2025年大學(xué)《生物技術(shù)》專業(yè)題庫——微生物發(fā)酵技術(shù)在飼料添加劑研究和生產(chǎn)中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題均有多個正確答案，請將正確選項的代表字母填在題干后的括號內(nèi)。多選、錯選、漏選均不得分。）1.下列哪些屬于微生物發(fā)酵產(chǎn)生的常用飼料添加劑？（）A.益生菌B.維生素B12C.蛋白酶D.檸檬酸E.淀粉2.固態(tài)發(fā)酵在飼料添加劑生產(chǎn)中具有的優(yōu)勢包括？（）A.適合生產(chǎn)顆粒狀產(chǎn)品B.節(jié)約能源，尤其在水耗方面C.容易實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)D.便于后處理和干燥E.更容易控制發(fā)酵過程均勻性3.影響微生物在液體發(fā)酵中生長和代謝的主要環(huán)境因素有？（）A.營養(yǎng)物質(zhì)組成與濃度B.溫度C.pH值D.溶解氧E.發(fā)酵時間4.下列哪些微生物常被用作生產(chǎn)飼用酶制劑的菌種？（）A.乳酸桿菌B.黑曲霉C.乳酸片球菌D.米黑毛霉E.枯草芽孢桿菌5.開發(fā)新型微生物飼料添加劑時，菌種篩選的主要依據(jù)包括？（）A.發(fā)酵產(chǎn)物產(chǎn)量高B.產(chǎn)物的特定活性強C.耐受不良環(huán)境能力強D.對目標(biāo)動物安全性高E.生產(chǎn)成本低二、填空題（每空1分，共15分）1.利用微生物的特定代謝活動，在適宜的條件下，將原料轉(zhuǎn)化為具有特定功能或高經(jīng)濟(jì)價值的______的過程，稱為微生物發(fā)酵。2.能夠直接或間接促進(jìn)動物生長，改善飼料利用率，提高動物產(chǎn)品品質(zhì)，并具有______、______等特點的物質(zhì)，統(tǒng)稱為飼料添加劑。3.益生菌通過產(chǎn)生______、______等代謝產(chǎn)物，抑制病原菌生長，并有助于維持腸道菌群平衡。4.單細(xì)胞蛋白（SCP）是指利用微生物（如細(xì)菌、酵母、真菌）生長繁殖產(chǎn)生的______、______或其組合物，作為一種蛋白質(zhì)來源。5.在微生物飼料添加劑的生產(chǎn)過程中，發(fā)酵過程的______控制是確保產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。6.從發(fā)酵液中獲得目標(biāo)產(chǎn)物的主要步驟通常包括______、提取、純化和______等。三、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.微生物發(fā)酵2.飼料酶制劑3.固態(tài)發(fā)酵4.菌種保藏5.發(fā)酵動力學(xué)四、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述益生菌對動物腸道健康的主要益處。2.簡述固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵在飼料添加劑生產(chǎn)中的主要區(qū)別。3.簡述微生物飼料添加劑生產(chǎn)中質(zhì)量檢測的主要指標(biāo)。4.簡述影響微生物飼料添加劑生產(chǎn)成本的主要因素。五、論述題（每小題10分，共20分）1.論述利用微生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)有機酸類飼料添加劑的原理、優(yōu)勢及常見的發(fā)酵菌種。2.設(shè)計一個利用酵母菌生產(chǎn)飼用維生素（如B族維生素）的簡化發(fā)酵方案，并說明需要考慮的關(guān)鍵控制點。試卷答案一、選擇題1.ABCD2.AB3.ABCDE4.BDE5.ABCDE二、填空題1.產(chǎn)品2.安全無毒無害3.有機酸抗生素4.蛋白質(zhì)脂類5.溫度pH6.預(yù)處理干燥三、名詞解釋1.微生物發(fā)酵：指利用微生物（細(xì)菌、酵母、真菌等）的特定代謝活動，在適宜的條件下，將原料轉(zhuǎn)化為具有特定功能或高經(jīng)濟(jì)價值的產(chǎn)品的生物化學(xué)過程。2.飼料酶制劑：指由微生物（如細(xì)菌、酵母、真菌）發(fā)酵生產(chǎn)，或通過化學(xué)合成方法獲得，能夠特異性催化飼料中某些大分子物質(zhì)水解或轉(zhuǎn)化的酶類制劑，用于改善飼料消化利用率或賦予飼料特定功能。3.固態(tài)發(fā)酵：指在水分含量較低（通常低于45%）的固體或半固體基質(zhì)中進(jìn)行微生物發(fā)酵的一種傳統(tǒng)發(fā)酵方式，無需或只需少量液體補料。4.菌種保藏：指采用特殊的技術(shù)和設(shè)備（如冷凍干燥、超低溫冷凍），將具有活力的微生物菌種（或其代謝產(chǎn)物）在低溫、干燥、缺氧或特殊介質(zhì)中保存，以維持其遺傳性狀穩(wěn)定和長期存活的方法。5.發(fā)酵動力學(xué)：研究微生物在生長過程中，其數(shù)量、代謝產(chǎn)物生成量、能量代謝等隨時間變化的速率和規(guī)律的科學(xué)，是定量描述發(fā)酵過程的重要工具。四、簡答題1.益生菌通過定植于腸道，與腸道內(nèi)原有菌群競爭生存空間和營養(yǎng)物質(zhì)；產(chǎn)生有機酸、細(xì)菌素等抑菌物質(zhì)，抑制病原菌生長；分泌消化酶，輔助消化吸收營養(yǎng)物質(zhì)；調(diào)節(jié)宿主免疫系統(tǒng)，增強機體免疫力；改善腸道結(jié)構(gòu)完整性等途徑，促進(jìn)動物腸道健康。2.固態(tài)發(fā)酵通常水分含量低（<45%），發(fā)酵過程主要通過擴(kuò)散進(jìn)行物質(zhì)交換，易于實現(xiàn)連續(xù)化、自動化生產(chǎn)，適合生產(chǎn)顆粒狀或特定形態(tài)的產(chǎn)品，能源和水耗較低，但過程控制難度大，均勻性難保證。液態(tài)發(fā)酵水分含量高（80-95%），物質(zhì)交換主要依靠攪拌和擴(kuò)散，易于實現(xiàn)過程參數(shù)的精確控制和監(jiān)測，便于自動化控制，但能耗較高，下游處理相對復(fù)雜。3.微生物飼料添加劑生產(chǎn)中質(zhì)量檢測的主要指標(biāo)包括：①細(xì)菌學(xué)指標(biāo)：菌種純度、活菌計數(shù)（CFU/g）、內(nèi)毒素含量等，確保產(chǎn)品安全。②活性指標(biāo)：如酶制劑的酶活力單位（如U/g）、益生菌的存活率或特定代謝活性等，確保產(chǎn)品功能。③化學(xué)成分指標(biāo)：水分含量、灰分含量、蛋白質(zhì)含量等。④毒理學(xué)指標(biāo)：進(jìn)行急性毒性試驗等，評估產(chǎn)品安全性。⑤微生物控制指標(biāo)：雜菌總數(shù)等。4.影響微生物飼料添加劑生產(chǎn)成本的主要因素包括：①菌種成本：菌種選育、保藏、擴(kuò)繁的費用。②原料成本：發(fā)酵培養(yǎng)基中碳源、氮源、無機鹽、生長因子等的價格和消耗量。③能源動力成本：發(fā)酵、干燥等環(huán)節(jié)的能耗。④設(shè)備折舊與維護(hù)成本：發(fā)酵罐、干燥設(shè)備、分離設(shè)備等的投資和運行維護(hù)費用。⑤工藝優(yōu)化程度：發(fā)酵效率、產(chǎn)率、收率的高低直接影響成本。⑥下游加工成本：提取、純化、干燥、制劑等步驟的費用。⑦管理與人工成本。五、論述題1.利用微生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)有機酸類飼料添加劑的原理是：篩選能夠高效積累特定有機酸的微生物菌種（如乳酸菌、酵母菌、霉菌等），在優(yōu)化設(shè)計的發(fā)酵條件下（營養(yǎng)基質(zhì)、溫度、pH、通氣等），利用微生物的代謝能力，將原料中的糖類、氨基酸等轉(zhuǎn)化成目標(biāo)有機酸（如乳酸、檸檬酸、蘋果酸、延胡索酸等）。其優(yōu)勢在于：①微生物來源豐富，發(fā)酵條件溫和，生產(chǎn)過程相對環(huán)保。②發(fā)酵產(chǎn)物純度高，可直接用于飼料。③生產(chǎn)成本相對較低，特別是利用廉價農(nóng)副產(chǎn)品作為原料時。④有機酸本身具有抑菌、抗球蟲、酸化環(huán)境等多種功能，作為飼料添加劑效果顯著。常見的發(fā)酵菌種包括：乳酸桿菌屬（如干酪乳桿菌、嗜酸乳桿菌）、酵母菌屬（如釀酒酵母、畢赤酵母）、曲霉屬（如黑曲霉）等。2.設(shè)計一個利用酵母菌生產(chǎn)飼用維生素B族的簡化發(fā)酵方案：*菌種選擇：選擇生長快、代謝能力強、能夠高效合成目標(biāo)維生素B族（如B1、B2、B12等）的酵母菌種，例如釀酒酵母（*Saccharomycescerevisiae*）或某些畢赤酵母（*Pichia*屬）。*培養(yǎng)基設(shè)計：以廉價易得的碳源（如葡萄糖、蔗糖、淀粉水解液）和氮源（如玉米漿、豆餅粉水解液）為主，添加必要的無機鹽、生長因子（如生物素、吡哆醇等，如果菌種自身不能合成）和微量元素。pH調(diào)至適宜范圍（如3.0-6.0，具體依菌種而定）。*發(fā)酵工藝：*菌種活化與接種：將保藏的酵母菌種進(jìn)行系列稀釋和活化，接種到種子培養(yǎng)液中，在適宜溫度下（如25-30°C）進(jìn)行培養(yǎng)，擴(kuò)大菌種數(shù)量。*主發(fā)酵：將活化后的酵母菌種接種到大型發(fā)酵罐中的生產(chǎn)培養(yǎng)基中，通入無菌空氣（需氧型酵母）或控制無氧環(huán)境（厭氧型酵母），在適宜溫度、pH和轉(zhuǎn)速條件下進(jìn)行發(fā)酵，控制發(fā)酵時間，使酵母生長至穩(wěn)定期并積累目標(biāo)維生素B族。*后處理：發(fā)酵結(jié)束后，對發(fā)酵液進(jìn)行固液分離（離心或過濾），收集含目標(biāo)產(chǎn)物的菌體或發(fā)酵液。*提取與純化：根據(jù)目標(biāo)維生素B族的性質(zhì)，采用合適的提取方法（如溶劑萃取、吸附、膜分離等）進(jìn)行初步提取，再通過純化技術(shù)（如色譜法）獲得高純度的產(chǎn)品。*干燥與制劑：將純化后的維生素B族產(chǎn)品進(jìn)行干燥處理（如噴霧干燥、冷凍干燥），制成粉狀或顆粒狀飼料添加劑。*質(zhì)量控制：對最終產(chǎn)品進(jìn)行活性