消泡效果好，作用迅速，用量小，不耗能。 缺点

带入新的物质，给分离带来一定的麻烦

14、补料分批发酵有什么作用？ 答1、可以控制抑制性底物的浓度

2、可以解除或减弱分解代谢物的阻遏 3、可以使发酵过程最佳化

15、补料的内容包括哪些？

答：1、补充能源和碳源，如葡萄糖、液化淀粉等。

? 2、补充氮源，如添加蛋白胨、玉米浆、酵母粉、尿素等有机氮源，或通入氨气，既

补充了营养，还能控制发酵的pH值。

? 3、添加微量元素或无机盐，如磷酸盐、硫酸盐、氯化钴等；

? 4、对于产诱导酶的微生物，补料时适当加入该酶的作用底物，可提高酶的产量。

16、不同的染菌时期对发酵会产生哪些影响？ 答：种子培养期染菌

17、种子培养染菌和发酵染菌后的异常现象有哪些？ 答：1）种子培养染菌后的异常现象

? 菌体浓度异常

? 菌体浓度降低：感染噬菌体 ? 菌体浓度增高：感染杂菌

? 理化指标异常

? pH、温度变化，与原有规律不同

? 代谢异常

? 糖、氨基氮等变化不正常 （２）发酵染菌后的异常现象

? 菌体浓度异常 ? pH值过高或过低

? 溶解氧及CO2水平异常 ? 泡沫过多 ? 代谢异常

18、发酵染菌的主要原因（或途径）有哪些？

答：主要原因有：种子带菌，无菌空气带菌，设备渗漏，原辅料灭菌不彻底，操作失误和技术管理不善等。

19、了解不同杂菌污染、不同规模染菌的原因分析 答：（1）不同污染时间分析

? 种子培养阶段染菌：通常是由种子带菌、培养基或设备灭菌不彻底，接种操作不当

等原因而引起染菌。

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? 发酵前期染菌：种子带菌、培养基或设备灭菌不彻底，接种操作不当、无菌空气带

菌、设备渗漏等原因而引起。

? 发酵后期染菌：大部分是由空气过滤不彻底、中间补料染菌、设备渗漏、泡沫顶盖

以及操作失误而引起。 （2）不同杂菌污染分析 杂菌 耐热的芽胞杆菌 球菌 无芽胞杆菌等 真菌 噬菌体

第八章 发酵产物提取

发酵下游工程的一般工艺流程可分为哪四步？掌握每一步骤的主要单元操作及任务。 答：1、发酵液的预处理和固液分离

? 即去除细胞及不溶性物质，主要单元操作方法是离心和过滤。

? 主要任务：去除发酵液中的固体物质，为后续阶段提供澄清、洁净的原料液。 2、产物的提取（初步分离）

? 主要单元操作方法：萃取、吸附、沉淀、离子交换、蒸发等典型方法。

? 主要任务：去除与目的产物性质有较大差异的杂质，使产物的浓度有显著提高，而

提高产品质量为辅。

3、产物的精制（高度纯化）

? 主要单元操作方法：层析法、膜分离法、电泳法、沉淀法、离子交换法等。

? 主要任务：去除与目的产物有类似化学性质和物理性质的杂质，使产物的纯度有较大程度的提高。 4、成品加工

? 主要单元操作方法有：浓缩（蒸馏）、结晶、干燥等。

发酵液预处理的目的是什么？预处理方法有哪些？各适用范围是什么？ 答：1、预处理的目的

（1）改变发酵液的物理性质，促进从悬浮液中分离固形物的速率，提高固液分离的效率 （2）尽可能使产物转入便于后处理的某一相中（多数是液体） （3）除去发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作 预处理的方法

? 1. 重力法 黏度小，重力大

? 2. 热处理法 此法要严格控制加热温度和时间，不适用热敏性的物质 ? 3. 等电点法 适用于氨基酸、蛋白质和其他两性物质的沉淀分离。

? 4. 絮凝法 常用于菌体细小而且粘度大的发酵液的预处理中，使菌体和蛋白质

等粒子聚集，便于过滤

发酵液如何相对纯化？

答：1、高价无机离子的去除

? Ca2+的去除：加入草酸或草酸钠

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原因 培养基或设备灭菌不彻底、设备存在死角等 种子带菌、空气除菌不彻底、设备渗漏、操作失误等 设备渗漏、无菌室灭菌不彻底、无菌操作不当、培养基灭菌不彻底等 种子污染、空气除菌不彻底 ? Mg2+的去除：加入三聚磷酸钠(NaP3O10) ? Fe3+的去除：加入黄血盐（亚铁氰化钾） 2、杂蛋白的去除 （1）沉淀法

? 酸性溶液：蛋白质能与一些阴离子，如：三氯乙酸盐、水杨酸盐、钨酸盐、苦味酸

盐、鞣酸盐、过氯酸盐等形成沉淀；

? 碱性溶液：蛋白质能与一些阳离子如Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe3+和Pb2+等形成沉淀。 （2）吸附法

? 加入某些吸附剂或沉淀剂吸附杂蛋白质而除去。

? 如四环类抗生素的生产中，采用黄血盐和硫酸锌生成亚铁氰化钾锌的胶体沉淀来吸

附蛋白质。

（3）变性法

? 使蛋白质变性的方法有：加热，调节pH，加酒精和丙酮等有机溶剂或表面活性剂等。

细胞破碎的目的是什么？破碎方法有哪些？各有什么特点？ 答：目的：破坏细胞外围结构（细胞膜和细胞壁），使胞内产物释放出来。 细胞破碎方法

? 根据是否存在外加作用力分为

? 机械法（适用于绝大多数微生物细胞的破碎）

? 非机械法 优点：选择性释放产物，抽提的速率和收率高，产品破坏最

少，条件温和，不残留细胞碎片，缺点：溶酶价格高，通用性差，存在产物抑制

? 按所用方法的属性分为：

? 物理破碎法：高压匀浆法（适用于酵母和大多数细菌细胞的破碎，不适用于

高度分枝的微生物）挤压法、珠磨法、超声波破碎法（杆菌比球菌易破碎，G-细胞比G+细胞易破碎，对酵母效果较差。菌体浓度太高或介质黏度高不利于超声波破碎）

? 化学破碎法：渗透冲击法、增溶法。 仅对细胞壁较脆弱的菌体细胞 ? 生物破碎法：酶溶法

第九章 典型厌氧发酵

1、巴斯德效应 呼吸抑制发酵作用的现象称为巴斯德效应 2、酒精发酵的微生物有哪些？

答：酵母菌，少数假单胞杆菌（林氏假单胞菌） 3、掌握酵母酒精生成机制 答（1）酵母菌酒精生成机制

在酵母体内，葡萄糖经代谢转化成乙醇的生化过程主要由两个阶段组成： 第一阶段：葡萄糖通过EMP途径生成丙酮酸

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第二阶段：在无氧条件下，由丙酮酸脱羧酶催化，丙酮酸脱羧生成乙醛和CO2，乙醛进一步在乙醇脱氢酶作用下被还原成乙醇。 （2）、细菌的酒精发酵机制

少数假单胞杆菌能利用葡萄糖经ED途径进行酒精发酵。ED途径由部分EMP、部分HMP和两个特有的酶组成。

4、掌握巴斯德效应的现象和机制。在酒精发酵中，能荷调节如何进行？ 答：（1）现象：酒精生成量耗糖量/单位时间细胞的繁殖。机制：能荷调节。

（2）细胞通过改变ATP、ADP和AMP的比例来调节其代谢活动，称为能荷调节或腺苷酸调节，不仅能调节分解代谢途径中形成ATP的酶的活性，也能调节合成代谢途径中利用ATP的生物合成酶类的活性。

5、了解淀粉质原料酒精发酵工艺流程及主要步骤相关知识。

↓酒母←酒母制备：

（1）：原料的粉碎目的：增加原料受热面积，有利于淀粉颗粒的吸水膨胀、糊化，缩短后续热处理时间，提高热处理效率。（2）蒸料目的：使淀粉彻底糊化、液化；灭菌（3）糖化将淀粉酶（糖化曲）加入已蒸煮冷却的淀粉质原料中，将淀粉水解为葡萄糖等可发酵糖。(C6H10O5)n + n H2O→n C6H12O6。(4) 乙醇发酵过程可分为前发酵期、主发酵期和后发酵期三个阶段，总发酵时间一般控制60～72h。

6、乳酸发酵的代谢途径有哪些？比较它们的异同。 答：根据代谢途径分为：

? 同型发酵途径：经EMP途径，生成乳酸 发酵途径： 1葡萄糖?2丙酮酸?2乳

酸+ 2ATP

? 异型发酵途径：经PK途径，生成乳酸和乙醇。 发酵途径：1葡萄糖? 1乳酸+1

乙醇+1ATP

? 双歧途径：经HK途径，生成乳酸和乙酸。 代谢途径： 2葡萄糖? 2乳酸 + 3

乙酸

工业乳酸发酵和酸奶发酵采用的主要菌种各有哪些？

答：用于乳酸发酵工业和乳品生产的有：链球菌属、乳杆菌属、双歧杆菌属、片球菌属、明串珠菌属。

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