生物催化答案-终极版.doc

1简述微生物菌种自然筛选法的过程。从自然界分离新菌种一般包括以下几个步骤：采样、增殖培养、纯种分离和性能测定等。 采样采样地点的确定要根据筛选的目的、微生物的分布概况及菌种的主要特征与外界环境关系等，进行综合、具体地分析来决定。如果预先不了解某种生产菌的具体来源，一般可从土壤中分离。采样的方法多是在选好地点后，用小铲去除表土，取离地面515 cm处的土壤几十克，盛入预先消毒好的牛皮纸袋或塑料袋中，扎好，记录采样时间、地点、环境情况等，以备考查。一般土壤中芽孢杆菌、放线菌和霉菌的孢子忍耐不良环境的能力较强，不太容易死亡。但是，由于采样后的环境条件与天然条件有着不同程度的差异，一般应尽快分离。对于酵母类或霉菌类微生物，由于它们对碳水化合物的需要量比较多，一般又喜欢偏酸性环境，所以酵母类、霉菌类在植物花朵、瓜果种子及腐殖质含量高的土壤等上面比较多。 增殖培养收集到的样品，如含目标菌株较多，可直接进行分离。如果样品含目标菌种很少，就要设法增加该菌的数量，进行增殖(富集)培养。所谓增殖培养就是给混合菌群提供一些有利于所需菌株生长或不利于其它菌型生长的条件，以促使目标菌株大量繁殖，从而有利于分离它们。例如筛选纤维素酶产生菌时，以纤维素作为唯一碳源进行增殖培养，使得不能分解纤维素的菌不能生长；筛选脂肪酶产生菌时，以植物油作为唯一碳源进行增殖培养，能更快更准确地将脂肪酶产生菌分离出来。除碳源外，微生物对氮源、维生素及金属离子的要求也是不同的，适当地控制这些营养条件对提高分离效果是有好处的。另外，控制增殖培养基的pH值，有利于排除不需要的、对酸碱敏感的微生物；添加一些专一性的抑制剂，可提高分离效率，例如在分离放线菌时，可先在土壤样品悬液中加10的酚液数滴，以抑制霉菌和细菌的生长；适当控制增殖培养的温度，也是提高分离效率的一条好途径。 纯种分离通过增殖培养还不能得到微生物的纯种，因为生产菌在自然条件下通常是与各种菌混杂在一起的，所以有必要进行分离纯化，才能获得纯种。纯种分离方法常选用单菌落分离法。把菌种制备成单孢子或单细胞悬浮液，经过适当的稀释后，在琼脂平板上进行划线分离。划线法是将含菌样品在固体培养基表面作有规则的划线(有扇形划线法、方格划线法及平行划线法等)，菌样经过多次从点到线的稀释，最后经培养得到单菌落。也可以采用稀释法，该法是通过不断地稀释，使被分离的样品分散到最低限度，然后吸取一定量注入平板，使每一微生物都远离其他微生物而单独生长成为菌落，从而得到纯种。划线法简单且较快，稀释法在培养基上分离的菌落单一均匀，获得纯种的概率大，特别适宜于分离具有蔓延性的微生物。采用单菌落分离法有时会夹杂一些由两个或多个孢子所生长的菌落，另外不同孢子的芽管间发生吻合，也可形成异核菌落。要克服这些缺点，就要特别重视单孢子悬浮液的制备方法。为使单孢子悬浮液有良好的分散度，力求去除菌丝断片或粘接在一起的成串的孢子，可采用如下方法制备单孢子悬浮液： 对于细菌，因其在固体斜面培养基上常粘在一起，故要求转种到新鲜肉汤液体中进行培养，以取得分散且生长活跃的菌体； 对放线菌和霉菌的孢子，采用玻璃珠或石英砂振荡打散孢子后，用滤纸或棉花过滤；对某些黏性大的孢子，常加入0.05的分散剂(如吐温80，Tween 80)以获得分散的单个孢子。 为了提高筛选工作效率，在纯种分离时，培养条件对筛选结果影响也很大，可通过控制营养成分、调节培养基pH值、添加抑制剂、改变培养温度和通气条件及热处理等来提高筛选效率。平板分离后挑选单个菌落进行生产能力测定，从中选出优良的菌株。 生产性能的测定由于纯种分离后，得到的菌株数量非常大，如果对每一菌株都作全面或精确的性能测定，工作量十分巨大，而且是不必要的。一般采用两步法，即初筛和复筛，经过多次重复筛选，直到获得13株较好的菌株，供发酵条件的摸索和生产试验，进而作为育种的出发菌株。这种直接从自然界分离得到的菌株称为野生型菌株，以区别于用人工育种方法得到的变异菌株（亦称突变株）。 从自发突变体中获得菌株 一般微生物可遗传的特性发生变化称为变异，又称突变，是微生物产生变种的根源，同时也是育种的基础。自然突变是指在自然条件下出现的基因变化。目前，发酵工业中使用的生产菌种，几乎都是经过人工诱变处理后获得的突变株。这些突变株是以大量生成某种代谢产物(发酵产物)为目的筛选出来的，因而它们属于代谢调节失控的菌株。微生物的代谢调节系统趋向于最有效地利用环境中的营养物质，优先进行生长和繁殖，而生产菌种常常是打破了原有的代谢调节系统的突变株，因此常常表现出生活力比野生菌株弱的特点。此外，生产菌种是经人工诱变处理而筛选获得的突变株，遗传特性往往不够稳定，容易继续发生变异，使得生产菌株呈现出自然变异的特性，如果不及时进行自然选育，通常会导致菌种性能变化，使发酵产量降低，但也有变异使菌种获得优良性能的情况。 自发突变的频率较低，因此自然选育筛选出来的菌种，不能满足育种工作的需要，不完全符合工业生产的要求，如产量低、副产物多、生长周期长等。因而不能仅停留在“选”种上，还要进行“育”种。如通过诱变剂处理菌株，就可以大大提高菌种的突变频率，扩大变异幅度，从中选出具有优良特性的变异菌株，这种方法就称为诱变育种。 2简述平板影印培养法的过程及其在菌种选育中的作用。平板影印培养试验（replicaPlating） 1952年，JLederberg夫妇发表了一篇著名的平板影印培养法和细菌突变株的间接选择论文，它更好地证明了微生物的抗药性是在未接触药物前自发地产生的，这一突变与相应的药物环境毫不相干。所谓平板影印培养法，实质上是一种能达到在一系列培养皿的相同位置上出现相同遗传型菌落的接种培养方法。其基本过程是：把长有许多菌落（可多达数百个）的母种培养皿倒置于包有灭菌丝绒布的木质圆柱（直径应略小于培养皿底）上，使其上沾满来自培养皿平板上的菌落。然后可把这一“印章”上的菌落一一接种到不同的选择性培养基平板上。待这些平板培养后，对各平板相同位置上的菌落作对比后，就可选出适当的突变型菌株。据报道，用此法可把母平板上1020量的细菌转移到丝绒布上，并可利用这一“印章”接种8个子培养皿。因此，通过影印培养法，就可以从在非选择性条件下生长的细菌群体中，分离出各种类型的突变株。 图8-7就是利用平板影印培养法证明EcoliK12自发地产生抗链霉素突变株的实验图示。大致方法是：首先把大量对链霉素敏感的EcoliK12细胞涂布在不含链霉素的平板（1）表面，待其长出密集的小菌落后，用影印法接种到不含链霉素的培养基平板（2）上，随即再影印到含有链霉素的选择性培养基平板（3）上。影印的作用是保证这三个平板上所长出的菌落的亲缘和相对位置保持严格的对应性。经培养后，在平板（3）上出现了个别抗链霉素菌落。对培养皿（2）和（3）进行比较后，就可在平板（2）的相应位置上找到平板（3）上那几个抗性菌落的“孪生兄弟”。然后把平板（2）中最相近部位上的菌落（实际上是许多菌落）挑至不含链霉素的培养液（4）中，经培养后，再涂布在平板（5）上，并重复以上各步骤。上述同一过程几经重复后，就只要涂上越来越少的原菌液至相当于平板（1）的培养皿（5）和（9）中，而可出现越来越多的抗性菌落，最后甚至可以得到完全纯的抗性菌株群体。由此可见，在这个实验里，原始的链霉素敏感菌株只通过（1）（2）（4）（5）（6）（8）（9）（10）（12）的移种和选择序列，也就是说，在根本未接触过任何一点链霉素的情况下，就可以筛选到大量抗链霉素的突变株。 平板影印培养法不仅在微生物遗传理论的研究中有重要应用，而且在育种实践和其他研究中均有应用，值得很好地领会。 3简述微生物菌种的保藏方法及其各自特点。菌种的保藏一个优良的菌种被选育出来以后，要保持其生产性能的稳定、不污染杂菌、不死亡，这就需要对菌株进行保藏。 菌种保藏的原理 菌种保藏主要是根据菌种的生理、生化特性，人工创造条件使菌体的代谢活动处于休眠状态。保藏时，一般利用菌种的休眠体(孢子、芽孢等)，创造最有利于休眠状态的环境条件，如低温、干燥、隔绝空气或氧气、缺乏营养物质等，使菌体的代谢活性处于最低状态，同时也应考虑到方法经济、简便。由于微生物种类繁多，代谢特点各异，对各种外界环境因素的适应能力不一致，一个菌种选用何种方法保藏较好，要根据具体情况而定。 菌种保藏方法 斜面低温保藏法本方法是利用低温降低菌种的新陈代谢，使菌种的特性在短时期内保持不变。将新鲜斜面上长好的菌体或孢子，置于4 冰箱中保存。一般的菌种均可用此方法保存13个月。保存期间要注意冰箱的温度，不可波动太大，不能在0 以下保存，否则培养基会结冰脱水，造成菌种性能衰退或死亡。 影响斜面保存时间的突出问题是培养基水分蒸发而收缩，使培养基成分浓度增大，造成“盐害”，更主要的是培养基表面收缩造成板结，对菌种造成机械损伤而使菌种致死。为了克服斜面培养基水分的蒸发，用橡皮塞代替棉塞，有比较好的效果，也可克服棉塞受潮而长霉污染的缺点。有人将2株枯草杆菌、1株大肠杆菌和1株金黄色葡萄球菌，分别接种在18l80 mm试管斜面上，当培养成熟后将试管口用喷灯火焰熔封，置于4 冰箱中保存了12年后，启封移种检查，结果除1株金黄色葡萄球菌已死亡，其余3株仍生长良好，这说明对某些菌种采用这种保藏方法，可以保存较长的时间。 液体石蜡封存保藏法在斜面菌种上加入灭菌后的液体石蜡，用量高出斜面1 cm，使菌种与空气隔绝，试管直立，置于4 冰箱保存。保存期约1年。此法适用于不能以石蜡为碳源的菌种。液体石蜡采用蒸汽灭菌。 固体曲保藏法这是根据我国传统制曲原理加以改进的一种方法，适用于产孢子的真菌。该法采用麸皮、大米、小米或麦粒等天然农产品为产孢子培养基，使菌种产生大量的休眠体(孢子)后加以保存。该法的要点是控制适当的水分。例如在采用大米保藏孢子时，先取大米充分吸水膨胀，然后倒入搪瓷盘内蒸15 min(使大米粒仍保持分散状态)。蒸毕，取出搓散团块，稍冷，分装于茄形瓶内，蒸汽灭菌30 min，最后抽查含水量，合格后备用。将要保存的菌种制成孢子悬浮液，取适量加入已灭菌的大米培养基中，敲散拌匀，铺成斜面状，在一定温度下培养，在培养过程中要注意翻动，待孢子成熟后，取出置冰箱保存，或抽真空至水分含量在10以下，放在盛有干燥剂的密封容器中低温或室温保存。保存期为13年。 砂土管保藏法本方法是用人工方法模拟自然环境使菌种得以栖息。适用于产孢子的放线菌、霉菌以及产芽孢的细菌。砂土是砂和土的混合物，砂和土的比例一般为3:2或1:1，将黄砂和泥土分别洗净，过筛，按比例混合后，装入小试管内，装料高度约为1 cm左右，经间歇灭菌23次，灭菌烘干，并作无菌检查后备用。将要保存的斜面菌种刮下，直接与砂土混合；或用无菌水洗下孢子，制成悬浮液，再与砂土混合。混合后的砂土管放在盛有五氧化二磷或无水氯化钙的干燥器中，用真空泵抽气干燥后，放在干燥低温环境下保存。此法保存期可达1年以上。 冷冻干燥法此法的原理是在低温下迅速地将细胞冻结以保持细胞结构的完整，然后在真空下使水分升华。这样菌种的生长和代谢活动处于极低水平，不易发生变异或死亡，因而能长期保存，一般为510年。此法适用于各种微生物。具体的做法是将菌种制成悬浮液，与保护剂(一般为脱脂牛奶或血清等)混合，放在安瓿内，用低温酒精或干冰(-15 以下)使之速冻，在低温下用真空泵抽干，最后将安瓿真空熔封，低温保存备用。 液氮超低温保藏法前面几种菌种保藏方法，在保存过程中菌种都有不同程度的死亡，特别对一些不产孢子的菌体保存的效果不够理想。微生物在-130 以下，新陈代谢活动停止，这种环境下可永久性保存微生物菌种。液氮的温度可达-196 ，用液氮保存微生物菌种已获得满意的结果。液氮超低温保藏法简便易行，关键是要有液氮罐、低温冰箱等设备。该方法要点是：将要保存的菌种(菌液或长有菌体的琼脂块)置于10甘油或二甲基亚砜保护剂中，密封于安瓿内(安瓿的玻璃要能承受很大温差而不致破裂)，先将菌液降至0 ，再以每分钟降低1 的速度，一直降至-35 ，然后将安瓿放入液氮罐中保存。 菌种保藏的注意事项 菌种保藏要获得较好的效果，需注意如下三个方面： 菌种在保藏前所处的状态绝大多数微生物的菌种均保藏其休眠体，如孢子或芽孢。保藏用的孢子或芽孢等要采用新鲜斜面上生长丰满的培养物。菌种斜面的培养时间和培养温度影响其保藏质量。培养时间过短，保存时容易死亡；培养时间长，生产性能衰退。一般以稍低于最适生长温度下培养至孢子成熟的菌种进行保存，效果较好。 菌种保藏所用的基质斜面低温保藏所用的培养基，碳源比例应少些，营养成分贫乏些较好，否则易产生酸，或使代谢活动增强，影响保藏时间。砂土管保藏需将砂和土充分洗净，以防其中含有过多的有机物，影响菌的代谢或经灭菌后产生一些有毒的物质。冷冻干燥所用的保护剂，有不少经过加热就会分解或变性的物质，如还原糖和脱脂乳，过度加热往往形成有毒物质，灭菌时应特别注意。 操作过程对细胞结构的损害冷冻干燥时，冻结速度缓慢易导致细胞内形成较大的冰晶，对细胞结构造成机械损伤。真空干燥程度也将影响细胞结构，加入保护剂就是为了尽量减轻冷冻干燥所引起的对细胞结构的破坏。细胞结构的损伤不仅使菌种保藏的死亡率增加，而且容易导致菌种变异，造成菌种性能衰退。 4培养基的主要成分及其确定的依据是什么？所有发酵培养基都必须提供微生物生长繁殖和产物合成所需的能源，包括碳源、氮源、无机元素、生长因子及水、氧气等。对于大规模发酵生产，除考虑上述微生物的需要外，还必须重视培养基原料的价格和来源。 5工业上发酵用主要氮源原料有哪些？各有什么特点？常用的氮源可分为有机氮源和无机氮源两大类。无机氮源的特点：微生物对它们的吸收快，所以也称之谓迅速利用的氮源。但无机氮源的迅速利用常会引起pH的变化，正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的pH有积极作用。 有机氮源主要来源工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料，成分复杂，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，可以从多个方面对发酵过程进行影响，而另一方面有机氮源的来源具有不稳定性。所以在有机氮源选取时和使用过程中，必须考虑原料的波动对发酵的影响。6发酵工艺中五大培养条件及其作用分别是什么？1、温度：任何微生物的牛长都需要有最适的生长温度，在此温度范围内微生物生长繁殖最快。如果所培养的微生物能承受稍高一些的温度进行生长和繁殖，这对生产有很大的好处，即可减少污染杂菌的机会和夏季培养所需降温的辅助设备，因此培养耐高温的菌种有一定的生产现实意义。2、pH值：培养基中的pH值与微生物生命活动有着密切关系，各种微生物有其可以生长的和最适生长的pH范围。pH值过高、过低都会影响微生物的生长繁殖以及代谢产物的积累。3、氧：氧的需要不同，是由于依赖获得能量的代谢方面的差异。好气性菌主要是有氧呼吸或氧化代谢，厌气菌为厌气发酵(分子间呼吸)，兼性厌气菌则两者兼而有之。不同微生物或同一微生物的不同生长阶段对氧的要求也不相同。4、种龄：子培养期应取菌种的对数生长期为宜，菌种过嫩或过老，不但延长发酵周期，而且会降低产量。5、接种量：接种量的大小直接影响发酵周期。接种量过多也无必要。因培养种子费时，而且过多地移人代谢废物，反而会影响正常发酵。 7什么是液体深层培养？它的三个控制点各是什么？用液体深层发酵罐从罐底部通气，送入的空气由搅拌桨叶分散成微小气泡以促进氧的溶解。这种由罐底部通气搅拌的培养方法，相对于由气液界面靠自然扩散使氧溶解的表面培养法来讲，称为深层培养法。（特点是容易按照生产菌种对于代谢的营养要求以及不同生理时期的通气、搅拌、温度、与培养基中氢离子浓度等条件，选择最佳培养条件）深层培养基本操作的3个控制点 ：灭菌：发酵工业要求纯培养，因此在发酵开始前必须对培养基进行加热灭菌。所以发酵罐具有蒸汽夹套，以便将培养基和发酵罐进行加热灭菌，或者将培养基由连续加热灭菌器灭菌，并连续地输送于发酵罐内。温度控制：培养基灭菌后，冷却至培养温度进行发酵，由于随着微生物的增殖和发酵会发热、搅拌产热等，所以为维持温度恒定，须在夹套中以冷却水循环流过。通气、搅拌：空气进入发酵罐前先经空气过滤器除去杂菌，制成无菌空气，而后由罐底部进人，再通过搅拌将空气分散成微小气泡。为了延长气泡滞留时间，可在罐内装挡板产生涡流。搅拌的目的除了溶解氧之外，可使培养液中微生物均匀地分散在发酵罐内，促进热传递，以及为调节pH而使加入的酸和碱均匀分散等。8种子罐的级数是如何确定的？（种子罐的级数愈少，愈有利于简化工艺及控制，并可减少种子罐污染杂菌的机会，减少消毒及值班工作量，减少因种子罐生长异常而造成的发酵波动。）确定主要通过以下几点：菌种的性质(如菌种传代后的稳定性)、孢子瓶中的孢子数，孢子发芽及菌丝繁殖速度、发酵罐中种子培养液的最低接种量、种子罐与发酵罐的容积比、随产物的品种及生产规模而定、随着工艺条件的改变作适当的调整。9举例说明代谢调控在发酵工业中的应用。（一）应用营养缺陷型菌株以解除正常的反馈调节在直线式的合成途径中，营养缺陷型突变株只能累积中间代谢物而不能累积最终代谢物。但在分支代谢途径中，通过解除某种反馈调节，就可以使某一分支途径的末端产物得到累积。（二）应用抗反馈调节的突变株解除反馈调节 抗反馈调节突变菌株，就是指一种对反馈抑制不敏感或对阻遏有抗性的组成型菌株，或兼而有之的菌株。在这类菌株中，因其反馈抑制或阻遏已解除，或是反馈抑制和阻遏已同时解除，所以能分泌大量的末端代谢产物。 （三）控制细胞膜的渗透性 微生物的细胞膜对于细胞内外物质的运输具有高度选择性。细胞内的代谢产物常常以很高的浓度累积着，并自然地通过反馈阻遏限制了它们的进一步合成。采取生理学或遗传学方法，可以改变细胞膜的透性，使细胞内的代谢产物迅速渗漏到细胞外。这种解除末端产物反馈抑制作用的菌株，可以提高发酵产物的产量。 10 简要说明微生物反应动力学的描述方法细胞生长动力学、反应基质消耗动力学、代谢产物生成动力学以及发酵过程：包括细胞内的生化反应，胞内与胞外的物质交换，胞外物质传递及反应。11解释发酵动力学中的几个概念: 得率；转化率；基质比消耗速率；产物比生产速率；容量产率；产物形成的比速率得率(或产率，转化率，Y)：包括生长得率(Yx/s)和产物得率(Yp/s)。得率：是指被消耗的物质和所合成产物之间的量的关系。生长得率：是指每消耗1g(或mo1)基质(一般指碳源)所产生的菌体重(g)，即Yx/s=X/S。产物得率：是指每消耗1g(或mo1)基质所合成的产物g数(或mol数)。这里消耗的基质是指被微生物实际利用掉的基质数量，即投入的基数减去残留的基质量(S。-S)。 转化率：往往是指投入的原料与合成产物数量之比。 基质比消耗速率(qs ，g(或mo1)g菌体h)：系指每克菌体在一小时内消耗营养物质的量。它表示细胞对营养物质利用的速率或效率。产物比生产速率(qp，g(或mo1)g菌体h)：系指每克菌体在一小时内合成产物的量，它表示细胞合成产物的速度或能力，可以作为判断微生物合成代谢产物的效率。容量产率指的是单位时间内单位反应器容积的产物。产物形成的比速率是指以单位质量为基准时产物的生成速率。12什么是分批补料培养技术及其特点？所谓分批补料培养技术，就是指在分批培养伊始，投入较低浓度的底物，然后在发酵过程中，当微生物开始消耗底物后，再以某种方式向培养系统中补加一定的物料，使培养基中的底物浓度在较长时间内保持在一定范围内，以维持微生物的生长和产物的形成，并避免不利因素的产生，从而达到提高容积产量、产物浓度和产物得率的目的。分批补料培养技术是介于分批培养相连续培养之间的一种发酵技术。由于在发酵过程中向发酵罐中补加了物料，分批补料系统不再是一个封闭的系统。分批补料系统并不连续地向罐外放出发酵液，因而发酵罐内的培养基体积不再是个常数，而是随时间和物料流速而变化的变量。13什么是连续发酵？它的优缺点各是什么？从系统外部予以调整，使菌体维持在衡定生长速度下进行连续生长和发酵的方法。优点：高效，它简化了装料、灭菌、出料、清洗发酵罐等许多单元操作，从而减少了非生产时间和提高了设备的利用率；自控，便于利用各种仪表进行自动控制；产品质量较稳定；生长与代谢产物形成的两种类型节约了大量动力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、电的负荷均匀合理。 缺点：菌种易于退化。其次是易遭杂菌污染。所谓“连续”是有时间限制的，一般可达数月至一、二年。在连续培养中，营养物的利用率一般亦低于单批培养。 14什么是湿热灭菌法？它有几种类型？湿热灭菌法是指用饱和水蒸气、沸水或流通蒸汽进行灭菌的方法，由于蒸汽潜热大，穿透力强，容易使蛋白质变性或凝固，所以该法的灭菌效率比干热灭菌法高，是药物制剂生产过程中最常用的灭菌方法。常压下有巴氏消毒法、煮沸消毒法和间歇灭菌法，加压状态下有常规加压灭菌法和连续加压灭菌法15影响影响培养基灭菌的因素有哪些？（1）灭菌物体含菌量的影响（2）灭菌锅内空气排除程度的影响（3）灭菌对象pH的影响（4）灭菌对象的体积（5）加热与散热速度16空气除菌的方法有几种？各自特点是什么？（一） 辐射杀菌：紫外线有很强的杀菌力，但穿透力很弱，一张薄纸即可完全挡住紫外线，因此待灭菌物品必须置于紫外光直接照射下，而且在一定范围内作用强度与距离平方成反比。此外，紫外线对人体组织有一定刺激作用，眼睛、皮肤受照射后会产生某些症状，所以工作人员在无菌室操作时应关闭紫外灯。（二） 热杀菌：利用空气压缩时所产生的热量进行灭菌的原理对制备大量无菌空气有特别意义。实际应用中需考虑培养装置与空气压缩机的相对位置，连接压缩机与培养装置的管道的灭菌以及管道长度等。（三） 静电除菌：可在除去微生物的同时也除去空气中的水雾、油雾、尘埃，但对于一些直径小的微粒，所带电荷小，不能被吸附而沉降。（四） 过滤除菌 ：从可靠性，经济适用与便于控制等方面考虑，目前仍以介质过滤法较好，也是大多数发酵厂广泛采用的方法。17提高溶氧速率的措施有哪些？在进行液体培养时，一般可通过增加液体与氧的接触面积或提高氧分压来提高溶氧速率，具体措施有：浅层液体培养；利用往复式或旋转式摇床（shaker）对三角瓶培养物作振荡培养；在深层液体培养器的底部通入加压空气，并用气体分布器使其以小气泡形式均喷出；对培养液进行机械搅拌，并在培养器的壁上设置阻挡装置。 18典型发酵设备有哪些？各自作用是什么？发酵主要设备为发酵罐和种子罐，它们各自都附有原料(培养基)调制、蒸煮、灭菌和冷却设备，通气调节和除菌设备，以及搅拌器等。 种子罐：以确保发酵罐培养所必需的菌体量为目的。发酵罐：承担产物的生产任务。典型发酵设备有种子制备设备、主发酵设备、辅助设备(无菌空气和培养基的制备)、发酵液预处理设备、粗产品的提取设备、产品精制与干燥设备、流出物回收、利用和处理设备19酒精发酵罐的结构要求、冷却装置有何特点？满足工艺要求，有利于发酵热的排出；从结构上有利于发酵液的排出；有利于设备清洗、维修以及设备制造安装方便等问题。冷却装置：对于中小型发酵罐，多采用罐顶喷水淋于罐外壁表面进行膜状冷却；对于大型发酵罐，罐内装有冷却蛇管或罐内蛇管和罐外壁喷洒联合冷却装置，为避免发酵车间的潮湿和积水，要求在罐体底部沿罐体四周装有集水槽。采用罐外列管式喷淋冷却的方法，具有冷却发酵液均匀，冷却效率高等优点。 20什么是自吸式发酵罐 ？它的优点是什么？自吸式发酵罐是一种不需专门为发酵罐内导入压缩空气的适用于好气发酵的发酵罐。它装有一种特殊设计的机械搅拌装置，当这种搅拌桨转动时，紧密贴在桨底的导气管可借桨叶排出液体时所产生的局部真空把大气中空气经过滤后吸入罐内。它与通用发酵罐的主要区别是：有一个特殊的搅拌器，搅拌器由转子和定子组成；没有通气管。 优点（1）节约空气净化系统中的空气压缩机、冷却器、油水分离器、空气贮罐、总过滤器等设备，减少厂房占地面积。（2）减少工厂发酵设备投资约30%左右，例如应用自吸式发酵罐生产酵母，每升容积酵母的产量可高达3050克。（3）设备便于自动化，连续化，降低劳动强度，减少劳动力。（4）酵母发酵罐周期短，发酵液中酵母浓度高，分离酵母后的废液量少。（5）设备结构简单，溶氧效果高，操作方便。21什么是发酵罐的比拟放大 ？其放大原则是什么？比拟放大是把小型设备中进