发酵工程复习题

1、发酵工程复习资料第一章1发酵：利用微生物再有氧或无氧条件下的生命活动来大量生产或积累微生物细胞、酶类和代谢产物的过程2发酵工程：利用微生物的特定性状，通过现代工程技术，在发酵罐中生产有用物质的一种技术系统。3发酵工程发展史：1传统发酵工程经验发酵技术时期 2第一代发酵工程纯培养发酵技术时期 3近代发酵工程深层培养发酵技术时期 4 现代发酵工程 定向育种发酵时期第三章1灭菌：利用物理或化学的方法杀死或除去物料及设备中所有的微生物，包括营养细胞、细菌芽孢和孢子。 无机盐及微量元素 镁、磷、钠、钾、硫、钙和氯 钴、铜、铁、锰、锌、钼 MgSO4、NaCl 、NaH2PO4、K2HPO41.工业发酵对

2、生产菌种的一般要求 菌种能在廉价原料制成的培养基上迅速生长和繁殖，并且生成所需的代谢产物要高。 菌种可以在要求不高、易于控制的培养条件下迅速生长和发酵，且所需的酶活性高。 菌株生长速度和产物生成速度应较快，发酵周期较短。 根据代谢控制的要求，选择单产高的营养缺陷型突变菌株、调节突变菌株或野生菌株。 选择一些不易被噬菌体感染的菌株。 生产菌株要纯粹，不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。2菌种选育的概念？菌种选育：按照生产的要求，根据微生物遗传和变异理论，用自然或人工的方法改造成菌种变异，再经过筛选而达到菌种改良的目的3.自然选育的概念？概念：在生产过程中，不经过人工诱变处理，利用菌种

3、的自发突变，而进行菌种筛选的过程，称为自然选育或自然分离4、自然选育的主要步骤？主要步骤：标本采样、标本材料的预处理、富集培养、纯种分离、性能鉴定、菌种保藏。如果产物与食品制造有关，还要对菌种进行毒性鉴定1.选择培养分离法适合分离什么菌？ 答:适用于分离某些生理类型较特殊的微生物2.细菌与大型真菌的分离分别适合用什么方法？答：平板划线法、组织培养法。3、如何控制营养成分，分离自养型微生物、固氮菌、纤维素酶菌、几丁质酶菌？生理生化筛选微生物平板选择分离的方法 1、变色圈法 2、透明圈法 3、生长圈法 4、抑菌圈法液体石蜡覆盖保藏菌种中的液体石蜡的作用是提供碳源(  f).实验

4、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（ d  ）培养基  A 基础培养基 B 加富培养基 C 选择培养基 D 鉴别培养基  实验室常用的培养放线菌的培养基是（c  ） A 牛肉膏蛋白胨培养基 B 马铃薯培养基 C 高氏一号

5、培养基 D 麦芽汁培养基 酵母菌适宜的生长pH值为（a ）  A 5.0-6.0  B 3.0-4.0  C 8.0-9.0  D 7.0-7.5细菌适宜的生长pH值为（ d ）  A 5.0-6.0  B 3.0-4.0  C 8.0-9.0  D 7.0-7.5培养下列哪种微生物可以得到淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、多肽类抗生素、氨基酸、维生素及丁二醇等产品。( a&#

6、160;)A 枯草芽孢杆菌    B  醋酸杆菌     C  链霉素       D 假丝酵母1.培养基的定义培养基：是人工配置的供微生物或动、植物细胞生长、繁殖、代谢和合成人们所需产物的营养物质和原料，同时，培养基也为微生物等提供除营养外的其他生长所必须的环境条件。2.大肠杆菌液体培养时，它首先利用的碳源是（     ）。&

7、#160;     A 淀粉          B 乳糖          C 葡萄糖       D 玉米粉3.下列物质属于生长因子的是（   ） A葡萄糖   

8、60; B蛋白胨    C.NaCl     D生物素4.无机氮是速效氮，因为其（ ） A微生物对其吸收快 B是无机物 C. 纯度高 D.价廉易得5.下列哪些是生理碱性物质（ ） A硝酸钠 B氯化钠 C氢氧化钠 D氯化铵6.培养基灭菌前加豆油，主要是预防泡沫的产生和提供氮源。7.青霉素发酵培养基中添加苯乙酸目的是促进产量的增加。 8. 前体是构成细胞结构的小分子物质。9. 培养基应具备微生物生长所需要的六大营养要素?培养基应具备微生物生长所需要的六大营养要素是碳源、

9、氮源、无机盐和微量元素、前体、促进剂和抑制剂和水。培养基：固体培养基 半固体培养基 液体培养基 用途：孢子（斜面）培养基 种子培养基 发酵培养基1.如果胶酶产生菌、谷氨酸生产菌的分离用什么方法？答：变色圈法2如淀粉酶生产菌、纤维素酶生产菌的分离用什么方法？答：透明圈法3.工具菌是营养缺陷型菌株的是什么分离方法？答：生长圈法4.工具菌一般是抗生素敏感菌是什么分离方法？答：抑菌圈法 5.什么是变色圈法？答：变色圈法：对于一些不易产生透明圈产物的产生菌，可在底物平板中加入指示剂或显色剂，使所需微生物能被快速鉴别出来。6.什么是透明圈法？答：在平板培养基中加入溶解性较差的底物，使培养基混浊。能分解底物

10、的微生物便会在菌落周围产生透明圈，圈的大小初步反应该菌株利用底物的能力。7.什么是生长圈法？答：生长圈法通常用于分离筛选氨基酸、核苷酸和维生素的产生菌。工具菌是一些相对应的营养缺陷型菌株。将待检菌涂布于含高浓度的工具菌并缺少所需营养物的平板上进行培养，若某菌株能合成平板所需的营养物，在该菌株的菌落周围便会形成一个混浊的生长圈。8.什么是抑菌圈法？答：常用于抗生素产生菌的分离筛选，工具菌采用抗生素的敏感菌。若被检菌能分泌某些抑制菌生长的物质，如抗生素等，便会在该菌落周围形成工具菌不能生长的抑菌圈，工具菌不能生长。9.诱变育种的定义？利用各种诱变剂处理微生物细胞，提高基因的随机突变频率，扩大变异幅

11、度，通过一定的筛选方法获取所需要优良菌株的过程，称为诱变育种。1、发酵工业中，决定生产水平高低的主要因素有哪些？2、菌种选育的主要目的有哪些？3、常用的育种方法有哪些？4、诱变育种包括哪三个环节？5、出发菌株应该具备哪些要求？工业发酵生产菌种的来源？答：1、从自然界分离 2、从菌种保藏机构获得 3、从生产过程中已有菌种中筛选发生正突变的优 良菌种菌种选育的定义？菌种选育：按照生产的要求，根据微生物遗传和变异理论，用自然或人工的方法改造成菌种变异，再经过筛选而达到菌种改良的目的。什么是酶合成的调节？答：通过调节酶合成的量，控制微生物的代谢速度，是在基因转录水平上进行的。什么是酶活性的调节？ 答：

12、体内一些代谢物可以与某些酶分子活性中心外的某一部位可逆地结合，使酶发生变构并改变其催化活性，有变构激活与变构抑制。 酶合成的调节中细胞内的酶有几种？分别是什么？ 答：2种，组成酶与诱导酶。内因控制的酶是？内因与外因共同控制的酶是？ 答：内因控制的酶是组成酶，内因与外因共同控制的酶是诱导酶细胞内两种方式同时存在，密切配合，高效、准确控制代谢的正常进行。这句话对吗？酶合成的调节控制酶活性，不涉及酶量变化。这句话对吗？从调节效果看，酶活性的调节相对缓慢，酶合成的调节快速、精细。这句话对吗？如果我们要提取生产淀粉酶、蛋白酶，我们可以选用什么菌种？如果如果我们要提取抗生素，我们可以选用什么菌种？答：枯草

13、芽孢杆菌，链霉菌常见的纯种分离方法 ：1.划线分离法2.稀释分离法3.选择培养分离4.组织分离法1.什么是自然选育？概念：在生产过程中，不经过人工诱变处理，利用菌种的自发突变，而进行菌种筛选的过程，称为自然选育或自然分离2.自然选育的主要步骤？主要步骤：采样、增值培养、培养分离和筛选等。3.菌种采集的对象一般以什么为主？为什么？答：以土壤为主，因为土壤是微生物的汇集地，从土壤中几乎可以分到任何的微生物，所以土壤是首选。4.采集土样的方式？答：采土方式：在选好适当地点后，用小萨子除去表土，取离地面5-25cm处的土约10-25g，盛入无菌的牛皮纸袋或塑料袋中，扎好，标记，记录采样时间、地点、环境

14、条件等，以备查考。5蛋白酶和脂肪酶产生菌适宜在什么地点选取？腐烂的木头中适宜分离什么菌？青海湖中适宜分离什么菌？答：蛋白酶和脂肪酶产生菌适宜在肉类加工厂附近和饭店排水沟的污水污泥中选取。腐烂的木头中适宜分离纤维素酶产生菌。青海湖中适宜分离嗜盐菌及耐寒菌。6.什么是富集培养？富集培养：人为地增加分离概率，增加该菌种的数量，使目的微生物在种群中占优势。7.富集培养的方法？（1）控制一定的养分（3） 控制一定的培养条件（3）抑制不需要的菌类8.纯种分离的原因？ 微生物太多；杂菌没有完全死亡；细菌的孢子存活力极强等。 9.常见的纯种分离方法？ （1）划线分离法 （2）稀释分离法 （3）选择培养分离 （

15、4）组织分离法发酵工业是利用某种特定的微生物在一定的环境中进行新陈代谢活动，从而获得某种产品，大多数发酵工业都是纯种培养过程，要求培养基、通入的空气和发酵设备必须无菌，而微生物广发分布，为了保证正常生产不受杂菌的干扰，发酵生产中必须进行灭菌操作。n 灭菌(sterilization):用化学或物理方法杀死物料或设备中所有有生命物质的过程。n 消毒(disinfection):用物理或化学方法杀死空气、地表以及容器和器具表面的微生物。 n 除菌(degermation): 用过滤方法除去空气或液体中的微生物及其孢子。 n 防腐(antisepsis): 用物理或化学方法杀死或抑制微生物的生长和繁

16、殖 。n 清洁：清除物品上的一切污渍。消毒相对的，不一定达到无菌的要求 灭菌绝对的，一定达到无菌的要求。在发酵生产中，为什么要进行灭菌操作？ 1.由于杂菌的污染，使生物反应中的基质或产物因杂菌的消耗而损失，造成生产能力的下降； 2、由于杂菌所产生的一些代谢产物，或在染菌后改变了培养液的某些理化性质，使产物 的提取和分离变得困难，造成收率降低或使产品的质量下降；3、杂菌会大量繁殖，会改变反应介质的PH值，从而使生物反应发生异常变化；4、杂菌可能会分解产物，从而使生产过程失败；5、发生噬菌体污染，微生物细胞被裂解，而使生产失败，等等实验室常规高压蒸汽灭菌的条件是（   

17、;） A  135140，515秒  B 72、15秒 C 121，30分钟  D 100，5小时 5.使用高压锅灭菌时，打开排汽阀的目的是（ ） 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   9.干热法常用于( 

18、;      )灭菌。  A  盐溶液   B  细菌培养基   C 油料物质   D  医院的毛毯  紫外线辐射主要作用于微生物的(      )。  A 糖类 B 酶类 C 核酸 D 细

19、胞壁  实验室常见的干热灭菌手段有   _和_；而对牛奶或其他液态食品一般采用 _灭菌，其温度为_ ，时间为_。 进行湿热灭菌的方法有_、_、_、_。应注意的问题：（1）灭菌时间取决于污染程度(N0)灭菌程度(Nt) ；（2）灭菌程度即残留菌数，如果要求完全灭菌，即Nt0，则t接近于无穷大，这在事实上是不可能的。故在工程上进行灭菌设计时常以Nt103。也就是每处理1000批培养基只允许一次失败作为计算的依据。（3）灭菌速率常数K是判断微生物受热死亡难易程度的基本依据，随物种和灭菌温度而异。在相同温度下，k值越小，微生物越耐热

20、。（4）同一种微生物在不同灭菌温度下，k值不同，灭菌温度越低，K值越小，灭菌温度越高，K值越大。影响培养基灭菌的因素1.培养基成份 油脂、糖类及一定浓度的蛋白质会提高微生物的耐热性。高浓度有机物会在细胞周围形成一层薄膜，影响热的传入，所以灭菌温度高些。 2.培养基的物理状态 培养基的物理状态颗粒大小。3.PH值4.培养基中微生物数量 微生物数量越多，灭菌需要的时间越长，灭菌难度越大。5.微生物细胞中含水量 微生物含水量越高，细胞内的蛋白质凝固温度越低，越容易受热而丧失生命力。6.微生物细胞的菌龄 年轻细胞含水量高，年老细胞含水量低，所以年老细胞不容易被杀死。7.微生物的耐热性不同微生物的耐热性

21、不同，细菌芽孢最强，营养体最弱，放线菌、霉菌比细菌营养体要强。1.在培养基灭菌时，为了即达到灭菌的目的，又不破坏营养成分应采取什么方法？2.在工程上进行灭菌设计时常把Nt计为什么值？ 答：在工程上进行灭菌设计时常以Nt103。也就是每处理1000批培养基只允许一次失败作为计算的依据。 3.温度越高，细菌的K值越高4.T一定，K值不变5.同一种细菌的K值是固定的。6.培养基pH愈低，灭菌所需时间愈短 答：pH6.0-8.0，微生物最耐热；pH<6.0，H+易渗入微生物细胞内，改变细胞的生理反应促使其死亡。培养基pH愈低，灭菌所需时间愈短例2某发酵罐内装40m3培养基，采用连续灭菌，灭菌温度

22、为1310C，原污染程度为每1ml含有2×105个杂菌，已知1310C时灭菌速度常数为15min-1，求灭菌所需的维持时间。解：C0=2×105(个/ml) Ct=0.001/(40×106)=2.5×10-11(个/ml) t=2.303/klg(C0/Ct)=2.303/15×lg(2×105)/(2.5×10-11) =2.37 min种子和扩大培养：将保存于砂土管、冷冻干燥管、斜面中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种过程，称为种子扩大培养，这些纯种培养物

23、称为种子。s影响种子质量的主要因素有那些？菌种扩大培养的关键就是搞好种子罐的扩大培养，影响种子罐培养的主要因素包括营养条件、培养条件、染菌的控制、种子罐的级数和接种量控制等等。1)培养基：对于某一菌种和具体设备条件来说，最适宜的培养基成分配比完全应该进行多因素的优选，通过对比试验去确定，从而最大地发挥菌种的特性，提高产量。2)种龄与接种量：种子罐中培养的菌种开始移入下一级种子罐或发酵罐的培养时间称为种龄。通常以菌体处于生长旺盛期（对数生长期）为合适。移入的种子液体积与接种后培养液体积的比例即为接种量。接种量取决于菌种在发酵罐中生长繁殖速度，接种量的大小直接影响发酵周期。一般地，细菌0.51%

24、，酵母菌1015%。3)温度：温度直接影响微生物生长和合成酶。4)pH值：由于环境中pH值不同，微生物原生质膜（具有胶体性质）所带的电荷也不同，从而影响微生物对营养物质的吸收、酶的合成及其活性、代谢途径和细胞膜的通透性的变化。各种微生物都有自己生长与合成酶的最适pH值。在种子扩培过程中。控制pH值，不但可以保证微生物种子的很好生长，而且可以防止杂菌污染。5)通气和搅拌：通气可以供给大量的氧，而搅拌则能使通气的效果更好。6)泡沫：泡沫的持久存在影响微生物对氧的吸收，妨碍二氧化碳的排出；影响设备的利用率；易招致染菌。7)染菌的控制：必须加强接种室的消毒管理工作，定期检查消毒效果，严格无菌操作技术。

25、8)种子罐级数：制备种子需逐级扩大培养的次数。种子罐级数一般根据菌种生长特性，孢子发芽及菌体繁殖速度以及采用发酵罐体积而定。种子质量要求是什么？1)纯：具体检验方法有(1)显微镜观察；(2)斜面接入种子液进行无菌试验，观察有无异常菌落出现；(3)有些要检查有无噬菌体2)活力旺盛：镜检观察菌体形态，是否粗壮、整齐、处于分裂期3)足够的菌体浓度：浊度测定（A640）什么是分批发酵？分批发酵是指在一封闭培养系统内含有初始限制量的基质的发酵方式，既无料的加入也无料的取出。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

26、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。即，补料分批发酵又称半连续发酵或半连续培养，是指在分批培养过程中，间歇或连续地补加新鲜培养基。什么叫连续培养？是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同的速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定，使培养物在近似恒定状态下生长的培养方法。pH  pH能够影响酶的活性，以及细胞膜的带电荷状况。细胞膜的带电荷状况如果发生变化，膜的透性也会改变，从而有可能影响微生物对营养物质的吸收及代谢产物的分泌。此外，pH还会影响培养基中营养物质的分解等。因此，应控制发酵液的pH。但不同菌种生长阶段和合成产物阶段的最适pH往往不同，需要分别加以控制。在发酵过程中，随着菌体对营养物质的利用和代谢产物的积累，发酵液的pH必然会发生变化。影响pH值变化的因素是什么？在发酵过程中pH值变化决定于微生物种类、培养基组成和发酵条件。1)