发酵工程复习题

《发酵工程》期末复习题 试卷结构

一、名词解释(每题2分,共6题,合计12分) 二、填空题(每空0.5分,合计20分)

三、单选题(每题1分,共20题,合计20分) 四、多选题(每题2分,共6题,合计12分)

五、判断题(对的打“√”,错的打“×”,每题1分,共10题,合计10分) 六、简答题(18分,3-4题) 七、分析题(8分)

第一章 绪论

一、掌握发酵史的六个阶段和四个转折点。

答:六阶段:1、天然发酵时期;2、纯培养技术的建立;3、通气搅拌发酵技术的建立; 4、人工诱变育种与代谢控制发酵技术的建立;5、开拓新型发酵原料时期;6、基因工程阶段

四转折:1、纯培养;2、通气搅拌发酵;3、代谢控制;4、化学合成与微生物发酵 二、发酵工业有何特点?发酵工业的范围包括哪些?

答:特点:原料广;微生物主体;反应条件温和,易控制;产物单一,纯度高;投资少,

效益好

范围:1)以微生物代谢产物为产品的发酵工业

2)以微生物酶为产品的发酵工业 3)以微生物细胞为产物的发酵工业 4)生物转化或修饰化合物的发酵工业 5)微生物废水处理和其他

3、掌握发酵工业生产流程的6个环节。

答:1) 生产用菌种的扩大培养(微生物菌种的选育及扩培技术);

2) 发酵培养基的配制(发酵原料的选择及预处理);

3) 培养基、发酵罐以及辅助设备的消毒灭菌(灭菌技术);

4) 将已培养好的有活性的纯菌株以一定量转接到发酵罐中(接种技术); 5) 将接种到发酵罐中的菌株控制在最适条件下生长并形成目的产物; 6) 将产物提取精制(发酵产物的分离提取);

第二章 菌种及扩大培养 名词解释:

菌种选育:是应用微生物遗传变异的理论,用一定的方法造成微生物的变异,再经过人工筛

选得到人们所需要的优良品种。

种子扩大培养:是指把保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入固体试管

斜面活化后,再经过摇瓶或静置培养,以及种子罐逐级扩大培养而获得一定的数量和质量的纯种制备过程。

种子罐级数:是指制备种子需逐级扩大培养的次数。

接种龄: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。 接种量:是指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。 菌种退化:通常是指在较长时期传代保藏后,菌株的一个或多个生理性状和形态特征逐渐减

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退或消失的现象。

1、简述发酵工业对微生物菌种的要求

答:1、能在廉价原料制备的培养基上迅速生长和生成所需的代谢产物产量高。

2、培养条件易于控制 3、生长迅速,发酵周期短 4、满足代谢控制的要求 5、抗杂菌和噬菌体能力强

6、遗传性状稳定,菌种不易变异退化 7、在发酵过程中产生的泡沫要少

8、对需要添加的前体物质有耐受能力,并且不能作为一般碳源利用 9、安全性(不是病源菌,不产毒素)

2、工业生产常用的微生物菌种有哪几类? 答:细菌:枯草杆菌,短杆菌,大肠杆菌

酵母:酿酒酵母(啤酒,葡萄酒),酒精酵母,假丝酵母 霉菌:黑曲霉,米曲霉,红曲霉,根霉,木霉,青霉 放线菌:单孢菌

其他:担子菌、藻类、病毒、

3、分离筛选菌种可分为哪四步?

答:样品采集→增殖培养→纯种分离→生产性能测定

4、菌种选育的常用方法有哪些?哪些以基因突变为理论基础?哪些以基因重组为理论基础?

答:基因突变理论基础:自然选育;诱变选育;

基因重组:杂交育种;原生质体融合技术;基因工程技术

5、菌种退化的现象有哪些?引起退化的原因是什么?防止退化的方法有哪些?

答:菌种退化的现象:细胞形态和菌落特征的改变;产孢子数量的降低;生长速度缓慢;

代谢产物的减少; 原料转化率下降;对不良环境抵抗能力的下降等

原因:基因突变;变异菌株性状分离;连续传代;其他因素

预防:1控制传代次数;

2选择合适的培养条件;

3利用不同类型的细胞进行传代; 4选择合适的保藏方法

6、退化菌种复壮方法有哪些? 答:1、菌种的纯化;

2、通过寄主体进行复壮 3、淘汰已衰退的个体

7、菌种保藏的基本原理是什么?工业微生物菌种保藏目的是什么?

答:原理:根据菌种的生理、生化特点,人工地创造条件,使菌种的代谢活动处于不活

泼、生长繁殖受到抑制的休眠状态。

目的:提高菌种存活率;减少菌种的变异;使菌种生产能力和与生产工艺相适应的

优良性状保持稳定

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8、比较各种保藏方法的原理和适用范围。

9、种子扩大培养的任务和目的 答:(1)接种量的需要; (2)菌种驯化;

(3)缩短发酵周期,提高发酵设备利用率,节省动力消耗。 10、种子制备过程包括哪两个阶段?

答:实验室种子制备阶段;生产车间种子制备阶段 11、什么是种子罐级数、接种龄和接种量?如何确定?

答:确定:一般根据菌种生长特性、孢子发芽及菌体繁殖速度以及所采用发酵罐的容积而

定。

12、种子质量的标准可从几个方面进行判断? 答:1细胞或菌体;

2生化指标;产物生成量; 3酶活力

13、影响种子质量的主要因素有哪些? 答:1染菌控制;

2营养条件; 3培养条件; 4种子罐级数; 5接种量

第三章 培养基及其制备

生理酸性物质:无机氮源被菌体作为氮源利用后,培养液中就留下了酸性或碱性物质,这种

经微生物生理作用(代谢)后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质,若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质

DE值: 葡萄糖当量值,表示淀粉糖的含糖量。 1、按纯度分类,培养基怎么分类?

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答:1合成培养基 : 原料其化学成分明确、稳定 ;

2天然培养基: 采用天然原料

2、按用途分类,培养基分为几种?了解各种培养基的用途和要求。

答:1、 孢子(斜面)培养基,用途:供菌种繁殖孢子或菌种保藏用。 2、种子培养基,用途:供孢子发芽、生长和繁殖菌丝体。 3、发酵培养基,用途:是供菌种生长、繁殖和合成产物之用

3、发酵培养基的作用有哪两个?其成分主要包括哪几类?了解每一类的典型代表。 答:作用: 满足菌体的生长;促进产物的形成 成分:1、碳源

2、氮源

3、无机盐及微量元素 4、生长因子 5、水

6、前体、促进剂和抑制剂

4、淀粉水解制糖的意义有哪些?

答:1、大多数微生物不能直接利用淀粉(所有的氨基酸生产菌不能直接利用)

2、有些微生物能够直接利用淀粉作原料,但必须在微生物产生淀粉酶后才能进行,

过程缓慢,发酵周期延长。

3、若直接利用淀粉作原料,灭菌过程的高温会导致淀粉结块,发酵液粘度剧增

5、掌握淀粉水解制糖的方法,比较各种方法的优缺点。

答:优点:工艺简单,设备简易,生产周期短、设备生产能力大。

缺点:

A 高温高压、酸性条件,对设备要求较高;

B 副产物多,影响糖液纯度,一般DE值只有90%左右。

C 对淀粉原料要求严格,不能用粗淀粉,只能用纯度较高的精制淀粉,淀粉颗粒大小要均匀,淀粉乳浓度也不宜过高。

6、淀粉酸水解过程中,同时存在几种反应?会产生哪些不利影响?

答: 淀粉

盐酸 葡萄糖

复合反应 分解反应 复合二糖 5’-羟甲基糠醛

复合低聚糖 有机酸、有色物质

损失葡萄糖量 7% <1%

在淀粉的酸水解过程中,三种反应同时发生 不利影响:

复合反应:生成的多数复合糖不能被微生物利用,使发酵结束时残糖高。

分解反应:生成的5’-羟甲基糠醛是产生色素的根源,增加了糖化液精制脱 色的困难。 总的来说:

降低了葡萄糖的收率。

给产物的提取和糖化液的精制带来困难。

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