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发酵工程复习题概述讲解

发酵工程复习题 第一章 绪论 一 名词解释 发酵, 发酵工程, 现代发酵工程, 巴氏灭菌法,需氧发酵, 厌氧发酵, 兼性厌氧发酵, 液体发酵, 固体发酵(浅盘固体发酵和深层固体发酵), 半固体发酵, 分批发酵, 连续发酵, 补料分批发酵。 二 简答题 1. 简述发酵工业的特点; 2. 简述发酵的一般工艺流程(菌种制备、培养基的制备、 灭菌、 接种、 控制发酵条件、 产物的提取与精制、 回收处理三废物质)。 第二章 发酵工业菌种 一 名词解释 菌落, 芽孢, 荚膜, 鞭毛, 富集培养, 比生长速率, 连续培养, 诱变育种, 菌种退化, 菌种的复壮。 二 简答题 1. 简述酵母菌的形态结构及繁殖方式;2. 菌种分离筛选步骤。 第三章 发酵工业培养基设计 一 名词解释 培养基,基础培养基,选择培养基, 加富培养基:也称营养培养基,即在培养基中加入有利于某种微生物生长繁 殖所需的营养物质,使这类微生物的增殖速度比其他微生物快,从而使这类微 生物能够在混有多种微生物的情况下占优势地位的培养基。 鉴别培养基;在培养基中加入某种试剂或化学药品,使培养后会发生某种变 化,从而区别不同类型的微生物 斜面培养基:固体培养基的一种形式;制作时应趁热定量分装于试管内,并 凝固成斜面的称为斜面培养基,用于菌种扩大转管及菌种保藏。 种子培养基:供孢子发芽、生长和大量繁殖菌丝体,并使菌体长得粗壮,成 为活力强的“种子” 发酵培养基:供菌种生长、繁殖和合成产物之用。它既要使种子接种后能迅 速生长,达到一定的菌丝浓度,又要使长好的菌体能迅速合成需产物。 二 简答题 1. 培养基设计的基本原则 答:目的明确、营养协调、经济节约、物理化学条件适宜 适宜于大规模工业微生物发酵的培养基应具有以下几点共性:①单位 培养基能够产生最大量的目的产物。②能够是目的产物的合成速率最大。③能 够使副产物的合成量最少④所采用的培养基应该质量稳定、价格低廉、易于长 期获得⑤所采用的培养基尽量不影响工业好气发酵中的通气搅拌性能以及发酵 常务的后期处理 一般设计适宜于工业大规模发酵的培养基应遵循以下原则:①必须提 供合适微生物细胞和发酵产物的基本成分②有利于减少培养基原料的单耗③有 利于提高产物的浓度,以及提高单位容积发酵罐的生产能力④有利于提高产物 的合成速度,缩短发酵周期⑤尽量减少副产物的形成,便于产物的分离纯化, 并尽可能减少产生“三废”物质⑥原料价格低廉,质量稳定,取材容易⑦所用 原料尽可能减少对发酵过程中通气搅拌的影响,利于提高氧的利用率,降低能 耗。 第四章 发酵工业的无菌技术 一 名词解释 灭菌:用物理或化学方法杀死物料或设备中所有生命物质的过程 消毒: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 除菌:用过滤方法除去空气或液体中的微生物及其孢子 防腐:用物理或化学方法杀死或抑制微生物的生长和繁殖 分批灭菌:将配置好的培养基放入发酵罐或其他装置中,通过蒸汽将培养基 和所用设备仪器进行灭菌的操作过程,也称实罐灭菌 连续灭菌:将配置好的培养基向发酵罐等培养装置输送的同时进行加热、保 温和冷却等灭菌操作过程 二 简答题 1. 发酵过程污染的危害; 答:①使发酵培养基因杂菌的消耗而损失,造成生产能力的下降 ②杂菌合成一些新的代谢产物,或杂菌污染后改变了发酵液的某 些理化性质,使 发酵产物的提取和分离变得困难,造成产物收率降低后产品质 量下降 ③杂菌代谢会改变原反应体系的 pH,使发酵发生异常 ④杂菌分解产物,使生产失败 ⑤细菌发生噬菌体污染,微生物细胞被裂解,导致整个发酵失败 2. 发酵工业常用的无菌技术; 答:①干热灭菌法 ②湿热灭菌法 ③射线灭菌法 ④化学药剂灭菌法 ⑤过滤除菌法 ⑥火焰灭菌法 3. 湿热灭菌的原理及优缺点。 答:湿热灭菌的原理是使微生物的蛋白质及核酸变形导致其死 亡。这种变形首先是分子中的氢键分裂,当氢键断裂时,蛋白质及核酸内部结 构被破坏,进而丧失了原有功能。蛋白质及核酸的这种变形可以使可逆的,也 可以是不可逆的。虽然无所谓动能行结构被破坏,若氢键破裂的数量未达到微 生物死亡的临界值,则其分子很可能恢复到它原有的形式,微生物就没有被杀 死。为有效地使蛋白质变形,如采用高压蒸汽灭菌时,就需要水蒸气有足够的 温度和持续时间,这对灭菌效果十分重要。高温饱和水蒸气可迅速使蛋白质变 形,在规定操作条件下,蛋白质发生变形的过程即微生物死亡的过程,是可预 见和重复的。微生物的灭活符合一级动力学方程,微生物死亡速率是微生物耐 热参数 D 和杀灭时间的函数。即在给定的时间下被灭活的微生物与仍然存活数 成正比。 LgNt=lgNo-F(T,Z) /DT Nt:t 分钟后微生物计数值; No:初始微生物计数值; DT:在 T 温度下的微生物降低一个对数单位所需要的时间,分钟; F(T,Z):灭菌程序在确定温度系数 Z 的 T 温度的等效灭菌时间。 第五章 发酵工业的种子制备 一 名词解释 接种龄:种子罐中培养的菌丝体转入下一级种子罐或发酵罐是的培养时间。 接种量:移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。 二 简答题 1. 种子制备过程。 答:(1)将砂土管或冷冻干燥管中的种子接种到斜面培养基中进行活化培 养。 (2)将生长良好的斜面孢子或菌丝转中到扁瓶固体培养基或摇瓶液体培养 基中扩大培养,完成实验室种子制备。 (3)将扩大培养的孢子或菌丝接种到一级种罐,制备生产用种子。如果需 要,可将一级种子再转接到二级种子罐进行扩大培养,完成生产车间种子制 备。 (4)制备好的种子转种至发酵罐进行培养。 第六章 发酵动力学 一 名词解释 发酵动力学:研究各种环境因素与微生物代谢活动之间的相互作用随时间变化的 规律的科学. 恒化器:连续培养系统,以为培养物的生长速率受到化学环境的控制,即培养基 中某一限制性组分的控制作用。 恒浊器:通过控制补充的培养基的流速,使得发酵罐内发酵液中细胞浓度保持恒 定,即将发

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