發(fā)酵工程期中試卷發(fā)酵工程期中試卷 班級班級：14 生物技術(shù) 1 班姓名姓名:劉若夢學(xué)號學(xué)號：201414050139 一、一、名詞解釋（每題名詞解釋（每題 3 分，共分，共 30 分）分） 1，發(fā)酵：利用微生物的生長繁殖和代謝活動產(chǎn)生和積累人們所需產(chǎn) 品的生物反應(yīng)過程。 2，現(xiàn)代發(fā)酵工程：是將 DNA 重組及細(xì)胞融合技術(shù)、酶工程技術(shù)、組 學(xué)及代謝網(wǎng)絡(luò)調(diào)控技術(shù)、 過程控制優(yōu)化與放大技術(shù)等新技術(shù)與傳統(tǒng)發(fā) 酵工程融合。 3，前體：有些化合物被加入培養(yǎng)基后，能夠直接在生物合成過程中 結(jié)合到產(chǎn)物分子中去，而自身的結(jié)構(gòu)并未發(fā)生太大變化，卻能提高產(chǎn) 物的產(chǎn)量，這類小分子物質(zhì)被稱為前體。 4，無菌空氣：發(fā)酵工業(yè)應(yīng)用的無菌空氣是指通過除菌處理使空氣中 含菌量降低在一個極低的百分?jǐn)?shù)，從而能控制發(fā)酵污染至極小機(jī)會， 此種空氣稱為無菌空氣。 5， 呼吸強(qiáng)度： 指單位重量干菌體在單位時(shí)間內(nèi)所吸取的氧量， 以 QO2 表示。 6， 耗氧速率 （攝氧速率） ： 指單位體積培養(yǎng)液在單位時(shí)間內(nèi)的吸氧量， 以表示。 7，發(fā)酵動力學(xué)：研究微生物生長、產(chǎn)物合成、底物消耗之間動態(tài)定 量關(guān)系，定量描述微生物生長和產(chǎn)物形成過程。 8，連續(xù)培養(yǎng)：連續(xù)培養(yǎng)是以一定的速度向培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)添加新鮮的培 養(yǎng)基，同時(shí)以相同的速度流出培養(yǎng)液，從而使培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)培養(yǎng)液的量 維持恒定，使微生物細(xì)胞能在近似恒定狀態(tài)下生長。連續(xù)培養(yǎng)亦稱連 續(xù)發(fā)酵。 9，臨界氧濃度（Ccr） ：各種微生物對發(fā)酵液中溶解氧濃度有一個最 低要求，即不影響微生物呼吸所允許的最低溶氧濃度，這一溶解氧濃 度叫做臨界氧濃度。 10，生物反應(yīng)器：生物反應(yīng)器是利用酶或生物體（如微生物）所具有 的生物功能，在體外進(jìn)行生化反應(yīng)的裝置系統(tǒng)。 二、二、填空題（每空填空題（每空 1 分，共分，共 20 分）分） 1，接種齡一般以菌絲處于（對數(shù)生長期）為宜。 2，菌種量大小以生產(chǎn)菌種在發(fā)酵罐中的（繁殖速度）為依據(jù)。 3，酸水解法是以酸為（催化劑） ，在（高溫高壓）下將淀粉水解為葡 萄糖的方法。 4，淀粉酸水解中無機(jī)酸的用量一般為干淀粉的（0.6%0.7%） 。 5，淀粉酸水解時(shí)，糖液的精制一般采用（堿中和） 、 （活性炭脫色） 等方法。 6，檢測糖化終點(diǎn)的方法是把（無水乙醇）滴入糖化液中， （無白色沉 淀）則達(dá)到糖化終點(diǎn)。 7，發(fā)酵工業(yè)所采用的滅菌方法主要有：干熱滅菌法、濕熱滅菌法、 （射線滅菌法） 、 （化學(xué)藥品滅菌法） 、 （過濾除菌法）等。 8，工程設(shè)計(jì)中常以微生物濃度為（104m）作為空氣的污染指標(biāo)。 9， （設(shè)備滲漏）和（空氣除菌）不徹底是導(dǎo)致染菌的主要原因。 10，發(fā)酵液中溶解氧的測定方法（化學(xué)法） 、 （極譜法） 、 （壓力法） 。 11，生物反應(yīng)器的主要目標(biāo)是獲?。ǜ哔|(zhì)量） 、 （低成本）的產(chǎn)品。 三、三、簡答題簡答題。 （每題（每題 5 分，共分，共 30 分）分） 1，分批發(fā)酵的優(yōu)缺點(diǎn)。 （5 分） 答：優(yōu)點(diǎn)：操作簡單，投資少；運(yùn)行周期短；染菌機(jī)會減少；生產(chǎn)過 程、產(chǎn)品質(zhì)量較易控制。 缺點(diǎn)： 對底物類型及初始較高濃度敏感的次級代謝產(chǎn)物如一些抗生素 等就不適合用分泌發(fā)酵（生長與合成條件差別大） ；養(yǎng)分會耗竭快， 無法維持微生物繼續(xù)生長和生產(chǎn)；非生產(chǎn)時(shí)間長，生產(chǎn)率較低。 2，葡萄糖的復(fù)合反應(yīng)與哪些條件有關(guān)？（5 分） 答：葡萄糖濃度（葡萄糖值 DE） ：復(fù)合糖的生成量隨葡萄糖濃度的 增加而增加； 淀粉乳濃度：淀粉乳濃度高，水解所得的葡萄糖濃度也高，致使復(fù) 合反應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)烈，糖化液的葡萄糖純度相應(yīng)下降； 酸度和酸的種類： 不同種類的酸對于葡萄糖復(fù)合反應(yīng)催化作用不相 同，對葡萄糖復(fù)合反應(yīng)的催化作用，鹽酸最強(qiáng)，其次是硫酸、草酸； 而且隨著酸濃度的增加，復(fù)合糖的量不斷增加。 3，高效生物反應(yīng)器的特點(diǎn)。 （5 分） 答：，設(shè)備簡單，結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，能耗低； ，良好的液體混合性能,； ，較高的傳質(zhì)、傳熱速率； ，易于放大； ，具有配套而又可靠的檢測及控制儀表等。 4，空氣除菌有什么意義？（5 分） 答：生物反應(yīng)的基質(zhì)或產(chǎn)物，因雜菌的消耗而損失。造成生產(chǎn)能力 的下降； 雜菌也會產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，這就使產(chǎn)物的提取更加困難，造成得率降 低、產(chǎn)品質(zhì)量下降； 有些雜菌會分解產(chǎn)物，使生產(chǎn)失??； 雜菌大量繁殖時(shí)，會改變反應(yīng)液的 ph 值，使反應(yīng)異常； 如果發(fā)生噬菌體污染，生產(chǎn)細(xì)胞將被裂解，使生產(chǎn)失敗。 5，發(fā)酵用的無菌空氣需達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)？（5 分） 答：連續(xù)提供一定流量的壓縮空氣，VVM 一般為 0.12.0m； 空氣的壓強(qiáng)（表壓）為 0.20.4Pa； 進(jìn)入過濾器之前，空氣的相對濕度低； 進(jìn)入發(fā)酵罐的空氣溫度可比培養(yǎng)溫度高 1030； 壓縮空氣的潔凈度：在設(shè)計(jì)空氣過濾器時(shí)，一般取失敗率為 10-3 為指標(biāo)。 6，空氣預(yù)處理的目的及空氣過濾除菌的工藝流程。 （5 分） 四、四、論述題論述題。 （每題（每題 10 分，共分，共 20 分）分） 1，影響培養(yǎng)基滅菌效果的因素。 （10 分） 答：除滅菌溫度和時(shí)間外還有以下因素: 培養(yǎng)基成分：培養(yǎng)基中脂肪、糖分和蛋白質(zhì)含量越高，微 生物的熱死亡率就越慢； 培養(yǎng)基的物理狀態(tài)：固體培養(yǎng)基比液體培養(yǎng)基滅菌時(shí)間長； 培養(yǎng)基的 ph：培養(yǎng)基的 ph 愈低，滅菌所需的時(shí)間就愈短； 培養(yǎng)基中的微生物數(shù)量：培養(yǎng)基中微生物數(shù)量越多，達(dá)到 要求滅菌效果所需的滅菌時(shí)間也越長； 微生物細(xì)胞中含水量：在一定范圍內(nèi)，微生物細(xì)胞含水越 多，則蛋白質(zhì)的凝固溫度越低，也就越容易受熱凝固而喪失 生命活力； 微生物細(xì)胞的菌齡：年老細(xì)胞對不良環(huán)境的抵抗力要比年 輕細(xì)胞強(qiáng)； 微生物的耐熱性：細(xì)菌的營養(yǎng)體、酵母、霉菌的菌絲體對 熱較為敏感，而放線菌、酵母、霉菌孢子比營養(yǎng)細(xì)胞的抗熱 性要強(qiáng)，細(xì)菌芽孢的抗熱性就更強(qiáng)； 空氣排出情況：如果罐內(nèi)空氣排除不完全，則水蒸氣的壓 力不準(zhǔn)確，罐內(nèi)實(shí)際溫度比顯示溫度低，則滅菌不徹底； 攪拌：充分?jǐn)噭涌梢耘懦植克澜?，使培養(yǎng)基均勻分布， 從而使滅菌徹底； 泡沫：培養(yǎng)基產(chǎn)生的泡沫使熱量難以傳遞，不易達(dá)到微生 物致死溫度，滅菌效果不好。 2，間歇滅菌和連續(xù)滅菌優(yōu)缺點(diǎn)比較。 （10 分） 答： 滅菌 方式 優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn) 連續(xù) 滅菌 1，滅菌溫度高，可減少培養(yǎng)基 中營養(yǎng)物質(zhì)的損失 2，操作條件恒定，滅菌質(zhì)量穩(wěn) 定 3，易于實(shí)現(xiàn)管道化和自控操作 4，避免了反復(fù)的加熱和冷卻， 提高了熱的利用率 5，發(fā)酵設(shè)備利用率高 1，對設(shè)備要求高， 需設(shè)置加熱和冷卻 裝置 2，操作較麻煩 3， 染菌的機(jī)會較多 4， 不適合于含大量 固體物料的滅菌 5， 對蒸汽的要求高 間歇 滅菌 1，設(shè)備要求低，不需另外設(shè)置