發(fā)酵期末考試復(fù)習(xí)

發(fā)酵名詞解釋：.發(fā)酵：通過微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)，產(chǎn)生和積累人們所需代謝產(chǎn)物的一切微生物培養(yǎng)過程。.發(fā)酵工藝：指工業(yè)生產(chǎn)上通過“工業(yè)發(fā)酵”來加工或制作產(chǎn)品，其對(duì)應(yīng)的加工或制作工藝。.前體：在微生物代謝產(chǎn)物的生物合成過程中，有些化合物能直接被微生物利用構(gòu)成產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)的一部分，而化合物本身的結(jié)構(gòu)沒有大的變化，這些物質(zhì)稱為前體。.熱阻：指微生物在某一特定條件下的致死時(shí)間。.對(duì)數(shù)殘留定律：指在一定溫度下，微生物受熱后，活菌數(shù)不斷減少，其減少速度隨殘留活菌數(shù)的減少而降低，且在任何瞬間，菌的死亡速率與殘存的活菌數(shù)成正比。.實(shí)消：將配制好的培養(yǎng)基放入發(fā)酵罐或其他裝置中，通入蒸汽將培養(yǎng)基和所有設(shè)備一起進(jìn)行加熱滅菌的操作過程稱為實(shí)罐滅菌。.連消：培養(yǎng)基在發(fā)酵罐外經(jīng)過一套滅菌設(shè)備連續(xù)加熱滅菌，冷卻后送入已滅菌的發(fā)酵罐內(nèi)，這種工藝過程稱為連消滅菌。.空消：無論是種子罐、發(fā)酵罐還是液氨罐、消泡罐，當(dāng)培養(yǎng)基尚未進(jìn)罐前對(duì)罐進(jìn)行預(yù)先滅菌，為空罐滅菌。.液化：用a-淀粉酶將淀粉轉(zhuǎn)化為糊精和低聚糖。.糖化：用糖化酶將糊精和低聚糖轉(zhuǎn)化葡萄糖。.種子制備：將固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)出的抱子或菌體轉(zhuǎn)入到液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，使其繁殖成大量菌絲或菌體的過程。.菌種保藏：根據(jù)菌種的生理、生化特性，人工創(chuàng)造條件使菌體的代謝活動(dòng)處于休眠狀態(tài)。.呼吸臨界氧濃度：在溶解濃度低時(shí)，呼吸強(qiáng)度隨溶氧濃度的增加而增加，當(dāng)溶氧濃度達(dá)到某一值后，呼吸強(qiáng)度不再隨溶解氧濃度的增加而變化，把此時(shí)的溶解氧濃度稱為呼吸臨界氧濃度。.溶解氧飽和度：在一定溫度和壓力下，空氣中的氧在水中的溶解度。.氧傳遞系數(shù)：比表面積與以濃度差為推動(dòng)力的氧傳質(zhì)系數(shù)的乘積。.分批發(fā)酵：指一次性投入料液，發(fā)酵過程中不補(bǔ)料，一直到放罐。.補(bǔ)料分批發(fā)酵：指在發(fā)酵過程中一次或多次補(bǔ)入含有一種或多種營(yíng)養(yǎng)成分的新鮮料液，以達(dá)到延長(zhǎng)發(fā)酵周期，提高產(chǎn)量的目的。.連續(xù)發(fā)酵：指在特定的發(fā)酵設(shè)備中進(jìn)行的，一邊連續(xù)不斷地輸入新鮮無菌料液，同時(shí)一邊連續(xù)不斷地放出發(fā)酵料液。.發(fā)酵工程：是利用微生物生長(zhǎng)速度快、生長(zhǎng)條件簡(jiǎn)單及代謝過程特殊等特點(diǎn)，在適合條件下采用現(xiàn)代化工程技術(shù)手段，由微生物的某些特定功能生產(chǎn)出人類需要的產(chǎn)品。.生物技術(shù)：是利用生物系統(tǒng)、活生物體及其衍生物，為特定用途而生產(chǎn)或改良產(chǎn)品或過程的技術(shù)。.代謝控制發(fā)酵技術(shù)：即將微生物通過人工誘變，獲得代謝發(fā)生改變的突變株，在控制條件下，選擇性地大量生產(chǎn)某種人們所需要的產(chǎn)品。填空題1、發(fā)酵檢控系統(tǒng)：①測(cè)定元件：能靈敏地感受被測(cè)變量并作出響應(yīng)的元件②控制部分：將測(cè)定元件測(cè)出的各種參數(shù)信號(hào)與預(yù)先確定值進(jìn)行比較，輸出信號(hào)指令執(zhí)行元件進(jìn)行調(diào)整控制。③執(zhí)行元件：接受控制部分的指令開啟或關(guān)閉有關(guān)閥門、泵、開關(guān)等調(diào)節(jié)控制機(jī)構(gòu)，使有關(guān)參數(shù)達(dá)到預(yù)定位置2、發(fā)酵過程的自動(dòng)控制：反饋、前饋、自適應(yīng)控制3、厭氧固體發(fā)酵設(shè)備有：發(fā)酵室、發(fā)酵槽（池）、發(fā)酵缸。5、好氧固體深層發(fā)酵設(shè)備：機(jī)械攪拌通風(fēng)制曲池、旋轉(zhuǎn)式固體深層發(fā)酵罐、傳送帶式固體深層發(fā)酵設(shè)備。7、發(fā)酵過程產(chǎn)生泡沫的消除方法有哪些？8、常用空氣除菌方法有：加熱殺菌、輻射殺菌、靜電吸附殺菌、介質(zhì)過濾殺菌、化學(xué)殺菌。9、微生物發(fā)酵培養(yǎng)方法主要有：分批培養(yǎng)、補(bǔ)料分批培養(yǎng)、連續(xù)培養(yǎng)、半連續(xù)培養(yǎng)四種。10、微生物生長(zhǎng)一般可以分為：調(diào)整期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期。11、發(fā)酵過程工藝控制的主要化學(xué)參數(shù)：溶解氧、PH、核酸量等.12、發(fā)酵過程控制的目的就是得到最大的比生產(chǎn)率和最大得率。13、菌種的分離和篩選一般分為：采樣、富集、分離、目的菌篩選4個(gè)步驟。14、富集培養(yǎng)目的就是讓目的菌在種群中占優(yōu)勢(shì)，使篩選變得可能。15、根據(jù)工業(yè)微生物對(duì)氧氣的需求不同，培養(yǎng)法可分為好氧培養(yǎng)和厭氧培養(yǎng)兩種。16、微生物的培養(yǎng)基根據(jù)生產(chǎn)用途主要分為：抱子、種子、發(fā)酵培養(yǎng)基。17、發(fā)酵產(chǎn)物精制常用離子交換法、色譜法、結(jié)晶法。一般大分子物質(zhì)的精制依賴色譜分離，小分子物質(zhì)的精制常用結(jié)晶操作。18、常用工業(yè)微生物可分為：細(xì)菌、酵母菌、霉菌、放線菌四大類。19、發(fā)酵過程工藝控制的代謝參數(shù)中物理參數(shù)溫度、壓力、攪拌轉(zhuǎn)速、功率輸入、流加數(shù)率和質(zhì)量等24、發(fā)酵產(chǎn)物分離過程：預(yù)處理、提取、精制25、發(fā)酵過程主要分析項(xiàng)目有：pH、排氣氧、排氣CO2和呼吸熵、糖含量、氨基氮和氨氮、磷含量、菌濃度和菌形態(tài)。26、微生物調(diào)節(jié)其代謝采用酶活性、酶合成量、細(xì)胞膜的透性。27、工業(yè)微生物菌種可以來自自然分離，也可以來自從微生物菌種保藏機(jī)構(gòu)單位獲取。28、發(fā)酵工業(yè)上常用的糖類主要有葡萄糖、糖蜜。29、工業(yè)發(fā)酵方式根據(jù)所用菌種是單一或是多種可以分為單一純種發(fā)酵和混合發(fā)酵。30、種子及發(fā)酵液進(jìn)行無菌狀況控制常用的方法：顯微鏡檢測(cè)法、酚紅肉湯培養(yǎng)基法、平板畫線培養(yǎng)法和發(fā)酵過程的異常觀察法。31、我國(guó)白酒的分類方法多樣，按香型分類白酒可分為五種，即醬香型酒，以茅臺(tái)酒為代表;濃香型，以瀘州特曲或五糧液為代表；清香型，以汾酒為代表；米香型，以桂林三花酒為代表：鳳香型，以山西西鳳酒為代表：。32、發(fā)酵產(chǎn)物提取濃縮有沉淀、吸附、膜分離、萃取四類方法。33.反應(yīng)發(fā)酵過程變化的參數(shù)①按參數(shù)的性質(zhì)：物理、化學(xué)、生物②按檢測(cè)手段：直接參數(shù)（在線檢測(cè)和離線檢測(cè)）和間接參數(shù)簡(jiǎn)答、論述題一、發(fā)酵過程的影響因素有哪些？溫度、ph值、基質(zhì)濃度如何控制？如何判斷發(fā)酵終點(diǎn)？①影響因素有：溫度、ph值、溶解氧、基質(zhì)濃度、泡沫、CO2濃度、空氣量、設(shè)備管道消毒、雜菌、罐壓等②控制：溫度一根據(jù)菌種特性、生長(zhǎng)階段及培養(yǎng)條件綜合選擇最適溫度，控制手段：熱交換。ph值一根據(jù)菌種特性、發(fā)酵各階段要求選擇最適ph值，手段：加緩沖劑、弱酸堿、氨水、通風(fēng)、變溫等?；|(zhì)濃度一根據(jù)菌體生長(zhǎng)代謝、合成途徑選擇最適補(bǔ)料時(shí)機(jī)、方式。手段：中間流加補(bǔ)料、放料③終點(diǎn)判斷：根據(jù)產(chǎn)物量、殘?zhí)恰被?、菌體形態(tài)、ph、外觀、黏度、發(fā)酵類型、成本構(gòu)成、有無異常等綜合考慮。二、連續(xù)式發(fā)酵及特點(diǎn)：①培養(yǎng)基料液連續(xù)輸入發(fā)酵罐，并同時(shí)放出含有產(chǎn)品的相同體積發(fā)酵液，使發(fā)酵罐內(nèi)料液量維持恒定，微生物在近似恒定狀態(tài)（恒定的基質(zhì)濃度、恒定的產(chǎn)物濃度、恒定的pH、恒定菌體濃度、恒定的比生長(zhǎng)速率）下生長(zhǎng)的發(fā)酵方式。②優(yōu)點(diǎn)：能維持低基質(zhì)濃度；簡(jiǎn)化了發(fā)酵罐的多次滅菌、清洗、出料，可以提高設(shè)備利用率和單位時(shí)間的產(chǎn)量；便于自動(dòng)控制；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。③缺點(diǎn)：菌種發(fā)生變異的可能性較大；易污染要求嚴(yán)格的無菌條件；工藝控制較分批發(fā)酵難度大；難以用于發(fā)酵次生代謝物的工業(yè)化生產(chǎn)。三、分批式發(fā)酵及特點(diǎn)：四、目前補(bǔ)料分批發(fā)酵已成為發(fā)酵工業(yè)中最常見的一種生產(chǎn)方式，請(qǐng)論述發(fā)酵過程中補(bǔ)料控制的目的，所補(bǔ)的物料包括哪些類型，補(bǔ)料的原則及控制策略。目的：①解除基質(zhì)過濃的抑制；②解除產(chǎn)物的反饋抑制；③解除葡萄糖分解代謝阻遏效應(yīng)物料類型：①補(bǔ)充微生物能源和碳源的需要；②補(bǔ)充菌體所需的氮源；③補(bǔ)充微量元素或無機(jī)鹽。原則：控制微生物的中間代謝，使之向著有利于產(chǎn)物積累的方向發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，在中間補(bǔ)料控制時(shí)，必須選擇恰當(dāng)?shù)姆答伩刂茀?shù)和補(bǔ)料速率?？刂撇呗裕孩俅蠖鄶?shù)補(bǔ)料分批發(fā)酵均補(bǔ)加生長(zhǎng)限制性基質(zhì)；②以經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)控制流加；③以pH、尾氣、溶氧、產(chǎn)物濃度等參數(shù)間接控制流加；④以物料平衡方程，通過傳感器在線測(cè)定的一些參數(shù)計(jì)算限制性基質(zhì)的濃度，間接控制流量；⑤用傳感器直接測(cè)定限制性基質(zhì)的濃度，直接控制流加。五、補(bǔ)料分批發(fā)酵及特點(diǎn)是指分批培養(yǎng)過程中，間歇或連續(xù)地補(bǔ)加新鮮培養(yǎng)基的培養(yǎng)方法。與傳統(tǒng)的分批發(fā)酵相比，優(yōu)點(diǎn)在于使發(fā)酵系統(tǒng)中維持很低的基質(zhì)濃度。低基質(zhì)濃度的優(yōu)點(diǎn)：（1）可以除去快速利用碳源的阻遏效應(yīng)，并維持適當(dāng)?shù)木w濃度，使不至于加劇供氧的矛盾；（2）克服養(yǎng)分的不足，避免發(fā)酵過早結(jié)束。六、簡(jiǎn)述啤酒發(fā)酵用大型露天圓柱錐型密封發(fā)酵罐的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：加速發(fā)酵，C.C.T發(fā)酵和傳統(tǒng)發(fā)酵相比，由于發(fā)酵基質(zhì)（麥汁）和酵母對(duì)流獲得強(qiáng)化，可加速發(fā)酵。廠房投資節(jié)省、冷耗節(jié)省。C.C.T發(fā)酵可依賴CIP自動(dòng)程序清洗消毒，工藝衛(wèi)生更易得到保證。缺點(diǎn)：酵母泥使用代數(shù)一般比傳統(tǒng)低（只能使用5~6代）；貯酒時(shí)，澄清比較困難（特別在使用非凝聚性酵母），過濾必須強(qiáng)化；若采用單釀發(fā)酵，罐壁溫度和罐中心溫度一致，一般5?7d以上，短期貯酒不能保證溫度一致。七、發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)：①一般操作條件比較溫和；②以淀粉、糖蜜等為主，輔以少量有機(jī)、無機(jī)氮源為原料；③過程反應(yīng)以生命體的自動(dòng)調(diào)節(jié)方式進(jìn)行；④能合成復(fù)雜的化合物如酶、光學(xué)活性體等；⑤能進(jìn)行一些特殊反應(yīng)，如官能團(tuán)導(dǎo)入；⑥生產(chǎn)產(chǎn)品的生物體本身也是產(chǎn)物，含有多種物質(zhì)；⑦生產(chǎn)過程中，需要防止雜菌污染；⑧菌種性能被改變，從而獲得新的反應(yīng)性能或提高生產(chǎn)率。八、什么是種子擴(kuò)大培養(yǎng)，其任務(wù)是什么？①指將保存在沙土管、冷凍干燥管中處休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng)過搖瓶及種子罐逐級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)，最終獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過程。②目的：1、接種量的需要2、菌種馴化3、縮短發(fā)酵周期，提高發(fā)酵設(shè)備的利用率，節(jié)省動(dòng)力消耗 ③流程：斜面菌種f一級(jí)種子培養(yǎng)f二級(jí)種子培養(yǎng)f發(fā)酵九、發(fā)酵染菌的原因有哪些？①培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不徹底、設(shè)備存在死角等；②種子帶菌、空氣過濾效率低、除菌不徹底、設(shè)備滲漏和操作問題等③冷卻盤管的滲漏、無菌室滅菌不徹底或無菌操作不理當(dāng)、糖液滅菌不徹底（特別糖液放置時(shí)間較長(zhǎng)）。④連消設(shè)備引起染菌;空氣凈化系統(tǒng)存在諸如空氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不合理、空氣過濾器介質(zhì)失效中；間補(bǔ)料染菌；十、發(fā)酵工業(yè)對(duì)菌種的要求？答：1.菌種不能是病源菌2.發(fā)酵周期短，生產(chǎn)能力強(qiáng)3.發(fā)酵過程中不產(chǎn)生或少產(chǎn)生與目標(biāo)產(chǎn)物性質(zhì)相似的副產(chǎn)物4.原料來源廣泛價(jià)格低廉，菌種能高效地將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品5.對(duì)需添加劑的前體有耐受能力，且不能將前體作為一般碳源利用6.遺傳性狀穩(wěn)定，菌種不易變異退化7培養(yǎng)條件易于控制十一、菌種選育有哪些方法？答：自然選育、雜交育種、誘變育種、基因工程育種、原生質(zhì)體融合十二、自然選育、誘變選育的概念，一般步驟，影響誘變的主要因素。①自然選育:利用微生物在一定條件下產(chǎn)生自發(fā)突變的原理，通過分離篩選排除衰退型菌株，從中選出維持或高于原有生產(chǎn)水平菌株的過程，以達(dá)到穩(wěn)定和提高生產(chǎn)能力的目的。②步驟：1.單抱子懸液制備2.稀釋及單菌落培養(yǎng)3.單菌落傳斜面4搖瓶初篩5.菌種保藏6.搖瓶復(fù)篩7.放大實(shí)驗(yàn)③誘變育種：利用物理或化學(xué)誘變劑處理均勻分散的微生物細(xì)胞群體，促進(jìn)其突變率大幅度提高，然后采用簡(jiǎn)便、高效的篩選方法，從中選出少數(shù)具有優(yōu)良性狀的突變菌株。④步驟：1.出發(fā)菌株的選擇2.誘變處理3.突變株的篩選⑤影響因素：1、出發(fā)菌的遺傳特性2、誘變劑的選擇及誘變劑量的選擇3、菌種的生理狀態(tài)4、被處理菌株的預(yù)培養(yǎng)和后培養(yǎng)條件及誘變處理時(shí)的外界條件十三、培養(yǎng)基的類型？①按培養(yǎng)基組成物質(zhì)的來源：合成培養(yǎng)基、天然培養(yǎng)基②按物理狀態(tài)：固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基 ③按工業(yè)發(fā)酵的用途：抱子培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基、發(fā)酵培養(yǎng)基、補(bǔ)料培養(yǎng)基十四、影響培養(yǎng)基質(zhì)量的因素？答：原材料質(zhì)量、水質(zhì)、培養(yǎng)基的滅菌和黏度十五、影響培養(yǎng)基滅菌的因素有哪些？答：1、溫度和時(shí)間2、培養(yǎng)基的成分3、pH4、培養(yǎng)基的物理狀態(tài)5、泡沫6、培養(yǎng)基中的微生物數(shù)量十六、比較培養(yǎng)基的間歇滅菌與連續(xù)滅菌兩種方式的優(yōu)缺點(diǎn)？①間歇滅菌優(yōu)點(diǎn)：1、不需要專門的滅菌設(shè)備2、投資少、操作簡(jiǎn)便、滅菌效果可靠3、對(duì)蒸汽的要求較低缺點(diǎn)：1、在滅菌過程中蒸汽用量變化大，造成鍋爐負(fù)荷波動(dòng)大2、加熱和冷卻時(shí)間較長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)成分有一定的損失3、罐利用率低4、不能采用高溫快速滅菌工藝②連續(xù)滅菌優(yōu)點(diǎn)：1、培養(yǎng)基受熱時(shí)間段，營(yíng)養(yǎng)成分破壞少2、熱能利用合理，適合自動(dòng)化控制3、蒸汽用量平穩(wěn) 缺點(diǎn)：1、不適用于黏度大或固形物含量高的培養(yǎng)基的滅菌2、需增加一套連續(xù)滅菌設(shè)備，投資較大3、增多了操作環(huán)節(jié)，增加了染菌幾率十七、分析過濾除菌機(jī)理與影響過濾除菌的因素，如何提高過濾除菌的效率？①機(jī)理：慣性撞擊、截留、擴(kuò)散、重力沉降、靜電吸附②影響因素：介質(zhì)直徑、介質(zhì)的濾層厚度、填充密度以及空氣流速③提高效率：1、減少進(jìn)口空氣的含菌量2、安裝合理的空氣過濾器，選用除菌效率高的過濾介質(zhì)3、設(shè)計(jì)合理的空氣預(yù)處理設(shè)備4、保證過濾介質(zhì)干燥十八、影響種子質(zhì)量的主要因素有哪些？如何控制？①因素：1、培養(yǎng)基2、培養(yǎng)條件3、種齡4、接種量②控制：1、制備培養(yǎng)基時(shí)要嚴(yán)格控制滅菌后的培養(yǎng)基質(zhì)量及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量2、選擇最適的培養(yǎng)溫度及充足的通氣量3、種齡選擇生長(zhǎng)旺盛的對(duì)數(shù)期4、采取適宜的接種量十九、菌種保藏的目的和原理是什么？主要有哪些保藏方法？①目的：保持其生產(chǎn)性能的穩(wěn)定，不污染雜菌、不死亡②原理：根據(jù)菌種的生理、生化特點(diǎn)，人工地創(chuàng)造條件，使菌種的代謝活動(dòng)處于不活潑、生長(zhǎng)繁殖受到抑制的休眠狀態(tài)。③保藏方法：1、斜面低溫保藏法2、液體石蠟封存保藏法3、固體曲保藏法4、沙土管保藏法5.冷凍干燥法6、液氮超低溫保藏法二十、什么是發(fā)酵染菌？染菌的危害？怎樣防止染菌？①在發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)除了需要培養(yǎng)的微生物外，還有其他微生物存活。②危害：1、影響產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量2、造成生產(chǎn)失敗，浪費(fèi)原材料③防止：1、提高生產(chǎn)技術(shù)水平2、強(qiáng)化生產(chǎn)過程的管理二十一、溶氧控制的意義？溶氧對(duì)發(fā)酵的影響？①意義：1、提高生產(chǎn)效率2、改善產(chǎn)品質(zhì)量②影響：對(duì)菌體的生長(zhǎng)以及對(duì)產(chǎn)物的形成二十二、影響氧傳遞的因素？影響液相體積氧傳遞系數(shù)的因素有哪些？①氧傳遞因素：1、攪拌2、空氣流速3、空氣分布管4、氧分壓5、醪液的性質(zhì)6、溫度、7、離子強(qiáng)度②液相體積氧傳遞系數(shù)因素：1、攪拌功率2、空氣流速3、發(fā)酵液物理性質(zhì)4、泡沫5、空氣分布器形式和發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)二十三、菌體濃度、基質(zhì)濃度、溫度、pH、溶解氧濃度、補(bǔ)料和泡沫對(duì)發(fā)酵的影響及其控制方法？①菌體濃度：影響發(fā)酵產(chǎn)物的生產(chǎn)率通過控制培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量②基質(zhì)濃度：影響：碳源、氮源、磷酸鹽 控制碳氮比的含量及磷酸鹽的含量③溫度：1、影響酶的活性2、影響代謝產(chǎn)物合成的方向3、影響