发酵工程复习

1、-. z.连续发酵: 指以一定的速度向发酵罐添加新鲜培养基，同时以一样速度流出培养液，从而使发酵罐的液量维持恒定的发酵过程。巴斯德效应: 在厌氧条件下，向高速发酵的培养基入氧气，葡萄糖消耗减少，抑制发酵产物积累的现象称为巴斯德效应，即呼吸抑制发酵的作用。比生长速率：每小时单位质量的菌体所增加的菌体量称为菌体比生长速率。它是表征微生物生长速率的一个参数，也是发酵动力学中的一个重要参数。产物促进剂：是指那些非细胞生长所必须的营养物质，又非前体，但参加却能提高产量的添加剂。产物得率系数:可用于对细胞反响过程中碳源等物质生成细胞或其它产物的潜力进展定量评价，最常用的得率系数有对底物的细胞得率Y*/s，

2、对碳的细胞得率Yc等。反响抑制: 是指最终产物抑制作用，即在合成过程中有生物合成途径的终点产物对该途径的酶的活性调节，所引起的抑制作用。反响抑制与反响阻遏的区别在于：反响阻遏是转录水平的调节，产生效应慢，反响抑制是酶活性水平调节，产生效应快。此外，前者的作用往往会影响催化一系反响的多个酶，而后者往往只对是一系列反响中的第一个酶起作用。分解代物阻碍：分解代物抑制作用catabolite repression又称代物阻遏作用，是葡萄糖或代物或葡萄糖的降解产物对一个基因或操纵子的阻遏作用。分批培养：分批培养是指在一个密闭系统投入有限数量的营养物质后，接入少量微生物菌种进展培养，使微生物生长繁殖，在特

3、定条件下完成一个生长周期的微生物培养方法。接种量：接种量是指移入的种子悬浮液体积和接种后培养液体的体积的比例。接种龄：种子罐中培养的菌体从开场接种至移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。空消:发酵罐未装入培养基的情况下进展的灭菌，也即是对发酵罐进展的灭菌。细胞得率系数：菌体生长量相对于基质的消耗量的收得率，称为生长得率，其定义为：以消耗基质为基准的细胞得率系数。两步法发酵：第一步、属有机酸发酵或氨基酸发酵。 第二步、是在微生物产生的*种酶作用下，把第一步的产物转化为所需的氨基酸，这种生产方法又称为酶转化法。临界稀释速率: 代表恒化器所能运行的最大稀释速率。虽然也有例外，但Dc通常相当于分批培养

4、中细胞的最高生长速率。临界氧浓度:指不影响菌的呼吸所允许的最低溶氧浓度。前体物质:是指*些化合物参加到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中合成到产物分子中去，而其自身的构造并没有多大变化，但是产物的产量却因参加前体而有较大的提高。实消:：将输料管路的污水放掉、冲洗干净，然后将配的培养基用泵打入发酵罐，开启搅拌器、再通入蒸汽进展灭菌。液体深层通气发酵: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外表培养法来讲，称为液体深层发酵诱变剂: 但凡能引起生物体遗传物质发生突然或根本的改变，使其

5、基因突变或染色体畸变到达自然水平以上的物质，统称为诱变剂连续培养中假设稀释速率大于临界稀释速率，反响器的细胞最终会全部被洗尽。发酵培养基的作用是菌体生长繁殖和产物合成。生物热的走向包括合成高能化合物 、合成代产物、以热的形式散发。微生物分批培养中，比生长速率最大的时期是对数生长期。生产上发酵培养基的灭菌程度一般要求灭菌1000次，只残留1个杂菌。微生物菌种的沙土管枯燥保藏法在原核微生物中可用于细菌与放线菌的长期保藏，但绝不能用于营养细胞的保藏。I型发酵是指微生物的生长与目的产物的产生正相关，III型发酵是微生物生长到菌体的浓度接近或到达最高后才开场产生的目的产物。常用于抗生素产生菌及蛋白酶产生

6、菌的别离筛选方法分别是 抑菌圈法 与 透明圈法 。细菌和酵母菌发酵液的固液别离多采用 高速离心 ，而霉菌和放线菌发酵液的固液别离多采用 过滤法。絮凝剂在添加时，浓度从零开场加大，悬浮粒子被絮凝的量逐渐增加，但超过一定浓度后，已絮凝的粒子又发生分散发酵液预处理时参加草酸，使其与发酵液中的两性离子结合生成不溶性沉淀，并可改变发酵液的粘度，从而除去局部蛋白与胶体物质。培养基超高温短时、连续灭菌与常规的121、30分钟灭菌分批相比拟，其最大的优势是降低培养基营养成分的破坏诱变育种是提高微生物目的产物生产能力的重要途径，微生物诱变育种的主要方法有 物理诱变 和 化学诱变 。发酵过程微生物的呼吸随发酵液中

7、溶解氧浓度的升高而增强，但当发酵注溶解氧浓度超过l临界溶氧度后,微生物的呼吸作用就不再增强。培养基超高温连续灭菌的最大优点是降低培养基营养成分的破坏。压缩空气通过过滤器前需经冷却，其目的是防止过滤介质的炭化或燃烧，确保过滤效果。发酵过程中发酵罐要维持一定的罐压，维护罐压的作用是防止罐外杂菌进入罐体造成污染。淀粉水解方法有 酸法 、 酸酶法 和 酶法 ，如果要求水解糖纯度较高，应选法 酶法 。别离筛选产淀粉酶的微生物菌株，简捷的方法是采用 透明圈 法；筛选产抗生素的拮抗菌株的简捷方法是采用 抑菌圈 法。发酵液利用酸碱性调液pH值，可使蛋白质等两性物质到达 等电点 得以除去。而且过滤中，发酵液中的

8、大分子物质易与膜发生吸附，通过调整pH值改变易吸附分子的 电荷性质 ，即可减少堵塞和污染。从自然界别离得到野生型菌株的产生*种目的产物生产能力都很低，不能直接用于工业生产。经诱变处理后的菌悬液，在筛选前一般应先经过后培养，以促使变异细胞发生别离，然后再进展筛选。当气流速度小于临界速度后，过滤器就不再具有除去空气中微生物的作用。 温度对微生物产物的形成有重要的影响，如果温度控制不当，将可能影响产物的合成方向。 通气发酵中搅拌具打破气泡与延长气体在发酵液中的滞留时间，从而提高溶解氧浓度的作用，因而增大搅拌速度就一定能提高发酵液的溶氧浓度。 泡敌是目前消泡效果非常理想的一种消泡剂，所以发酵工业上不管

9、是种子罐或是生产罐的发酵中均添加泡敌消泡。 经诱变处理后的菌悬液，在筛选前一般应先经过后培养，以促使突变细胞发生别离，然后再进展筛选。 发酵料液滤饼是可压缩的，当增加压力时，过滤速率也增加，因而发酵料液过滤速率与压力成正比。 为了操作简便，在制作培养基时就应参加足量前体物，在发酵的过程中就不必再添加前体物质。 ？抗生素、色素、毒素等是与初级代产物(如氨基酸、核酸)相对 产生的次级代产物，一般是在菌体细胞停顿增殖后才开场大量生产。 泡敌是目前消泡效果非常理想的一种消泡剂，所以发酵工业上不管是种子罐或是生产罐的发酵均可以泡敌消泡。 发酵工业生产所用空气的无菌程度直接决定于空气通过过滤器速度，空气的

10、流速越大、从过滤器流出空气的无菌程度越高。 发酵料液的滤饼是可压缩的，当增加压力时，过滤速率也增加，因而发酵料液过滤速率与压力成正比。 比生长速率是反映细胞生长特性的重要参数与菌种和培养条件都有关。 菌种的斜面转接低温保藏法是一种常用的菌种保藏方法，在发酵工业上也是常用此法保藏菌种。 ？从自然界别离得到野生型菌株的产生*种目的产物生产能力都很低，不能直接用于工业生产。 抗生素、色素、毒素等是与初级代产物(如氨基酸、核酸)相对产生的次级代产物，一般是在菌体细胞停顿生长后才开场大量生产。 ？当气流速度小于临界速度后，过滤器就不再有除去空气中微生物的作用。 深层液体厌氧发酵的反响器一般没有搅拌装置，

11、因而反响器不同层面发酵液菌体数量与营养物质浓度的差异很大。 ？从发酵液中别离、精制有关产品的过程称为发酵生产的下游加工过程。 四、单项选择题糖蜜中含有的 A 对细胞膜的透性有较大影响，必须注意调控浓度。A 生物素 B 蔗糖 C 胶体 D 钙 在培养基中添加具有提高细胞膜透性的物质，目的是 D A 控制细胞生长 B利于营养物质的利用C 防止染菌 D 降低反响抑制或阻遏。以曲霉发酵生产淀粉酶时，培养基中必需有 A A 葡萄糖 B 蔗糖 C 淀粉 D 麦芽糖在好氧发酵过程中发酵的生长期pH经常会出现降低，下面那种说法不正确D 。A 由于葡萄糖利用加速，代物造成 B 由于生长过快溶解氧不能满足C 由于

12、一些生理酸性盐的利用 D 由于少数菌体发生自溶(菌体自溶pH上升)当发酵液的pH低于发酵适宜的pH、且发酵液中氮源缺乏的情况下，最好向发酵液添加 C 。A 氢氧化钾 B 氢氧化钠 C 铵水 D 碳酸铵深层通气发酵过程中，正常情况下发酵液溶氧最低的时期是微生物生长的 B 。A 延迟期 B对数期 C 减速期 D 静止期 、对数期微生物代旺盛此时单位时间耗氧速度快耗氧量大溶氧浓度低种子罐的种子移植到发酵罐中主要采用 A 法。 A 差压法 B 火焰接种法 C 微孔接入法 D 紫外无菌接种在单级连续培养过程中，稀释率控制在临界稀释率以下，随着比生长速率提高以下说确的是 A 。A细胞产率越高 B 限制性基

13、质浓度越高 C 细胞浓度越低 D 细胞浓度越高在分批培养过程中减速期的长短取决于C 。A 菌体的浓度 B 限制性基质的浓度C菌体对限制性基质的亲和力 D 比生长速率有研究说明生产*些微生物产物时，发酵过程中添加少量的乙醇可以提高目的产物的产量，其原因是 C 。A 乙醇防止杂菌污染 B 乙醇促进发酵微生物生长C 乙醇增大细胞膜的透性 D 乙醇提高产物合成酶的活性从酸性环境采样别离获得的微生物菌株，其产生的淀粉酶可能在 A 条件下的活性最强。A 酸性 B 弱酸 C 中性 D 碱性在分批培养过程中静止期菌体的浓度变化为零因此A 。A 比生长速率为零 B 比死亡速率为零 C 产物浓度变化为零 D 比死

14、亡速率等于比生长速率大型空气过滤器中填充的过滤介质以C 的过滤除菌效果最正确。A活性碳B玻璃纤维C非脱脂棉D前三者无差异发酵液预处理时，在发酵液中参加草酸可以使发酵液中的 B 沉淀。A铝离子B钙离子 C铁离子D镁离子对于底物抑制的酶反响，随着底物浓度增加反响速度 B 。A 增加 B 增加到一定程度不在增加C 一直减小 D 增加到最大值然后减小以下空气过滤器常用的过滤介质中除菌效果最好的是 A 。？ A 棉花 B 玻璃纤维 C 活性碳 D 三者无差异发酵过程中当微生物生长处于对数期时的发酵热的主要决定因素是 A 。A生物热B 搅拌热 C 蒸发热 D辐射热欲别离筛选获得产碱性蛋白酶高活性的微生物菌

15、种，从A采样最容易别离获得目的菌株。A 碱性环境 B 酸性环境C 中性环境 D 弱酸性环境简答题糖蜜的成分，为什么要进展处理后才能用于发酵1)糖蜜主要成分：蔗糖总糖可达50-75%；胶体物质5-10%，来自于原料； 灰分10-12%；生物素1-10mg/Kg(甘蔗)，0.04-0.06 mg/Kg(甜菜)； pH值6.2(甘蔗)，7.4甜菜 发酵工业可以利用的主要成分是：糖和生物素(VH)。糖蜜预处理澄清：加酸，加絮凝剂石灰脱钙：加Na2CO3降低生物素含量谷氨酸发酵中1去除生物素：活性炭及树脂吸附2拮抗生物素：加外表活性剂Tween 60，阻止油酸合成3加青霉素：使细胞壁不完整4菌种方面：使

16、用油酸或甘油缺陷型。淀粉酸法、酸酶法及双酶水解的优缺点。1酸法优点：适宜原料广泛，得到糖化液过滤性好缺点：反响条件比拟强烈，设备要求高，副产物较多，对环境影响大 2酸酶法：优点：节省费用，缩短时间，纯度高，糖液色浅，容易结晶析出，用酸量少，产品质量高。缺点：设备要求高，反响不充分3双酶水解: 优点：1反响条件温和，不需高温、高压设备。2副反响少，水解糖液纯度高。3对原料要求粗放，可用粗原料并在较高淀粉乳浓度下水解。4糖液颜色浅，质量高。缺点：需要更多的设备，且操作严格。发酵罐分批灭菌的操作要点。将配置好培养基打入生物反响器进展实消，操作要点如下：定期检查设备、管道有无渗漏，主要是冷却管道，夹套

17、。培养基升温时，翻开所有的排气阀门，排冷空气。当培养基的温度升到灭菌温度时，进入保温操作阶段，此时要求与反响器相连的所有管道出于两个状态：进汽或出汽，目的是对管道进展灭菌。培养基升温时开动搅拌系统，以使培养基部传热均匀，当温度升温到10090 时，停顿搅拌。一方面是为了保护轴承，另一方面，当培养基的温度升温到100时，培养基的沸腾，可以起到搅拌作用。注意辅助设备的灭菌：空气过滤器、计量罐、流加管道与流加液贮罐，空气流量计等。保温期间，要求罐压：0.090.10MPa，温度：118121，时间：30分钟。灭菌完毕后，需要立即引入无菌空气，保证罐压力前方可冷却，目的是防止培养基的冷却使罐形成负压，

18、易染菌。配制培养基时，应充分考虑培养基在灭菌时的稀释(体积的增加)，通常体积可增加20%左右，灭菌时间越长，体积增加的越多。空气过滤器过滤除菌的原理空气中的微粒随气流通过滤层时，滤层纤维所形成的网格阻碍气流前进，使气流无数次改变运动速度和运动方向，绕过纤维前进。这些改变引起微粒对滤层纤维产生惯性冲击、阻拦、重力沉降、布朗扩散、静电吸引等作用，而将微粒拦截。从发酵液提取目的代产物的工艺流程(1)预处理与过滤：改变发酵液物理性质。(2)提取：别离出目的物及其性质相似物。(3)精制：除去相似物，精炼目的。(4)成品加工：使用要求决定。发酵过程中调节发酵液的pH值的方法 添加CaCO3： 当用NH4+

19、盐作为氮源时，可在培养基中参加CaCO3，用于中和NH4+被吸收后剩余的酸. 氨水流加法： 氨水可以中和发酵中产生的酸，且NH4+可作为氮源，供应菌体营养。 尿素流加法： 味精厂多用尿素，首先被菌体尿酶分解成氨，氨进入发酵液，使pH上升，当NH4+被菌体作为氮源消耗并形成有机酸时，发酵液pH下降，这时随着尿素的补加，氨进入发酵液，又使发酵液pH上升及补充氮源，如此循环，致至发酵液中碳源耗尽，完成发酵。氨基酸发酵常用此法。简述温度对发酵的影响。温度对发酵的影响：1、温度对微生物细胞生长的影响2、温度对产物形成的影响3、温度影响发酵液的物理性质4、温度影响生物合成的方向发酵生产微生物产物的根本工艺

20、流程工业生产对菌种有哪些的根本要求？1、可以在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵，且所需酶活力高，较短的发酵过程中高产有价值的发酵产品。 2、菌种的发酵培养基应价廉，来源充足，被转化为产品的效率高。3、菌种不是病原菌，不产生有害的生物活性物质和毒素，以保证平安。4、菌种发酵后，所产不需要的代产物少，而且产品相对容易地与不需要的5、菌种的遗传特性稳定，菌种纯粹，不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。6、抗噬菌体能力强，不易感染噬菌体。生产上通过哪些途径打破微生物固有的代调控，使代朝着人们希望的方向进展。应用营养缺陷型菌株解除正常的反响调节 1.赖氨酸发酵 2.肌苷酸的生产应用抗反响调节

21、的突变株解除反响调节控制细胞膜的渗透性 1.通过生理学手段控制细胞膜的渗透性 2.通过细胞膜缺损突变而控制其渗透性问答题发酵液预处理的目的与方法目的：1改善发酵液的物理性质，促进从悬浮液中别离固形物的速度，提高固液别离器的效 率。 2 别离菌体和其他悬浮颗粒，除去局部可溶性杂质和改变滤液的性质，以利于提取和精制后继各工序的顺利进展。 3相对纯化。方法：1改变发酵液的过滤特性、降低液体粘度，、调整pH 、絮凝与凝聚作用 、参加助滤剂、参加反响剂2、发酵液的相对纯化 、高价无机离子的除去 、杂蛋白质的除去发酵染菌的途径有哪些方面？一旦发生染菌后如何处理？发酵过程杂菌污染的途径有：种子带菌，无菌空气

22、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。1种子培养期染菌染菌的特点：生产菌少，防御杂菌能力低，容易污染杂菌。染菌后的处理：全部废弃培养液2发酵前期染菌发酵前期最易染菌，且危害最大。原因：发酵前期菌量不很多，与杂菌没有竞争优势；且还未合成产物抗生素或产生很少，抵御杂菌能力弱。染菌措施补救：培养基养料消耗不多，可以重新灭菌，补加一些营养，重新接种再用。3发酵中期染菌 影响：干扰产生菌的代，改变发酵液环境措施：降温培养，减少补料；提前放罐；串罐4发酵后期染菌已积累大量的产物，特别是抗生素，对杂菌有一定的抑制或杀灭能力。措施：染菌不多，对生产影响不大；染菌严重，破坏性较大，可提前放罐5T4感染后的挽救更换菌种：轮换菌株、抗性菌株；放罐重消，补料，接种；罐灭菌发酵产物的类型与别离提取方法如何选择常用的方法有： 吸附法：对于抗生素等小分子物质可用吸附法，现在常用的吸附剂为大网格聚合物，另外还可用活性炭、白土、氧化铝、树脂等。 离子交换法：极性化合物则可用离子交换法提取，该法亦可用于精制。 沉淀法：沉淀法广泛用于蛋白质提取中，主要起浓缩作用，常用盐析、等电点沉淀、有机溶剂沉淀和非离子型聚合物沉淀等方法。沉淀法也用于一些小分子物质的提取。 萃取法：萃取法是提取过程中的一种重要方法，包括溶剂萃取、两水相萃取、超临界流体萃取、逆胶束萃取等方法，其中溶