发酵复习

绪论简述发酵工业的发展史及各时期的特点？1900以前自然发酵阶段主要特点：嫌气发酵，非纯种培养，产品质量不稳定1900—1940 纯培养技术的建立主要特点：纯培养为主、嫌氧发酵，产品产量质量控制水平大大提高1940—1950 通气搅拌纯培养发酵技术的建立主要特点：耗氧发酵实现规模化纯培养发酵，一系列过程工程技术创新1950—1960 诱变技术与代谢控制发酵技术的建立主要特点：应用生物化学的代谢知识和遗传学理论，选育微生物突变株，从而调控微生物代谢，大量积累目标发酵产物。

1960—1970 开拓发酵原料时期（石油发酵时期）主要特点：解决发酵原料及人畜争粮问题；规模和自动化程度显著提高，能耗过大。

1970年以后进入基因工程菌发酵时期，以及细胞大规模培养技术的全面发展。

主要特点：基因工程技术、细胞工程技术、酶工程技术以及发酵过程优化及放大技术的全面进步；高产微生物代谢产物及非微生物代谢产物的基因工程菌构建及产品的发酵生产；主导碳氧经济发展，碳氢经济的替代及生物炼制技术的兴起1、纯培养技术的建立是发酵技术发展的第一个转折时期。

2、通气搅拌大规模发酵技术的建立时发酵工业发展史上的第二个转折点。

3、代谢控制发酵工程技术的建立，是发酵技术发展的第三个转折点。

4、浅盘固体发酵的厚度一般为2-3 cm。

5、按发酵工艺流程分为分批、补料分批和连续发酵。

通气搅拌发酵技术的建立的意义？推动抗生素工业乃至整个发酵工业快速发展；建立了完整的好氧发酵放大技术及装备；奠定了现代发酵工业的理论和实践基础。

发酵工业的基本生产过程有哪些过程？1. 用作种子扩大培养及发酵生产的各种培养基的配制；2. 培养基、发酵罐及其附属设备的消毒灭菌；3. 扩大培养出有活性的适量纯种，以一定比例接种入发酵罐中；4. 控制最适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；6. 回收或处理发酵过程中所产生的三废物质。

第二章发酵工业菌种复习未培养微生物定义？指迄今所采用的微生物纯培养分离及培养方法还未获得纯培养的微生物，其在自然环境微生物群落中占有非常高的比例，约为99％。

对发酵菌种选择的要求有哪些？能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，且生成的目的产物产量高、易于回收；生长速度和反应速度较快，发酵周期较短；培养条件易于控制；抗噬菌体及杂菌污染的能力强；菌种不易变异退化；对放大设备的适应性强；菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素。

菌种分离筛选的主要步骤有哪些？样品采集→样品的预处理→目的菌富集培养→菌种初筛→菌种复筛→菌种发酵性能鉴定→菌种保藏采集含目标微生物的样品时，样品的来源越广，获得新菌种的可能性越小。

从土壤中采集微生物，应取土壤表层以下5cm中的土壤。

从土壤中采集微生物，应取土壤表层25cm以下的土壤。

土壤越偏酸性，霉菌和酵母出现的可能性越大。

对菌株进行复筛时，一株菌株需要1个摇瓶培养就可以了。

组合型酶的合成不受诱导物诱导作用的影响。

初级代谢的定义？微生物产生的对自身生长和繁殖必需的物质称为初级代谢产物，而产生这些物质的代谢体系或过程称为初级代谢。

次生产物的定义？由生物体合成，但对其自身的生长、繁殖和发育并没有影响的一类物质称为次生产物。

1、酶的调节控制有两种方式分别是酶合成量的调节和酶分子的催化活力的调节。

2、酶合成的调节分为诱导和阻遏。

分解代谢阻遏的定义？指有两种碳源（或氮源）分解底物同时存在时，细胞利用快的那种分解底物会阻遏利用慢的底物的有关分解酶的合成和累积。

酶活性调节分为激活和抑制。

酶活性的抑制主要是反馈抑制，受反馈抑制的调节酶一般是有变构酶。

诱变剂的定义？凡能诱变微生物基因突变，使突变频率远远超过自发突变频率的物理因子或化学物质。

什么叫细菌的转导？由噬菌体介导的细菌细胞间进行遗传交换的一种方式。

一个细胞的DNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中。

细菌转导的类型有普遍转导和局限转导。

局限转导与普遍转导的主要区别有哪些？a）局限转导中被转导的基因共价地与噬菌体DNA连接，与噬菌体DNA一起进行复制、包装以及被导入受体细胞中。

而普遍性转导包装的可能全部是宿主菌的基因。

b）局限性转导颗粒携带特定的染色体片段并将固定的个别基因导入受体，故称为局限性转导。

而普遍性转导携带的宿主基因具有随机性。

F因子的四种细胞结构分别是F+、F-、Hfr 和F′菌株。

F因子的四种细胞结构中，F- 菌株没有性菌毛。

Hfr×F-杂交后的受体细胞(或接合子)大多数仍然是F- 。

CM培养基又叫完全培养基，MM培养基又称基本培养基。

什么叫基因工程？在基因水平上，改造遗传物质，从而使物种发生变异，创建出具有某种稳定新性状的生物新品系。

对菌株进行诱变时，诱变剂的选择，对于低产或野生菌，uv线往往是首选。

什么是营养缺陷型（auxotroph）突变株？是指丧失了合成一种或多种必需生长因子能力的菌株，它们只能在补充了相应的生长因子的培养基上才能正常生长。

第三章发酵工业培养基设计发酵工业培养基的定义？是提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要的，按一定比例配制的多种营养物质的混合物。

一般设计适宜于工业大规模发酵的培养基应遵循那些原则?（1）必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分；（2）有利于减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；（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，降低能耗；（8）有利于产品的分离纯化，并尽可能减少产生“三废”物质。

糖蜜常用在酵母发酵产地和抗生素生产过程中作为碳源。

油和脂肪作为碳源时，要供给比糖代谢更多的溶解氧。

常用的氮源分为两大类，分别是有机氮源和无机氮源。

玉米浆是氮源，其pH值超过7.有机氮源又成为速效氮源。

尿素作为氮源，常在青霉素和谷氨酸生产中应用。

铁是细胞色素、细胞色素氧化酶和过氧化氢酶的成份，因此铁是菌体有氧氧化必不可少的元素。

故在一般的发酵培养基中都有添加。

什么是生长辅助物质？发酵培养基中某些成份的加入有助于调节产物的形成，这些添加的物质一般被称为生长辅助物质，包括生长因子、前体、产物抑制剂和促进剂。

生长因子的定义？从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。

有机氮源是生长因子的主要来源。

前体的定义？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，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化合物。

产物合成促进剂的定义？所谓产物合成促进剂，是指那些细胞生长非必需的，但加入后却能显著提高发酵产量的一些物质，常以添加剂的形式加入发酵培养基中。

对于放线菌或霉菌的产孢子培养基，则氮源和碳源也应丰富。

第四章发酵工业的无菌技术用化学或物理方法杀死物料或设备中所有有生命物质的过程称为灭菌。

用物理或化学方法杀死空气、地表以及容器和器具表面的微生物的过程称为消毒。

发酵过程中染菌的不良后果有哪些？①由于杂菌污染，使发酵培养基因杂菌的消耗而损失，造成生产能力的下降；②杂菌合成一些新的代谢产物，或杂菌污染后改变了发酵液的某些理化性质，使发酵产物的提取和分离变得困难，造成产物收率降低或产品质量下降；③杂菌代谢会改变原反应体系的pH值，使发酵发生异常变化；④杂菌分解产物，使生产失败；⑤细菌发生噬菌体污染，微生物细胞被裂解，导致整个发酵失败等。

细菌发酵周期较短，主要防止噬菌体污染。

在生产疫苗时，污染的是死菌，可以不全部废弃。

不同发酵时期染菌对发酵的影响及防治方法？种子扩大时期染菌——灭菌后弃去。

发酵前期染菌——应迅速重新灭菌，补充必要的营养成分，重新接种。

发酵中期染菌——挽救困难，应早发现，快处理，处理方法应根据各种发酵的特点和具体情况来决定。

发酵后期污染——染菌量不太多，可继续发酵。

污染严重，则提前放罐。

染菌的检查与判断，用肉汤培养基，温度应该设定为37℃和27℃。

发酵过程染菌，如各个发酵罐或多数发酵罐染菌，且所污染的是同一种杂菌，一般是空气系统问题。

紫外线可以对细菌芽孢和霉菌孢子灭菌。

热死时间的定义？在规定的温度下杀死一定比例微生物所需要的时间。

衡量灭菌彻底与否，是以能否杀灭细菌为标准。

为什么在灭菌时选择高温快速灭菌？低浓度1-2 %NaCl对微生物有保护作用，随着浓度增加，保护作用减弱，当浓度达8-10 %以上，则减弱微生物的耐热性。

一般培养基pH值为6-8 时，微生物最耐热。

发酵过程灭菌，连续灭菌的优点和缺点有哪些？优点：可采用高温短时灭菌，营养成分破坏少，有利于提高发酵产率；发酵罐利用率高；蒸汽负荷均衡；采用板式换热器时，可节约大量能量；适宜采用自动控制，劳动强度小；可实现将耐热性物料和不耐热性物料在不同温度下分开灭菌，减少营养成分的破坏。

缺点：对小型罐无优势，不方便，对设备要求高；蒸汽波动时灭菌不彻底；当培养基中含有固体颗粒或有较多泡沫时，以分批灭菌好，防止灭菌不彻底。

空气过滤时，一般要求相对湿度达到50-60 %时可以通过过滤器。

空气除菌系统包括一般包括冷却、分离油水、加热和过滤。

20oC的大气被压缩至表压 2.5kg/cm2时温度是多少？（要求列出式子，带入数值，不用计算）T1=20+273=293k P2/P1=（2.5+1.033）/1.033=3.42 m=1.3 T2=T1(P2/P1)(m-1)/m=293×3.420.3/1.3=389k 空气的绝对湿度和相对湿度的定义？1m3湿空气中含有的水蒸气绝对量(kg)Φ）：空气的绝对湿度与同温度下饱和绝对湿度之比值或者空气中水蒸汽分压与同温度时的饱和水蒸汽压之比值，称为空气的相对湿度。

Φ=Pw/Ps压缩空气的露点比原始空气的露点更高，即更易析出水分，为什么压缩比愈大，露点愈高？提高过滤除菌效率的措施有哪些？减少进口空气的含菌数量，主要方法：正确选择进风口；提高进口空气的采气位置；采用粗过滤预处理。

设计和安装合理的空气过滤器，选用除菌效率高的过滤介质。

针对不同地区，设计合理的空气预处理工艺流程，以达到除油、水和杂质的目的。

降低进入空气过滤器的空气相对湿度，保证过滤介质能在干燥状态下工作，主要方法：使用无油润滑的空气压缩机；加强空气冷却和去除油、水；提高进入过滤器的空气温度。

稳定压缩空气的压力，采用合适容量的贮气罐。

第五章发酵工业的种子制备种子扩大的级数是指制备种子需逐级扩大培养的次数。

种子培养的定义？是指将冷冻干燥管、沙土管中处于休眠状态的工业菌种接入试管斜面活化后，再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量纯种的过程。