【正文】 菌量不很多，與雜菌沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；且還未合成產(chǎn)物（抗生素）或產(chǎn)生很少，抵御雜菌能力弱。如在此階段染菌，應(yīng)將培養(yǎng)液全部廢棄。 不同時(shí)間染菌對(duì)發(fā)酵有什么影響，染菌如何控制？ 答：（ 1）種子培養(yǎng)期染菌：由于 接種量較小，生產(chǎn)菌生長(zhǎng)一開(kāi)始不占優(yōu)勢(shì)，而且培養(yǎng)液中幾乎沒(méi)有抗生素（產(chǎn)物）或只有很少抗生素（產(chǎn)物）?？偟膩?lái)說(shuō)，溫度的選擇根據(jù)菌種生長(zhǎng)階段及培養(yǎng)條件綜合考慮。 根據(jù)菌生長(zhǎng)情況 菌生長(zhǎng)快，維持在較高溫度時(shí)間要短些；菌生長(zhǎng)慢，維持較高溫度時(shí)間可長(zhǎng)些。 培養(yǎng)基稀薄時(shí)，溫度也該低些。 溫度 選擇還要根據(jù)培養(yǎng)條件綜合考慮，靈活選擇。發(fā)酵后期，產(chǎn)物合成能力降低，延長(zhǎng)發(fā)酵周期沒(méi)有必要，就又提高溫度，刺激產(chǎn)物合成到放罐。 微生物種類不同，所具有的酶系及其性質(zhì)不同，所要求的溫度范圍也不同?；蛘哌x取營(yíng)養(yǎng)相對(duì)貧乏的培養(yǎng)基在菌種保藏培養(yǎng)基 ，限制菌株的生長(zhǎng)代謝減少變異反而發(fā)生從而防止菌種的退化。合理選擇誘變劑種類或增加突變位點(diǎn)，以減少分離回復(fù)突變；在誘變處理后及分離提純化，從而保證保藏菌種的純度。 （ 3）利用不易衰退的細(xì)胞傳代：對(duì)于放線菌和霉菌，菌絲細(xì)胞常含有幾個(gè)細(xì)胞核，因此用菌絲接種就易出現(xiàn)衰退，而孢子一般是單核的，用于接種就可避免這種現(xiàn)象。 敘述防止發(fā)酵菌種退化的具體條件措施有那些？ 答：（ 1）控制傳代次數(shù)：盡量避免不必要的移種和傳代，并將必要的傳代降低到最低限度，以減少細(xì)胞分裂過(guò)程中所產(chǎn)生的自發(fā)突變幾率。具體用量要通過(guò)試驗(yàn)確定。培養(yǎng)基中一些用量極少的物質(zhì)一般要嚴(yán)格控制，不能過(guò)量。不同種微生物碳氮比差異很大，既是同種微生物在其不同生理時(shí)期對(duì)碳氮比要求也有不同，所以最適碳氮比要通過(guò)試驗(yàn)確定，一般在 100：（ 1— 20）之間。如果培養(yǎng)基中碳源過(guò)多，不利產(chǎn)物的合成。所以培養(yǎng)基中這集中營(yíng)養(yǎng)成分不管由什么具體物質(zhì)提供，其用量基本上也符合這種關(guān)系。培 養(yǎng)基最終會(huì)被微生物吸收利用，因此其成分比例可以參考該種微生物的成分比例，至少可以作為一個(gè)重要依據(jù)。這些規(guī)律可以在很大程度上知道培養(yǎng)基的基本成分配比的選擇。 培養(yǎng)成分用量的確定有什么規(guī)律？ 答： （ 1）、參照微生物細(xì)胞內(nèi)元素的比例確定。除了使用微生物外，還可以用動(dòng)植物細(xì)胞和酶，也可以用人工構(gòu)建的“工程菌’來(lái)進(jìn)行反應(yīng)；反應(yīng)設(shè)備也不只是常規(guī)的發(fā)酵罐，而是以各種各樣的生物反應(yīng)器而代之，自動(dòng)化連續(xù)化程度高，使發(fā)酵水平在原有基礎(chǔ)上有所提高和和創(chuàng)新。 基于以上特點(diǎn)，工業(yè)發(fā)酵日益引起人們重視。 6，微生物菌種是進(jìn)行發(fā)酵的根本因素，通過(guò)變異和菌種篩選，可以獲得高產(chǎn)的優(yōu)良菌株并使生產(chǎn)設(shè)備得到充分利用，也可以因此獲得按常規(guī)方法難以生產(chǎn)的產(chǎn)品。如果污染了雜菌，生產(chǎn)上就要遭到巨大的經(jīng)濟(jì)損失，要是感染了噬菌體，對(duì)發(fā)酵就會(huì)造成更大的危害。 5，發(fā)酵過(guò)程中對(duì)雜菌污染的防治至關(guān)重要。 3，發(fā)酵過(guò)程是通過(guò)生物體的自動(dòng)調(diào)節(jié)方式來(lái)完成的，反應(yīng)的專一性強(qiáng)，因而可以得到較為單 — 的代謝產(chǎn)物。微生物因不同的類別可以有選擇地去利用它所需要的營(yíng)養(yǎng)。其主 要特點(diǎn)如下： 1，發(fā)酵過(guò)程一般來(lái)說(shuō)都是在常溫常壓下進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)安全，要求條件也比較簡(jiǎn)單。 （ 3）、種子擴(kuò)大培養(yǎng)的任務(wù)： 現(xiàn)代的發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模越來(lái)越大，每只發(fā)酵罐的容積有幾十立方米甚至幾百立方米，?要使小小的微生物在幾十小時(shí)的較短時(shí)間內(nèi)，完成如此巨大的發(fā)酵轉(zhuǎn)化任務(wù)，那就必須具備數(shù)量巨大的微生物細(xì)胞才行。所以在有機(jī)氮源選取時(shí)和使用過(guò)程中，必須考慮原料的波動(dòng)對(duì)發(fā)酵的影響 發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)是什么，什么是種 子擴(kuò)大培養(yǎng)，其任務(wù)是什么？ 答： （ 2）、 種子擴(kuò)大培養(yǎng) 是指將保存在砂土管、冷凍干燥管中處休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng)過(guò)扁瓶或搖瓶及種子罐逐級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng) ,最終獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過(guò)程。 成分復(fù)雜：除提供氮源外，有些有機(jī)氮源還提供大量的無(wú)機(jī)鹽及生長(zhǎng)因子。正確使用生理酸堿性物質(zhì)，對(duì)穩(wěn)定和調(diào)節(jié)發(fā)酵過(guò)程的 pH有積極作用。 無(wú)機(jī)氮源 種類： 氨鹽、硝酸鹽和氨水 特點(diǎn)：微生物對(duì)它們的吸收快，所以也稱之謂迅速利用的氮源。 發(fā)酵工業(yè)上常用的氮源有那些，起何作用？ 答：氮源主要用于構(gòu)成菌體細(xì)胞物質(zhì)（氨基酸，蛋白質(zhì)、核酸等）和含氮代謝物。 （ 4）、無(wú)雜菌污染。 （ 2）、生理性狀穩(wěn)定。因?yàn)榘l(fā)酵罐在滅菌和正常工作時(shí)，要承受一定的壓力（氣壓和液壓）和溫度； （ 3）、發(fā)酵罐的攪拌通風(fēng)裝置能使氣液充分混合，實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)傳熱作用，保證微生物發(fā)酵過(guò)程中所需的溶解氧； （ 4）、發(fā)酵罐內(nèi)應(yīng)盡量減少死角，避免藏污納垢，保證滅菌徹底，防止染菌； （ 5）、發(fā)酵罐應(yīng)具有足夠的冷卻面積； （ 6）、攪拌器的軸封要嚴(yán)密，以減少泄露。 ? 二 .提純部分 ? ，分離 ? ，過(guò)濾 . 除雜 ? ，逆滲透，超濾 ? ，沉淀分離 ? 5溶媒萃取，蒸發(fā)蒸餾結(jié)晶，干燥，包裝等過(guò)程和單元操 作 現(xiàn)代發(fā)酵工程所用的發(fā)酵罐應(yīng)具備那些特征？ 答：（ 1）、發(fā)酵罐應(yīng)有適宜的徑高比。吸收。 ? ? ? 。也可以說(shuō)是滲透有工程學(xué)的微生物學(xué)，是發(fā)酵技術(shù)工程化的發(fā)展，由于主要利用的是微生物發(fā)酵過(guò)程來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品，因此也稱為微生物工程。 2 菌種的分離和篩選一般可分為＿＿＿＿＿＿＿＿。 2 種子及發(fā)酵液進(jìn)行無(wú)菌狀況控制常用的方法 顯微鏡檢測(cè)法、酚紅肉湯培養(yǎng)基法、平板畫(huà)線培養(yǎng)法、發(fā)酵過(guò)程的異常觀察法。 發(fā)酵工業(yè)上常用的糖類主要有 葡萄糖、糖蜜。 1 微生物調(diào)節(jié)其代謝采用 酶活性、酶合成量、細(xì)胞膜的透性 。 1 發(fā)酵產(chǎn)物整個(gè)分離提取路線可分為：預(yù)處理、固液分離、初步純化、精細(xì)純化和成品加工加工等五個(gè)主要過(guò)程。 1 發(fā)酵過(guò)程工藝控制的代謝參數(shù)中物理參數(shù) 溫度、壓力、攪拌轉(zhuǎn)速、功率輸入、流加數(shù)率和質(zhì)量 等 1 環(huán)境無(wú)菌的檢測(cè)方法有：顯微鏡檢查法、肉湯培養(yǎng)法、平板培養(yǎng)法、發(fā)酵過(guò)程的異常觀察法等 1 染菌原因： 發(fā)酵工藝流程中的各環(huán)節(jié)漏洞和發(fā)酵過(guò)程管理不善兩個(gè)方面。 微生物的培養(yǎng)基根據(jù)生產(chǎn)用途只要分為 孢子 培養(yǎng)基、種子 培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基。 富集培養(yǎng)目的就是讓 目的菌 在種群中占優(yōu)勢(shì)，使篩選變得可能。 發(fā)酵過(guò)程工藝控制的只要化學(xué)參數(shù) 溶解氧、 PH、核酸量等 . 發(fā)酵過(guò)程控制的目的就是得到最大的比生產(chǎn)率和最大的得率。 二、填空題 微生物發(fā)酵培養(yǎng)（過(guò)程）方法主要有 分批培養(yǎng)、補(bǔ)料分批培養(yǎng)、連續(xù)培養(yǎng)、半連續(xù)培養(yǎng) 四種。同時(shí)培養(yǎng)基也為微生物培養(yǎng)提供除營(yíng)養(yǎng)外的其它所必須的條件。 達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，整個(gè)過(guò)程中菌的濃度，產(chǎn)物濃度，限制性基質(zhì)濃度都是恒定的。 1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。 發(fā)酵熱引起發(fā)酵液的溫度上升。什么叫凈熱量呢？在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生菌分解基質(zhì)產(chǎn)生熱量，機(jī)械攪拌產(chǎn)生熱量，而罐壁散熱、水分蒸發(fā)、空氣排氣帶走熱量。在工廠的實(shí)際生產(chǎn)中采用這種方法很多。 1產(chǎn)物促進(jìn)劑 是指那些非 細(xì)胞生長(zhǎng)所必須的營(yíng)養(yǎng)物，又非前體，但加入后卻能提高產(chǎn)量的添加劑 1 補(bǔ)料分批培養(yǎng) ：在分批培養(yǎng)過(guò)程中補(bǔ)入新鮮的料液，以克服營(yíng)養(yǎng)不足而導(dǎo)致的發(fā)酵過(guò)早結(jié)束的缺點(diǎn)。 1倒種 ：一部分種子來(lái)源于種子罐，一部分來(lái)源于發(fā)酵罐。 1初級(jí)代謝產(chǎn)物 是指微生物從外界吸收各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通過(guò)分解代謝和合成代謝，生成維持生命活動(dòng)所需要的物質(zhì)和能量的過(guò)程。 種子擴(kuò)大培養(yǎng) ：指將保存在砂土管、冷凍干燥管中處休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng)過(guò)扁瓶或 搖瓶及種子罐逐級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng) ,最終獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過(guò)程。 接種量 ： 移入種子的體積 接種量＝ ————————— 接種后培養(yǎng)液的體積 比耗氧速度或呼吸強(qiáng)度 單位時(shí)間內(nèi)單位體積重量的細(xì) 胞所消耗的氧氣， mmol O2?g菌1?h1 次級(jí)代謝產(chǎn)物 是指微生物在一定生長(zhǎng)時(shí)期，以初級(jí)代謝產(chǎn)物為前體物質(zhì)，合成一些對(duì)微生物的生命活動(dòng)無(wú)明確功能的物質(zhì)過(guò)程，這一過(guò)程的產(chǎn)物，即為次級(jí)代謝產(chǎn)物。攪拌熱與攪拌軸功率有關(guān) 分批培養(yǎng) ：簡(jiǎn)單的過(guò)程，培養(yǎng)基中接入菌種以后，沒(méi)有物料的加入和取出，除了空氣的通入和排氣。補(bǔ)料會(huì)引起菌濃的波動(dòng)，這也是衡量補(bǔ)料量適合與否的一個(gè)參數(shù)。發(fā)酵工程部分題庫(kù)及答案 一、名稱解釋 前體 指某些化合物加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中，能直接彼微生物在生物合成過(guò)程中合成到產(chǎn)物物分子中去，而其自身的結(jié)構(gòu)并沒(méi)有多大變化，但是產(chǎn)物的產(chǎn)量卻因加入前體而有較大的提高。 發(fā)酵生長(zhǎng)因子 從廣義上講，凡是微生物生長(zhǎng)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(zhǎng)因子 菌濃度的測(cè)定 是衡量產(chǎn)生菌在整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中菌體量的變化，一般前期菌濃增長(zhǎng)很快，中期菌濃基本恒定。 攪拌熱 ：在機(jī) 械攪拌通氣發(fā)酵罐中，由于機(jī)械攪拌帶動(dòng)發(fā)酵液作機(jī)械運(yùn)動(dòng)，造成液體之間，液體與攪拌器等設(shè)備之間的摩擦，產(chǎn)生可觀的熱量。整個(gè)過(guò)程中菌的濃度、營(yíng)養(yǎng)成分的濃度和產(chǎn)物濃度等參數(shù)都隨時(shí)間變化。 實(shí)罐滅菌 實(shí)罐滅菌（即分批滅菌）將配制好的培養(yǎng)基放入發(fā)酵罐或其他裝置中，通入蒸汽將培養(yǎng)基和所用設(shè)備加熱至滅菌溫度后維持一定時(shí)間，在冷卻到接種溫度，這一工藝過(guò)程稱為實(shí)罐滅菌，也叫間歇滅菌。這些純種培養(yǎng)物稱為種子。這一過(guò)程的產(chǎn)物即為初級(jí)代謝產(chǎn)物。 P 147 1維持消耗（ m） 指維持細(xì)胞最低活性所需消耗的能量，一般來(lái)講，單位重量的細(xì)胞在單位時(shí)間內(nèi)用于維持消耗所需的基質(zhì)的量是一個(gè)常數(shù)。 在此過(guò)程中只有料液的加入沒(méi)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(kāi)始時(shí)有所增加。 1 發(fā)酵熱 ：所謂發(fā)酵熱就是發(fā)酵過(guò)程中釋放出來(lái)的凈熱量。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。發(fā)酵熱大，溫度上升快，發(fā)酵熱小，溫度上升慢。染菌批次數(shù)應(yīng)包括染菌后培養(yǎng)基經(jīng)重新滅菌，又再次染菌的批次數(shù)在內(nèi) 1 連續(xù)培養(yǎng) ： 發(fā)酵過(guò)程中一邊補(bǔ)入新鮮料液一邊放出等量的發(fā)酵液，使發(fā)酵罐內(nèi)的體積維持恒定。 1 臨界溶氧濃度 指不影響呼吸所允許的最低溶氧濃度 回復(fù)突變 由突變型回到野生型的基因突變 2種子 見(jiàn)種子擴(kuò)大培養(yǎng) 2 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(zhǎng) 繁殖所需的一組營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和原料。 2 發(fā)酵工程 ：利用微生物特定性狀和功能，通過(guò)現(xiàn)代化工程技術(shù)生產(chǎn)有用物質(zhì)或直接應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)體系，是將傳統(tǒng)發(fā)酵于現(xiàn)代的 DNA重組、細(xì)胞融合、分子修飾和改造等新技術(shù)集合并發(fā)展起來(lái)的發(fā)酵技術(shù)。 微生物生長(zhǎng)一般可以分為： 調(diào)整期 、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期 和 衰亡期 。 菌種分離的一般過(guò)程 采樣、富集、分離、目的菌的篩選 。 根據(jù)工業(yè)微生物對(duì)氧氣的需求不同，培養(yǎng)法可分為 好氧培養(yǎng) 和 厭氧培養(yǎng) 兩種。 常用滅菌方法： 化學(xué)滅菌、射線滅菌、干熱滅菌、濕 熱滅菌 常用工業(yè)微生物可分為： 細(xì)菌、 酵母菌、 霉菌、 放線菌 四大類。 1 實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的發(fā)酵菌液體發(fā)酵方式主要有四種：試管液體培養(yǎng)、淺層液體培養(yǎng)、搖瓶培養(yǎng)、臺(tái)式發(fā)酵罐 1 發(fā)酵高產(chǎn)菌種選育方法包括 （自然選育）、（雜交育種）、 （誘變育種）、（基因工程育種）、（原生質(zhì)體融合） 。 1 發(fā)酵過(guò)程主要分析項(xiàng)目如下 ： pH、排氣氧、排氣 CO2和呼吸熵、糖含量、氨基氮和氨氮、磷含量、菌濃度和菌形態(tài)。 1 工業(yè)微生物菌種可以來(lái)自 自然分離，也可以來(lái)自從微生物 菌種保藏機(jī)構(gòu) 單位獲取。 2 工業(yè)發(fā)酵方式根據(jù)所 用菌種是單一或是多種可以分為 單一純種 發(fā)酵和 混合 發(fā)酵。 2 菌種的分離和篩選一般分為 采樣、富集、分離、目的菌的篩選步驟。 三、問(wèn)答題 發(fā)酵工程的概念是什么？發(fā)酵工程基本可分為那兩個(gè)大部分，包括哪些內(nèi)容 ? 答： 發(fā)酵工程 是利用微生物特定性狀好功能，通過(guò)現(xiàn)代化工程技術(shù)生產(chǎn)有用物質(zhì)或其直接應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)體系，是將傳統(tǒng) 發(fā)酵與現(xiàn)代的 DNA重組、細(xì)胞融合、分子修飾和改造等新技術(shù)結(jié)合并發(fā)展起來(lái)的發(fā)酵技術(shù)。 一 .發(fā)酵部分 : ? ，選擇及其滅菌理論 ? 3．發(fā)酵液的特性 ? 。溶解。理論。罐身較長(zhǎng)，氧的利用率較高； （ 2）、發(fā)酵罐應(yīng)能承受一定的壓力。 微生物發(fā)酵的種子應(yīng)具備那幾方面條 件？ 答 :（ 1）、菌種細(xì)胞的生長(zhǎng)活力強(qiáng)，移種至發(fā)酵罐后能迅速生長(zhǎng)，遲緩期短。 （ 3）、菌體總量及濃度能滿足大量發(fā)酵罐的要就。 （ 5）、保持穩(wěn)定的生產(chǎn)能力。常用的氮源可分為兩大類：有機(jī)氮源和無(wú)機(jī)氮源。但無(wú)機(jī)氮源的迅速利用常會(huì)引起 pH的變化