發(fā)酵工程期末總復(fù)習(xí).doc

發(fā)酵工程期末總復(fù)習(xí)發(fā)酵工程期末總復(fù)習(xí)選擇 102判斷 52(錯的多)填空 151(在問答題范圍中)選擇填空有關(guān)于滅菌的計算看圖回答問題 17日程生活知識 和發(fā)酵相關(guān)的名字解釋 54第一組：分批培養(yǎng) 連續(xù)培養(yǎng) 補料分批培養(yǎng)1. 分批培養(yǎng)：指在一個密閉系統(tǒng)內(nèi)投入有限數(shù)量的營養(yǎng)物質(zhì)后，接入少量微生物菌種進行培養(yǎng)，使微生物生長繁殖，在特定條件下完成一個生長周期的微生物培養(yǎng)方法。2. 連續(xù)培養(yǎng)：發(fā)酵過程中一邊補入新鮮料液一邊放出等量的發(fā)酵液，使發(fā)酵罐內(nèi)的體積維持恒定。達到穩(wěn)態(tài)后，整個過程中菌的濃度，產(chǎn)物濃度，限制性基質(zhì)濃度都是恒定的。3. 補料分批培養(yǎng)：介于分批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)之間的培養(yǎng)方法。在微生物或動植物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，隨著營養(yǎng)物質(zhì)消耗，間歇或連續(xù)地添加營養(yǎng)成分或新鮮培養(yǎng)基，但不同時收獲培養(yǎng)液。第二組：種齡 雙種 倒種 種子擴大培養(yǎng)1. 種齡：指種子罐中培養(yǎng)的菌體從接種開始到移入下一級種子罐或發(fā)酵罐時的培養(yǎng)時間。2. 雙種：兩個種子罐種子接種到一個發(fā)酵罐中。3. 倒種：一部分種子來源于種子罐，一部分來源于發(fā)酵罐。4. 種子擴大培養(yǎng)：指保存在砂土管中、冷凍干燥管中處于休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，在經(jīng)過扁瓶或搖瓶及種子罐逐級放大培養(yǎng)而獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種培養(yǎng)物的過程。第三組：C源 N源 前體 產(chǎn)物促進劑 生長因子1. C源：是合成目的產(chǎn)物所必需的碳成分。碳源物質(zhì)為細(xì)胞提供能源，組成菌體細(xì)胞成分的碳架，構(gòu)成代謝產(chǎn)物。2. N源：把從外界吸入的氮素化合物或氮氣，稱為該生物的氮源。氮源物質(zhì)構(gòu)成菌體細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)，為微生物提供能源，合成含氮代謝物。3. 前體：在微生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。4. 產(chǎn)物促進劑：是指那些非細(xì)胞生長所必須的營養(yǎng)物，又非前體，但加入后卻能提高產(chǎn)量的添加劑。5. 生長因子：微生物正常代謝必不可少的微量有機物質(zhì)。第四組：臨界溶氧濃度 呼吸強度 比耗氧速度1. 臨界溶氧濃度：指不影響菌的呼吸所允許的最低氧濃度。2. 呼吸強度：是植物體新陳代謝強弱的一個重要指標(biāo)，它是指單位面積或單位重量的植物體，在單位時間內(nèi)所吸收的氧或釋放的二氧化碳量或損失的干重。3. 比耗氧速度：單位重量的細(xì)胞在單位時間內(nèi)消耗氧的量。第五組：抑泡劑 破泡劑 發(fā)酵熱1. 抑泡劑：是發(fā)泡前預(yù)先添加而阻止發(fā)泡的添加劑。2. 破泡劑：是加到已形成的泡沫中，使泡沫破滅的添加劑。3. 發(fā)酵熱：發(fā)酵過程中，由于菌體對培養(yǎng)基利用而發(fā)生的生物反應(yīng)及攪拌時產(chǎn)生的摩擦等等，都會產(chǎn)生一定的熱量。同時罐壁的散熱、水分的蒸發(fā)等也帶走了一部分熱量，發(fā)酵過程中釋放出來的凈熱量稱為發(fā)酵熱。問答題 351. 發(fā)酵生產(chǎn)的分類：(1) 按發(fā)酵原料分：糖類物質(zhì)發(fā)酵、石油發(fā)酵、廢水發(fā)酵等。(2) 按發(fā)酵產(chǎn)物分：氨基酸發(fā)酵、有機酸發(fā)酵、抗生素發(fā)酵、酒精發(fā)酵、維生素發(fā)酵等。(3) 按發(fā)酵形式分：固態(tài)發(fā)酵、液體深層發(fā)酵。(4) 按發(fā)酵工藝流程分：分批發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵、補料分批發(fā)酵。(5) 按發(fā)酵過程中對氧的不同需求分：厭氧發(fā)酵、好氧發(fā)酵。2. 發(fā)酵基本過程(同簡答題)(1) 微生物分離：土樣的采取，預(yù)處理，培養(yǎng)，菌落的選擇，產(chǎn)品的鑒定。(2) 微生物富集：讓目的微生物在種群中占優(yōu)勢，使篩選變得可能。(3) 菌落的選出(4) 菌株選育i. 自然選育：一般習(xí)慣上將自然選育稱為菌種的分離純化。孢子懸液的制備平板分離挑選單菌落發(fā)酵試驗ii. 誘變育種：隨機篩選 形態(tài)篩選 理性化篩選 (5) 制備發(fā)酵培養(yǎng)基：作用：滿足菌體的生長和促進產(chǎn)物的形成。(6) 種子的擴大培養(yǎng)：斜面菌種(試管) 一級種子培養(yǎng)(搖瓶) 二級種子培養(yǎng)(種子罐) 發(fā)酵(工業(yè)發(fā)酵罐)3. 制備種子：(1) 種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：i. 細(xì)胞或菌體形態(tài)：菌絲形態(tài)、菌絲濃度和培養(yǎng)液外觀。ii. 生化指標(biāo)：種子液的糖、氮、磷的含量和pH的變化。iii. 產(chǎn)物生成量：種子液中產(chǎn)物生成量的多少間接反應(yīng)種子的生產(chǎn)能力和成熟程度。iv. 酶活力：種子液中某種酶的活力，與目的產(chǎn)物的產(chǎn)量有一定的關(guān)聯(lián)。(2) 種子擴大培養(yǎng)：指將處于休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種活化后，再經(jīng)過逐級擴大培養(yǎng)，最終獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過程。(3) 種子制備過程：i. 保藏菌種活化菌種搖瓶(孢子粉)小型種子罐ii. 二級發(fā)酵：小型種子罐(一級種子)大型種子罐(發(fā)酵罐)iii. 三級發(fā)酵：大型種子罐(二級種子)更大種子罐(發(fā)酵罐)4. 配制培養(yǎng)基(1) C源：是合成目的產(chǎn)物所必需的碳成分。碳源物質(zhì)為細(xì)胞提供能源，組成菌體細(xì)胞成分的碳架，構(gòu)成代謝產(chǎn)物。常用的碳源物質(zhì)包括糖類、脂類、有機酸、低碳醇等。(2) N源：把從外界吸入的氮素化合物或氮氣，稱為該生物的氮源。氮源物質(zhì)構(gòu)成菌體細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)，為微生物提供能源，合成含氮代謝物。常用的氮源有兩大類，即有機氮源和無機氮源。(例)玉米漿：是玉米淀粉生產(chǎn)的副產(chǎn)品，其中固體物質(zhì)含量在50%以上，是一種非常容易被微生物利用的氮源。它含有豐富的氨基酸、還原糖、P、微量元素、生長素等，還含有有機酸如乳酸，所以其pH一般在4左右。這是一種良好的氮源，例如，其中含有的磷酸肌醇對紅霉素、鏈霉素、青霉素、土霉素等的生產(chǎn)有積極的促進作用。5. 發(fā)酵過程的控制：6(1) 溶解氧：i. 如何控制通過通風(fēng)、攪拌等措施，增加溶解氧。ii. 特征曲線各種微生物的呼吸強度是不同的，并且呼吸強度是隨著培養(yǎng)液中溶解氧濃度的增加而加強，直至達到一個臨界值為止。這個臨界值稱為“臨界氧濃度”。如果不存在其他限制性基質(zhì)時，當(dāng)溶解氧濃度高于臨界值，微生物的呼吸強度保持恒定，與培養(yǎng)液中溶解氧的濃度無關(guān)；當(dāng)溶解氧濃度低于這個臨界值，微生物的呼吸強度受到溶解氧濃度影響，即隨溶解氧濃度的增加而提高，也隨溶解氧濃度的下降而下降，這時細(xì)胞的代謝活動會因溶解氧濃度的限制受到影響。(2) pH值：i. 利用緩沖液維持發(fā)酵液的pH值ii. 通過中間補料控制發(fā)酵液pH： pH低時，補加氨水 pH高時，補加(NH4)2SO4(3) 染菌的防治：i. 種子培養(yǎng)期染菌：應(yīng)將培養(yǎng)液完全棄掉。ii. 發(fā)酵前期染菌：可以降低培養(yǎng)溫度，調(diào)整補料量，用酸堿調(diào)節(jié)pH值，縮短培養(yǎng)周期。若前期染菌消耗培養(yǎng)基不是很多，可以重新滅菌，補加一些培養(yǎng)基，重新進行培養(yǎng)。iii. 發(fā)酵中期染菌：降低培養(yǎng)，減小補料，密切注意代謝情況，如果發(fā)酵單位到達一定水平可以提前放罐，或者抗生素生產(chǎn)中可以將高單位的發(fā)酵罐輸送一部分到染菌罐，抑制雜菌。iv. 發(fā)酵后期染菌：若染菌不是很多對生產(chǎn)影響不大，如果嚴(yán)重又破壞性較大，可以提前放罐。(4) 溫度的控制發(fā)酵熱(影響發(fā)酵溫度的因素)i. 分類：生物熱 攪拌熱 蒸發(fā)熱 輻射熱ii. 升、降溫度是通過發(fā)酵罐的夾套或換熱蛇管（排管）中的蒸汽或制冷劑，與發(fā)酵液進行熱交換實現(xiàn)的。(5) 泡沫的控制：i. 加入消泡劑可以減少泡沫生成。ii. 消泡劑的種類：破泡劑和抑泡劑。破泡劑是加到已形成的泡沫中，使泡沫破滅的添加劑。抑泡劑是發(fā)泡前預(yù)先添加而阻止發(fā)泡的添加劑。6. 效價(1) 概念：又稱滴度。某樣品中所含病毒(噬菌體)粒、抗體或抗原以及抗生素濃度的一種計量指標(biāo)。不同對象有不同的涵義和相應(yīng)的測定方法。(2) 抗生素的效價：抗生素的評價運用效價，其計量一般用“單位“表示。它是將已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)抗生素溶液與未知濃度的試樣溶液分別滴到豎置于混有標(biāo)準(zhǔn)供試菌株懸液的瓊脂平板上的幾個標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼小管中，邊培養(yǎng)邊擴散，經(jīng)一定時間后，測量小管周圍供試菌抑制圈的直徑，并與標(biāo)準(zhǔn)曲線作比較后即可計算出某試樣的效價。論述題 1131. 發(fā)酵生產(chǎn)工藝：菌種的培養(yǎng)培養(yǎng)基的配制滅菌擴大培養(yǎng)和接種發(fā)酵過程分離提純2. C源葡萄糖：優(yōu)點：所有微生物都能利用葡萄糖；缺點：會引起葡萄糖效應(yīng)。糖蜜：優(yōu)點：糖蜜是蔗糖生產(chǎn)的副產(chǎn)物，是工業(yè)上物美價廉的原料。缺點：除糖分外，含有較多的雜質(zhì)，許多都會對發(fā)酵產(chǎn)生不利影響，需要進行預(yù)處理。淀粉、糊精：優(yōu)點：來源廣泛、價格低、可以解除葡萄糖效應(yīng)；缺點：難利用、發(fā)酵液比較稠。3. N源無機氮源：特點：