1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。X發(fā)酵工程工藝原理復(fù)習(xí)思考題答案-發(fā)酵工程工藝原理復(fù)習(xí)思考題第一章思考題：1何謂次級代謝產(chǎn)物？次級代謝產(chǎn)物主要有哪些種類？次級代謝產(chǎn)物：由微生物新陳代謝所產(chǎn)生的、對一般生命活動并不必需的代謝產(chǎn)物。糖苷類、多肽類、?；?、核苷類及混雜類。2典型的發(fā)酵過程由哪幾個部分組成？原始材料：菌株；培養(yǎng)基的碳源、氮源、微量元素以及生長因子；上游過程：對菌種加以改造，提高生產(chǎn)能力或者導(dǎo)入外源基因等以獲得工程菌；發(fā)酵過程：發(fā)酵或生物轉(zhuǎn)化，是通過優(yōu)化發(fā)酵條件如溫度、營養(yǎng)、供氣量等。利用工程菌的生物合成，加工和修飾等以獲得目

2、的產(chǎn)物；下游過程：是運用生物化學(xué)、物理學(xué)方法分離、純化產(chǎn)品，最終將產(chǎn)品推向市場并獲得社會或經(jīng)濟效益。3.發(fā)酵工程的特點及微生物的共性.發(fā)酵過程的特點:-發(fā)酵過程以生物體的自動調(diào)節(jié)方式進行，數(shù)十個反應(yīng)過程能夠象單一反應(yīng)一樣，在發(fā)酵設(shè)備中一次完成。-反應(yīng)通常在常溫常壓下進行，條件溫和、能耗少，設(shè)備較簡單。原料以農(nóng)副產(chǎn)品、再生資源（植物秸桿、木屑）為主。-可生產(chǎn)復(fù)雜的化合物。-發(fā)酵過程需防止雜菌污染（設(shè)備滅菌、空氣過濾）。-除利用微生物外，還可以用動植物細胞和酶，也可以用人工構(gòu)建的遺傳工程菌進行反應(yīng)。-投資少、見效快、利潤豐厚。是生物工程制品的最后表達形式。微生物的共性：(1)對周圍環(huán)境的溫度、壓強

3、、滲透壓、酸堿度等條件有極大的適應(yīng)能力。(2)有極強的消化能力。(3)有極強的繁殖能力。第二章思考題：1發(fā)酵對微生物菌種有何要求？舉例說明。1.能在廉價原料制成的培養(yǎng)基上迅速生長，并能高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)所需的代謝產(chǎn)物。2.可在易于控制的培養(yǎng)條件下迅速生長和發(fā)酵，且所需的酶活性高。3.生長速度和反應(yīng)速度快，發(fā)酵周期短。4.副產(chǎn)物盡量少，便于提純，以保證產(chǎn)品純度。5.菌種不易變異退化，以保證發(fā)酵生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。6.對于用作食品添加劑的發(fā)酵產(chǎn)品以及進行食品發(fā)酵，其生產(chǎn)所用菌種必須符合食品衛(wèi)生要求。2什么叫自然突變和誘發(fā)突變？誘變育種的實質(zhì)是什么？自然突變：環(huán)境因素的影響，DNA復(fù)制過程的偶然錯誤等而

4、導(dǎo)致，一般頻率較低，通常為10-6-10-9。誘發(fā)突變：某些物理、化學(xué)因素對生物體的DNA進行直接作用，突變以較高的頻率產(chǎn)生。誘變育種原理：點突變:堿基對置換和移碼突變?nèi)旧w畸變:在染色體上發(fā)生大的變化，如斷裂、重復(fù)、缺失、易位和染色體數(shù)目變化等結(jié)構(gòu)變化。3何為轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、DNA體外重組技術(shù)？舉例說明在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用。轉(zhuǎn)化(transformation)：（游離DNA分子+感受態(tài)細胞）從供體（提供DNA的細胞）細胞中取出遺傳物質(zhì)，通過對受體（獲得DNA的細胞）細胞的培養(yǎng)處理，使供體的DNA片段進入受體細胞內(nèi)，與受體細胞的DNA重新組合而獲得變種的一種育種方法。轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)

5、：（由噬菌體介導(dǎo)）由噬菌體作媒介，將一個細胞的遺傳物質(zhì)傳遞給另一個細胞，從而獲得高產(chǎn)變種的一種育種方法。DNA體外重組技術(shù)(invitrorecombinationDNAtechnology)根據(jù)需要用人工方法取得供體DNA上的基因，在體外重組于載體DNA上，再轉(zhuǎn)移入受體細胞，使其復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯，表達出供體原有的遺傳性狀。4何為營養(yǎng)缺陷型？舉例說明營養(yǎng)缺陷型的篩選方法。營養(yǎng)缺陷型（auxotroph）：一種缺乏合成其生存所必須的營養(yǎng)物（包括氨基酸、維生素、堿基等）的突變型，只有從周圍環(huán)境或培養(yǎng)基中獲得這些營養(yǎng)或其前體物（precursor）才能生長。常用X表示。5如何篩選抗性突變株？抗生素抗

6、性突變：將菌種誘變處理，用含有某種藥物的培養(yǎng)基挑選抗性突變體，野生的敏感菌不能在這種培養(yǎng)基上生長。用梯度平板法。抗噬菌體菌株選育：誘變后用高濃度噬菌體平板篩選抗性菌株。條件抗性突變：溫度敏感突變。6菌種保藏目的與核心是什么？產(chǎn)孢子的微生物適宜用何種保藏方法？目的:保證菌種不發(fā)生遺傳變異、無污染和保持活力。核心：人工創(chuàng)造條件（如低溫、干燥、缺氧、和缺乏營養(yǎng)物質(zhì)），使菌種的代謝活動處于不活動狀態(tài)。1酵母菌：一般采用定期移植斜面低溫保藏法，將酵母接種于麥芽汁瓊脂斜面上，放置低溫處，每隔幾個月移植一次。也可采用石蠟油封藏法。2霉菌：采用砂土管保藏法。此法特別適宜于產(chǎn)孢子或芽孢的微生物。3細菌和放線菌：

7、一般細菌采用凍干法為佳，放線菌可采用凍干法和砂土管法保藏。7造成菌種退化的原因是什么？生產(chǎn)中如何防止菌種的退化？菌種退化的原因：保藏方法不妥、保藏操作不當、傳代不當、培養(yǎng)基不適、回復(fù)突變。防止菌種退化的措施從菌種選育方法上考慮1)進行充分的后培養(yǎng)及分離純化2)增加突變位點，減少基因回復(fù)突變的幾率從菌種保藏方式上考慮1)盡量減少傳代次數(shù)2)選擇適宜的保藏培養(yǎng)基從菌種培養(yǎng)適宜條件上考慮1)結(jié)構(gòu)類似物抗性菌株在保藏培養(yǎng)基中應(yīng)添加相應(yīng)藥物及時淘汰回復(fù)突變細胞。2)基因工程菌添加抗生素于培養(yǎng)基中防止質(zhì)粒的丟失。從菌種管理的措施上考慮:復(fù)壯1）定期對保藏菌種分離純化，淘汰已退化細胞；2）定期對發(fā)酵液進行分

8、離篩選8何為菌種的復(fù)壯？指對已經(jīng)退化的菌種，設(shè)法淘汰衰退的個體，使其恢復(fù)原來的優(yōu)良特性。9培養(yǎng)基有哪些類型？各有何種用途？發(fā)酵工業(yè)上使用最廣的是哪種類型？培養(yǎng)基的類型及功能培養(yǎng)基按其組成物質(zhì)的純度、狀態(tài)、用途可分為三大類型（一）、按純度合成培養(yǎng)基:原料其化學(xué)成分明確、穩(wěn)定適合于研究菌種基本代謝和過程的物質(zhì)變化規(guī)律培養(yǎng)基營養(yǎng)單一，價格較高，不適合用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)培養(yǎng)大腸桿菌常用培養(yǎng)基M培養(yǎng)基(1L)：Na2HPO46g，KH2PO43g，NaCl0.5g，NH4Cl1g，MgSO4.7H2O0.5g，CaCl20.011g，葡萄糖2-10g,pH7.0天然培養(yǎng)基:采用天然原料原料來源豐富(大多

9、為農(nóng)副產(chǎn)品)、價格低廉、適于工業(yè)化生產(chǎn)原料質(zhì)量等方面不加控制會影響生產(chǎn)穩(wěn)定性半合成培養(yǎng)基:配制方便，成本低多數(shù)微生物均能在此類培養(yǎng)基上生長，適用于實驗和大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)（二）、按狀態(tài)固體培養(yǎng)基:適合于菌種和孢子的培養(yǎng)和保存，也廣泛應(yīng)用于有子實體的真菌類，如香菇、白木耳等的生產(chǎn)。半固體培養(yǎng)基:即在配好的液體培養(yǎng)基中加入少量的瓊脂，一般用量為0.5%0.8%，主要用于微生物的鑒定。液體培養(yǎng)基:80%90%是水，其中配有可溶性的或不溶性的營養(yǎng)成分，是發(fā)酵工業(yè)大規(guī)模使用的培養(yǎng)基。（三）、按用途（從發(fā)酵生產(chǎn)應(yīng)用考慮）培養(yǎng)基按其用途可分為孢子培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基三種。10如何確定培養(yǎng)基的組成和進行

10、培養(yǎng)基優(yōu)化？1培養(yǎng)基的配制原則根據(jù)不同微生物的營養(yǎng)需要配制確定合適的碳氮比，一般100:0.22.0控制pH條件控制氧化還原電位根據(jù)原料特點確定配比2培養(yǎng)基設(shè)計的步驟根據(jù)前人的經(jīng)驗和培養(yǎng)基成分確定時一些必須考慮的問題，初步確定可能的培養(yǎng)基成分；通過單因子實驗最終確定出最為適宜的培養(yǎng)基成分；用多因子實驗設(shè)計方法確定各成分的最適濃度。如：均勻設(shè)計、正交實驗設(shè)計、響應(yīng)面分析等。3.搖瓶水平到反應(yīng)器水平的配方優(yōu)化搖瓶、反應(yīng)器培養(yǎng)基研究的兩個層次搖瓶培養(yǎng)基設(shè)計的第一步反應(yīng)器最終的優(yōu)化的基礎(chǔ)配方11.淀粉糖的制備方法？哪種方法制備的淀粉糖質(zhì)量好？酸水解法，酸酶法，雙酶法12糖蜜可直接用作發(fā)酵原料嗎？為什么

11、？除糖份外，含有較多的雜質(zhì)，其中有些是有用的，但是許多都會對發(fā)酵產(chǎn)生不利的影響，需要進行預(yù)處理。第三章復(fù)習(xí)思考題1何謂消毒、滅菌？消毒可以達到滅菌的目的嗎？消毒：指用物理或化學(xué)方法殺死物料、容器、器具內(nèi)外的病原微生物。滅菌：指用物理或化學(xué)方法殺死或除去環(huán)境中所有微生物。2滅菌的方法主要有哪幾種？其滅菌原理何在？發(fā)酵工業(yè)中為何應(yīng)用最廣的是濕熱滅菌？工業(yè)生產(chǎn)上的滅菌方法有加熱滅菌、化學(xué)藥劑滅菌、射線滅菌等。干熱滅菌：火焰滅菌、烘箱滅菌加熱滅菌濕熱滅菌：巴氏滅菌、間歇滅菌、高壓蒸汽滅菌3何謂微生物的熱阻？高溫短時滅菌法（HTST）的理論基礎(chǔ)是什么？一般微生物都有一個最適生長溫度范圍，有一個維持生命活

12、動的溫度范圍。當環(huán)境溫度超過維持生命活動的最高限溫度時，微生物就會死亡。殺死微生物的極限溫度稱為致死溫度。在致死溫度下，殺死全部微生物所需要的時間稱為致死時間。在致死溫度以上，溫度愈高，致死時間愈短。熱阻是指微生物在某種特定條件（主要指溫度和加熱方式）的致死時間。一般說滅菌是否徹底，是以能否殺死熱阻大的芽孢桿菌為指標。4在工業(yè)生產(chǎn)中，影響培養(yǎng)基滅菌的因素有哪些？為什么？溫度，菌體，ph值，培養(yǎng)基中的顆粒，泡沫5比較分批滅菌與連續(xù)滅菌的優(yōu)缺點，兩種滅菌方法各適用于何種場合？1連續(xù)滅菌（連消）(Continuoussterilization):是采用專一滅菌設(shè)備-連消塔，在高溫下對液體培養(yǎng)基進行短

13、時間加熱滅菌。優(yōu)點：（1）培養(yǎng)基受熱時間短（可在2030s達到預(yù)定滅菌溫度），營養(yǎng)成分破壞少；（2）質(zhì)量均勻；（3）生產(chǎn)中蒸汽負荷均衡；（4）適用于自動控制。適用條件：大規(guī)模生產(chǎn)，培養(yǎng)基中不含有固體顆粒或泡沫較少。2.分批滅菌(實消、實罐滅菌):(Batchsterilization)指將培養(yǎng)基置于發(fā)酵罐中用蒸汽加熱，達到預(yù)定滅菌溫度后，維持一定時間，再冷卻到發(fā)酵溫度，然后接種發(fā)酵。優(yōu)點：無需專一滅菌設(shè)備缺點：易發(fā)生局部過熱而破壞營養(yǎng)成分的現(xiàn)象。適用條件：當培養(yǎng)基中含有固體顆?；蚺囵B(yǎng)基有較多泡沫時，以采用分批滅菌為好。對于容積小的發(fā)酵罐，連續(xù)滅菌的優(yōu)點不明顯，而采用分批滅菌比較方便。6工業(yè)上空

14、氣除菌所用過濾介質(zhì)（如棉花、玻璃纖維、活性炭等）的濾孔遠大于菌體，為何也能達到除菌的目的？空氣流通過這種介質(zhì)過濾層時，借助慣性碰撞、攔截滯流、靜電吸附、擴散等作用，將其塵埃和微生物截留在介質(zhì)層內(nèi)，達到過濾除菌目的。7過濾效率受哪些因素影響？如何提高除菌效率？提高除菌效率的主要措施有以下幾方面：A減少進口空氣的含菌數(shù)B設(shè)計和安裝合理的空氣過濾器，選用除菌效率高的過濾介質(zhì)。C設(shè)計合理的空氣預(yù)處理設(shè)備，以達到除油、水和雜質(zhì)的目的。D降低進入空氣過濾器的空氣相對濕度，保證過濾介質(zhì)在干燥狀態(tài)下工作。第四章復(fù)習(xí)思考題1在分批發(fā)酵中，按細胞生長和產(chǎn)物生成的關(guān)系可分為哪幾種類型？舉例說明。分批培養(yǎng)中的產(chǎn)物形成

15、：型：生長偶聯(lián)產(chǎn)物生成菌體生長、碳源利用和產(chǎn)物形成幾乎在相同時間出現(xiàn)高峰。產(chǎn)物形成直接與碳源利用有關(guān)。型：生長與產(chǎn)物生成部分偶聯(lián)在生長開始后并無產(chǎn)物生成，在生長繼續(xù)進行到某一階段才有產(chǎn)物生成。產(chǎn)物形成間接與碳源利用有關(guān)。型：非生長偶聯(lián)產(chǎn)物生成在生長停止后才有產(chǎn)物生成。產(chǎn)物形成與碳源利用無準量關(guān)系。2何為補料分批發(fā)酵？該法主要適用在哪些場合？指在分批培養(yǎng)中間歇地或連續(xù)地補加（流加）新鮮培養(yǎng)基的方法。3什么叫連續(xù)培養(yǎng)？提出連續(xù)培養(yǎng)的根據(jù)是什么？連續(xù)培養(yǎng)有何缺點？指在一開放系統(tǒng)中，以一定的速度向發(fā)酵罐內(nèi)連續(xù)供給新鮮培養(yǎng)基，同時以相同速度將含有微生物和產(chǎn)物的培養(yǎng)液從發(fā)酵罐內(nèi)放出，從而使發(fā)酵罐內(nèi)液量維持

16、恒定，使培養(yǎng)物在近似恒定狀態(tài)下生長和進行代謝活動的方法。Fin=Fout0（有培養(yǎng)基進出發(fā)酵罐）4在單級連續(xù)培養(yǎng)中，D意味著什么？穩(wěn)定狀態(tài)，此時可通過稀釋率調(diào)節(jié)比生長速率。5什么叫比生長速率？什么叫得率系數(shù)？什么叫轉(zhuǎn)化率？比生長速率，(h-1):即單位重量菌體在單位時間內(nèi)的增量g/(gh)1.生長得率系數(shù)：是指每消耗1g(或mo1)基質(zhì)(一般指碳源)所產(chǎn)生的菌體干重(g)，即Yx/s=X/S。Productivity2.產(chǎn)物得率系數(shù)：是指每消耗1g(或mo1)基質(zhì)所合成的產(chǎn)物g數(shù)(或mol數(shù))。這里消耗的基質(zhì)是指被微生物實際利用掉的基質(zhì)數(shù)量，即投入的基數(shù)減去殘留的基質(zhì)量(S。-S)。Yp/s=

17、P/S。轉(zhuǎn)化率：往往是指投入的原料與合成產(chǎn)物數(shù)量之比第五章復(fù)習(xí)思考題1谷氨酸產(chǎn)生菌利用糖質(zhì)原料合成谷氨酸的代謝途徑中有哪些關(guān)鍵環(huán)節(jié)？糖酵解途徑，磷酸己糖途徑，三羧酸循環(huán)，二氧化碳固定反應(yīng)，乙醛酸循環(huán)，還原氨基化反應(yīng)。2作為谷氨酸產(chǎn)生菌，應(yīng)具備哪些生理特征？-酮戊二酸脫氫酶的活性微弱或缺損谷氨酸脫氫酶活力高（此活性不被低濃度產(chǎn)物谷氨酸所抑制）NADPH+H+進入呼吸鏈能力弱細胞膜對谷氨酸的通透性好。3簡述檸檬酸的積累機制，檸檬酸產(chǎn)生菌需具備什么特點？第六章復(fù)習(xí)思考題1.如何在實驗室實現(xiàn)好氧菌和兼性需氧菌的培養(yǎng)？2.實驗室中培養(yǎng)好氧菌如何提高供氧效果？3.在進行種子的擴大培養(yǎng)和發(fā)酵過程中，如何掌握

18、培養(yǎng)基的碳氮比？微生物在不同的生長階段，對碳氮比的最適要求也不一樣。一般來講，因為碳源既作為碳架參與菌體和產(chǎn)物合成，又作為菌體生長、代謝過程的能源，所以其比例也比氮源高。一般工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的碳氮比約為100：0.22.0。但在谷氨酸等含氮產(chǎn)物發(fā)酵中，因為產(chǎn)物中含氮多，所以碳氮比就要相對低些。另外，碳氮比也隨碳水化合物及氮源的種類以及通氣攪拌等條件而異，因此很難確定一個統(tǒng)一的比值。4.種子擴大培養(yǎng)過程中如何提高接種物中的含菌量？答：可采用較大數(shù)量的孢子、菌苔、濕菌體、芽孢接種，以保證種子液最終有較多菌數(shù)。5.舉例說明種齡與接種量對發(fā)酵的影響。通常接種齡以菌絲處于生命力極為旺盛的對數(shù)生長期，且培養(yǎng)

19、液中菌體量還未達到最高峰時為宜。若過于年輕的種子接入發(fā)酵罐后，往往會出現(xiàn)前期生長緩慢而使整個發(fā)酵周期延長，產(chǎn)物開始形成的時間推遲甚至?xí)蚓窟^少而在發(fā)酵罐內(nèi)結(jié)球，造成異常發(fā)酵的情況。而過老的種子則會造成生產(chǎn)能力下降，菌體過早自溶。接種量的大小決定于生產(chǎn)菌種的發(fā)酵罐中的生產(chǎn)繁殖速度。若用較大的接種量，可以縮短發(fā)酵罐中菌絲繁殖到達高峰的時間，使產(chǎn)物的形成提前到來，且在生產(chǎn)菌迅速占據(jù)整個培養(yǎng)環(huán)境時，可減少雜菌生長機會。但是，如果接種量過多，往往是菌絲生長過快，培養(yǎng)液黏度增加，造成溶解氧不足而影響產(chǎn)物的形成。6.最佳種齡和最佳代謝產(chǎn)物收獲期分別在生長曲線的哪個階段？通常接種齡以菌絲處于生命力極為旺盛的

20、對數(shù)生長期，且培養(yǎng)液中菌體量還未達到最高峰時為宜。原則：對數(shù)生長期末，細胞活力強，菌體濃度相對較大，但是最終由實驗結(jié)果定。7.種子擴大培養(yǎng)過程中的異常現(xiàn)象有哪些？菌種生長速度，過快或過慢菌絲結(jié)團菌絲粘壁菌體形態(tài)不整齊、變形。是否有污染簡單染色、革蘭氏染色異常。第七章復(fù)習(xí)思考題1.根據(jù)微生物對溫度的依賴可將微生物分為哪幾類？不同微生物的生長對溫度的要求不同，根據(jù)它們對溫度的要求大致可分為四類：嗜冷菌026，嗜溫菌1543，嗜熱菌3765，嗜高溫菌65以上2.發(fā)酵過程的溫度有無變化？為什么？有變化，因為有發(fā)酵熱等因素的影響。3.什么是發(fā)酵熱、生物熱？生物熱的產(chǎn)生受哪些因素的影響？發(fā)酵熱是發(fā)酵過程中

21、釋放出來的凈熱量。是引起發(fā)酵過程溫度變化的原因。生物熱是生物氧化過程放出的熱生物熱隨菌種和培養(yǎng)條件不同而不同。一般菌種活力強，培養(yǎng)基豐富，菌體代謝旺盛，產(chǎn)生熱量多。同一種微生物呼吸作用比發(fā)酵作用產(chǎn)生熱量多。4.生物熱的大小與哪些因素有關(guān)？發(fā)酵過程的產(chǎn)熱具有強烈的時間性，即在不同培養(yǎng)階段，菌體呼吸作用和發(fā)酵作用強度不同，所產(chǎn)生的熱量不同。在發(fā)酵初期，菌體處在適應(yīng)期，菌數(shù)少，呼吸作用緩慢，產(chǎn)生熱量少。當菌體處在對數(shù)生長期，菌體繁殖快，代謝旺盛，菌體濃度也大，產(chǎn)生熱量多。特別是從對數(shù)生長轉(zhuǎn)入平衡期時，菌體濃度大，代謝旺盛，產(chǎn)生熱量最多。發(fā)酵后期，微生物已基本停止繁殖，逐步衰老，產(chǎn)生的熱量不多，溫度變

22、化不大，且逐漸減弱。5.溫度對發(fā)酵有哪些影響？溫度通過影響微生物的酶反應(yīng)速度、發(fā)酵液中溶解氧而影響發(fā)酵；溫度影響生物合成方向、酶系組成及酶的特性。溫度還影響基質(zhì)溶解度，氧在發(fā)酵液中的溶解度也影響菌對某些基質(zhì)的分解吸收。6.發(fā)酵過程溫度的選擇有什么依據(jù)？根據(jù)發(fā)酵階段選擇；根據(jù)培養(yǎng)條件選擇；根據(jù)菌體生長情況選擇。7以谷氨酸發(fā)酵為例，說明發(fā)酵溫度、pH、通氣量等環(huán)境條件對谷氨酸產(chǎn)生菌的影響。8何謂呼吸強度、攝氧率和臨界氧濃度？發(fā)酵過程中如何根據(jù)發(fā)酵需要控制溶解氧？呼吸強度：單位時間內(nèi)單位質(zhì)量的菌體所消耗的氧量攝氧率：單位時間內(nèi)單位體積的發(fā)酵液所需要的氧量。臨界氧濃度：各種微生物的呼吸強度不同，當液相

23、溶氧濃度CL較低時，QO2隨著溶氧濃度的增加而增加，當CL增大到一定時，QO2不再隨溶氧濃度的增加而變化，此時的溶氧濃度稱為臨界溶氧濃度，用Ccr表示。（課件第七章26頁）當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)。當溶解氧低于臨界值，微生物呼吸強度隨溶解氧濃度的降低而顯著下降。即細胞的代謝活動會因溶解氧濃度的限制受到影響。在好氧發(fā)酵中，一般將溶氧水平控制在臨界值以上，可避免細胞因供氧不足發(fā)生代謝異常.但并不是溶氧愈大愈好，因過度供氧操作引起能量消耗并對細胞可能產(chǎn)生傷害，溶氧太大有時反而抑制產(chǎn)物合成。9影響氧傳遞速率的因素有哪些？為什么？進行搖瓶培養(yǎng)時，如何增

24、加氧傳遞速率？攪拌，空氣線速度，發(fā)酵液的物理特性，微生物生長，消泡劑，離子強度攪拌：攪拌能把大的空氣氣泡打成微小氣泡，增加了氣-液接觸面積和接觸時間。攪拌使液體作渦流運動，延長了氣泡的運動路線，即增加了氣液的接觸時間。攪拌使發(fā)酵液呈湍流運動，從而減少氣泡周圍液膜的厚度，減少液膜阻力。攪拌使菌體分散，有利于固液傳遞中的接觸面積的增加。但過度強烈的攪拌使產(chǎn)生的剪切作用過大，對細胞的損傷增加?？諝饩€速度：KLa值隨攪拌功率PG和空氣流量的增加而增大。當增加通風(fēng)量時，空氣線速度相應(yīng)增加，從而增大溶氧（課件第七章49）發(fā)酵液的物理特性：發(fā)酵液的密度、粘度、表面張力、離子濃度的變化會影響KLa，通常當發(fā)酵

25、液濃度增大、粘度增大時，則KLa降低。因為液體粘度增大時，由于滯流液膜厚度增加，傳質(zhì)阻力就增大，同時粘度也影響擴散系數(shù)，致使通氣效率降低。微生物生長：隨著微生物的生長、發(fā)酵液中細胞濃度的增加，會使KLa值逐漸變小，同時菌絲體形態(tài)不同也明顯影響KLa值。消泡劑：由于泡沫大量形成，菌體與泡沫形成穩(wěn)定的乳濁液，影響了氧的傳遞。因而消除泡沫對溶氧有利。開始加入時會因消泡劑聚集在微生物細胞和氣泡液膜表面，增加傳質(zhì)阻力，使KLa下降，引起溶氧濃度的暫時下降。但最終會有效改善發(fā)酵液的通氣效率。離子強度：由于電解質(zhì)溶液中生成的氣泡比在水中的要小得多，因而有較大的比表面積。在相同條件下，電解質(zhì)溶液的KLa值比水

26、中的大。并隨電解質(zhì)濃度的增加，KLa值也有較大增加。10.為什么氧的供給常常是好氧發(fā)酵的限制因素？11哪些因素會導(dǎo)致發(fā)酵過程中的泡沫產(chǎn)生？生產(chǎn)上如何控制泡沫的產(chǎn)生？與通風(fēng)、攪拌的劇烈程度有關(guān)；與培養(yǎng)基所用原材料的性質(zhì)有關(guān)；與培養(yǎng)基的配比、濃度和粘度有關(guān)。與發(fā)酵過程中培養(yǎng)液的性質(zhì)及微生物的代謝有關(guān)。發(fā)酵工業(yè)上常用的消泡方法有兩種：化學(xué)消泡和機械消泡?；瘜W(xué)消泡機理當化學(xué)消泡劑加入起泡體系中，由于消泡劑本身的表面張力比較低（相對于發(fā)泡體系而言），當消泡劑接觸到氣泡表面時，使氣泡膜局部的表面張力降低，力的平衡受到破壞，此處為周圍表面張力較大的膜所牽引，因而導(dǎo)致氣泡破裂。機械消泡是一種物理作用，它靠機械

27、強烈振動及壓力變化，促使氣泡破裂，并將隨氣體排出的液體加以回收。12如何確定補糖時機？第八章復(fù)習(xí)思考題1發(fā)酵染菌對生產(chǎn)有何危害？1）抑制生產(chǎn)菌的生長2）阻止目的產(chǎn)物的產(chǎn)生3）分解產(chǎn)物4）影響產(chǎn)物的提取及質(zhì)量5）污染產(chǎn)品6）造成經(jīng)濟損失2發(fā)酵生產(chǎn)中引起染菌的原因有哪些？如何進行檢查和判斷分析？主要原因有種子帶菌、空氣系統(tǒng)染菌、設(shè)備滲漏、培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不徹底、管理和操作不當。檢查是否染菌可采用顯微鏡檢查法、平板劃線培養(yǎng)檢查法和肉湯培養(yǎng)法。同時還需從發(fā)酵過程的異常現(xiàn)象判斷是否染菌，如溶解氧水平、排氣中CO2含量、pH異常變化等，可初步判斷污染了雜菌。生產(chǎn)中防止雜菌污染的措施有哪些？原料染菌的防治對

28、于液體原料：采用連消方式。對顆粒狀淀粉質(zhì)原料或者小發(fā)酵罐，采用實消為好。而且升溫時需攪拌，或加入-淀粉酶。加強種子管理，嚴格無菌操作，種子本身帶菌是可以克服的。針對染菌原因采取具體措施。如何診斷發(fā)酵感染了噬菌體？有何防治措施？在發(fā)酵過程中若發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)成分消耗遲緩，pH異常，產(chǎn)生大量泡沫，發(fā)酵液呈粘膠狀可拔絲，產(chǎn)物減少或停止，可明顯看到細菌自溶，都說明發(fā)酵可能感染了噬菌體?？捎秒p層瓊脂平板法檢測。防治措施：嚴格活菌體排放，保持環(huán)境清潔；定期更換菌株；采用噬菌體抑制劑。第九章復(fù)習(xí)思考題1.改變發(fā)酵液過濾特性的主要方法有哪些？簡述其機理。降低液體粘度：主要采用加熱法。使用加熱法必須嚴格控制加熱溫度與時

29、間在不影響目的產(chǎn)物活性及變質(zhì)的范圍內(nèi)；另外溫度過高或時間過長，會使細胞溶解，胞內(nèi)物質(zhì)外溢，影響產(chǎn)物的分離與純化。調(diào)整pHpH值直接影響發(fā)酵液中某些物質(zhì)的電離度和電荷性質(zhì)，適當調(diào)節(jié)pH值可改善其過濾特性。對于兩性物質(zhì)，可采用等電點沉淀法。加酸可使發(fā)酵醪中的多價無機離子如Ca2+與酸形成難溶化合物或與酸形成絡(luò)合物而被除去。凝聚與絮凝凝聚凝聚作用即向膠體懸浮液中加入某種電解質(zhì)，在電解質(zhì)中異電離子作用下，膠粒的雙電層電位降低，使膠體體系不穩(wěn)定，膠體粒子間因相互碰撞而產(chǎn)生凝集的現(xiàn)象。反離子的價數(shù)越高，凝聚能力越強。Al3+Fe3+H+Ca2+Mg2+K+Na+絮凝絮凝是指在某些高分子絮凝劑存在下，基于橋架作用，使膠粒形成較大絮凝團的過程。絮凝劑是一種能溶于水的高分子聚合物，當其上面的許多鏈節(jié)分別吸附在不同的膠粒表面上產(chǎn)生橋架聯(lián)接時，就形成了較大的絮團。加入助濾劑助濾劑是一種不可壓縮的多孔微粒，它能使濾餅疏松，濾速增大。這是因為助濾劑可吸附懸浮液中大量的細微