發(fā)酵工程習(xí)題及思考題(參考版)
2025-03-27 23:31本頁面
【正文】 答：選擇和配制發(fā)酵培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則：1) 必須提供合成微生物細(xì)胞和發(fā)酵產(chǎn)物的基本成份；2) 所用的單位營養(yǎng)物質(zhì)能產(chǎn)生最大量的微生物體或發(fā)酵產(chǎn)物；③能形成最大濃度的微生物體或產(chǎn)物；3) 能形成最大產(chǎn)物生成率，從而縮短發(fā)酵周期；4) 盡量減少副產(chǎn)物的形成，便于產(chǎn)物的他離純化；5) 對生產(chǎn)中除發(fā)酵以外的其他方面如通氣、攪拌、精制、廢棄物的處理等帶來的困難最少；6) 原料價(jià)格低廉、質(zhì)量穩(wěn)定、取材容易。它包括厭氧培養(yǎng)的生產(chǎn)過程，如酒精、乳酸、丙酮丁醇等，以及通氣（有氧）培養(yǎng)的生產(chǎn)過程，如抗生素、氨基酸、酶制劑等的生產(chǎn)。如葡萄糖在無氧條件下被微生物利用產(chǎn)生酒精并放出二氧化碳，同時(shí)獲得能量；丙酮酸被還原為乳酸而獲得能量等。應(yīng)在壓力下降至零后再打開滅菌鍋的蓋子，否則蒸汽外溢會燙傷人“發(fā)酵”和工業(yè)意義上的“發(fā)酵”概念的異同。2) 在使用高壓滅菌鍋時(shí)，必須將滅菌鍋內(nèi)的冷空氣完全趕光，否則壓力表所表示的壓力是水蒸汽壓力和空氣壓力的總和，不是水蒸汽的實(shí)際壓力，它所相當(dāng)?shù)臏囟扰c滅菌鍋內(nèi)的溫度是不一致的。 答：泡沫給發(fā)酵造成的影響包括：1) 泡沫過多，升到罐頂從軸封滲出，易造成染菌；2) 使發(fā)酵罐裝填系數(shù)減少，降低了設(shè)備利用率；3) 影響通風(fēng)攪拌正常進(jìn)行，影響氧的傳遞，妨礙菌的呼吸；4) 增加菌群的非均一性，微生物隨泡沫漂浮；5) 造成產(chǎn)物的損失；6) 加入消泡劑給下游提取工序帶來困難。通過補(bǔ)料調(diào)節(jié)pH值來提高發(fā)酵產(chǎn)率已在酶制劑發(fā)酵和抗生素發(fā)酵生產(chǎn)上取得明顯的效果。或調(diào)節(jié)通氣量來控制pH值。或加入緩沖劑（如磷酸鹽）制成緩沖能力強(qiáng)、pH值改變不大的培養(yǎng)基。1) 調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的初始pH值。5) 同一種生產(chǎn)菌，菌體生長和積累代謝產(chǎn)物的最適溫度往往不同。3) 溫度能影響生物合成方向。但溫度愈高酶失活愈快，菌體易于衰老影響產(chǎn)物生成。：溫度對發(fā)酵的影響是多方面的，對菌體生長和代謝產(chǎn)物形成的影響是由各種因素綜合表現(xiàn)的結(jié)果。六、問答題1簡述菌種保藏的基本原理及措施：答：菌種保藏的基本原理主要是根據(jù)菌種的生理生化特點(diǎn)，人工地創(chuàng)造條件，使菌種的代謝活動處于不活潑狀態(tài)，同時(shí)，使菌種避免污染、死亡和變異。此外，發(fā)酵罐壁散熱(輻射熱)、水分蒸發(fā)（蒸發(fā)熱）會帶走部分熱量，使發(fā)酵溫度降低簡述發(fā)酵過程進(jìn)行中間補(bǔ)料的原則：.答：菌體生長代謝需要一個合適的濃度，過高的濃度對菌體生長有抑制作用，過低，不能滿足產(chǎn)物合成的需要。發(fā)酵熱大，溫度上升快，發(fā)酵熱小，溫度上升慢。這各種產(chǎn)生的熱量和各種散失的熱量的代數(shù)和就叫做凈熱量。9簡述發(fā)酵熱產(chǎn)生的原因簡述發(fā)酵過程進(jìn)行中間補(bǔ)料的原則發(fā)酵熱 ：所謂發(fā)酵熱就是發(fā)酵過程中釋放出來的凈熱量。在此過程中只有料液的加入沒有料液的取出，所以發(fā)酵結(jié)束時(shí)發(fā)酵液體積比發(fā)酵開始時(shí)有所增加。即在堿性條件下（），2分子乙醛發(fā)生歧化反應(yīng)，生成1分子乙醇和1分子乙酸，而磷酸二羥丙酮則還原為甘油。如葡萄糖在無氧條件下被微生物利用產(chǎn)生酒精并放出二氧化碳，同時(shí)獲得能量。6發(fā)酵：指微生物在無氧條件下，分解各種有機(jī)物質(zhì)產(chǎn)生能量的一種方式。5染菌率：總?cè)揪手敢荒臧l(fā)酵染菌的批（次）數(shù)與總投料批（次）數(shù)之比的百分率。這些純種培養(yǎng)物稱為種子。（附：菌種保藏方法：斜面低溫保藏法(酵母菌)、石蠟油封保藏法(酵母菌)、砂土保藏法(霉菌、放線菌)、冷凍干燥法(細(xì)菌、放線菌)、液氮超低溫冷凍法?？赏ㄟ^控制營養(yǎng)和培養(yǎng)條件增加目的微生物的絕對數(shù)量，也可通過高溫、高壓、加入抗生素等方法減少非目的微生物的數(shù)量，增加目的微生物的相對數(shù)量，從而達(dá)到富集的目的。整個過程中菌的濃度、營養(yǎng)成分的濃度和產(chǎn)物濃度等參數(shù)都隨時(shí)間變化。發(fā)酵熱包括生物熱、攪拌熱、蒸發(fā)(汽化)熱和輻射熱等。14發(fā)酵生長因子：從廣義上講，凡是微生物生長不可缺少的微量的有機(jī)物質(zhì)，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等均稱生長因子15臨界氧濃度：微生物的耗氧速率受發(fā)酵液中氧的濃度的影響，各種微生物對發(fā)酵液中溶氧濃度有一個最低要求，這一溶氧濃度叫做臨界氧濃度。13培養(yǎng)基：廣義上講培養(yǎng)基是指一切可供微生物細(xì)胞生長 繁殖所需的一組營養(yǎng)物質(zhì)和原料。10菌種的復(fù)壯: 狹義的復(fù)壯:是在菌種已發(fā)生衰退的情況下，通過純種分離和 測定生產(chǎn)性能等方法，從衰退的群體中找出尚未衰退的個體，以達(dá)到恢復(fù)該菌原有性狀的一種措施；廣義的復(fù)壯:指在菌種的生產(chǎn)性能尚未衰退前，有意識地進(jìn)行純種分離和生產(chǎn)性能的測定工作，以期菌種的生產(chǎn)性能逐步有所提高11DE值（葡萄糖值）：表示淀粉水解程度及糖化程度，指葡萄糖（所有測定的還原糖都當(dāng)作葡萄糖來計(jì)算）占干物質(zhì)的百分率。8菌體比生長速率：單位質(zhì)量的菌體在單位時(shí)間內(nèi)引起菌體量的變化，即菌體的生長速率除以菌體濃度，用u表示，單位為h1。發(fā)酵動力學(xué)：通過定量描述生物過程的速率及影響速率的因素，來研究生物反應(yīng)規(guī)律的學(xué)問。這一過程的產(chǎn)物即為初級代謝產(chǎn)物。6酶活性調(diào)節(jié)：通過改變酶分子的活性來調(diào)節(jié)代謝速度的調(diào)節(jié)方式稱為酶活性的調(diào)節(jié)，是發(fā)生在蛋白質(zhì)水平上的調(diào)節(jié)。4營養(yǎng)缺陷型突變株: 指某一菌株喪失了合成某種營養(yǎng)物質(zhì)的能力，在培養(yǎng)基中若不外加這種營養(yǎng)成分就不能正常生長的變異菌株.5酶合成調(diào)節(jié): 酶合成的調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)酶合成的量來控制微生物代謝速度的調(diào)節(jié)機(jī)制，這調(diào)節(jié)在基因轉(zhuǎn)錄水平上進(jìn)行。代謝控制發(fā)酵：人為地改變微生物的代謝調(diào)控機(jī)制，使有用中間代謝產(chǎn)物過量積累，這 種發(fā)酵稱為代謝控制發(fā)酵。√四、 名詞解釋1發(fā)酵工程：利用生物細(xì)胞的特定性狀，通過現(xiàn)代工程技術(shù)手段，在反應(yīng)器中生產(chǎn)各種特 定有用物質(zhì)，或者把生物細(xì)胞直接用于工業(yè)化生產(chǎn)的一種工程技術(shù)系統(tǒng)。 ，細(xì)菌首先經(jīng)歷一個適應(yīng)期，此期間細(xì)胞處于代謝活動的低潮，所以細(xì)胞數(shù)目并不明顯增加。 ，由支路代謝產(chǎn)生的?！? ，微生物生長繁殖速度最快，因此生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的發(fā)酵溫度應(yīng)選擇最適生長溫度?！? 。 。 。
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