.ABC8.ABD9.ABC10.ABCD三、判断题1.×（厌氧菌不需要氧气）2.√3.×（超过一定转速会造成剪切力过大损伤细胞或空转，且氧传递效率受KLa限制）4.√5.√6.×（pH随代谢过程变化）7.×（DO会随菌体生长和代谢变化）8.√9.√10.×（也可以通入蒸汽加热）11.√12.√13.×（有些产物目前只能发酵生产）14.√15.√16.√17.×（往往不一致，生产次级代谢产物时最适生长温度与最适产酶温度不同）18.√19.×（可以缓解但不能完全避免，需配合流加控制）20.√21.×（淀粉酶水解为糊精、低聚糖，葡萄糖生成需糖化酶）22.√23.×（通常显示表压）24.√25.×（萃取剂需与发酵液不互溶）26.×（通气后搅拌功率会下降）27.×（底物抑制）28.√29.√30.√四、填空题1.生长因子2.高压蒸汽灭菌3.气升式4.对数生长期5.体积氧传递系数（a）6.平板菌落计数法7.抗生素8.次级代谢（或好氧）9.营养液（或流加碳源/氮源）10.死亡速率常数（或比死亡速率）11.比耗氧速率12.营养物质（或基质）13.搅拌桨（或搅拌器）14.2-315.液化16.固液分离17.斐林试剂（或S-DNS，注：斐林试剂是经典滴定法）18.微生物19.基本恒定20.不能21.低22.亚适量23.蒸发热（或汽化热、显热）24.滤纸25.冷却（或加热）26.甘蔗27.菌丝球（或丝状）28.透气（或聚四氟乙烯）29.固体微粒30.无菌（或接种）五、简答题1.简述发酵工业中常用的灭菌方法及其适用范围。答：(1)干热灭菌法：利用高温火焰或热空气灭菌。适用于耐高温物品，如接种环、试管口、玻璃器皿等。(2)湿热灭菌法：利用高压蒸汽灭菌。适用于耐高温且不耐高热的培养基、发酵设备、管道等，是发酵工业最常用的方法。(3)过滤除菌法：利用过滤介质截留微生物。适用于不耐热的液体（如抗生素、维生素溶液）和气体（如空气）的除菌。(4)化学药剂灭菌/消毒法：利用化学药剂（如乙醇、甲醛、过氧乙酸等）。适用于环境、设备表面、操作人员的皮肤消毒。(5)射线灭菌法：利用紫外线、γ射线等。适用于实验室空气消毒、某些塑料器皿的灭菌。2.什么是临界溶氧浓度？在发酵过程中控制溶氧的意义是什么？答：临界溶氧浓度（Ccrit）：是指在一定条件下，当发酵液中的溶氧浓度降低到某一数值时，微生物的比耗氧速率（）不再随溶氧浓度的增加而增加，此时的溶氧浓度即为临界溶氧浓度。控制溶氧的意义：(1)保证微生物正常的呼吸代谢，维持细胞的生长和生存。(2)满足产物合成对氧的需求，氧不仅是呼吸链的电子受体，也是某些产物合成的前体。(3)防止代谢途径发生异常。溶氧过低可能导致代谢转向无氧酵解，积累副产物（如乳酸、乙醇），抑制目的产物合成。(4)作为发酵过程控制的参考参数，反映菌体的生理状态和设备供氧能力。3.简述引起发酵染菌的主要原因有哪些。答：(1)设备、管道及阀门泄漏：如密封圈老化、法兰垫片损坏、罐体微小裂纹等导致空气或环境中的杂菌侵入。(2)空气净化系统失效：空气过滤器效率下降、介质受潮、过滤器穿孔导致带菌空气进入发酵罐。(3)培养基灭菌不彻底：灭菌温度或时间不足，培养基存在死角（如结块），或实消时泡沫顶盖导致灭菌不彻底。(4)种子带菌：保藏菌种本身不纯，或种子扩大培养过程中操作不当染菌，导致接入发酵罐的种子本身带菌。(5)操作不当：接种过程中火焰保护不严、取样操作未严格无菌、管道连接不密封等。(6)噬菌体感染：对于细菌发酵，环境中存在噬菌体且未做好防护，会导致发酵失败。4.简述分批补料发酵工艺的优点。答：(1)解除底物抑制：通过流加控制限制性基质在低浓度水平，避免高浓度底物对菌体生长或产物合成的抑制作用。(2)解除分解代谢物阻遏：例如在葡萄糖利用中，避免葡萄糖效应，利于次级代谢产物的合成。(3)延长发酵周期，提高产量：不断补充营养，维持菌体较长时间的高活性，避免营养耗尽导致的过早衰亡。(4)控制菌体生长速率：可以通过补料策略调节菌体生长和产物合成的比例。(5)降低发酵液粘度：对于高粘度发酵，通过控制补料改善流变特性，利于氧传递。5.在种子制备过程中，如何保证种子的质量？答：(1)菌种纯度：确保保藏菌种无杂菌污染，遗传性状稳定。(2)培养基选择：选用营养丰富且利于菌体生长的培养基，通常与发酵培养基成分相近。(3)培养条件控制：严格控制培养温度、pH、通气量和搅拌速度，提供最佳生长环境。(4)种龄控制：在菌体生长的对数生长期后期（生命力最旺盛、酶系活跃）进行移种，避免过老或过嫩。(5)接种量控制：保证适当的接种量，缩短延滞期。(6)无菌检查：种子移种前必须进行严格的无菌检查（镜检、革兰氏染色或平板划线），确认无杂菌方可使用。六、计算题1.解：(1)根据分批培养中菌体生长的对数方程：代入数据：(2)倍增时间的计算公式为：答：比生长速率约为0.26，倍增时间约为2.67h2.解：(1)菌体对基质的得率系数定义为生成的菌体量与消耗的基质量之比。在稳态下，基质消耗速率=进料基质速率-出料基质速率。稀释率D=F/基质消耗量=F(−S或者直接利用定义：因起始菌体浓度通常较低或相对恒定计算净得率，一般计算式：代入数据：(2)判断是否能达到稳态：在恒化器中，要达到稳态，必须满足μ=且菌体比生长速率μ遵循Monod方程：μ=无论S为多少，μ总是小于或等于。题目中，新的稀释率=0.4，而菌株的最大比生长速率=由于<，理论上存在一个对应的基质浓度S，使得μ(因此，可以达到新的稳态。补充说明：若题目中D>答：(1)为0.5g/g；(2)由于0.4小于(0.5七、综合应用题1.答：(1)温度难以控制的原因及改进措施：原因分析：夏季气温高，冷却水进口温度高达C，导致冷却水与发酵液的温差减小，换热效率大幅下降。微生物代谢旺盛，发酵热产生量大。搅拌产生的机械热散发不畅。冷却水流量不足或冷却夹套/蛇管结垢导致传热系数下降。改进措施：降低冷却水温度：启用冷冻机组，将冷却水降温后循环使用。增加换热面积：检查并清洗冷却夹套/蛇管，去除水垢；或者增加外部冷却板式换热器，将发酵液引出罐外循环冷却。优化搅拌：在保证溶氧的前提下，适当调整搅拌转速，减少机械热输入。调整工艺：适当降低发酵温度（若工艺允许）或降低接种量以减缓前期代谢速率。(2)染菌问题的排查与解决方案：设备方面：检查空气过滤系统：更换高效过滤器，检查夹套松紧度，防止空气短路。检查密封件：更换搅拌轴、人孔、法兰处的老化密封圈。检查管路：进行保压测试，排查管道微小裂纹或阀门内漏。检查夹套：防止夹套漏水进入发酵液。工艺方面：实消操作：检查灭菌温度和时间是否达标，特别是泡沫严重的批次，需添加消泡剂防止顶液。种子：严格检查种子质量，确保种子无杂菌。操作方面：加强无菌操作规范，接种、取样时严格火焰保护。定期对车间环境进行消毒灭菌，减少环境中的杂菌基数。管道灭菌要彻底，避