發(fā)酵工程復習題

1、發(fā)酵工程復習資料第一章1發(fā)酵：利用微生物再有氧或無氧條件下的生命活動來大量生產或積累微生物細胞、酶類和代謝產物的過程2發(fā)酵工程：利用微生物的特定性狀，通過現(xiàn)代工程技術，在發(fā)酵罐中生產有用物質的一種技術系統(tǒng)。3發(fā)酵工程發(fā)展史：1傳統(tǒng)發(fā)酵工程經(jīng)驗發(fā)酵技術時期 2第一代發(fā)酵工程純培養(yǎng)發(fā)酵技術時期 3近代發(fā)酵工程深層培養(yǎng)發(fā)酵技術時期 4 現(xiàn)代發(fā)酵工程 定向育種發(fā)酵時期第三章1滅菌：利用物理或化學的方法殺死或除去物料及設備中所有的微生物，包括營養(yǎng)細胞、細菌芽孢和孢子。 無機鹽及微量元素 鎂、磷、鈉、鉀、硫、鈣和氯 鈷、銅、鐵、錳、鋅、鉬 MgSO4、NaCl 、NaH2PO4、K2HPO41.工業(yè)發(fā)酵對

2、生產菌種的一般要求 菌種能在廉價原料制成的培養(yǎng)基上迅速生長和繁殖，并且生成所需的代謝產物要高。 菌種可以在要求不高、易于控制的培養(yǎng)條件下迅速生長和發(fā)酵，且所需的酶活性高。 菌株生長速度和產物生成速度應較快，發(fā)酵周期較短。 根據(jù)代謝控制的要求，選擇單產高的營養(yǎng)缺陷型突變菌株、調節(jié)突變菌株或野生菌株。 選擇一些不易被噬菌體感染的菌株。 生產菌株要純粹，不易變異退化，以保證發(fā)酵生產和產品質量的穩(wěn)定性。2菌種選育的概念？菌種選育：按照生產的要求，根據(jù)微生物遺傳和變異理論，用自然或人工的方法改造成菌種變異，再經(jīng)過篩選而達到菌種改良的目的3.自然選育的概念？概念：在生產過程中，不經(jīng)過人工誘變處理，利用菌種

3、的自發(fā)突變，而進行菌種篩選的過程，稱為自然選育或自然分離4、自然選育的主要步驟？主要步驟：標本采樣、標本材料的預處理、富集培養(yǎng)、純種分離、性能鑒定、菌種保藏。如果產物與食品制造有關，還要對菌種進行毒性鑒定1.選擇培養(yǎng)分離法適合分離什么菌？ 答:適用于分離某些生理類型較特殊的微生物2.細菌與大型真菌的分離分別適合用什么方法？答：平板劃線法、組織培養(yǎng)法。3、如何控制營養(yǎng)成分，分離自養(yǎng)型微生物、固氮菌、纖維素酶菌、幾丁質酶菌？生理生化篩選微生物平板選擇分離的方法 1、變色圈法 2、透明圈法 3、生長圈法 4、抑菌圈法液體石蠟覆蓋保藏菌種中的液體石蠟的作用是提供碳源(  f).實驗

4、室常用的培養(yǎng)細菌的培養(yǎng)基是（ a） A 牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 B 馬鈴薯培養(yǎng)基 C 高氏一號培養(yǎng)基 D 麥芽汁培養(yǎng)基在實驗中我們所用到的淀粉水解培養(yǎng)基是一種（ d  ）培養(yǎng)基  A 基礎培養(yǎng)基 B 加富培養(yǎng)基 C 選擇培養(yǎng)基 D 鑒別培養(yǎng)基  實驗室常用的培養(yǎng)放線菌的培養(yǎng)基是（c  ） A 牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 B 馬鈴薯培養(yǎng)基 C 高氏一號

5、培養(yǎng)基 D 麥芽汁培養(yǎng)基 酵母菌適宜的生長pH值為（a ）  A 5.0-6.0  B 3.0-4.0  C 8.0-9.0  D 7.0-7.5細菌適宜的生長pH值為（ d ）  A 5.0-6.0  B 3.0-4.0  C 8.0-9.0  D 7.0-7.5培養(yǎng)下列哪種微生物可以得到淀粉酶、蛋白酶、果膠酶、多肽類抗生素、氨基酸、維生素及丁二醇等產品。( a&#

6、160;)A 枯草芽孢桿菌    B  醋酸桿菌     C  鏈霉素       D 假絲酵母1.培養(yǎng)基的定義培養(yǎng)基：是人工配置的供微生物或動、植物細胞生長、繁殖、代謝和合成人們所需產物的營養(yǎng)物質和原料，同時，培養(yǎng)基也為微生物等提供除營養(yǎng)外的其他生長所必須的環(huán)境條件。2.大腸桿菌液體培養(yǎng)時，它首先利用的碳源是（     ）。&

7、#160;     A 淀粉          B 乳糖          C 葡萄糖       D 玉米粉3.下列物質屬于生長因子的是（   ） A葡萄糖   

8、60; B蛋白胨    C.NaCl     D生物素4.無機氮是速效氮，因為其（ ） A微生物對其吸收快 B是無機物 C. 純度高 D.價廉易得5.下列哪些是生理堿性物質（ ） A硝酸鈉 B氯化鈉 C氫氧化鈉 D氯化銨6.培養(yǎng)基滅菌前加豆油，主要是預防泡沫的產生和提供氮源。7.青霉素發(fā)酵培養(yǎng)基中添加苯乙酸目的是促進產量的增加。 8. 前體是構成細胞結構的小分子物質。9. 培養(yǎng)基應具備微生物生長所需要的六大營養(yǎng)要素?培養(yǎng)基應具備微生物生長所需要的六大營養(yǎng)要素是碳源、

9、氮源、無機鹽和微量元素、前體、促進劑和抑制劑和水。培養(yǎng)基：固體培養(yǎng)基 半固體培養(yǎng)基 液體培養(yǎng)基 用途：孢子（斜面）培養(yǎng)基 種子培養(yǎng)基 發(fā)酵培養(yǎng)基1.如果膠酶產生菌、谷氨酸生產菌的分離用什么方法？答：變色圈法2如淀粉酶生產菌、纖維素酶生產菌的分離用什么方法？答：透明圈法3.工具菌是營養(yǎng)缺陷型菌株的是什么分離方法？答：生長圈法4.工具菌一般是抗生素敏感菌是什么分離方法？答：抑菌圈法 5.什么是變色圈法？答：變色圈法：對于一些不易產生透明圈產物的產生菌，可在底物平板中加入指示劑或顯色劑，使所需微生物能被快速鑒別出來。6.什么是透明圈法？答：在平板培養(yǎng)基中加入溶解性較差的底物，使培養(yǎng)基混濁。能分解底物

10、的微生物便會在菌落周圍產生透明圈，圈的大小初步反應該菌株利用底物的能力。7.什么是生長圈法？答：生長圈法通常用于分離篩選氨基酸、核苷酸和維生素的產生菌。工具菌是一些相對應的營養(yǎng)缺陷型菌株。將待檢菌涂布于含高濃度的工具菌并缺少所需營養(yǎng)物的平板上進行培養(yǎng)，若某菌株能合成平板所需的營養(yǎng)物，在該菌株的菌落周圍便會形成一個混濁的生長圈。8.什么是抑菌圈法？答：常用于抗生素產生菌的分離篩選，工具菌采用抗生素的敏感菌。若被檢菌能分泌某些抑制菌生長的物質，如抗生素等，便會在該菌落周圍形成工具菌不能生長的抑菌圈，工具菌不能生長。9.誘變育種的定義？利用各種誘變劑處理微生物細胞，提高基因的隨機突變頻率，擴大變異幅

11、度，通過一定的篩選方法獲取所需要優(yōu)良菌株的過程，稱為誘變育種。1、發(fā)酵工業(yè)中，決定生產水平高低的主要因素有哪些？2、菌種選育的主要目的有哪些？3、常用的育種方法有哪些？4、誘變育種包括哪三個環(huán)節(jié)？5、出發(fā)菌株應該具備哪些要求？工業(yè)發(fā)酵生產菌種的來源？答：1、從自然界分離 2、從菌種保藏機構獲得 3、從生產過程中已有菌種中篩選發(fā)生正突變的優(yōu) 良菌種菌種選育的定義？菌種選育：按照生產的要求，根據(jù)微生物遺傳和變異理論，用自然或人工的方法改造成菌種變異，再經(jīng)過篩選而達到菌種改良的目的。什么是酶合成的調節(jié)？答：通過調節(jié)酶合成的量，控制微生物的代謝速度，是在基因轉錄水平上進行的。什么是酶活性的調節(jié)？ 答：

12、體內一些代謝物可以與某些酶分子活性中心外的某一部位可逆地結合，使酶發(fā)生變構并改變其催化活性，有變構激活與變構抑制。 酶合成的調節(jié)中細胞內的酶有幾種？分別是什么？ 答：2種，組成酶與誘導酶。內因控制的酶是？內因與外因共同控制的酶是？ 答：內因控制的酶是組成酶，內因與外因共同控制的酶是誘導酶細胞內兩種方式同時存在，密切配合，高效、準確控制代謝的正常進行。這句話對嗎？酶合成的調節(jié)控制酶活性，不涉及酶量變化。這句話對嗎？從調節(jié)效果看，酶活性的調節(jié)相對緩慢，酶合成的調節(jié)快速、精細。這句話對嗎？如果我們要提取生產淀粉酶、蛋白酶，我們可以選用什么菌種？如果如果我們要提取抗生素，我們可以選用什么菌種？答：枯草

13、芽孢桿菌，鏈霉菌常見的純種分離方法 ：1.劃線分離法2.稀釋分離法3.選擇培養(yǎng)分離4.組織分離法1.什么是自然選育？概念：在生產過程中，不經(jīng)過人工誘變處理，利用菌種的自發(fā)突變，而進行菌種篩選的過程，稱為自然選育或自然分離2.自然選育的主要步驟？主要步驟：采樣、增值培養(yǎng)、培養(yǎng)分離和篩選等。3.菌種采集的對象一般以什么為主？為什么？答：以土壤為主，因為土壤是微生物的匯集地，從土壤中幾乎可以分到任何的微生物，所以土壤是首選。4.采集土樣的方式？答：采土方式：在選好適當?shù)攸c后，用小薩子除去表土，取離地面5-25cm處的土約10-25g，盛入無菌的牛皮紙袋或塑料袋中，扎好，標記，記錄采樣時間、地點、環(huán)境

14、條件等，以備查考。5蛋白酶和脂肪酶產生菌適宜在什么地點選??？腐爛的木頭中適宜分離什么菌？青海湖中適宜分離什么菌？答：蛋白酶和脂肪酶產生菌適宜在肉類加工廠附近和飯店排水溝的污水污泥中選取。腐爛的木頭中適宜分離纖維素酶產生菌。青海湖中適宜分離嗜鹽菌及耐寒菌。6.什么是富集培養(yǎng)？富集培養(yǎng)：人為地增加分離概率，增加該菌種的數(shù)量，使目的微生物在種群中占優(yōu)勢。7.富集培養(yǎng)的方法？（1）控制一定的養(yǎng)分（3） 控制一定的培養(yǎng)條件（3）抑制不需要的菌類8.純種分離的原因？ 微生物太多；雜菌沒有完全死亡；細菌的孢子存活力極強等。 9.常見的純種分離方法？ （1）劃線分離法 （2）稀釋分離法 （3）選擇培養(yǎng)分離 （

15、4）組織分離法發(fā)酵工業(yè)是利用某種特定的微生物在一定的環(huán)境中進行新陳代謝活動，從而獲得某種產品，大多數(shù)發(fā)酵工業(yè)都是純種培養(yǎng)過程，要求培養(yǎng)基、通入的空氣和發(fā)酵設備必須無菌，而微生物廣發(fā)分布，為了保證正常生產不受雜菌的干擾，發(fā)酵生產中必須進行滅菌操作。n 滅菌(sterilization):用化學或物理方法殺死物料或設備中所有有生命物質的過程。n 消毒(disinfection):用物理或化學方法殺死空氣、地表以及容器和器具表面的微生物。 n 除菌(degermation): 用過濾方法除去空氣或液體中的微生物及其孢子。 n 防腐(antisepsis): 用物理或化學方法殺死或抑制微生物的生長和繁

16、殖 。n 清潔：清除物品上的一切污漬。消毒相對的，不一定達到無菌的要求 滅菌絕對的，一定達到無菌的要求。在發(fā)酵生產中，為什么要進行滅菌操作？ 1.由于雜菌的污染，使生物反應中的基質或產物因雜菌的消耗而損失，造成生產能力的下降； 2、由于雜菌所產生的一些代謝產物，或在染菌后改變了培養(yǎng)液的某些理化性質，使產物 的提取和分離變得困難，造成收率降低或使產品的質量下降；3、雜菌會大量繁殖，會改變反應介質的PH值，從而使生物反應發(fā)生異常變化；4、雜菌可能會分解產物，從而使生產過程失敗；5、發(fā)生噬菌體污染，微生物細胞被裂解，而使生產失敗，等等實驗室常規(guī)高壓蒸汽滅菌的條件是（   

17、;） A  135140，515秒  B 72、15秒 C 121，30分鐘  D 100，5小時 5.使用高壓鍋滅菌時，打開排汽閥的目的是（ ） A  防止高壓鍋內壓力過高，使培養(yǎng)基成分受到破壞  B  排盡鍋內有害氣體 C  防止鍋內壓力過高，造成滅菌鍋爆炸  D  排盡鍋內冷空氣   9.干熱法常用于( 

18、;      )滅菌。  A  鹽溶液   B  細菌培養(yǎng)基   C 油料物質   D  醫(yī)院的毛毯  紫外線輻射主要作用于微生物的(      )。  A 糖類 B 酶類 C 核酸 D 細

19、胞壁  實驗室常見的干熱滅菌手段有   _和_；而對牛奶或其他液態(tài)食品一般采用 _滅菌，其溫度為_ ，時間為_。 進行濕熱滅菌的方法有_、_、_、_。應注意的問題：（1）滅菌時間取決于污染程度(N0)滅菌程度(Nt) ；（2）滅菌程度即殘留菌數(shù)，如果要求完全滅菌，即Nt0，則t接近于無窮大，這在事實上是不可能的。故在工程上進行滅菌設計時常以Nt103。也就是每處理1000批培養(yǎng)基只允許一次失敗作為計算的依據(jù)。（3）滅菌速率常數(shù)K是判斷微生物受熱死亡難易程度的基本依據(jù)，隨物種和滅菌溫度而異。在相同溫度下，k值越小，微生物越耐熱

20、。（4）同一種微生物在不同滅菌溫度下，k值不同，滅菌溫度越低，K值越小，滅菌溫度越高，K值越大。影響培養(yǎng)基滅菌的因素1.培養(yǎng)基成份 油脂、糖類及一定濃度的蛋白質會提高微生物的耐熱性。高濃度有機物會在細胞周圍形成一層薄膜，影響熱的傳入，所以滅菌溫度高些。 2.培養(yǎng)基的物理狀態(tài) 培養(yǎng)基的物理狀態(tài)顆粒大小。3.PH值4.培養(yǎng)基中微生物數(shù)量 微生物數(shù)量越多，滅菌需要的時間越長，滅菌難度越大。5.微生物細胞中含水量 微生物含水量越高，細胞內的蛋白質凝固溫度越低，越容易受熱而喪失生命力。6.微生物細胞的菌齡 年輕細胞含水量高，年老細胞含水量低，所以年老細胞不容易被殺死。7.微生物的耐熱性不同微生物的耐熱性

21、不同，細菌芽孢最強，營養(yǎng)體最弱，放線菌、霉菌比細菌營養(yǎng)體要強。1.在培養(yǎng)基滅菌時，為了即達到滅菌的目的，又不破壞營養(yǎng)成分應采取什么方法？2.在工程上進行滅菌設計時常把Nt計為什么值？ 答：在工程上進行滅菌設計時常以Nt103。也就是每處理1000批培養(yǎng)基只允許一次失敗作為計算的依據(jù)。 3.溫度越高，細菌的K值越高4.T一定，K值不變5.同一種細菌的K值是固定的。6.培養(yǎng)基pH愈低，滅菌所需時間愈短 答：pH6.0-8.0，微生物最耐熱；pH<6.0，H+易滲入微生物細胞內，改變細胞的生理反應促使其死亡。培養(yǎng)基pH愈低，滅菌所需時間愈短例2某發(fā)酵罐內裝40m3培養(yǎng)基，采用連續(xù)滅菌，滅菌溫度

22、為1310C，原污染程度為每1ml含有2×105個雜菌，已知1310C時滅菌速度常數(shù)為15min-1，求滅菌所需的維持時間。解：C0=2×105(個/ml) Ct=0.001/(40×106)=2.5×10-11(個/ml) t=2.303/klg(C0/Ct)=2.303/15×lg(2×105)/(2.5×10-11) =2.37 min種子和擴大培養(yǎng)：將保存于砂土管、冷凍干燥管、斜面中處于休眠狀態(tài)的生產菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng)過搖瓶及種子罐逐級擴大培養(yǎng)而獲得一定數(shù)量和質量的純種過程，稱為種子擴大培養(yǎng)，這些純種培養(yǎng)物

23、稱為種子。s影響種子質量的主要因素有那些？菌種擴大培養(yǎng)的關鍵就是搞好種子罐的擴大培養(yǎng)，影響種子罐培養(yǎng)的主要因素包括營養(yǎng)條件、培養(yǎng)條件、染菌的控制、種子罐的級數(shù)和接種量控制等等。1)培養(yǎng)基：對于某一菌種和具體設備條件來說，最適宜的培養(yǎng)基成分配比完全應該進行多因素的優(yōu)選，通過對比試驗去確定，從而最大地發(fā)揮菌種的特性，提高產量。2)種齡與接種量：種子罐中培養(yǎng)的菌種開始移入下一級種子罐或發(fā)酵罐的培養(yǎng)時間稱為種齡。通常以菌體處于生長旺盛期（對數(shù)生長期）為合適。移入的種子液體積與接種后培養(yǎng)液體積的比例即為接種量。接種量取決于菌種在發(fā)酵罐中生長繁殖速度，接種量的大小直接影響發(fā)酵周期。一般地，細菌0.51%

24、，酵母菌1015%。3)溫度：溫度直接影響微生物生長和合成酶。4)pH值：由于環(huán)境中pH值不同，微生物原生質膜（具有膠體性質）所帶的電荷也不同，從而影響微生物對營養(yǎng)物質的吸收、酶的合成及其活性、代謝途徑和細胞膜的通透性的變化。各種微生物都有自己生長與合成酶的最適pH值。在種子擴培過程中。控制pH值，不但可以保證微生物種子的很好生長，而且可以防止雜菌污染。5)通氣和攪拌：通氣可以供給大量的氧，而攪拌則能使通氣的效果更好。6)泡沫：泡沫的持久存在影響微生物對氧的吸收，妨礙二氧化碳的排出；影響設備的利用率；易招致染菌。7)染菌的控制：必須加強接種室的消毒管理工作，定期檢查消毒效果，嚴格無菌操作技術。

25、8)種子罐級數(shù)：制備種子需逐級擴大培養(yǎng)的次數(shù)。種子罐級數(shù)一般根據(jù)菌種生長特性，孢子發(fā)芽及菌體繁殖速度以及采用發(fā)酵罐體積而定。種子質量要求是什么？1)純：具體檢驗方法有(1)顯微鏡觀察；(2)斜面接入種子液進行無菌試驗，觀察有無異常菌落出現(xiàn)；(3)有些要檢查有無噬菌體2)活力旺盛：鏡檢觀察菌體形態(tài)，是否粗壯、整齊、處于分裂期3)足夠的菌體濃度：濁度測定（A640）什么是分批發(fā)酵？分批發(fā)酵是指在一封閉培養(yǎng)系統(tǒng)內含有初始限制量的基質的發(fā)酵方式，既無料的加入也無料的取出。分批補料培養(yǎng)技術，就是指在分批培養(yǎng)伊始，投入較低濃度的底物，然后在發(fā)酵過程中，當微生物開始消耗底物后，再以某種方式向培養(yǎng)系統(tǒng)中補加一

26、定的物料，使培養(yǎng)基中的底物濃度在較長時間內保持在一定范圍內，以維持微生物的生長和產物的形成，并避免不利因素的產生，從而達到提高容積產量、產物濃度和產物得率的目的。即，補料分批發(fā)酵又稱半連續(xù)發(fā)酵或半連續(xù)培養(yǎng)，是指在分批培養(yǎng)過程中，間歇或連續(xù)地補加新鮮培養(yǎng)基。什么叫連續(xù)培養(yǎng)？是指以一定的速度向發(fā)酵罐內添加新鮮培養(yǎng)基，同時以相同的速度流出培養(yǎng)液，從而使發(fā)酵罐內的液量維持恒定，使培養(yǎng)物在近似恒定狀態(tài)下生長的培養(yǎng)方法。pH  pH能夠影響酶的活性，以及細胞膜的帶電荷狀況。細胞膜的帶電荷狀況如果發(fā)生變化，膜的透性也會改變，從而有可能影響微生物對營養(yǎng)物質的吸收及代謝產物的分泌。此外，pH還會影響培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質的分解等。因此，應控制發(fā)酵液的pH。但不同菌種生長階段和合成產物階段的最適pH往往不同，需要分別加以控制。在發(fā)酵過程中，隨著菌體對營養(yǎng)物質的利用和代謝產物的積累，發(fā)酵液的pH必然會發(fā)生變化。影響pH值變化的因素是什么？在發(fā)酵過程中pH值變化決定于微生物種類、培養(yǎng)基組成和發(fā)酵條件。1)