发酵工程期末考试复习资料

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发酵工程完整版考试复习资料

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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。

发酵工程期末总复习

发酵工程期末总复习

发酵工程期末总复习选择10×2’判断5×2’(错的多)填空15×1’(在问答题范围中)选择填空有关于灭菌的计算看图回答问题1×7’日程生活知识和发酵相关的名字解释5×4’第一组:分批培养连续培养补料分批培养1.分批培养:指在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后,接入少量微生物菌种进行培养,使微生物生长繁殖,在特定条件下完成一个生长周期的微生物培养方法。

2.连续培养:发酵过程中一边补入新鲜料液一边放出等量的发酵液,使发酵罐内的体积维持恒定。

达到稳态后,整个过程中菌的浓度,产物浓度,限制性基质浓度都是恒定的。

3.补料分批培养:介于分批培养和连续培养之间的培养方法。

在微生物或动植物细胞培养过程中,随着营养物质消耗,间歇或连续地添加营养成分或新鲜培养基,但不同时收获培养液。

第二组:种龄双种倒种种子扩大培养1.种龄:指种子罐中培养的菌体从接种开始到移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。

2.双种:两个种子罐种子接种到一个发酵罐中。

3.倒种:一部分种子来源于种子罐,一部分来源于发酵罐。

4.种子扩大培养:指保存在砂土管中、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培养物的过程。

第三组:C源N源前体产物促进剂生长因子1.C源:是合成目的产物所必需的碳成分。

碳源物质为细胞提供能源,组成菌体细胞成分的碳架,构成代谢产物。

2.N源:把从外界吸入的氮素化合物或氮气,称为该生物的氮源。

氮源物质构成菌体细胞结构物质,为微生物提供能源,合成含氮代谢物。

3.前体:在微生物的生物合成过程中,有些化合物能直接被微生物利用构成产物分子结构的一部分,而化合物本身的结构没有大的变化,这些物质称为前体。

4.产物促进剂:是指那些非细胞生长所必须的营养物,又非前体,但加入后却能提高产量的添加剂。

5.生长因子:微生物正常代谢必不可少的微量有机物质。

发酵工程期末试题及答案

发酵工程期末试题及答案

发酵工程期末试题及答案一、选择题1. 发酵工程是指通过什么技术手段促使微生物发酵?A. 高温加热B. 低温冷藏C. 化学合成D. 手工搅拌答案:C. 化学合成2. 下面哪个条件对于发酵过程是必需的?A. 光照条件B. 高氧浓度C. 适宜温度D. 高湿度答案:C. 适宜温度3. 发酵酵母菌在酵母发酵过程中主要产生什么?A. 二氧化碳B. 氧气C. 水D. 氮气答案:A. 二氧化碳4. 下面哪个因素对酵母发酵效果影响最大?A. 初始菌种浓度B. 发酵温度C. 发酵pH值D. 发酵时间答案:B. 发酵温度5. 发酵工程中的底物指的是什么?A. 微生物种类B. 发酵槽C. 发酵产物D. 发酵过程中的原料答案:D. 发酵过程中的原料二、填空题1. 发酵是一种通过微生物代谢作用,将底物转化为产物的过程。

2. 发酵过程中,产生的主要产物包括二氧化碳、酒精、醋酸等。

3. 发酵过程中,适宜的温度范围能够提高微生物代谢速度。

4. 发酵工程中,控制pH值是为了保持适宜的微生物活性。

5. 发酵过程中,空气中的氧气是微生物进行呼吸代谢所必需的。

三、简答题1. 请简述发酵工程的基本原理及应用范围。

答:发酵工程是利用微生物代谢活动来生产有用物质的过程。

它通过控制底物、温度、酸碱度、氧气供应等因素,促使微生物正常生长和代谢,在其代谢过程中产生所需的产品。

发酵工程广泛应用于食品工业、医药工业、化工工业等领域,生产出的产品包括酒精、乳酸、抗生素等。

2. 发酵工程中的关键影响因素有哪些?请简要说明其作用。

答:发酵工程中的关键影响因素包括温度、pH值、氧气供应等。

适宜的温度可以提高微生物代谢速度,促进产物的生成;控制适宜的pH值有利于维持微生物的正常生长和代谢;提供足够的氧气供应可以满足微生物的呼吸代谢需求,提高发酵效率。

3. 发酵过程中的菌种选择对发酵效果有何影响?答:菌种选择是发酵工程中一个关键的因素,不同的菌种对底物的利用能力不同,产物的种类和产量也会有所差异。

发酵工程期末资料

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一、名词解释(每题3分)1,发酵:利用微生物的生长繁殖和代谢活动产生和积累人们所需产品的生物反应过程。

2,现代发酵工程:是将DNA重组及细胞融合技术、酶工程技术、组学及代谢网络调控技术、过程控制优化与放大技术等新技术与传统发酵工程融合。

3,种龄:种龄是指种子罐中培养的菌丝体移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。

4,接种量:接种量是指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。

5,前体:有些化合物被加入培养基后,能够直接在生物合成过程中结合到产物分子中去,而自身的结构并未发生太大变化,却能提高产物的产量,这类小分子物质被称为前体。

6,糊精:糊精是若干种分子大于低聚糖的含有不同数量的脱水葡萄糖单位的碳水化合物总称。

7,葡萄糖的复合反应:在淀粉的糖化水解过程中,生成的一部分葡萄糖受酸和热的催化作用,能通过糖苷键相聚合,失掉水分子,生成二糖、三糖和其他低聚糖等,这种反应称为复合反应。

8,葡萄糖的分解反应:在淀粉水解过程中,一部分葡萄糖容易脱水分解成为5—羟甲基糠醛,后者因性质不稳定而分解成乙酰丙酸和甲酸等物质。

这种反应称为分解反应。

9,糊化:淀粉颗粒由于受热吸水膨胀,晶体结构消失,形成复杂的网状结构,变成糊状液体,这种现象称为糊化。

10,淀粉老化:淀粉老化是分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列形成新氢键的过程,也就是一个复结晶的过程。

11,消毒:消毒是采用物理或化学方法杀死容器、器具内外、车间、厂区等环境中的病原微生物,但一般只能杀死营养细胞而不能杀死细菌的芽孢。

12,灭菌:灭菌是采用物理或化学方法杀死或除去物料、空气、容器、器具等环境中所有微生物,包括营养细胞、细菌芽孢和孢子。

13,无菌空气:发酵工业应用的无菌空气是指通过除菌处理使空气中含菌量降低在一个极低的百分数,从而能控制发酵污染至极小机会,此种空气称为无菌空气。

14,间歇灭菌:间歇灭菌就是将配制好的培养基放在发酵罐中或其他装置中,通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行加热灭菌的过程。

发酵工程期末总复习

发酵工程期末总复习

发酵工程-期末总复习第一章概论1.现代发酵工业发酵定义是:利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制造微生物菌体本身,或其直接代谢产物及次级代谢产物的过程.2.应用范围微生物菌体:面包酵母,SCP微生物酶:糖化酶、蛋白酶、脂肪酶等。

直接代谢产物(初级代谢产物):微生物生命活动中必需的代谢物.如氨基酸,维生素等.次级代谢产物:代谢过程中产生的,对一般生长活动并不必需的代谢物质,常在微生物停止生长以后才产生.如色素,毒素,抗生素等.微生物的生物转化:利用微生物产生的酶作用于化合物的局部结构。

微生物消除环境污染微生物湿法冶金:利用微生物对某些金属氧化物的氧化还原反应。

3.发酵的特点=微生物的特点+发酵工程的特点微生物的特点:体积小,面积大;吸收多,转化快;生长旺,繁殖快;适应强,易变异;分布广,种类多。

发酵工程的特点:反应条件温和(常温常压);原料来源广泛并无需精制;众多反应都在同一发酵罐内完成。

4.发酵的基本条件要有某种合适的微生物或其它生物细胞;保证微生物能够进行代谢的各种条件(培养基,温度,溶解氧);微生物发酵的场所;目的产物的提取和精制。

5.发酵工艺组成部分种子培养、培养基制备、产物的提取精制、无菌空气、发酵罐。

6.发展历程①古代发酵:只知现象,不知本质。

米酒啤酒②近代发酵—纯培养技术的建立。

酒精甘油丙酮-丁醇巴斯德发现了发酵是由微生物引起的,从而使传统的经验发酵变成了一门科学.布雷费尔德1872年创立了霉菌纯培养技术.汉逊1878年创立了酵母纯培养技术。

科赫1881年创立了细菌纯培养技术.③现代发酵:通气搅拌发酵1929弗莱明完成了发酵技术的第二次技术转折;青霉素。

代谢控制发酵1959木下祝郎发展完成了发酵技术的第三次转折;氨基酸、核苷酸。

基因工程菌发酵1970以来引起发酵工程的技术革命;技术特点:可定向改造生物基因,按人们的意志生产产品;人生长素,干扰素,疫苗7.展望利用基因工程技术选育优良菌种;采用发酵技术大量培养高等动植物细胞;开发大型节能发酵装置,自动化将成为生产控制的主要手段;应用代谢控制技术生产各种代谢产物;发酵发生产单细胞蛋白,解决粮食危机。

发酵工程期末考试试题

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。

三、计算题(每题15分,共30分)1. 假设某发酵罐的体积为100升,发酵过程中氧气的消耗速率为0.5升/分钟。

如果发酵罐的氧气浓度从20%下降到15%,计算氧气消耗的总体积。

2. 某发酵过程产生的代谢产物浓度与发酵时间的关系为C = 0.02t^2 + 0.5t,其中C是浓度(mg/L),t是时间(小时)。

发酵工程期末总复习

发酵工程期末总复习

第一章概论1、生物工程(技术)、发酵工程的定义发酵工程:是发酵原理与工程学的结合,是研究由生物细胞(包括微生物、动植物细胞)参与的工艺过程的原理和科学,是研究利用生物材料生产有机物质,服务于人类的一门综合性科学技术。

生生物工程定义:应用自然科学和工程学的原理,依靠生物作用剂的作用将物料加工以提供产品或用于为社会服务的技术。

2、发酵方法分类?发酵的种类多种多样。

按获取能量的方式(对氧的需要)可分为:好氧发酵和厌氧发酵。

按发酵原料:糖质原料发酵和烃类原料(石油和天然气)发酵。

按产物类型:初级代谢产物发酵,次级代谢产物发酵;或分为食品发酵、有机酸发酵、氨基酸发酵、维生素发酵、抗生素发酵、酵母培养……3、发酵工业的工艺流程和范围?1、发酵工业生产流程主要包括以下环节:(1)原料预处理;(2)培养基配制和灭菌;(3)无菌空气的制备;(4)生物菌种制备和扩大培养;(5)发酵过程控制;(6)发酵产品的分离和提取。

2.1、以微生物细胞为产物的发酵工业2.2、以微生物代谢产物为产品的发酵工业2.3、以微生物酶为产品的发酵工业2.4、生物转化或修饰化合物的发酵工业2.5、微生物废水处理和其他4、生物反应过程的组成和共性?a、原料的预处理及培养基的制备b、生物催化剂的制备c、生物反应器及反应条件的选择d、产品的分离与纯化3.1、确定培养基的成分和比例,选择培养基的碳源、氮源、微量元素及生长因子等,并确定各组分含量及比例。

3.2、合理确定发酵或培养级数以及各级的培养条件、过程控制的参数和种子培养系统与生产过程合理配套;保证细胞正常生长和所需产物的形成,以最低的消耗获得最大的得率。

3.3、如何防止生产过程的杂菌和噬菌体污染,保证生产过程正常进行。

3.4、选择合适的产品提取、分离、纯化工艺,使之高效率、低成本地从细胞或培养液中得到所需产品。

5、举出三个发酵工业应用例子?(1)调味品和发酵食品:味精、肌苷酸、鸟苷酸和的酱、酱油、醋、豆豉、豆腐乳、饴糖、泡菜等。

发酵工程原理及技术期末复习试题3套含答案(大学期末复习资料)

发酵工程原理及技术期末复习试题3套含答案(大学期末复习资料)

样卷1一、填空(每空1分,共30分)1,工业上的发酵产品分为菌体、代谢产物、微生物酶和生物转化产品四个类别。

2,从本质上来说,微生物代谢是通过酶量调节和酶活性调节两种方式来进行调节的。

3,根据对氧需求的不同可将发酵分为通风发酵和厌氧发酵两种类型。

4,根据产物合成途径,我们可将次级代谢分为与糖代谢有关的类型、与脂肪酸代谢有关的类型、与萜烯和甾体化合物有关的类型、与TCA环有关的类型和与氨基酸代谢有关的类型五种类型。

5,卡尔文循环由羧化、还原和再生三个阶段(部分)组成。

6,发酵厂用于原料除杂的方法有筛选、风选和磁力除铁。

7,种子的制备可分为实验室种子制备和车间种子制备两个阶段。

8,空气除菌的方法有加热、静电、射线和介质过滤。

10,常用的连续灭菌工艺有喷射加热、薄板换热器和喷淋冷却。

11,氢化酶是氢细菌进行无机化能营养方式生长的关键酶,在多数氢细菌中有两种氢化酶,它们是颗粒状氢化酶和可溶性氢化酶。

二、名词解释(每题4分,共20分)1,发酵工程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,无菌空气发酵工业应用的“无菌空气”是指通过除菌处理使空气中含菌量降低在一个极低的百分数,从而能控制发酵污染至极小机会。

此种空气称为“无菌空气”。

3,种子的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。

4,酶合成的阻遏某些酶在微生物生长时可正常地产生,但当生化途径的终产物浓度增加时或向生长培养基加入这种终产物时,酶的合成就被阻遏。

这种低分子量的终产物(辅阻遏物)被认为是同胞内由调节基因编码的蛋白质(阻遏蛋白)结合,产生一种阻遏物,该阻遏物“关闭”对酶编码的结构基因。

这样的酶称为可受阻遏的酶。

阻遏酶合成的物质称为阻遏物。

发酵工程的期末试题及答案

发酵工程的期末试题及答案

发酵工程的期末试题及答案一、选择题1. 下列哪个不是发酵工程的主要目标?a) 提高产品产量和质量b) 降低生产成本c) 防止发酵过程产生有害物质d) 提高生产效率答案:c) 防止发酵过程产生有害物质2. 发酵过程中最常见的有机酸是:a) 乙酸b) 乳酸c) 柠檬酸d) 苹果酸答案:b) 乳酸3. 发酵工程中常用的微生物有:a) 大肠杆菌b) 枯草芽孢杆菌c) 酵母菌d) 病毒菌株答案:c) 酵母菌4. 发酵工程中,最常用的培养基是:a) 葡萄糖培养基b) 酵母粉培养基c) 玉米粉培养基d) 大豆粉培养基答案:a) 葡萄糖培养基5. 以下哪项不是发酵过程的主要参数?a) pH值b) 温度c) 发酵时间d) 氧浓度答案:c) 发酵时间二、问答题1. 请简要描述发酵过程的基本原理。

答:发酵是指利用微生物(比如酵母菌、乳酸菌等)在适宜的环境条件下进行代谢活动,通过产生能量、生成有机物质,实现物质的转化和变质。

发酵过程主要包括三个阶段:增殖阶段、生长阶段和稳定阶段。

在增殖阶段,微生物通过吸收培养基中的养分进行快速繁殖,细胞数量大幅增加;在生长阶段,微生物继续繁殖,同时开始产生产物,并对培养基中的养分进行代谢和转化;在稳定阶段,微生物数量趋于平衡,产物的生成速率和消耗速率达到动态平衡。

发酵过程往往受到温度、pH值、氧浓度等环境因素的影响,需要在适宜的条件下进行控制和调节。

2. 请列举三种常见的发酵产品及其应用领域。

答:常见的发酵产品及其应用领域有:- 发酵食品:比如酸奶、酱油、豆豉等,在食品加工中广泛应用。

- 抗生素:比如青霉素、链霉素等,用于临床医学中的抗菌治疗。

- 生物燃料:比如乙醇,作为可替代石化燃料的一种新型能源。

3. 发酵工程中如何控制发酵过程的温度?答:控制发酵过程的温度是非常重要的,一般有以下方法:- 使用恒温培养箱或恒温槽,通过设定恒定的温度来控制发酵系统的温度。

- 在培养基中添加适量的热源,比如加热夹子或加热棒,通过调节加热源的功率来控制发酵系统的温度。

发酵工程期末复习(必考)

发酵工程期末复习(必考)

发酵工程期末复习(必考)1.发酵工程:是一门以微生物、动植物细胞为生物作用剂进行产品工业化生产的系统工程。

涉及范围包括发酵工艺和发酵设备两大部分。

主要研究内容有菌种选育与构建、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、生物反应过程的参数检测和计算机应用、发酵产品的分离纯化过程中的技术问题。

发酵工程原理是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。

2.生物技术:应用自然科学及工程学的原理,依靠生物作用剂的作用将物料进行加工以提供产品或为社会服务”的技术。

所谓生物作用剂可以是酶、细胞或多细胞生物体。

生物技术又叫生物工程,包括基因工程、酶工程(蛋白质工程)、细胞工程(包括组织工程)、发酵工程。

3.自然选育:在生产过程中,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。

引起自然突变的原因有两个:多因素低剂量的诱变效应和互变异构效应。

4.诱变育种:指利用物理、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、快速和高效的筛选方法,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。

5.原生质体融合:把两个亲本的细胞壁分别通过酶解作用加以瓦解,使菌体细胞在高渗环境中释放出只有原生质膜包裹着的球状体(称为原生质体)。

两个亲本的原生质体在高渗条件下混合,由聚乙二醇(PEG)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。

在再生成细胞的菌落中就有可能获得具有理想性状的重组子。

6.培养基:培养基是人工配置的供微生物或动植物细胞生长、繁殖、代谢、和合成人们所需产物的营养物质和原料,同时,培养基为微生物等提供除营养外的其他生长所必须的环境条件。

7.前体:指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。

发酵工程期末考试复习题

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。

3. 发酵过程中,温度、pH值、_______等是影响微生物生长和代谢的重要因素。

4. 发酵工程中,常用的微生物菌种包括_______、_______、_______等。

5. 发酵工程中,产物的分离纯化过程包括_______、_______、_______等步骤。

三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述发酵工程中常用的发酵罐类型及其特点。

发酵工程复习资料

发酵工程复习资料

发酵工程复习资料第一章绪论1、发酵及发酵产品各包括哪些类型?答案要点:一)发酵的类型:按发酵原料分类:糖类物质发酵、石油发酵、废水发酵;按发酵形式分类:固体发酵、液体发酵;按发酵工艺流程分类:分批发酵、连续发酵、流加发酵;按发酵过程对氧的需求分类:厌氧发酵、通风发酵;按发酵产物分类:氨基酸发酵、有机酸发酵、抗生素发酵、酒精发酵、维生素发酵、酶制剂发酵二)发酵产品的类型:以菌体为产品、以微生物的酶为产品、以微生物的代谢产物为产品、生物转化过程2、了解发酵工程的组成、基本要求及主要特点。

答案要点:一)组成:上游工程:菌种选育、种子培养、培养基设计与制作、接种等。

发酵工程:发酵培养。

下游工程:产物的提取纯化、副产品的回收、废物处理等。

二)基本要求:发酵设备、合适的菌种、合适的培养基、有严格的无菌生长环境三)主要特点:1)发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应,反应安全,要求条件简单;2)发酵所用的原料主要以再生资源为主;3)发酵过程通过生物体的自动调节方式来完成的,反应的专一性强,因而可以得到较为单一的代谢产物;4)获得按常规方法难以生产的产品;5)投资少,见效快,经济效率高;6)维持无菌条件是发酵成败的关键;7)环境污染小。

3、为什么说发酵工程在国民经济中有着重要的地位?答案要点:因为发酵工程在医药、食品、能源、化工、冶金、农业、环境保护等方面均有着十分重要的作用,例如:抗生素的生产;饮料食品等的制造;沼气、微生物采油、生物肥料、生物农药以及三废处理等方面都有很重要的应用。

所以说发酵工程在国民经济中有着重要的地位。

4、了解发酵工业的类型及必备条件。

答案要点:一)发酵工业类型:食品发酵工业:食品、酒类1)传统分类非食品发酵工业:抗生素、有机酸、氨基酸、酶制剂、核苷酸、单细胞蛋白酿造业:利用微生物生产具有较高风味要求的发酵食品。

2)现代分类发酵工业:经过微生物纯种培养后,提炼、精制而获得成分单纯、无风味要求的产品。

发酵工程考试复习题

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《发酵工程》复习资料一、单项选择题1、被现代誉为微生物学鼻祖、发酵学之父的巴斯德 D。

A、首次观察到大量活着的微生物;B、建立了单种微生物的分离和纯培养技术;C、阐明了微生物产生的化学反应本质;D、首次证明酒精发酵是酵母菌所引起的。

2、关于Pirt方程π=a + bμ,不正确的有 D 。

A、a=0、b≠0:可表示一类发酵;B、a≠0、b ≠ 0:可表示二类发酵;C、a=0、b≠0:可表示三类发酵;D、第二类发酵表明产物的形成和菌体的生长非偶联。

3、代谢参数按性质分可分 C 。

A、物理参数、化学参数和间接参数;B、中间参数和间接参数;C、物理参数、化学参数和生物参数;D、物理参数、直接参数和间接参数。

4、关于菌种低温保藏的原理正确的有 B 。

A、低于最低温度,微生物很快死亡;B、低于最低温度,微生物代谢受到很大抑制,并不马上死亡;C、高于最高温度,微生物很快死亡;D、低于最低温度,微生物胞内酶均会变性。

5、下列不是利用热冲击处理技术提高发酵甘油产量的依据的有 D 。

A、酵母在比常规发酵温度髙10~20℃的温度下经受一段时间刺激后,胞内海藻糖的含量显著增加;B、Lewis发现热冲击能提高细胞对盐渗透压的耐受力;C、Toshiro发现热冲击可使胞内3-磷酸甘油脱氢酶的活力提高15~25%,并导致甘油产量提高;D、Lewis发现热冲击可使胞内3-磷酸甘油脂酶的活力提高15~25%,并导致甘油产量提高。

6、霉菌生长pH为5左右,因此染 C 为多。

A、细菌;B、放线菌;C、酵母菌;D、噬菌体。

7、放线菌由于生长的最适pH为7左右,因此染 A 为多A、细菌;B、酵母菌;C、噬菌体;D、霉菌。

8、不是种子及发酵液无菌状况检测方法的有 D 。

A、酚红肉汤培养基检测;B、平板划线;C、显微镜观察;D、尘埃粒子检测。

9、要实现重组大肠杆菌的高密度培养,最常用和最有效的方法就是 B 。

A、反复分批培养;B、分批补料流加培养法;C、连续培养法;D、反复分批流加培养法。

发酵工程期末复习题

发酵工程期末复习题

七. 种子质量的判断
1、细胞或菌体
2、生化指标
通常测定的参数有:
1)pH
2)培养基灭菌后磷、糖、氨基氮的含量变化
3)菌体形态、菌体浓度和培养液外观(色素、颗粒等)
4)其它参数,如某种酶的活力
3、产物生成量
4、酶活力
第四章 发酵工业原料及其处理
..
一. 培养基基本要求: 1)都必须含有作为合成细胞组成的原料。 2)满足一般生化反应的基本条件,如碳源、氮源、无机盐、生长因子; 3)一定的 pH 等条件。 4)工业生产培养基所用的原材料必须来源丰富、价格低廉、质量稳定。
..
优点: 1.产物结构复杂性和特异性: 手性或光学活性 2. 过程安全性:水相、常温、常压、中性、不燃不爆 3.主要原料可再生性:阳光和土地 4.原料可替换性 5.反应自控性 6.设备通用性 7.副产物可综合利用性 8.生产能力可提高性:突变与基因扩增 9.产物类型可塑性:突变与转基因
..
自然选育的一般程序: 制备单孢子(单细胞)悬液 ∨ 适当稀释 ∨ 在固体平板上分离 ∨ 挑取部分单菌落进行生产能力测定 ∨ 经反复筛选以确定生产能力更高的菌株替代原来的菌株 七.诱变育种
表型迟延现象: 遗传物质经诱变处理后发生的突变,必须经复制才能表现出来。
..
第三章 种子扩大培养
一. 种 子 扩 大 培 养: 定义:菌种的扩大培养就是把保藏在砂土管、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,再经过扁瓶或摇瓶和种子罐,逐级扩大培养后达到一定 的数量和质量的纯种培养过程。这些纯种的培养物称为种子。
二. 尽管工业用微生物菌种多种多样,但作为大规模生产,选择菌种应遵循以 下原则: 1、能在廉价原料制成的培养基上迅速生长,并形成所需的代谢产物,产量高; 2、培养条件易于控制; 3、生长速度和反应速度较快,发酵周期较短; 4、满足代谢控制的要求; 5、选育抗噬菌体和杂菌能力强的菌株; 6、菌种纯粹,不易变异退化,以保证发酵生产和产品质量的稳定性。 7、菌种不是病原菌,不产生有害的生物活性物质和毒素,以保证安全。 8、发酵过程中产生的泡沫少,有利于提高装料系数和单罐产量,降低生产成本; 9、对需要添加的前体物质有耐受能力,且不能将前体物质作为碳源使用。
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第一章绪论发酵工程:指在最适发酵条件下,在发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的技术。

发酵工程的四个转折点:①天然发酵时代(1000-4000年前)②纯培养时期(第一个转折点,1680年-1932年)③通气搅拌技术时期(第二个转折点,第二次世界大战时期)④代谢控制发酵技术(第三个转折点,1956年氨基酸发酵)⑤现代生物技术时期(第四个转折点)基本问题:过程放大和优化。

第二章工业微生物菌种的来源工业化生产菌种的要求?答:①能够利用廉价的原料,简单的培养基,大量高效地合成产物;②菌种改造的可操作性强;③遗传性相对稳定;④不易感染它种微生物或噬菌体;⑤产生菌及其产物的毒性必须考虑;⑥生产特性要符合工艺要求。

从自然界中分离出发菌株的环节:出发菌株的分离方法:①定向培养:采用特定的有利于目的微生物富集的条件,进行培养,一般从底物、pH、培养时间、培养温度等方面考虑;②当不可以采用定向培养时,则设计一个分类学中分离的方法;③不能提供任何有助于筛选产生菌的信息时,通过随机分离的办法。

第三章发酵培养基发酵培养基与微生物培养基的不同之处?答:发酵培养基除了满足菌体的生长外还必须促进产物的形成。

①培养基能够满足产物最经济的合成;②发酵后所形成的副产物少;③原料来丰富,价格低,性能稳定,便于储藏。

④具有满足工艺要求,如不影响通气、提取、纯化等。

培养基按其组成物质的纯度、状态、用途可分为三大类型:①按纯度分:合成培养基、天然培养基。

②按状态分:固体培养基、半固体培养基、液体培养基。

③按用途分:孢子培养基、种子培养基、发酵培养基。

发酵培养基的组成:碳源;氮源;维生素;无机盐和微量元素;生长因子、前体和产物促进剂;水。

发酵用糖:葡萄糖、糖蜜、淀粉、糊精。

培养基优化的方法?答:利用生物化学、细胞生物学、微生物学等的基本理论,参照前人所使用的较适合某一类菌种的经验配方,再结合所用菌种和产品的特性,采用摇瓶、玻璃瓶等小型发酵设备,按照一定的实验设计和实验方法选择出较为适合的培养基。

培养基优化的步聚?答:①根据前人的经验配方,初步确定可能的培养基成分;②通过单因子实验最终确定出最为适宜的培养基成分;③通过正交实验确定各成分最适的浓度。

第四章种子的扩大培养种子扩大培养:是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后,再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终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。

双种:两个种子罐接种到一个发酵罐中。

倒种:一部分种子来源于种子罐,一部分来源于发酵罐。

接种量:取决于生产菌种在发酵罐中生长繁殖的速度,过大过小都不好,最终以实践定,如大多数抗生素为7-15%。

但是一般认为大一点好。

种龄:是指种子罐中培养的菌体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。

接种时间:一般在对数生长期末,细胞活力强,菌体浓度相对较大,但是最终由实验结果定。

发酵级数:一般由菌丝体培养开始计算发酵级数,但有时,工厂从第一级种子罐开始计算发酵级数。

发酵级数确定的依据?答:①级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响;②级数大,难控制、易染菌、易变异,管理困难,一般2-4级;③在发酵产品的放大中,反应级数的确定是非常重要的一个方面。

种子制备的过程可分为:实验室阶段、生产车间阶段。

实验室阶段:不用种子罐,所用的设备为培养箱、摇床等实验室常见设备,在工厂这些培养过程一般都在菌种室完成,因此现象地将这些培养过程称为实验室阶段的种子培养。

生产车间阶段:种子培养在种子罐里面进行,一般在工程归为发酵车间管理,因此形象地称这些培养过程为生产车间阶段。

第五章发酵过程动力学的基本概念比速:单位时间内单位菌体消耗基质或形成产物的量。

是生物反应中用于描述反应速度的常用概念。

比生长速率:表示在固定的生长时间内由已有的数量确定的个体产生的新个体数。

数值越大,群体中产生新个体的速率也越大。

单位为时间的倒数。

动力学模型的类型:①机制模型:根据反应机制建立。

②现象模型(经验模型):能定量地描述发酵过程和反映主要因素的影响。

基质浓度与生长速度的关系式:Monod方程Arrayμ:菌体的生长比速;S:限制性基质浓度Ks:半饱和常数;μm ax : 最大比生长速度单一限制性基质S:就是指在培养微生物的营养物中,对微生物的生长起到限制作用的营养物。

反应方程式:S(底物)─→X(菌体)+P(产物)第六章氧的供需及对发酵的影响比耗氧速度或呼吸强度(Q O2):单位时间内单位体积重量的细胞所消耗的氧气,mmol O2·g菌-1·h-1摄氧率(r):单位时间内单位体积的发酵液所需要的氧量。

mmol O2·L-1·h-1 。

氧饱和度=发酵液中氧的浓度/临界溶氧溶度体积传氧系数(K l a):K la反映了设备的供氧能力,发酵常用的设备为摇瓶与发酵罐。

影响K l a的因素有哪些?答:①影响摇瓶kla的因素:装液量和摇瓶机的种类;②影响发酵罐中Kla的因素:搅拌速度、d、通气量;③小型发酵罐和大型发酵罐调节k l a的特点:小型发酵罐,转速可调、大型发酵罐,转速往往不可调;④影响Kla的其它因素: 空气分布器、液体的粘度;发酵过程的控制一般策略:前期有利于菌体生长,中后期有利用产物的合成溶氧控制的一般策略:前期大于临溶氧浓度,中后期满足产物的形成。

第七章发酵过程的代谢控制发酵过程控制的参数?①物理参数:温度、搅拌转速、空气压力、空气流量、溶解氧、表观粘度、排气氧(二氧化碳)浓度等。

②化学参数:基质浓度(包括糖、氮、磷)、pH、产物浓度、、核酸量等。

③生物参数:菌丝形态、菌浓度、菌体比生长速率、呼吸强度、基质消耗速率、关键酶活力等。

发酵过程pH变化的原因是什么?答:①基质代谢 a.糖代谢,糖缺乏,pH上升;b.氮代谢;c.生理酸碱性物质利用后pH会上升或下降;②产物形成;③菌体自溶,pH上升,发酵后期,pH上升。

怎样控制pH?答:①基础培养基调节pH;②在基础料中加入pH缓冲物;③通过补料调节pH;④当补料与调pH发生矛盾时,加酸碱调pH ;⑤选择合适的pH调节剂;⑥发酵的不同阶段采取不同的pH值;根据微生物的生长对温度的要求不同分为四类:①嗜冷菌适应于0~260C生长;②嗜温菌适应于15~430C生长;③嗜热菌适应于37~650C生长;④嗜高温菌适应于650C以上生长。

不同微生物对温度的要求的原因?答:①微生物对温度的要求不同与它们膜的结构、物理化学性质有密切关系,微生物的生长温度与细胞膜的液晶温度范围相一致。

根据细胞膜脂质成分分析表明,不同最适温度生长的微生物,其膜内磷脂组成有很大区别。

(细胞膜的液体镶嵌模型,细胞在正常生理条件下,膜中的脂质成分应保持液晶状态,只有当细胞膜处于液晶状态,才能维持细胞的正常生理功能,使细胞处于最佳生长状态);②微生物对温度的要求与酶分子结构的区别有关。

发酵热:就是发酵过程中释放出来的净热量。

发酵热是引起发酵过程温度变化的原因:Q发酵=Q生物+Q搅拌-Q蒸发-Q辐射染菌:发酵过程中除了生产菌以外,还有其它菌生长繁殖染菌的危害:①造成大量原材料浪费和经济的损失;②扰乱生产秩序,破坏生产计划;③遇到连续染菌,特别在找不到染菌原因往往会影响人们的情绪和生产积极性;④影响产品外观及内在质量。

染噬菌体染菌对发酵的危害?答:发酵中如果受噬菌体的侵染,一般发生溶菌,随之出现发酵迟缓或停止,而且受噬菌体感染后, 往往会反复连续感染,使生产无法进行,甚至使种子全部丧失。

泡沫:体积密度接近气体,而不接近液体的“气/液”分散体。

泡沫产生的原因是什么?答:①气液接触(形成的首要条件);②含助泡剂;③起泡速度高于破泡速度。

发酵过程泡沫产生的原因?答:①通气搅拌的强烈程度;②培养基配比与原料组成;③菌种、种子质量和接种量;④灭菌质量。

泡沫的控制方法:①加入消泡剂(消泡剂可使泡沫液局部表面张力降低,因而导致泡沫破灭);②机械破碎。

第八章生物反应器根据反应是否需要氧气为基准将微生物反应器可分为:①需氧微生物反应器(通气发酵罐);②厌氧微生物反应器(嫌气发酵罐)。

优点:①pH和温度容易控制;②尺寸放大的方法大致已确定;③适用于连续搅拌式反应器等。

缺点:①搅拌功率消耗大;②结构复杂,不易清洗干净,易被杂菌污染。

③培养丝状菌时,常用搅拌桨叶的剪切力致使菌丝易被切断,细胞易受损伤。

优点:①节约空气净化系统中的空气压缩机、冷却器、油水分离器、空气贮罐、总过滤器设备,减少厂房占地面积;②减少工厂发酵设备投资约30%左右;③设备便于自动化、连续化,降低老定强度,减少劳动力;④设备结构简单,溶氧效率高,操作方便。

缺点:由于罐压较低,对某些产品生产容易造成染菌。

工作原理:自吸式发酵罐的构件主要使自吸搅拌器和导轮,又称转子及定子。

转子由罐底向上升入的主轴带动,当转子转动时空气则由导气管吸入。

在转子启动前,先用液体将转子浸没,然后启动马达使转子转动,由于转子高速旋转,液体或空气在离心力的作用下,被甩向叶轮外缘,在这个过程中,流体便获得能量,若转子的转速愈快,旋转的线速度也愈大,则流体的动能也愈大,流体离开转子时,由动能转变为压力能也愈大,排出的风量也越大。

当转子空膛内的流体从中心被甩向外缘时,在转子中心处形成负压,转子转速愈大,所造成的负压也愈大,由于转子的空膛用管子与大气相通,因此大气的空气不断地被吸入,甩向叶轮的外缘,通过导向叶轮而使气液均匀分布甩出。

由于转子的搅拌作用,气液在叶轮周围形成强烈的混合流(湍流),使刚离开叶轮的空气立即在循环的发酵液中分裂成细微的气泡,并在湍流状态下混合,翻腾,扩散到整个罐中,因此自吸式充气装置在搅拌的同时完成了充气作用。

特点:①结构简单,冷却面积小;②无搅拌传动设备,节约动了约50%,节约钢材;③操作无噪音;④料液可充满达80~90%,而不需加消泡剂;⑤维修、操作及清洗简便,减少杂菌感染。

缺点:不能代替好气量较小的发酵罐,对于粘度大的发酵液溶氧系数较低。

工作原理:在罐外装设上升管,上升管两端与罐底及罐上部相连接,构成一个循环系统。

在上升管的下部装设空气喷咀,空气喷咀以250~300m/s的速度喷入上升管,借喷咀的作用使空气泡分割细碎,与上升管的发酵液密切接触。

由于上升管内的发酵液轻,加上压缩空气的喷流动能,使上升管的液体上升,罐内液体下降而进入上升管,形成反复的循环,供给发酵液所耗的溶解气量,使发酵正常进行。

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