发酵工程期末复习

本文格式为Word版，下载可任意编辑——发酵工程期末复习第一章绪论

1、把握发酵史的六个阶段和四个转折点。

纯培养：第一个转折点通气搅拌发酵：其次个转折点

代谢控制：第三个转折点化学合成+微生物发酵：第四个转折点2、发酵工业有何特点？发酵工业的范围包括哪些？

析：发酵工业的特点：1)原料广2)微生物主体3)反应条件温柔，易控制4)产物单一，纯度高5)投资少，效益好

发酵工业的范围：1）以微生物代谢产物为产品的发酵工业

2）以微生物酶为产品的发酵工业3）以微生物细胞为产物的发酵工业4）生物转化或修饰化合物的发酵工业5）微生物废水处理和其他3、发酵工业生产的一般流程。

其次章菌种及扩大培养１、名词解释：

菌种选育：是应用微生物遗传变异的理论，用一定的方法造成微生物的变异，再经过人工筛选得到人们所需要的优良品种。种子扩大培养：是指将保存在砂土管、冷冻枯燥管中处于休眠状态的生产菌种接入固体试管斜面活化后，再经过摇瓶或静置培养，以及种子罐逐级扩大培养而获得发酵产量高、生产性能稳定、数量充足、不被杂菌和噬菌体污染的生产菌种的纯种制备过程。菌种退化：寻常是指在较长时期传代保藏后，菌株的一个或多个生理性状和形态特征逐渐减退或消失的现象。

菌种复壮：使衰退的菌种重新恢复原来的优良特性，称为复壮。２、简述发酵工业对微生物菌种的要求（9点）

析：1）能在廉价原料制备的培养基上迅速生长和生成所需的代谢产物产量高。

2）培养条件易于控制3）生长迅速，发酵周期短4）满足代谢控制的要求5）抗杂菌和噬菌体能力强

6）遗传性状稳定，菌种不易变异退化7）在发酵过程中产生的泡沫要少8）对需要添加的前体物质有耐受能力，并且不能作为一般碳源利用9）安全性（不是病源菌，不产毒素）３、分开筛选菌种可分为哪四步？

析：步骤：样品采集→增殖培养→纯种分开→生产性能测定

（1）样品采集：选择富含目的微生物的样品

（2）增殖培养：若样品含目标菌种很少，就要进行增殖(富集)培养，即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，从而有利于分开它们。

（3）纯种分开：划线分开法、稀释分开法

（4）生产性能的测定：一般采用两步法，即初筛和复筛，经过屡屡重复筛选，直到获得1～3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。

４、菌种选育的常用方法有哪些？哪些以基因突变为理论基础？哪些以基因重组为理论基础？析：

５、菌种退化的现象有哪些？引起退化的原因是什么？防止退化的方法有哪些？析：菌种退化现象：（1）细胞形态和菌落特征的改变；（2）产孢子数量的降低；（3）生长速度缓慢；（4）代谢产物的减少；（5）原料转化率下降；（6）对不良环境抗争能力的下降等.引起菌种退化的原因：1）基因突变2）变异菌株性状分开3）连续传代4）其他因素

防止菌种退化的方法：（1）控制传代次数（2）选择适合的培养条件（3）利用不同类型的细胞进行传代（4）选择适合的保藏方法６、退化菌种复壮方法有哪些？

析：1）菌种的纯化：两类做法：①达到菌落纯化的水平；②达到“细胞纯〞的水平。2）通过寄主体进行复壮：寄生性微生物，将退化的菌株接种于昆虫体内，然后从被毒死的虫体上重新分开出新的菌株。3）淘汰已衰退的个体：低温、枯燥等处理退化的菌种，从存活下来的菌中选出优良菌种。７、菌种保藏的基本原理是什么？工业微生物菌种保藏目的是什么？

析：菌种保藏的基本原理：根据菌种的生理、生化特点，人工地创造条件，使菌种的代谢活动处于不活泼、生长繁殖受到抑制的休眠状态。

工业微生物菌种保藏目的：提高菌种存活率；减少菌种的变异；使菌种生产能力和与生产工艺相适应的优良性状保持稳定。

８、比较各种保藏方法的原理和适用范围。析：斜面低温保藏法：原理：低温具体操作：把培养好的斜面菌种放在低温（4℃）枯燥处保存，每隔一定时间（一般3～6个月）进行移植培养。适用菌种：各类微生物。缺点：保存时间不长；简单发生变异；易于污染杂菌。一些宝贵菌株及生产优良菌株不采用。石蜡油封保藏法（矿油封藏法）：原理：缺氧具体操作：在无菌条件下，往培养好的斜面菌上倒入已灭菌的液体石蜡，然后垂直放于室温或冰箱内保藏。适用菌种：适用于保存部分霉菌、酵母、放线菌，对细菌效果较差。保藏时间：一般1～2年。枯燥保藏法：原理：枯燥

适用菌种：细菌芽孢或产分生孢子的菌种

又称为载体吸附法，常用载体种类：沙土、滤纸、硅胶及大(小)米等。

具体操作：将菌种的分生孢子、芽孢，甚至菌丝体吸附于载体表面，然后放至枯燥容器里进行常压枯燥或真空枯燥。真空冷冻枯燥法（冻干法）：原理：低温、枯燥、缺氧

适用菌种：各类微生物（除了丝状真菌的菌丝体外）保藏时间：5～15年

特点：不易变异，体积小、不易污染、运输贮存便利等

液氮超低温保藏法：原理：低温（液氮的温度可达-196℃，远远低于微生物新陈代谢作用中止的温度-130℃）。适用菌种：大多数微生物保藏时间：与其他方法相比，保存期最长工业微生物高产菌种逐步采用此法保存

９、种子扩大培养的任务、目的和工艺流程。

析：种子扩大培养的任务：为每只发酵罐的投料提供相当数量的代谢旺盛的种子。不但要得到纯而壮的培养菌，而且还要获得活力旺盛的、接种数量足够的培养物。

种子扩大培养的目的：（1）接种量的需要；（2）菌种驯化；（3）缩短发酵周期，提高发酵设备利用率，节省动力消耗。

１０、什么是种子罐级数、接种龄和接种量？如何确定？析：种子罐级数是指制备种子需逐级扩大培养的次数。

确定：一般根据菌种生长特性、孢子发芽及菌体繁殖速度以及所采用发酵罐的容积而定。接种龄：种子罐中培养的菌体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。

确定：寻常，种龄以菌体处于生命力极为旺盛的对数期，且培养液中菌体量还未达到最高峰时，较为适合。

接种量：是指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。

确定：接种量的大小取决于生产菌种在发酵中生长繁殖的速度。１１、种子质量的标准可从几个方面进行判断？

析：种子的质量不简单控制，一般，在培养过程中要定期取样，测定其中的部分参数来观测基质的代谢变化以及菌体形态是否正常。

种子质量的最终指标是考察其在发酵罐中所表现出来的生产能力。判断种子质量的标准有以下几个方面：（1）细胞或菌体（2）生化指标（3）产物生成量（4）酶活力

１２、影响种子质量的主要因素有哪些？

析：1）培养基：种子培养基的营养成分要尽可能地和发酵培养基接近，应适合种子培养的需要：糖份少而氮源多些(菌体增殖为主要目的)；

2）种龄和接种量：种子培养寻常以菌种处于对数生长期为适合，过嫩或过老，不但延长发酵周期，而且降低产量。一般来说，接种量和培养物的生长过程的延滞期长短呈反比；

3）培养温度和湿度：温度直接影响微生物生长和合成酶。培养温度高于种子的培养温度范围，会使菌种生长过快，造成菌体过早衰弱自溶；反之，会使菌种生长过慢，拉长培养时间。湿度对产孢子的菌种影响很大，一般来说，真菌对湿度要求偏高，而放线菌对湿度要求偏低；

4）pH：会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。选择最适种子培养pH的原则：获得最大比生长速率和适当的菌量；

5）通风和搅拌：通气量的多少以溶解氧的多少来衡定，溶解氧浓度应不低于临界溶氧浓度。搅拌则是促进氧的溶解与营养物质及代谢产物的分散。

6）泡沫：会影响微生物对氧的吸收；阻碍CO2的排除；减少设备利用率造成跑料，导致染菌；

7）染菌的控制：染菌原因：设备、管道、阀门漏损、发酵罐结构“死角〞、灭菌不完全、空气净化不好、无菌操作不严、菌种不纯。应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。

8）种子罐级数的决定：种子罐级数越少，越有利于简化工艺，便于控制，减少染菌。种子罐级数取决于：种子的性质（生长繁殖性能）、孢子瓶中孢子的密度（密度大则级数少）、孢子发芽及菌丝繁殖速度、发酵罐中种子的最低接种量、种子罐与发酵罐的容积比。第三章培养基及其制备１、名词解释

生长因子：凡是微生