发酵工程复习题

18.发酵产品的生产特点是什么, 答:发酵产品的生产特点: (1)一般操作条件比较温和;

(2)以淀粉、糖蜜等为主,辅以少量有机、无机氮源为原料; (3)过程反应以生命体的自动调节方式进行; (4)能合成复杂的化合物如酶、光学活性体等; (5)能进行一些特殊反应,如官能团导入;

(6)生产产品的生物体本身也是产物,含有多种物质; (7)生产过程中,需要防止杂菌污染;

(8)菌种性能被改变,从而获得新的反应性能或提高生产率。 19.生物转化的概念、本质及常用的转化反应。本科教材上的

答:生物催化(biocatalysis)又称生物转化(biotransformation) 是指利用酶或者生物有机体(全细胞、细胞器、组织等)作为催化剂进行化学转化的过程。

生物催化中常用的有机体主要是微生物,其本质是利用微生物细胞内的酶进行催化,促进生物转化的过程。

转化反应有:催化脱氢、氧化、缩合、脱羧、氨化、脱氨化或同分异构作用。 20.发酵工程主体微生物有什么特点?

答:发酵工程所利用的微生物主要是细菌、放线菌、霉菌和酵母菌

特点:(1)对周围环境的温度、压强、渗透压、酸碱度等条件有极大的适应能力。 (2)有极强的消化能力 (3)有极强的繁殖能力

21.自然界分离微生物的一般操作步骤?工业生产菌的筛选步骤。 答:一般菌种分离纯化和筛选步骤如下:

样品(标本)采取→标本材料的预处理→培养(富集培养)→菌落的选择→菌种初筛→复筛→性能的鉴定→菌种保藏

22.从环境中分离目的微生物时,为何一定要进行富集培养?

答:自然界中目的微生物含量很少,非目的微生物种类繁多,进行富集培养, 使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖,数量增加,由原来自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种,使筛选变得可能。 23.菌种选育分子改造的目的?

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答:防止菌种退化;解决生产实际问题;提高生产能力;提高产品质量;开发新产品. 24.什么叫自然选育?自然选育在工业生产中有哪些意义?

答:自然选育就是不经人工处理,利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程。 自然选育在工业生产上的意义:自然选育可以有效地用于高性能突变株的分离。然选育虽然突变率很低,但却是工厂保证稳产高产的重要措施。 25.什么是生理性酸性物质?什么是生理性碱性物质?

答:经微生物生理作用(代谢)后能形成酸性物质的营养物叫生理酸性物质,若菌体代谢后能产生碱性物质的营养物称为生理碱性物质 26.什么是前体?前体添加的方式?

答:前体指某些化合物加入到发酵培养基中,能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去,而其自身的结构并没有多大变化,但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。前体使用时普遍采用流加的方法。 27.什么是生长因子?生长因子的来源?

答:凡是微生物生长不可缺少而细胞自身不能合成的微量的有机物质,如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。 有机氮源是这些生长因子的重要来源 28.什么是产物促进剂?

答:是指那些非细胞生长所必须的营养物,又非前体,但加入后却能提高产量的添加剂。

29.什么是理论转化率?什么是实际转化率?

答:理论转化率是指理想状态下根据微生物的代谢途径进行物料衡算,所得出的转化率的大小。实际转化率是指实际发酵过程中转化率的大小 30.什么是种龄?适宜种龄确定的依据?

答:种龄是指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。

原则:对数生长期末,细胞活力强,菌体浓度相对较大,但是最终由实验结果定。 31.什么是初级代谢产物?什么是次级代谢产物?

初级代谢产物是指微生物产生的,生长和繁殖所必需的物质,如蛋白质、核酸等。次级代谢产物是指由微生物产生的,与微生物生长、繁殖无关的一类物质。 32.什么是半连续培养,说明其优缺点。

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答:在补料分批培养的基础上间歇放掉部分发酵液(带放)称为半连续培养。某些品种采取这种方式,如四环素发酵

优点 放掉部分发酵液,再补入部分料液,使代谢有害物得以稀释有利于产物合成,提高了总产量。

缺点 代谢产生的前体物被稀释,提取的总体积增大 33.分批培养的特点是什么?

答:操作简单,发酵液中的细胞浓度、基质浓度和产物浓度均随时间而不断变化。就细胞的浓度的变化而言,在分批培养中要经历延迟期、对数生长期、减速期、稳定期和衰亡期各阶段。 34.连续培养的优点是什么?

答:1)可以提高设备的利用率和单位时间产量,只保持一个期的稳定状态, 2)发酵中各参数趋于恒指,便于自动控制,

3)易于分期控制,可以在不同的罐中控制不同的条件。 35.什么是连续培养?什么是连续培养的稀释率?

答:由于新鲜培养基不断补充,所以不会发生营养物的枯竭,另一方面,发酵液不断取出,发酵罐内的微生物始终处于旺盛的指数生长期,罐内细胞浓度X、比生长速率μ、以及t, pH等都保持恒定。 稀释率(D):补料速度与反应器体积的比值(h-1) 36.解释连续培养富集微生物的原理?

答:菌的积累速率=生长速率-流出速率,调节培养基,使目的菌的流出速率<生长速率,杂菌的流出速率>生长速率,就起到富集作用 37.为何氧容易成为好氧发酵的限制性因素?

答:氧是需氧微生物生长所必需的。氧往往容易成为控制因素,是因为氧在水中的溶解度很低,培养基因含有大量的有机和无机物质,氧的溶解度比水中还要更低。在对数生长期即使发酵液中的氧浓度达到饱和,若此时终止供氧,发酵液中的溶氧可在几分钟内全部耗尽,使溶氧成为控制因素。 38.临界溶氧浓度、氧饱和度的概念?

答:临界氧浓度:CCr临界氧浓度:指不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度。 氧饱和度:发酵液中氧的浓度/临界溶氧溶度

饱和溶氧浓度:在一定温度和压力下,空气中的氧在水中的溶解度。(mol/m3) 39.影响微生物需氧的因素有哪些?

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答:细胞浓度直接影响培养液的摄氧率,在分批发酵中摄氧率变化很大,不同生长阶段需氧不同,对数生长后期达最大值。培养基的成分和浓度显著影响微生物的摄氧率,碳源种类对细胞的需氧量有很大影响,一般葡萄糖的利用速度比其他的糖要快。

40.如何调节摇瓶发酵的供氧水平? 答:往复,频率80-120分/次,振幅 8cm 旋转,偏心距转速250rpm

装液量,一般取容器容积1/10左右: 41.如何调节通气搅拌发酵罐的供氧水平?

答:一般认为,发酵初期较大的通风和搅拌而产生过大的剪切力,对菌体的生长有时会产生不利的影响,所以有时发酵初期采用小通风,停搅拌,不但有利于降低能耗,而且在工艺上也是必须的。但是通气增大的时间一定要把握好。 42.氧的供需研究与反应器设计与放大的关系?

答:发酵过程放大困难的原因就在放大时不可能同时做到几何相似、流体运动学相似和流体动力学相似,当在小试研究时某一个对生产产生影响的重要因素没有被观察到,而这个因素恰恰在放大时成为关键因子时,就会造成整个发酵过程的失败(供氧、混合、剪切)。 43.微生物工程有几个发展阶段?

答:(1)传统的微生物发酵技术-天然发酵, (2)第一代的微生物发酵技术-纯培养技术的建立, (3)第二代微生物发酵技术-深层发酵技术 (4)第三代微生物发酵技术-微生物工程 44.微生物工程有那些方面的应用? 答:(1)微生物工程在食品中的应用,

(2)微生物工程在医药卫生中的应用(抗生素、氨基酸、维生素、甾体激素), (3)微生物工程在轻工业中的应用, (4)微生物工程在化工能源中的应用 ,

(5)微生物工程在农业中的应用(生物农药、生物除草剂、生物增产剂、食用

菌) ,

(6)微生物工程在环境保护中的应用,

(7)微生物工程在细菌冶金中的应用八、微生物工程在高技术研究中的应用

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