发酵工程完整版考试复习资料
发酵工程期末考试重点整理(终极版)
●发酵工程:以微生物、动植物细胞为生物作用剂进行工业化生产的工程,包括发酵工艺和发酵设备。
●主要研究内容:菌种选育与构建、大规模培养基和空气的灭菌、大规模细胞培养过程、细胞生长和产物形成动力学、生物反应器的优化设计和操作、发酵产品的分离纯化过程中的技术问题等.
●发酵工程原理:指导发酵产品研究与开发,发酵工厂设计与建设以及发酵生产实践的理论。
●初级代谢:是许多生物都具有的生物化学反应,蛋白质、核酸的合成等,均称为初级代谢.
●初级代谢产物:指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质,如氨基酸、多糖等。
●次级代谢:微生物以初级代谢产物为前提合成的对微生物本身的生命活动没有明确功能的物质的过程。
●自然选育:不经过人工处理,利用菌种的自然突变而进行菌种筛选的过程。
●杂交育种:将两个基因型不同的菌株经吻合使遗传物质重新组合,分离和筛选具有新性状的菌株.
●诱变育种:利用物理、化学等诱变剂处理均匀而分散的微生物细胞群,在促进其突变率显著提高的基础上,采用简便、高效的筛选方法,从中挑选出少数符合目的的突变株,以供科学实验或生产实践使用。
●原生质体融合育种:两个亲本的原生质体在高渗条件下混合,由聚乙二醇作为助融剂,使它们互相凝集,发生细胞融合,接着两个亲本基因组由接触到交换,从而实现遗传重组。
●前体:某些化合物加入发酵培养基中,能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物中去,而自身结构并没有明显变化,产物的产量却因前体的加入而有较大的提高。
●抑制剂:某些化合物可以抑制特定代谢途径的进行,使另一种代谢途径活跃,获得人们所需产物的积累。如生产甘油加抑制剂亚硫酸钠,它与代谢过程中的乙醛生成加成物。这样使乙醇代谢途径中的乙醛不能成为NADH2(还原型辅酶I)的受氢体,而使NADH2在细胞中积累,从而激活α-磷酸甘油脱氢酶的活性,使磷酸二羟基丙酮取代乙醛作为NADH2的受氢体而还原为α-磷酸甘油,其水解后即形成甘油。
发酵工程复习
1发酵工程:采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。其研究内容包括菌种选育、培养基的配置、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯(生物分离工程)等方面。
2种子扩大培养:是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后,在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。这些纯种培养物称为种子。
3菌种衰退:菌种经过长期人工培养或保藏,由于自发突变的作用而引起某些优良特性变弱或消失的现象。
4前体:指某些化合物加入到发酵培养基中,能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去,而其自身的结构并没有多大变化,但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。
5促进剂:是指那些非细胞生长所必须的营养物,又非前体,但加入后可以影响微生物的正常代谢,促进中间代谢物的积累,或提高次级代谢产物的产量。
6微生物代谢的控制:指运用人为的方法对微生物的代谢调节进行遗传改造和条件的控制,以期按照人们的愿望,生产有用的微生物制品。7生物热:生物热是生产菌在生长繁殖时产生的大量热量。培养基中碳水化合物,脂肪,蛋白质等物质被分解为CO2, NH3时释放出的大量能量。
8发酵热:所谓发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。在发酵过程中产生菌分解基质产生热量,机械搅拌产生热量,而罐壁散热、水分蒸发、空气排气带走热量。这各种产生的热量和各种散失的热量的代数和就叫做净热量。发酵热引起发酵液的温度上升。发酵热大,温度上升快,发酵热小,温度上升慢。
发酵工程复习题
发酵工程复习题
《发酵工程》期末复习题试卷结构
一、名词解释(每题2分,共6题,合计12分)二、填空题(每空0.5分,合计20分)
三、单选题(每题1分,共20题,合计20分)四、多选题(每题2分,共6题,
合计12分)
五、判断题(对的打“√”,错的打“×”,每题1分,共10题,合计10分)六、简答题(18分,3-4题)七、分析题(8分)
第一章绪论
一、掌握发酵史的六个阶段和四个转折点。
答:六阶段:1、天然发酵时期;2、纯培养技术的建立;3、通气搅拌发酵技术的建立; 4、人工诱变育种与代谢控制发酵技术的建立;5、开拓新型发酵
原料时期;6、基因工程阶段
四转折:1、纯培养;2、通气搅拌发酵;3、代谢控制;4、化学合成与微生物发酵
二、发酵工业有何特点?发酵工业的范围包括哪些?
答:特点:原料广;微生物主体;反应条件温和,易控制;产物单一,纯度高;投资少,
效益好
范围:1)以微生物代谢产物为产品的发酵工业
2)以微生物酶为产品的发酵工业 3)以微生物细胞为产物的发酵工业 4)生物转化
或修饰化合物的发酵工业 5)微生物废水处理和其他
3、掌握发酵工业生产流程的6个环节。
答:1) 生产用菌种的扩大培养(微生物菌种的选育及扩培技术);
2) 发酵培养基的配制(发酵原料的选择及预处理);
3) 培养基、发酵罐以及辅助设备的消毒灭菌(灭菌技术);
4) 将已培养好的有活性的纯菌株以一定量转接到发酵罐中(接种技术); 5) 将接
种到发酵罐中的菌株控制在最适条件下生长并形成目的产物; 6) 将产物提取精制(发
酵产物的分离提取);
发酵工程章节复习资料
发酵⼯程章节复习资料
第⼀章绪论
1、发酵及发酵⼯程的概念
1、传统发酵
最初发酵是⽤来描述酵母菌作⽤于果汁或麦芽汁产⽣⽓泡的现象,或者是指酒的⽣产过程。
2、⽣化和⽣理学意义的发酵
指微⽣物在⽆氧条件下,分解各种有机物质产⽣能量的⼀种⽅式,或者更严格地说,发酵是以有机物作为电⼦受体的氧化还原产能反应。
如葡萄糖在⽆氧条件下被微⽣物利⽤产⽣酒精并放出CO2。
3、⼯业上的发酵
泛指利⽤微⽣物制造或⽣产某些产品的过程包括:
1. 厌氧培养的⽣产过程,如酒精,乳酸等。
2. 通⽓(有氧)培养的⽣产过程,如抗⽣素、氨基酸、酶制剂等。
产品有细胞代谢产物,也包括菌体细胞、酶等。
发酵⼯程(Fermentation Biotechnology): 应⽤微⽣物学等相关的⾃然科学以及⼯程学原理,利⽤微⽣物等⽣物细胞进⾏酶促转化,将原料转化成产品或提供社会性服务的⼀门科学。
2、发酵⼯程技术的发展⼤致可分为哪⼏个阶段,每段的技术特点是什么?
1. ⾃然发酵时期:嫌⽓性发酵⽤于酒类酿造,好⽓性发酵⽤于酿醋、制曲。
2. 纯培养技术的建⽴:⼈⼯控制环境条件使发酵效率迅速提⾼。
3.通⽓搅拌好⽓发酵过程技术的建⽴:从分解代谢转为⽣物合成代谢,可以利⽤微⽣物合成积累⼤量有⽤的代谢产物。
4.⼈⼯诱变育种与代谢控制发酵⼯程技术的建⽴:遗传⽔平上控制微⽣物代谢。
5. 发酵动⼒学、发酵⼯程连续化、⾃动化⼯程:以数学、动⼒学、化⼯原理等为基础,通过计算机实现发酵过程的⾃动化控制的研究,使发酵过程的⼯艺控制更为合理。
6. 微⽣物酶反应⽣物合成与化学合成反应结合⼯程技术:可⽣产许多过去不能⽣产的有⽤物质。
发酵工程复习题
发酵⼯程复习题
发酵⼯程复习资料
第⼀章
1发酵:利⽤微⽣物再有氧或⽆氧条件下的⽣命活动来⼤量⽣产或积累微⽣物细胞、酶类和代谢产物的过程
2发酵⼯程:利⽤微⽣物的特定性状,通过现代⼯程技术,在发酵罐中⽣产有⽤物质的⼀种技术系统。
3发酵⼯程发展史:1传统发酵⼯程——经验发酵技术时期
2第⼀代发酵⼯程——纯培养发酵技术时期
3近代发酵⼯程——深层培养发酵技术时期
4 现代发酵⼯程——定向育种发酵时期
第三章
1灭菌:利⽤物理或化学的⽅法杀死或除去物料及设备中所有的微⽣物,包括营养细胞、细菌芽孢和孢⼦。
⽆机盐及微量元素
镁、磷、钠、钾、硫、钙和氯
钴、铜、铁、锰、锌、钼
MgSO4、NaCl 、NaH2PO4、K2HPO4
1.⼯业发酵对⽣产菌种的⼀般要求★
①菌种能在廉价原料制成的培养基上迅速⽣长和繁殖,并且⽣成所需的代谢产物要⾼。
②菌种可以在要求不⾼、易于控制的培养条件下迅速⽣长和发酵,且所需的酶活性⾼。
③菌株⽣长速度和产物⽣成速度应较快,发酵周期较短。
④根据代谢控制的要求,选择单产⾼的营养缺陷型突变菌株、调节突变菌株或野⽣菌株。
⑤选择⼀些不易被噬菌体感染的菌株。
⑥⽣产菌株要纯粹,不易变异退化,以保证发酵⽣产和产品质量的稳定性。
2菌种选育的概念?
菌种选育:按照⽣产的要求,根据微⽣物遗传和变异理论,⽤⾃然或⼈⼯的⽅法改造成菌种变异,再经过筛选⽽达到菌种改良的⽬的
3.⾃然选育的概念?
概念:在⽣产过程中,不经过⼈⼯诱变处理,利⽤菌种的⾃发突变,⽽进⾏菌种筛选的过程,称为⾃然选育或⾃然分离
4、⾃然选育的主要步骤?
主要步骤:标本采样、标本材料的预处理、富集培养、纯种分离、性能鉴定、菌种保藏。如果产物与⾷品制造有关,还要对菌种进⾏毒性鉴定1.选择培养分离法适合分离什么菌?
发酵工程复习题
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一、填空题常为括号后2-4字
1. 淀粉水解糖的制备可分为 酸解法、 酶解法和酸酶结合法 三种;
2. 糖酵解途径中的三个重要的关键酶是 己糖激酶、磷酸丙糖激酶、 丙酮酸激酶;
3. 甘油的生物合成机制包括在酵母发酵醪中加入 亚硫酸氢钠 与乙醛起加成反应和在 碱性 条
件下乙醛起歧化反应;
4. 微生物的吸氧量常用呼吸强度;耗氧速率两种方法来表示,二者的关系是 ;
5. 发酵热包括 生物热;搅拌热;蒸发热和 辐射热等几种热;
6. 发酵过程中调节pH 值的方法主要有添加 碳酸钙法;氨水流加法和尿素流加法;
7. 微生物工业上消除泡沫常用的方法有 化学消泡和 机械消泡两种;;
8. 一条典型的微生物群体生长曲线可分为 迟滞期、对数期; 稳定期;衰亡期四个生长时期;
9. 常用菌种保藏方法有 斜面保藏法、 沙土管保藏法、液体石蜡保藏法;真空冷冻保藏法等;
10. 培养基应具备微生物生长所需要的五大营养要素是 碳源、氮源; 无机盐; 生长因子和
水;
11. 提高细胞膜的 谷氨酸通透性,必须从控制磷脂的合成着手或者使细胞膜受损伤;
12. 根据微生物与氧的关系,发酵可分为 有需氧发酵; 厌氧发酵两大类;
13. 工业微生物育种的基本方法包括 自然选育、诱变育种; 代谢控制育种; 基因重组和定向育
种 等;
14. 肠膜明串珠菌进行异型乳酸发酵时,产物为 乳酸; 乙醇;CO2;
15. 诱导酶指存在底物时才能产生的酶,它是转录水平上调节 酶浓度的一种方式;
16. 发酵工业的发展经历了 自然发酵,纯培养技术的建立, 通气搅拌的好气性发酵技术的建立,人
食品科学技术:发酵工程考试题(题库版)
食品科学技术:发酵工程考试题(题库版)
1、单选下列关于发酵工程的说法,错误的是O
A、发酵工程的产品是指微生物的代谢产物和菌体本身
B、通过人工诱变选育新品种
C、培养基、发酵设备和菌种必须经过严格的灭菌
D、环境(江南博哥)条件的变化,不仅会影响菌种的生长繁殖,而且会影响菌体代谢产物的形成正确答案:C
2、名词解释液体发酵
正确答案:液体发酵是相对于固体和半固体发酵而言,是从培养基的状态对发酵的一个分类。当然,由于培养基状态不同也影响了发酵过程的很多因素,如发酵的条件,发酵设备等。
3、问答题优良酿造大麦的特点.
正确答案:大麦便于发芽,并产生大量的水解酶类;大麦种植遍及全球;参考解析:试题答案大麦便于发芽,并产生大量的水解酶类;大麦种植遍及全球;大麦的化学成分适合酿造啤酒;大麦是非人类食用主粮。
(1)色泽:良好大麦有光泽,淡黄;受潮大麦发暗,胚部呈深褐色;受霉菌侵蚀的大麦则呈灰色或微兰色。
(2)气味:良好大麦具有新鲜稻草香味。
(3)谷皮:优良大麦皮薄,有细密纹道。
(4)麦粒形态:以短胖者为佳。
(5)夹杂物:杂谷粒和沙土等应在2%以下。
4、名词解释基因克隆
正确答案:经无性繁殖获得基因许多相同拷贝的过程。通常是将单个基因导入宿主细胞中复制而成
5、名词解释半连续发酵
正确答案:(在补料分批培养的基础上间歇放掉部分发酵液(带放)称为半连续培养。某些品种采取这种方式,如四环素发酵)
6、单选下列营养物质中,不同时含有碳源、氮源和生长因子的是O
A.牛肉膏
B.蛋白陈
C.生物素
D.酵母粉
正确答案:C
7、名词解释诱导多能干细胞
发酵工程期末考试试题
发酵工程期末考试试题
一、选择题(每题2分,共20分)
1. 发酵工程中,微生物的代谢类型主要包括:
A. 异养需氧型
B. 异养厌氧型
C. 自养需氧型
D. 以上都是
2. 下列哪项不是发酵过程中需要控制的参数?
A. 温度
B. pH值
C. 氧气供应
D. 光照强度
3. 发酵罐中通常使用的搅拌器类型是:
A. 桨式搅拌器
B. 涡轮式搅拌器
C. 螺旋搅拌器
D. 磁力搅拌器
4. 以下哪种物质不是发酵过程中常用的碳源?
A. 葡萄糖
B. 乳糖
C. 硝酸盐
D. 淀粉
5. 以下哪个不是发酵产物的分离纯化方法?
A. 沉淀
B. 过滤
C. 超滤
D. 蒸馏
6. 发酵过程中,微生物的代谢途径可以通过以下哪种方式进行调控?
A. 基因工程
B. 环境因素
C. 酶的抑制
D. 以上都是
7. 工业发酵中,通常采用的微生物菌种包括:
A. 野生型菌种
B. 突变型菌种
C. 基因工程菌种
D. 以上都是
8. 发酵过程中,微生物的呼吸类型主要有:
A. 有氧呼吸
B. 无氧呼吸
C. 微好氧呼吸
D. 以上都是
9. 以下哪个不是发酵工程中常用的消毒方法?
A. 热消毒
B. 紫外线消毒
C. 化学消毒
D. 辐射消毒
10. 发酵过程中,pH值的控制对微生物的生长和代谢产物的合成有重要影响,其主要原因是:
A. 影响酶的活性
B. 影响微生物细胞膜的通透性
C. 影响代谢产物的溶解度
D. 以上都是
二、简答题(每题10分,共30分)
1. 简述发酵工程中常用的微生物菌种的筛选和改良方法。
2. 描述发酵过程中温度控制的重要性及其对微生物代谢的影响。
3. 阐述发酵产物的提取和纯化过程中,常用的方法及其原理。
发酵工程考试资料
工业用微生物有哪些要求?
①能够利用廉价的原料,简单的培养基,大量高效的合成产物。
②培养条件易于控制。
③生长迅速,发酵周期短。
④满足代谢控制的要求。
⑤抗噬菌体和杂菌的能力强。
⑥遗传性状稳定,菌种不易变异退化。
⑦在发酵工程中产生的泡沫要少,这对提高装料系数、提高单罐产量、降低成本有重要意义
⑧对需要添加的前体物质有耐受能力,并且不能将这些前体物质作为一般碳源利用。
⑨不是病原菌,同时在系统发育上与病原菌无关,不产生任何有害的生物活性物质,以保证安全
常用工业微生物种类有哪些?举例说明。
①细菌枯草芽孢杆菌,醋酸杆菌,乳酸杆菌,棒状杆菌,端杆菌等。用于生产淀粉酶制剂、乳酸、醋酸、氨基酸和肌苷酸等。
②酵母菌啤酒酵母,假丝酵母,类酵母等。用于酿酒、制造面包、生产酒精、酶制剂以及生产可食用、药物和饲料用酵母菌体蛋白等
③霉菌藻状菌纲的根
霉、毛酶、犁头酶,红
曲霉,曲霉、青酶等。
可用于生产多种酶制
剂、抗生素、有机酸等
④放线菌链霉菌属,
小单孢菌属和诺卡菌属
等
⑤担子菌菇类微生
物
⑥藻类螺旋藻、珊
列藻。
菌种衰退的原因有哪
些?如何防止衰退。
答;①基因突变②变异
菌株性状分离③连续传
代④其他因素
防止衰退:①控制传代
次数②选择合适的培养
条件③利用不同类型的
细胞进行传代④选择合
适的保藏方法
影响种子质量的因素有
哪些?
答:①培养基②种龄和
接种量③培养温度和湿
度④pH⑤通风和搅拌⑥
泡沫⑦染菌的控制⑧种
罐级数的决定
种子罐的级数越多好还
是越少好?
越少越好。越少越有利
于简化工艺及控制。可
减少种子罐污染杂菌的
机会、减少消毒及值班
工作量以及减少因种子
发酵工程复习题
发酵工程复习题
第一章绪论
发酵工程:利用微生物特定性状和功能,通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用于工业化生产的技术体系,是将传统发酵于现代的DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术集合并发展起来的发酵技术。
二简答题
1. 简述发酵工业的特点
2。简述发酵的一般工艺流程
(菌种制备、培养基的制备、灭菌、接种、控制发酵条件、产物的提取与精制、回收处理三废物质)。
3.上游技术:优良种株的选育和保藏(包括菌种筛选、改造,菌种代谢路径改造等)。基因工程和细胞工程(上游生物技术)
中游技术:发酵过程控制,主要包括发酵条件的调控,无菌环境的控制,过程分析和控制等
下游技术:分离和纯化产品。包括固液分离技术、细胞破壁技术、产物纯化技术,以及产品检验和包装技术等
4.发酵工程的发展
1) 1900年前,自然发酵阶段.
2) 1900—1940年,纯培养技术的建立—第一转折点
3)1940年后,深层液体通气搅拌纯种培养—第二转折点
4) 代谢控制发酵工程技术的建立-第三转折点
5)开拓发酵原料,发展发酵放大技术
6) 采用基因工程菌生产新产物
5.发酵工业的研究范畴:发酵食品,微生物菌体,酶制剂,微生物特殊机能利用,代谢产物,生物转化。
6.工业发酵的类型
对氧的需求:需氧发酵,厌氧发酵,兼性厌氧发酵
培养基物理性状:液体发酵,固体发酵(浅盘固体发酵和深层固体发酵)
发酵的工艺流程:分批发酵,连续发酵,补料分批连续发酵
第二章发酵工业菌种
要求
一名词解释
菌落,芽孢,荚膜,鞭毛,富集培养,比生长速率,连续培养,诱变育种,菌种退化,菌种的复壮。
发酵工程考试整理
发酵工程考试整理
1. 引言
发酵工程是研究微生物在繁殖、代谢和生物转
化过程中的应用技术,广泛应用于食品工业、医
药工业、化工工业等领域。发酵工程考试是对学
生在发酵工程学习中所掌握的理论知识、实践操
作和问题解决能力的考察。本文将对发酵工程考
试内容进行整理,帮助同学们更好地复习和备考。
2. 理论知识
2.1 发酵微生物
•常见发酵微生物有酵母菌、乳酸菌、曲霉菌等。其特点、分类、培养条件和应用需牢记。
•发酵微生物的生长曲线、生长速率和生长限制因素是发酵工程研究的重要内容。
•在发酵过程中,微生物会产生代谢产物,如乳酸、酒精、酸碱等,理解产物的生成途径
和影响因素很重要。
2.2 发酵罐的设计和操作
•发酵罐的设计包括体积、氧气传递、搅拌、温度、pH值等因素,掌握其设计原理和参数
调控方法。
•掌握发酵罐的清洁和消毒操作,避免污染和细菌感染。
2.3 发酵工艺
•主要发酵工艺包括批次发酵、连续发酵、半连续发酵等,了解各工艺的特点和优缺点。
•发酵工艺参数的确定是保证发酵过程顺利进行的重要步骤,涉及培养基的配方、气体供给、搅拌速度等因素。
3. 实验操作
3.1 培养基的配制
•掌握培养基中各成分的配比和消毒操作,保证培养基的质量。
•培养基的pH值的调节和测定是常见的实验操作,了解调节方法和相关仪器的使用。
3.2 各类发酵系统的操作
•批次发酵系统的操作包括发酵罐的准备、培养基的接种、参数的调控等。
•连续发酵系统的操作需要了解进料和出料的流程控制和稳定性维护。
•半连续发酵系统的操作涉及在连续发酵的基础上,添加某些原料以实现特定产物的生产。
(完整word版)《发酵工程与设备》期末复习题
《发酵工程与设备》期末复习题
1、工业发酵的发展经历了哪几个阶段?(6个阶段)
答:①自然发酵阶段;②纯培养技术的建立;③通气搅拌发酵技术的建立;④诱变技术与代谢控制发酵的建立;⑤开拓新的发酵原料时期;⑥基因工程阶段(现代发酵工业新阶段)。2、发酵工程发展过程中的三个转折点什么?
答: 纯培养技术的建立是第一个转折点,通气搅拌发酵技术的建立是第二个转折点,代谢控制发酵技术的建立是第三个转折点。
3、根据不同的分类原则,工业发酵可分为若干类型。按发酵形式、发酵培养基的物理性状、按发酵工艺流程来、按发酵过程中对氧的不同需求来区分,各有哪些?答:①发酵形式:细菌发酵、放线菌发酵、霉菌发酵、酵母发酵
②发酵培养基的物理性状:固体发酵、液体发酵、半固体发酵
③工艺流程:分批发酵、补料分批发酵、连续发酵
④对氧的需求:厌氧发酵、好氧发酵、兼性厌氧发酵
4、固体发酵、发酵热、通风比、罐压、临界氧浓度、前体、分批灭菌、种子罐级数、全挡板条件、接种龄、产物合成促进剂、连续灭菌、种子培养、、接种量、轴功率、清洁生产等概念。
固体发酵:又称固态发酵,是指微生物在湿的固体培养基上生长、繁殖、代谢的发酵过程。
发酵热:习惯上将产生的热能减去散失的热能所得的净热量称为发酵热。
通风比:
罐压:
临界氧浓度:各种微生物对发酵液中溶解氧浓度有一个最低要求,这一溶解氧浓度叫做临界氧浓度,以C浓度表示。
前体:指加入到发酵培养基中,能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去,而其自身的结构并没有多大变化,但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高的一类化合物。分批灭菌:将配制好的培养基输入发酵罐内,直接用蒸汽加热,达到灭菌要求的温度和压力后维持一定时间,再冷却至发酵要求的温度,这一工艺称为分批灭菌或实罐灭菌。
食品科学技术:发酵工程考试题(强化练习)
食品科学技术:发酵工程考试题(强化练习)
1、名词解释旋风分离
正确答案:空气除菌的装置之一,空气从切线方向进入容器,在容器内形成旋
转运动产生的离心力分离较大的微粒。
2、名词解释二级种子
正确答案:将一级种子再次扩大培养,使(江南博哥)种子达到发酵罐的接种
量
3、名词解释代谢控制发酵
正确答案:人为地改变微生物代谢调控机制,使用中间代谢产物过量积累。
4、判断题双水相萃取中,除高聚物一高聚物能形成双水相外,聚合物一无机盐也能形成双水相
正确答案:错
5、名词解释啤酒生物稳定性破坏
正确答案:在啤酒保存期内,微生物繁殖到104~105个∕m1.以上,啤酒发生口味的恶化,变成混浊和有沉淀物,此时啤酒就称“生物稳定性破坏”。
6、填空题按发酵形式来区分可将发酵分为:固态发酵和Oo
正确答案:深层液体发酵
7、判断题单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的。
正确答案:错
8、名词解释细胞破裂
正确答案:使用物理或化学的方法使细胞的细胞膜破裂
9、名词解释葡萄糖效应
正确答案:葡萄糖的分解代谢产物阻遏了分解利用乳糖等其他糖类的有关酶的合成这种阻遏”
10、名词解释深层固体发酵
正确答案:是浅盘固体发酵的一种发展,如厚层通气床,固体发酵罐等,用于工业生产。
11、判断题发酵产物的提取和精制过程也就是产物浓缩和纯化过程
正确答案:对
12、单选诱变处理时所用的出发菌细胞应处于O
A.延迟期
B.对数生长期
C.稳定期
D.衰亡期
正确答案:B
13、单选加热灭菌时,一般营养细胞的致死温度是多少度()
A.32℃
B.60℃
C.1000C
D.120o C
正确答案:B
发酵工程复习提纲
发酵工程复习提纲
《发酵工程》复习提纲
一、名词
代谢控制发酵、富集液体培养、自然选育、回复突变、分离纯化、诱变育种、结构类似物、结构类似物抗性突变株、营养缺陷型、培养基、发酵培养基、生理酸性物质、生理碱性物质、产物促进剂、种龄、倒种、双种、初级代谢产物、次级代谢产物、细胞得率系数、产物得率系数、基质的消耗比速、菌体生长比速、产物形成比速、维持消耗、稀释率、倍增时间td、Monod方程、基质的消耗速率、细胞生长速率、产物生成速率、摄氧率(oxygen uptake rate,OUR)、二氧化碳释放率(carbon dioxide excretion rate,CER)、呼吸熵(respiratory quotient,RQ)、呼吸强度、临界溶氧浓度、总糖、还原糖、氨基氮、微载体培养、灌注培养(perfusion culture)、超临界流体萃取、膜分离过程、色谱分离、凝胶色谱分离
二、论述
1.何谓发酵?生物化学和工业上的发酵有何不同?
2.何谓发酵工程?现代发酵工程的研究内容?
3.何谓初级代谢和次级代谢?举例说明初级代谢产物和次级代谢产物。
4.工业化菌种的要求?什么是代谢控制发酵?
5.讨论:生产抗生素的微生物能不能生产氨基酸?
6.自然界分离微生物的一般操作步骤?
7.从环境中分离目的微生物时,为何一定要进行富集培养?
8.菌种选育分子改造的目的?
9.什么叫自然选育?自然选育在工业生产中的意义?
10.什么是正突变?什么是负突变?什么是回复突变?
11.高产菌株是正突变高,还是负突变高?
12.什么是诱变育种?常用的诱变剂有哪些?
发酵工程期末考试复习题
发酵工程期末考试复习题
一、选择题(每题2分,共20分)
1. 发酵工程中常用的微生物包括:
A. 细菌
B. 酵母
C. 霉菌
D. 所有以上选项
2. 发酵过程中,微生物的代谢类型是:
A. 异养需氧型
B. 异养厌氧型
C. 自养型
D. 光合型
3. 下列哪个不是发酵工程中常用的发酵罐类型:
A. 搅拌罐
B. 静态罐
C. 气升罐
D. 固态发酵罐
4. 发酵过程中,pH值对微生物生长的影响是:
A. 无影响
B. 影响微生物的代谢途径
C. 影响微生物的酶活性
D. 所有以上选项
5. 发酵工程中,温度控制的重要性在于:
A. 保证微生物生长
B. 保证酶的活性
C. 保证产物的稳定性
D. 所有以上选项
6. 发酵工程中常用的灭菌方法包括:
A. 干热灭菌
B. 湿热灭菌
C. 过滤灭菌
D. 所有以上选项
7. 发酵过程中,通气的作用是:
A. 提供氧气
B. 带走代谢产物
C. 调节发酵罐内的压力
D. 所有以上选项
8. 发酵工程中,产物分离纯化的方法不包括:
A. 沉淀法
B. 离心法
C. 蒸馏法
D. 酶解法
9. 微生物发酵过程中,下列哪个因素不是影响产物产量的因素:
A. 菌种的选择
B. 发酵条件的控制
C. 培养基的成分
D. 操作人员的性别
10. 下列哪个是发酵工程中常用的微生物代谢调控方法:
A. 基因工程
B. 酶工程
C. 细胞工程
D. 组织工程
二、填空题(每空2分,共20分)
1. 发酵工程是指利用微生物的_______和_______进行生物转化的过程。
2. 发酵工程中,微生物的代谢产物包括_______、_______、_______等。
2024年高考生物复习重点、难点、热点专项解析—发酵工程
2024年高考生物复习重点、难点、热点专项解析—发酵工程
高考感知
课标要求——明考向近年考情——知规律
11.1阐明在发酵工程中灭菌是获得纯净的微生物培养物的前提。
11.2阐明无菌技术是在操作过程中,保持无菌物品与无菌区域不被微生物污染的技术。
11.3举例说明通过调整培养基的配方可有目的地培养某种微生物。
11.4概述平板划线法和稀释涂布平板法是实验室中进行微生物分离和纯化的常用方法。
11.5概述稀释涂布平板法和显微镜计数法是测定微生物数量的常用方法。
11.6举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。
11.7阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能,工业化生产人类所需产品。
11.8举例说明发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上有重要的应用价值。2023·山东培养基的成分及其功能、无菌技术、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
2023·山东泡菜的腌制、亚硝酸盐含量的测定2023·广东培养基的类型及其应用、其他微生物的分离与计数
2023·浙江培养基的类型及其应用、微生物的接种方法、解读泡菜的腌制
2023·山东果酒和果醋的制作原理
2023·北京培养基的成分及其功能、微生物的接种方法、微生物的培养与菌种保藏
2023·全国培养基的类型及其应用、无菌技术、果酒和果醋的制作原理
2023·全国蛋白质的结构及多样性、蛋白质分离的原理及方法蛋白质的提取和分离的实验操作2023·湖南基因突变、培养基的成分及其功能、动物细胞培养技术
2023·浙江果酒和果醋的制作原理、有氧呼吸和无氧
呼吸的异同
命题趋势
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一、名词解释
1传统发酵工程:通过微生物生长的繁殖和代谢活动,产
的生物反应过程。
将DNA重组细胞融合技术、酶工程技
综合对
发酵过程控制、优化及放大
指迄今所采用的微生物培养分离及培养
微生物。(特别是极端微生物)
4富集培养主要方法:是利用不同种类的微生物其生长繁
求不同,如温度、PH、培养基C/N
等,是目的微生物在最适条件下迅速生长繁殖,数量增加,
成为人工环境下
的优势种。方法:⑴控制培养基的营养成
消毒仅仅是杀死生物体或非生物体表
死营养细胞,而不能杀死细菌芽孢和
真菌孢子等,特别适合与发酵车间的环境和发酵设备、器
具的灭菌处理。灭菌杀灭所
有的生命体,因此灭菌特别适
的灭菌处理。
法及其区别:湿热灭菌法:指将物品置
高压饱和蒸汽、过热水喷淋等手段使微生
物菌体中的蛋白质、核酸发生变性而杀灭微生物的方法。
该法灭菌能力强,为热力灭菌中最有效、应用最广泛的灭
菌方法。药品、容器、培养基、无菌衣、胶塞以及其他遇
高温和潮湿不发生变化或损坏的物品,均可采用本法灭
菌。干热灭菌法:指将物品置于干热灭菌柜、隧道灭菌器
等设备中,利用干热空气达到杀灭微生物或消除热原物质
的方法。适用于耐高温但不宜用湿热灭菌法灭菌的物品灭
菌,如玻璃器具、金
属制容器、纤维制品、固体试药、液
用本法灭菌。
即在规定温度下杀死一定比例的微生物所用
8致死温度:杀死微生物的极限温
在致死
微生物所需要对
的致死时间。
制好的培养基放入发酵罐或其他装置中,
基和所用设备一起(实罐灭菌)进
行灭菌
10连续灭菌:将配制好的培养基向发酵罐等培养装置输
热、保温盒冷却等灭菌操作过程。
是指将
冷冻干燥管,沙土管中处于休眠
状
入试管斜面活化后,再经过摇瓶及种子罐
逐级扩大培养而和质量的纯种的过程
纯培养物称为种是指种子的
龄:是指种子始移入下一级
的培养是指移入的种子液体积和
影响呼吸所能允许的最低溶氧浓
13稀释度D:单位时间内连续连续流入发酵罐中的新鲜
的培养总体积的比值。
把导致菌体开始从系统中洗出时的稀
发酵过程中,引起温度变化的原因是由
于
生的净物在生长
繁殖过程中,本身产生的耗氧培养
的
发酵罐都有一定功率的做机械
运动,造成液体之间、液体与设备之间的摩擦,由此产生
。
依靠无菌压缩空气作为液体的提升力,
翻动实现混合和传质传热过程。其
特点是结构简单,无轴封,不易污染,氧传质效率高,能
耗低,安装维修方便。缺点:不适合高粘度或含大量固体
感菌体的生产。
培养基中某些成分的加入有助于
生长因子、前体。产物抑制和促进剂。
微生物生长不可缺少的微量的有机物质,不是
必需。
18前体:指加入到发酵培养基中能直接被微生物在生
物
到产物分子中去,其自身的结构并没有多
大变化,但是产物的产量却因其加入而有较大提高的一类
那些细胞生长非必需的,但加入
量的一些物质,常以添加剂的形式
20
分批发酵(序批式发酵):指一次性投料、接种直到发
留在发酵罐内。
在发酵过程中,连续向发酵罐流加培养基,
培养液。
搅拌器输入搅拌液体的功率,具
用以客服介质阻力所需用的功
率。
23供氧:指空气中的氧气从空气泡里通过气膜、气液
界
液体主指氧气从液体主流通
内。
生产菌种或选育过程中筛选出来的优良
传代和保藏之后,群体中某些生理特
征和形态特征逐渐减退或完全丧失的
现象。
25氨基酸发酵:指合成菌体蛋白质的氨基酸脱离其正
常
是对产品
使污染物
产生量、流失量和治理量达到最小,使资源充分利用。②
末端治理:把环境责任放在保护研究、管理等人员身上,
产生的污染物的
处理上,总是处于一种被动的、消极的地位。③因为工业
生产无法完全避免污染的产生,推行清洁生产的同时还需
要末端治理。
二、选择填空
1染菌概率:在实际生产过程中,要实现每批次发酵都
完
染几乎是不可能的,一般采用“染菌概率”
一般
为10-3
①细菌②放线菌③酵母菌④霉菌⑤未培养
采集样品→样品预处理→目的菌富
酵性能鉴定→菌
种保藏
层的微生物数量最多,秋季采土样
物理方法、化学方法、诱饵法。
因突变;直接原因:连续
传
菌种保藏方法:①斜面低温保藏法②砂土管保藏法
③冷
液保藏法⑥液体
石蜡保藏据微生物生理、生化特点,人为地
于不活泼、生长繁殖受抑制的
持菌种存活率②减少变异③保
持
优良性状
7液氮超低温保藏法:原理:在超低温(-130℃)状态下
延续,且不发生
加保护剂(甘油等)制成菌悬液封于安瓿管内
温速度的冻结后,贮藏在-150~-190℃液氮冰箱内;特
点:适合各类微生物①适合各类微生物②保存时间长③需
特殊设备④操作较复杂
8培养基成分:
①碳源(糖类,导致PH下降;油和脂肪,
,导致PH上升)②氮源(有机、无
量元素④水⑤生长调节物质。
⑴一般首先是通过单因子实验确定培养基成
因子实验确定培养基个组分及其适宜的浓
度;⑵响应面分析法对培养基进行优化①最陡爬坡实验
10检测染菌方法:镜检查法
②平板划线培养检
法④发酵过程异常现象观察法(溶
CO
2、粘度)。
种子带菌②过滤空气带菌③设备的
培养基霉菌不彻底⑤操作不当⑥噬
干热灭菌法,湿热灭菌法,射线灭菌法,
除菌法,火焰灭菌法
13空气除菌方法:辐射杀菌,加热杀菌,静电除菌,过
乙醇发酵;部分相关型,中间
复杂发酵类型:抗生
15DO值只是发酵与
配合起OUR:
CER:CO2
的
产品的质量和经济效
式、固定化、
指在一定的搅拌转速下,在搅拌罐中增
加而漩涡基本消
18发酵罐构件:搅拌器,挡板,空气分布器,换热装置。
罐的基本体积上升,单位发酵液
清洁生产过程,清洁产品和
理,改进生产工艺,废
20工艺技术改革方式:改变原料,改进生产设备,改革
经济效益,环境效益,社会效
,反应过程,后
23总成本费用=成本+销售费用+管理费用+财务费用
①气泡与包围着气泡的液体之
间
体分子处于层流状态,氧气以
浓度差方式透过双膜,任何一点的氧浓度
氧分压相等;②
在双膜之间的界面上,氧分压与溶于液体中的氧浓度处于
平衡状态;③氧传递过程处于稳定状态时,传递途径上各
间而变化。
为了提高分离效率,通常富集培养课增加
数量。
是为了获得大量的活力强的种子,以便
中尽可能的缩短延迟期,种子最好
是在对数生长期接种。
27. S0 为底物初始St为发酵时间为t时底物的
残留
小。
、传热及混合效
30发酵罐放大极限为100级
成本的20% ~30%
32酒精发酵原料:淀粉质原料、糖质原料、纤维质原料。
三、简答
1影响微生物耗氧因素:①微生物本身遗传特征的影响
菌龄④发酵条件⑤代谢类
影响③碳氮比对菌体代谢调节的重要性④ PH对不同
3发酵工艺过程:①用作种子扩大培养及发酵生产的各
种
基、发酵罐及其附属设备的灭菌;
③扩大培养有活性的适量纯种,以一定比例形成大量的代
谢产物;④控制最适的发酵条件使微生物生长并形成大量
的代谢产物;⑤将产物提取并精制,以得到合格的产品;
酵过程中所产生的三废物质。(P8图)
①能在廉价原料制成的培养基上生长,且
生
量高、易于回收;②生长较快,发酵周期
短;③培养条件易于控制;④抗噬菌体及杂菌污染的能力
强;⑤菌种不易变异退化,以保证发酵生产和产品质量的
稳定;⑥对放大设备的适应性强;⑦菌种不是病原菌,不
性物质和毒素。
必须提供合成微生物细胞和发酵产
少培养基原料的单耗,即提高
单位营养物质的转化率。③有利于提高产物的浓度,
以提
高单位容积发酵罐的生产能力。④有利于提高产物的合成
速度,缩短发酵周期。⑤尽量减少副产物的形成,便于产
物的分离纯化,并尽可能减少“三废”物质。⑥原料价格
低廉,质量稳定,取材容易。⑦所用原料尽可能减少对发
酵过程中通气搅拌的影响,利于提高氧的利用率,降低能
①原材料质量:生产过程中经常
其主要原因在于原材料质量
波动;②培养温度:温度对多数微生物的斜面孢子质量有
显著影响;③湿度:斜面孢子培养基的湿度对孢子的数量
和质量都有较大影响。湿度低,孢子生长快;湿度高,孢
子生长慢;④通气与搅拌:在种子罐中培养的种子除保证
供给易于利用的营养物质外,应有足够的通气量,以保证
菌种代谢的正常,提高种子的质量;⑤斜面冷藏时间:斜
面冷藏时间对孢子的生产能力有较大影响,通常冷藏时间
越长,生产能
力降低越多;⑥培养基:一般来说,种子罐
是培养菌体的,培养基的糖分要少而对微生物生长起主导
作用的氮源要多,而且其中无机氮源所占比例要大些;⑦
pH:各种微生物都有自己生长和合成酶的最适pH,为了
达到微生物的打了繁殖和酶合成的目的,培养基必须要保
①能在廉价原料制成的培养基上生长,且
生
量高、易于回收;②生长较快,发酵周期
短;③培养条件易于控制;④抗噬菌体及杂菌污染的能力
强;⑤菌种不易变异退化,以保证发酵生产和产品质量的
稳定;⑥对放大设备的适应性强;⑦菌种不是病原菌,不
性物质和毒素。
①分批作业操作简单,周期短,染菌
程产品质量易控制;②不利于测定其
过程动力学,存在底物限制或抑制问题,出现底物分解阻
遏效应以及二次生长现象;③对底物类型及初始浓度敏感
的次级代谢产物如一些抗生素等就不适合采用分批发酵;
④营养层分很快耗竭,无法维持微生物继续生长和生产;
①添加新鲜培养基,克服养分不足所
延长对数期生长期,增加生物量
等;②长时间发酵,菌种易变异,易染菌;③操作不当,
新加入的培养基与原有培养基不易完
全混合。
10补料分批发酵优缺点:①可以解除底物的抑制,产
物
应;③避免在分批发酵中因
一次性投糖过多造成细胞大量生长,耗氧量过多,以致通
风搅拌设备不能匹配的状况;③菌体可被控制在一
续的过度态阶段,可用来作为控制细胞质量的手段
①无菌要求低;②菌体变异
11分批补料发酵的应用:①消除分解阻遏作用,保障通
浓度培养基的抑制作用并延
配置合适的培养基,调节培养基初始
使其具有很好的缓冲能力;②培养过程
中加入非营养物质的酸碱调节剂;③培养过程中加入基质
性酸碱调节剂;④加入生理酸性或碱性盐基质;⑤将pH
控制与代谢结合起来,通过补料来控制pH。
13搅拌式、气升式结构特征及其应用:①搅拌式:
带有
机
械搅拌的作用是使发酵液充分混合,保持液体中的固性物
料呈悬浮状态,并能打破空气气泡以提高气液间的传氧速
率。较适合对剪切力生长,不适于高粘度或
含大量固体的培依靠无菌压缩空气作为
液体的提升力,下翻动实现混合和传
质传热过程,特点是结构简单、无轴封、不易污染、氧传
质效率高、能耗低、安装维修方便。
14清洁生产与末端治理
的比较:①清洁生产:是对产品
使污染物
量和治理量达到最小,使资源充分利用。②
把环境责任放在保护研究、管理等人员身上,
产生的污染物的
处理上,总是处于一种被动的、消极的地位。③因为工业
生产无法完全避免污染的产生,推行清洁生产的同时还需
15味精清洁生产工艺优点:①取消离子交换工艺,减少
温结晶,节约大量冷冻
耗电;③因为采用闭路循环工艺,除了副产品中夹带少量
目标产物外,没有其他损失,故产品得率高;④实现物料
主体闭路循环,达到经济、环境和社会效应的三统一;⑤
冷凝水可循环作为工艺用水,实现废水零排放。