发酵思考题完整答案
发酵工艺学原理思考题参考答案
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发酵工艺学原理思考题参考答案吴凤池 200677505125第二章1.比较固体培养与液体培养的优缺点。
固体培养优点:(1)酶活力高。
(因为菌丝体密度大)(2)生产过程中无菌程度要求不是很严格。
(3)对于固体培养,通常用于固体发酵,由于产物浓度大,易于分离,可以有效的降低产品分离成本。
缺点:(1)生产劳动强度较大,占地面积大,不宜自动化生产。
(2)周期长。
(3)培养过程中环境条件控制较难。
(4)生产过程中,由于无菌程度较低,其菌种菌类不纯。
液体培养优点:(1)生产效率高,便于自动化管理。
(2)生产过程中温度、溶氧、pH 值等参数可以实现全面控制。
(3)通常生产液体种子,整个生产周期较短。
缺点:(1)无菌程度要求高,相对生产设备投资较大。
(2)对于某些种类的发酵,液体培养因投资大、生产密度大而难以实现。
2.说明菌种扩大培养的条件。
菌种扩大培养条件因不同的菌种差异是非常大的,通常是与菌种的性质有关的,也与后续的发酵工艺有关。
但是,与发酵工艺却有着很大的差别。
1.培养基:种子培养基因不同的微生物种类差别是很大的,同一种微生物因不同的扩大培养过程(一级、二级)其培养基往往也有较大差异。
通常,对于种子用的培养基,摇瓶与种子罐用的培养基也不相同,摇瓶要求培养基用的原材料精细,碳源浓度较低而且是用微生物较易利用的碳源;对于种子罐用培养基,要求使用接近大生产用的原材料,氮源浓度较高,有利于菌体的增殖。
2.温度种子扩大培养的温度,从试管到三角瓶到种子罐,其温度也应逐步调整,最后接近大生产的温度,目的在于使菌种逐渐适应。
需要指出的是:(1)许多微生物其最适生长温度与最适发酵温度往往有差异的,例如:谷氨酸发酵,谷氨酸产生菌的最适合生长温度为:30℃,而产物合成温度为32-34℃(2)种子扩大培养的温度的选择,应该考虑的是菌体的快速增殖上,一方面可以缩短周期,另一方面有利于抑制其他杂菌的生长。
3.氧的供给菌种扩大培养的目的就是提供大量的强壮的菌体,因此在扩培过程要求菌体增殖速度越快越好,增殖期消耗的底物葡萄糖越少越好,从这个意义上讲,扩培过程中应提供足够的氧气,无论是厌氧发酵还是好氧发酵。
发酵工程工艺原理复习思考题答案。修改版
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《发酵工程工艺原理》复习思考题第一章思考题:1.何谓次级代谢产物?次级代谢产物主要有哪些种类?举例说明次级代谢产物在食品中的应用及对发酵食品的影响。
P50初级代谢:指微生物的生长、分化和繁殖所必需的代谢活动而言的。
初级代谢过程所生成的产物就是初级代谢产物。
关系不大,生理功能也不十分清楚,但可能对微生物的生存有一定价值。
次级代谢过程所生成的产物就是次级代谢产物。
通常在细胞生成的后期形成。
次级代谢产物有抗生素、生物碱、色素和毒素等。
2.典型的发酵过程由哪几个部分组成?发酵工程的一般过程可分为三个步骤:第一,准备阶段;第二,发酵阶段;第三,产品的分离提取阶段。
准备阶段的任务包括四个方面,即各种器具的准备,培养基的准备,优良菌种的选择或培育,器具和培养基的消毒。
优良菌种是保证发酵产品质量好、产量高的基础。
优良菌种的取得,最初是通过对自然菌体进行筛选得到的。
20世纪40年代开始使用物理的或化学的诱变剂,如紫外线、芥子气等处理菌种,进行人工诱发突变,从而迅速选育出比自然菌种更优良的菌种。
后来,又运用细胞工程和遗传工程的成果来获取菌种。
例如,使用大肠杆菌生产人类的胰岛素、生长素、干扰毒等等。
在发酵过程中,还要防止“不速之客”来打扰。
发酵工程要求纯种发酵,以保证产品质量。
因此,防止杂菌污染是确实保证正常生产的关键之一。
其方法是,对于这些不受欢迎的“来客”进行灭菌消毒。
在进行发酵之前,对有关器械、培养基等也进行严格的消毒。
第二章思考题:1.食品发酵对微生物菌种有何要求?举例说明。
➢能在廉价原料制成的培养基上迅速生长,并能高产和稳产所需的代谢产物。
➢可在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。
➢生长速度和反应速度快,发酵周期短。
➢副产物尽量少,便于提纯,以保证产品纯度。
➢菌种不易变异退化,以保证发酵生产和产品质量的稳定性。
➢对于用作食品添加剂的发酵产品以及进行食品发酵,其生产所用菌种必须符合食品卫生要求。
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对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,系电,力根保通据护过生高管产中线工资敷艺料设高试技中卷术资配,料置不试技仅卷术可要是以求指解,机决对组吊电在顶气进层设行配备继置进电不行保规空护范载高与中带资负料荷试下卷高总问中体题资配,料置而试时且卷,可调需保控要障试在各验最类;大管对限路设度习备内题进来到行确位调保。整机在使组管其高路在中敷正资设常料过工试程况卷中下安,与全要过,加度并强工且看作尽护下可关都能于可地管以缩路正小高常故中工障资作高料;中试对资卷于料连继试接电卷管保破口护坏处进范理行围高整,中核或资对者料定对试值某卷,些弯审异扁核常度与高固校中定对资盒图料位纸试置,.卷编保工写护况复层进杂防行设腐自备跨动与接处装地理置线,高弯尤中曲其资半要料径避试标免卷高错调等误试,高方要中案求资,技料编术试5写交卷、重底保电要。护气设管装设备线置备4高敷动调、中设作试电资技,高气料术并中课3试中且资件、卷包拒料中管试含绝试调路验线动卷试敷方槽作技设案、,术技以管来术及架避系等免统多不启项必动方要方式高案,中;为资对解料整决试套高卷启中突动语然过文停程电机中气。高课因中件此资中,料管电试壁力卷薄高电、中气接资设口料备不试进严卷行等保调问护试题装工,置作合调并理试且利技进用术行管,过线要关敷求运设电行技力高术保中。护资线装料缆置试敷做卷设到技原准术则确指:灵导在活。分。对线对于盒于调处差试,动过当保程不护中同装高电置中压高资回中料路资试交料卷叉试技时卷术,调问应试题采技,用术作金是为属指调隔发试板电人进机员行一,隔变需开压要处器在理组事;在前同发掌一生握线内图槽部纸内故资,障料强时、电,设回需备路要制须进造同行厂时外家切部出断电具习源高题高中电中资源资料,料试线试卷缆卷试敷切验设除报完从告毕而与,采相要用关进高技行中术检资资查料料和试,检卷并测主且处要了理保解。护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。
发酵复习思考题答案Word版
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《发酵工程工艺原理》复习思考题第一章思考题:1.何谓次级代谢产物?次级代谢产物主要有哪些种类?举例说明次级代谢产物在食品中的应用及对发酵食品的影响。
答:次级代谢产物是指对微生物的生长、繁殖分化关系不大、生理功能也不十分清楚,但可能对微生物生存有一定价值的代谢产物;次级代谢产物主要有抗生素、生物碱、色素、毒素等;抗生素工业的发展建立了一套完整的好氧发酵技术,大型搅拌发酵罐培养方法推动了整个发酵工业的深入发展,为现代发酵工程奠定了基础。
2.典型的发酵过程由哪几个部分组成?第二章思考题:1.食品发酵对微生物菌种有何要求?举例说明。
●能在廉价原料制成的培养基上迅速生长,并能高产和稳产所需的代谢产物。
●可在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。
●生长速度和反应速度快,发酵周期短。
●副产物尽量少,便于提纯,以保证产品纯度。
●菌种不易变异退化,以保证发酵生产和产品质量的稳定性。
●对于用作食品添加剂的发酵产品以及进行食品发酵,其生产所用菌种必须符合食品卫生要求。
例如酵母菌由于生长迅速,营养要求不要,易培养,被广泛应用于各种食品发酵2.什么叫自然突变和诱发突变?诱变育种的实质是什么?答:自然突变是指微生物在自然条件下产生自发变异;诱发突变是指用各种物理、化学的因素人工诱发基因突变的过程;诱变育种的实质是基因突变。
3.突变分为哪两种类型,举例说明。
答:点突变: 碱基对置换和移码染色体畸变: 在染色体上发生大的变化,如断裂、重复、缺失、易位和染色体数目变化等结构变化。
4.何为DNA体外重组技术?举例说明在发酵工业中的应用。
答:DNA体外重组技术就是根据需要用人工方法取得供体DNA上的基因,在体外重组于载体DNA上,再转移入受体细胞,使其复制、转录和翻译,表达出供体原有的遗传性状。
例如利用DNA体外重组技术生产人工胰岛素。
5.何为营养缺陷型?举例说明营养缺陷型的筛选方法。
答:营养缺陷型:指某一菌株丧失了合成某种营养物质的能力,在培养基中若不外加这种营养成分就不能正常生长的变异菌株。
发酵思考题完整答案
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发酵思考题完整答案第⼋章发酵过程1,发酵过程的定义发酵过程即细胞的⽣物反应过程,是指由⽣长繁殖的细胞所引起的⽣物反应过程。
它不仅包括了以往“发酵”的全部领域,⽽且还包括固定化细胞的反应过程、⽣物法废⽔处理过程和细菌采矿等过程。
2,为何要研究发酵过程微⽣物发酵的⽣产⽔平不仅取决于⽣产菌种本⾝的性能,⽽且要赋以合适的环境条件才能使它的⽣产能⼒充分表达出来。
为此我们必须通过各种研究⽅法了解有关⽣产菌种对环境条件的要求,如培养基、培养温度、pH、氧的需求等,并深⼊地了解⽣产菌在合成产物过程中的代谢调控机制以及可能的代谢途径,为设计合理的⽣产⼯艺提供理论基础。
同时,为了掌握菌种在发酵过程中的代谢变化规律,可以通过各种监测⼿段如取样测定随时间变化的菌体浓度,糖、氮消耗及产物浓度,以及采⽤传感器测定发酵罐中的培养温度pH、溶解氧等参数的情况,并予以有效地控制,使⽣产菌种处于产物合成的优化环境之中。
3,发酵过程的主要控制参数主要分为哪三⼤类物理、化学和⽣物三类4,发酵过程中通常测定的参数有哪些⽬前较常测定的参数有温度、罐压、空⽓流量、搅拌转速、pH、溶氧、基质浓度、菌体浓度(⼲重、离⼼压缩细胞体积%)等。
5,发酵过程中参数测定的⽅法有哪两种参数测定⽅法有:在线测定,取样测定(离线测定)6,简述发酵过程的代谢变化规律。
为什么要了解这⼀规律。
1)代谢变化就是反映发酵过程中菌体的⽣长,发酵参数(培养基,培养条件等)和产物形成速率三者间的关系。
2)了解⽣产菌种在具有合适的培养基、pH、温度和通⽓搅拌等环境条件下对基质的利⽤、细胞的⽣长以及产物合成的代谢变化,有利于⼈们对⽣产的控制。
7,分批发酵、补料分批发酵和连续发酵的定义。
对这三种发酵⽅式进⾏⽐较。
分批发酵(Batch fermentation)是指在⼀封闭系统内含有初始限量基质的发酵⽅式。
在这⼀过程中,除了氧⽓、消泡剂及控制pH的酸或碱外,不再加⼊任何其它物质。
发酵过程中培养基成分减少,微⽣物得到繁殖。
发酵工程工艺原理复习思考题答案。修改版22页word
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《发酵工程工艺原理》复习思考题第一章思考题:1.何谓次级代谢产物?次级代谢产物主要有哪些种类?举例说明次级代谢产物在食品中的应用及对发酵食品的影响。
P50初级代谢过程所生成的产物就是初级代谢产物。
种代谢对微生物的生长、分化和繁殖关系不大,生理功能也不十分清楚,但可能对微生物的生存有一定价值。
次级代谢过程所生成的产物就是次级代谢产物。
通常在细胞生成的后期形成。
次级代谢产物有抗生素、生物碱、色素和毒素等。
2.典型的发酵过程由哪几个部分组成?发酵工程的一般过程可分为三个步骤:第一,准备阶段;第二,发酵阶段;第三,产品的分离提取阶段。
准备阶段的任务包括四个方面,即各种器具的准备,培养基的准备,优良菌种的选择或培育,器具和培养基的消毒。
优良菌种是保证发酵产品质量好、产量高的基础。
优良菌种的取得,最初是通过对自然菌体进行筛选得到的。
20世纪40年代开始使用物理的或化学的诱变剂,如紫外线、芥子气等处理菌种,进行人工诱发突变,从而迅速选育出比自然菌种更优良的菌种。
后来,又运用细胞工程和遗传工程的成果来获取菌种。
例如,使用大肠杆菌生产人类的胰岛素、生长素、干扰毒等等。
在发酵过程中,还要防止“不速之客”来打扰。
发酵工程要求纯种发酵,以保证产品质量。
因此,防止杂菌污染是确实保证正常生产的关键之一。
其方法是,对于这些不受欢迎的“来客”进行灭菌消毒。
在进行发酵之前,对有关器械、培养基等也进行严格的消毒。
第二章思考题:1.食品发酵对微生物菌种有何要求?举例说明。
➢能在廉价原料制成的培养基上迅速生长,并能高产和稳产所需的代谢产物。
➢可在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。
➢生长速度和反应速度快,发酵周期短。
➢副产物尽量少,便于提纯,以保证产品纯度。
➢菌种不易变异退化,以保证发酵生产和产品质量的稳定性。
➢对于用作食品添加剂的发酵产品以及进行食品发酵,其生产所用菌种必须符合食品卫生要求。
2.什么叫自然突变和诱发突变?诱变育种的实质是什么?P17自然突变:在自然状况下发生的突变;诱发突变:在人为地用物理或化学因素诱发的突变。
(141228)发酵工程复习参考题及答案
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《发酵工程工艺原理》复习思考题第一章复习思考题1.什么是初级代谢产物?什么是次级代谢产物?次级代谢产物主要有哪些种类?初级代谢:指微生物的生长、分化和繁殖所必需的代谢活动而言的。
初级代谢过程所生成的产物就是初级代谢产物。
次级代谢:是指非微生物生命活动所必须的代谢活动而言,也就是说这种代谢对微生物的生长、分化和繁殖关系不大,生理功能也不十分清楚,但可能对微生物的生存有一定价值。
次级代谢过程所生成的产物就是次级代谢产物。
通常在细胞生成的后期形成。
次级代谢产物有抗生素、生物碱、色素和毒素等。
2.典型的发酵过程由哪几个部分组成?发酵产物包含哪几类?发酵过程组成:(1)菌种活化与扩大培养;(2)发酵与酿造原料前处理及培养基制备;(3)发酵与酿造操作方式;(4)产物分离、提取与后加工。
发酵产物:(1)菌体或菌体部分成分;(2)初级代谢产物如醇、酸、糖、蛋白质等;(3)次级代谢产物如抗生素、色素等第二章复习思考题1.发酵工业用菌种应具备哪些特点?(1)能在廉价原料制成的培养基上迅速生长,并能高产和稳产所需的代谢产物。
(2)可在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)生长速度和反应速度快,发酵周期短。
(4)副产物尽量少,便于提纯,以保证产品纯度。
(5)菌种不易变异退化,以保证发酵生产和产品质量的稳定性。
(6)对于用作食品添加剂的发酵产品以及进行食品发酵,其生产所用菌种必须符合食品卫生要求。
2.什么叫自然突变和诱发突变?诱变育种的实质是什么?(1)自然状况下发生的突变称为自然突变或自发突变;人为地用物力或化学因素诱发的突变叫诱发突变。
(2)用各种物理、化学的因素人工诱变基因突变进行的筛选。
3.突变分为哪两种类型,举例说明。
(1)点突变:碱基对置换和移码;(2)染色体畸变:在染色体上发生大的变化,如断裂、重复、缺失、易位和染色体数目变化等结构变化。
4.何为转化、转导、DNA体外重组技术?举例说明在发酵工业中的应用。
发酵复习思考题整理版(1)
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《发酵工程工艺原理》复习思考题第一章思考题:L 何谓次级代谢产物?次级代谢产物主要有哪些种类?举例说明次级代谢产物在食品中 的应用及对发酵食品的影响。
答:次级代谢产物是指对微生物的生长、繁殖分化关系不大、生理功能也不十分清楚, 但可能对微生物生存有一定价值的代谢产物;(|初级代谢:|指微生物的生长、分化和繁殖所必 需的代谢活动而言的。
初级代谢过程所生成的产物就是初级代谢产物。
)次级代谢产物主要有抗生素、生物碱、色素、毒素等;例如:抗生素工业的发展建立了一套完整的好氧发酵技术,大型搅拌发酵罐培养方 法推动了整个发酵工业的深入发展,为现代发酵工程奠定了基础。
2. 典型的发酵过程由哪几个部分组成?提取精制,\/废弃物处理成品包装图1.3典型的发酵过程示意图在单级连续培养中,n=D 意味着什么? 答:意味着培养液中某一瞬间菌体浓度的变化为零,即此时比生长速率〃等于稀释率公试比较连续培养生产率与分批培养生产率,说明什么情况下采用连续培养有利? 生产 发酵1®■ ■ r一一.t 一培养液菌体细胞分离 无细胞澄清液培芥基配制 培养基原料4.什么叫比生长速率?什么叫得率系数?答:①u 一比生长速率(h1),即单位重量菌体的瞬时增量g/ (g・h)②细胞得率系数:菌体的生K量相对于基质消耗量的收得率。
X — X。
AX IX !S==So — S A5产物得率系数:产物生成量相对于基质消耗量的收得率。
用YP/S表示。
u P-P。
AP Y P is == So — S AS第五章复习思考题1.谷氨酸产生菌利用糖质原料合成谷氨酸的代谢途径中有哪些关键环节?1)糖酵解(EMP)代谢途径:葡萄糖在糖酵解途径中首先被降解为丙酮酸,同时有ATP 和NADH2生成。
丙酮酸将在TCA循环中被利用。
2)磷酸己糖途径(HMP):该过程生成的6-磷酸果糖、3-磷酸甘油醛于糖酵解途径联系起来,进一步生成丙酮酸;而生成的NADPH2是a■酮戊二酸进行还原氨基反应所必须的供氢体;生成的乙酰辅酶A则进入三梭酸循环。
发酵工程思考题(含答案)
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发酵⼯程思考题(含答案)发酵⼯程课后思考题第⼀章绪论1、发酵及发酵⼯程定义答:它是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。
由于它以培养微⽣物为主,所以⼜称为微⽣物⼯程。
2、发酵⼯程基本组成部分答:从⼴义上讲分为三部分:上游⼯程、发酵⼯程、下游⼯程3、发酵⼯业产业化应抓好哪三个环节答:发酵⼯程产业化就是将有关应⽤微⽣物的科学研究成果转化为发酵产品,并投向市场的过程。
三个环节:投产试验、规模化⽣产和市场营销。
①投产试验:涉及到”上、中、下三游”⼯作,即研究成果的验证、⼩试、中试和扩⼤试验。
②规模化⽣产:值得注意的是产品质量问题,其检测必须符合相应产品标准。
③市场营销:市场开拓对技术本⾝影响不⼤,但参与市场竞争却是产业化成败的决定因素。
4、当前发酵⼯业⾯临三⼤问题是什么答:菌种问题纯种,遗传稳定性,安全,周期短、转化率⾼产率⾼抗污染能⼒强:噬菌体、蛭弧菌;合适的反应器⽣产规模化原料利⽤量⼤,并且具有⼀定选择性,节能,结构多样化、操作制动化,节劳⼒。
基质的选择价廉原料利⽤量⼤,并且具有⼀定选择性易被利⽤、副产物少,满⾜⼯艺要求。
5、我国发酵⼯业应该⾛什么样的产业化道路发酵过程的组成部分答第⼀步为技术积累阶段、第⼆步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段典型的发酵过程可划分成六个基本组成部分:(1)繁殖种⼦和发酵⽣产所⽤的培养基组份设定;(2)培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌;(3)培养出有活性、适量的纯种,接种⼊⽣产容器中;(4)微⽣物在最适合于产物⽣长的条件下,在发酵罐中⽣长;(5)产物分离和精制;(6)过程中排出的废弃物的处理。
第⼆章菌种的来源(1)1、⾃然界分离微⽣物的⼀般操作步骤答:标本采集,预处理,富集培养,菌种分离(初筛,复筛),发酵性能鉴定,菌种保藏2、从环境中分离⽬的微⽣物时,为何⼀定要进⾏富集答:让⽬的微⽣物在种群中占优势,使筛选变得可能。
发酵工程工艺原理复习思考题答案
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《发酵工程工艺原理》复习思考题第一章思考题:1 ■何谓次级代谢产物?次级代谢产物主要有哪些种类?举例说明次级代谢产物在食品中的应用及对发酵食品的影响。
P50初级代谢:脂微生物的生长、分化和繁殖所必需的代谢活动而言的。
初级代谢过程所生成的产物就是初级代谢产物'坎级代谢:」是指非微生物生命活动所必须的代谢活动而言.也就是说这种代谢对微生物的生长、分化和繁殖关系不大,生理功能也不十分清楚,但可能对微生物的生存有一定价值。
次级代谢过程所生成的产物就是次级代谢产物。
通常在细胞生成的后期形成。
次级代谢产物有抗生素、生物破、色素和毒素等,2.典型的发酵过程由哪几个部分组成?发酵工程的一般过程可分为三个步骤:第一,准备阶段;第二,发酵阶段;第三,产品的分离提取阶段。
准备阶段的任务包括四个方面,即各种器具的准备.培养基的准备.优良菌种的选择或培育,器具和培养基的消毒。
优良菌种是保证发酵产品质量好、产量高的基础。
优良菌种的取得,最初是通过对自然菌体进行筛选得到的。
20世纪40年代开始使用物理的或化学的诱变剂,如紫外线、芥子气等处理菌种.进行人工诱发突变,从而迅速选育出比自然菌种更优良的菌种。
后来.又运用细胞工程和遗传工程的成果来获取菌种。
例如,使用大肠杆菌生产人类的胰岛素、生长素、干扰毒等等。
在发酵过程中.还要防止“不速之客”来打扰。
发酵工程要求纯种发酵,以保证产品质量因此,防止杂菌污染是确实保证正常生产的关键之一。
其方法是,对于这些不受欢迎的“来客”进行灭菌消毒,在进行发酵之前,对有关器械、培养基等也进行严格的消毒°第二章思考题:1.食品发酵对微生物菌种有何要求?举例说明,>能在廉价原料制成的培养基上迅速生长,并能高产和稳产所需的代谢产物。
>可在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。
>生长速度和反应速度快,发酵周期短。
>副产物尽量少,便于提纯,以保证产品纯度。
发酵课后思考100题
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1.谷氨酸的发酵生产菌株有哪些来源?答:谷氨酸的发酵生产菌株来源主要有两种1)最初的从自然界筛选的菌株2)用紫外线、激光、化学诱变剂诱变育种,筛选出的较为高产的菌株2.谷氨酸的发酵生产工艺流程3.答:菌种的选育---斜面菌种----液体培养(摇床或自动反应器)----培养基的配制---灭菌----传种及扩大培养(1-3级发酵)---发酵管理-----产品的提取(过滤、浓缩、离心、分离纯化等)-----制备-----包装----入库4.谷氨酸的发酵生产中应注意控制哪些因素?怎样操作?答:应控制的因素有:氧温度pH 磷酸盐1)氧:注意通风和搅拌,尤其是在发酵后期,要加大通气量,这将有利于谷氨酸的合成2)温度:谷氨酸的发酵是变温发酵菌株生长的最适温度是30-32℃。
当菌体生长到稳定期后,适当提高温度有助于产酸,因此,在发酵后期,可将温度提高到34-37℃3) pH:谷氨酸发酵的最适pH为7.0-8.0。
但随着发酵中营养物质的利用和代谢产物的积累,pH会改变,控制pH的方法有:在培养基中添加缓冲液;在发酵过程中加酸或碱(氨水)4)磷酸盐:是谷氨酸代谢的必需物,但是浓度不能过高5.怎样从谷氨酸的发酵液中分离纯化谷氨酸?答:采用交换法提取:将发酵液过滤后,把处理好的离子交换树脂放入培养液中(动相提取,也可采用静相法,即把树脂装到离子交换柱里,让发酵滤液通过被交换提取。
)谷氨酸被树脂吸附或扩散到树脂表面,再从树脂表面扩散到内部,并与内部的离子互相交换。
被交换出来的离子从树脂的内部扩散到培养液中。
交换完毕,再用少量的洗脱剂将谷氨酸洗下来,然后再浓缩洗脱液,通过结晶,沉淀等方法得到谷氨酸产品。
6.单蛋白是什么?它是怎么产生的?答:微生物菌体蛋白统称为单蛋白,大多是用许多工农业废料及石油废料人工培养的微生物菌体。
单蛋白的产生:在培养液配制及灭菌完成以后,将它们和菌种投放到发酵罐中,控制好发酵条件,菌种就会迅速繁殖;发酵完毕,用离心、沉淀等方法收集菌体,最后经过干燥处理,就制成了单蛋白成品。
发酵大实验思考题
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发酵大实验思考题1、发酵设备通常由几个系统组成?答:发酵设备通常由灭菌系统,温控系统,发酵系统和空气动力系统组成。
2、发酵罐操作过程中最危险的阶段是什么?应如何应对?答:(1)发酵罐、蒸汽发生器、空气压缩机均属压力容器。
操作时须小心谨慎。
尤以灭菌(空消、实消)最危险。
灭菌时须全程看守,不得离人。
(2)发酵、空消、实消前所有盖板螺丝,探头、补料口螺丝须全部拧紧。
将发酵罐、蒸汽发生器进水龙头打开。
(3)发酵前,先将空压机打开,待空压机压力达到0.6MPa时,开发酵罐电源。
如果灭菌,须将蒸汽发生器、空压机全部打开后,再接通发酵罐电源。
(4)发酵过程中,发酵罐过压时(≥0.15MPa) :a.将进气流量设定为0,若仍不能控制,则将空压机关闭。
b.取消DO-转速关联控制,晚上无人值班时须取消DO-转速关联控制。
(5)发酵过程中,罐压必须为正压,通常为0.02-0.05MPa。
3、发酵过程中,罐压为什么要求正压?答:发酵过程中罐压要求正压是为了防止外面带菌空气进入罐内引起污染,并防止轴封掉下小颗粒引起污染。
而且一定压强会有利于氧气溶解,增加溶氧。
罐压的另一个作用是缓冲,防止动力突然故障造成空气倒流,保持罐压可以使动力故障的瞬间不会空气倒流。
4、空气压缩机在发酵过程中的作用及开启、关闭时间。
答:空气压缩机在空消、实消、发酵、取样过程中,均须打开。
功效主要为:①保持罐压②提供氧气③为气动阀提供动力④吹干空气过滤器空气压缩机出口处工作压力必须达到0.6MPa才能维持发酵罐的正常工作。
在发酵、灭菌前打开,在放罐结束后才能关闭。
发酵过程中,发酵罐过压时(≥0.15MPa),若进气流量设定为0,仍不能控制罐压,则须将空压机关闭。
5、蒸汽发生器的作用,使用时应注意什么问题?答:在蒸汽发生器的使用中,应该注意:(1)蒸汽发生器在空消、实消、取样时使用。
蒸汽发生器为压力容器,须谨慎操作。
灭菌(空消、实消)及取样时,必须全程看守,不得离人。
发酵思考题——精选推荐
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1、生物催化剂的优缺点生物催化剂的优点:a.常温、常压下反应;b.速率快;催化作用专一;c.一般情况下价格较低廉等优点。
d.活细胞易加以诱变,以改变其遗传特性,使有利于生产。
e.随着原生质体融合技术、DNA重组技术等现代生物技术的发展,人们有可能组建出许多具有特殊性能的非天然存在的新型生物催化剂。
生物催化剂的缺点:a.易受热、受某些化学物质及杂菌的破坏而失活,因而稳定性较差;b.对温度、pH等参数对反应相当敏感;c.活细胞还存在着个体差异、遗传特性差异等。
d.在生长过程中对营养、微量元素、渗透压等也有一定要求。
2、发酵工业生产过程有什么特点?3、发酵工艺生产的一般培养方法和过程是什么?1、含微生物材料标本的处理方法有哪些?(1)、物理法①热处理:可减少材料中的细菌数。
因许多放线菌比细菌细胞耐热。
②膜过滤:样品中细胞数较少时(如水),可采用膜滤法浓缩。
滤膜的品种对收集菌的类型有重要的影响。
③离心法:处理放线菌繁殖体含量很低的海水,可先将样品离心后再过滤。
④搅动释放孢子法:收集腐烂稻草和其他植物材料中的嗜热放线菌孢子可在空气搅动下进行。
并可用一风筒或一简单的沉淀室收集孢子。
然后,用Anderson取样器将空气撞击在含培养基的平板上。
这样可以减少分离平板中的细菌数目。
(2)化学法在分离前加一些固体基质(把几种基质加在土壤中)或洒些可溶性养分来强化培养基。
3)诱饵技术将固体基质加到待检的土壤或水中,待其菌落长成后再铺平板。
2、试根据待分离目的微生物的特点选择合适的分离方法与步骤。
3、种子扩大培养的目的指将保存在砂土管、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,获得一定数量和质量的纯种过程。
4、为什么种子要逐级扩大培养?什么情况下可采用一级种子?4、影响种子质量的因素有哪些?5、保证种子质量有哪些措施?1、熟知培养基成分及其作用。
2、如何调节培养基中的营养物质?3、了解各类培养基的特点。
X发酵工程工艺原理复习思考题答案-推荐下载
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斜面上,放置低温处,每隔几个月移植一次。也可采用石蜡油封藏法。 2.霉菌:采用砂土管保藏法。此法特别适宜于产孢子或芽孢的微生物。
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,系电通,力1根保过据护管生高线产中0不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置,机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资2负料2,荷试而下卷且高总可中体保资配障料置2试时32卷,3各调需类控要管试在路验最习;大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试,况卷要下安加与全强过,看度并25工且52作尽22下可护都能1关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资;中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整,高核或中对者资定对料值某试,些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位,卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置,地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中,案资要,料求编试技5写、卷术重电保交要气护底设设装。备备置管4高调、动线中试电作敷资高气,设料中课并技3试资件且、术卷料中拒管试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术,技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式;资,对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资,件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调,并试合且技理进术利行,用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活:。。在对对分于于线调差盒试动处过保,程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试,题技应,术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进,变行需压隔要器开在组处事在理前发;掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时,、,强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试,卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用,关高要技中进术资行资料检料试查,卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。
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第八章发酵过程1,发酵过程的定义发酵过程即细胞的生物反应过程,是指由生长繁殖的细胞所引起的生物反应过程。
它不仅包括了以往“发酵”的全部领域,而且还包括固定化细胞的反应过程、生物法废水处理过程和细菌采矿等过程。
2,为何要研究发酵过程微生物发酵的生产水平不仅取决于生产菌种本身的性能,而且要赋以合适的环境条件才能使它的生产能力充分表达出来。
为此我们必须通过各种研究方法了解有关生产菌种对环境条件的要求,如培养基、培养温度、pH、氧的需求等,并深入地了解生产菌在合成产物过程中的代谢调控机制以及可能的代谢途径,为设计合理的生产工艺提供理论基础。
同时,为了掌握菌种在发酵过程中的代谢变化规律,可以通过各种监测手段如取样测定随时间变化的菌体浓度,糖、氮消耗及产物浓度,以及采用传感器测定发酵罐中的培养温度pH、溶解氧等参数的情况,并予以有效地控制,使生产菌种处于产物合成的优化环境之中。
3,发酵过程的主要控制参数主要分为哪三大类物理、化学和生物三类4,发酵过程中通常测定的参数有哪些目前较常测定的参数有温度、罐压、空气流量、搅拌转速、pH、溶氧、基质浓度、菌体浓度(干重、离心压缩细胞体积%)等。
5,发酵过程中参数测定的方法有哪两种参数测定方法有:在线测定,取样测定(离线测定)6,简述发酵过程的代谢变化规律。
为什么要了解这一规律。
1)代谢变化就是反映发酵过程中菌体的生长,发酵参数(培养基,培养条件等)和产物形成速率三者间的关系。
2)了解生产菌种在具有合适的培养基、pH、温度和通气搅拌等环境条件下对基质的利用、细胞的生长以及产物合成的代谢变化,有利于人们对生产的控制。
7,分批发酵、补料分批发酵和连续发酵的定义。
对这三种发酵方式进行比较。
分批发酵(Batch fermentation)•是指在一封闭系统内含有初始限量基质的发酵方式。
在这一过程中,除了氧气、消泡剂及控制pH的酸或碱外,不再加入任何其它物质。
发酵过程中培养基成分减少,微生物得到繁殖。
•特点:微生物所处的环境在发酵过程中不断变化,其物理,化学和生物参数都随时间而变化,是一个不稳定的过程。
•优点:操作简单;操作引起染菌的概率低。
不会产生菌种老化和变异等问题•缺点:非生产时间较长、设备利用率低。
补料分批发酵(Fed-batch fermentation)定义:补料分批发酵又称半连续发酵或流加分批发酵,是指在分批发酵过程中,间歇或连续地补加新鲜培养基的发酵方式。
•优点–使发酵系统中维持很低的基质浓度;–和连续发酵比、不需要严格的无菌条件;–不会产生菌种老化和变异等问题。
•缺点–存在一定的非生产时间;–和分批发酵比,中途要流加新鲜培养基,增加了染菌的危险。
连续发酵(Continuous fermentation)定义:培养基料液连续输入发酵罐,并同时放出含有产品的相同体积发酵液,使发酵罐内料液量维持恒定,微生物在近似恒定状态(恒定的基质浓度、恒定的产物浓度、恒定的pH、恒定菌体浓度、恒定的比生长速率)下生长的发酵方式。
•优点–能维持低基质浓度;–可以提高设备利用率和单位时间的产量;–便于自动控制。
衷心感谢曹剑磊、赵常红、赵西云、薛峰、高亦豹、洪晨江、唐波、武•缺点–菌种发生变异的可能性较大;–要求严格的无菌条件。
8,按照产物生成与菌体生长是否同步,可将分批发酵分为哪两种类型,并用公式进行表述。
这种分类方法对实际生产有何指导意义第一类型(生长关联型)第二类型(部分生长关联型)第三类型(非生长关联型)9,代谢变化、代谢曲线代谢变化就是反映发酵过程中菌体的生长,发酵参数(培养基,培养条件等)和产物形成速率三者间的关系。
把它们随时间变化的过程绘制成图,就成为所说的代谢曲线。
10,温度对发酵过程有何影响?影响各种酶的反应速率和蛋白质性质,影响发酵液的物理性质,影响生物合成的方向。
11,pH值对发酵过程有何影响?(1)pH影响酶的活性,当pH抑制菌体中某些酶的活性时,使菌体的新陈代谢受阻;(2)pH影响微生物细胞膜所带电荷的状态,从而改变细胞膜的渗透性,影响微生物对营养物质的吸收及代谢产物的排泄,因此影响代谢的正常进行;(3)pH影响培养基某些组分和中间代谢产物的离解;从而影响微生物对这些物质的利用;(4)pH不同,往往引起菌体代谢过程的不同,使代谢产物的质量和比例发生改变12,简述发酵过程中引起pH下降和上升的因素引起pH下降的因素:碳源过量,消泡油添加过量,生理酸性物质的存在。
引起pH上升的因素:氮源过多;生理碱性物质的存在;中间补料,碱性物质添加过多13,发酵过程中pH的控制方式。
调节基础培养基的配方,调节碳氮比(C/N),添加缓冲剂,补料控制,直接加酸加碱,补加碳源或氮源。
14,发酵过程中泡沫产生的原因由外界引进的气流被机械地分散形成(通风、搅拌);发酵过程中产生的气体聚结生成(发泡性物质)。
15,发酵过程中泡沫的产生有何不利的影响降低发酵设备的利用率增加了菌群的非均一性增加了染菌的机会导致产物的损失消泡剂会给后提取工序带来困难16,在发酵过程中影响泡沫稳定性的因素有哪些通气与搅拌的强度培养基的配比及原材料组成培养基的破坏程度接种量的大小培养液本身性质的变化培养基灭菌的方法和操作染菌17,发酵过程中泡沫控制的方法。
•物理消沫法•化学消沫法18,化学消泡的机理。
当泡沫的表层存在着由极性的表面活性物质形成双电层时,可以加入另一种具有相反电荷的表面活性剂,以降低泡沫的机械强曲或加入某些具有强极性的物质与发泡剂争夺液膜上的空间,降低液膜强度,使泡沫破裂。
衷心感谢曹剑磊、赵常红、赵西云、薛峰、高亦豹、洪晨江、唐波、武当泡沫的液膜具有较大的表面粘度时,可以加入某些分子内聚力较小的物质,以降低液膜的表面粘度,使液膜的液体流失,导致泡沫破裂。
19,发酵过程中补料控制的目的,所补的物料包括哪些类型,补料的原则及控制策略目的:解除基质过浓的抑制;解除产物的反馈抑制;解除葡萄糖分解代谢阻遏效应类型:补充微生物能源和碳源的需要;补充菌体所需要的氮源;补充微量元素或无机盐。
原则:1,控制微生物的中间代谢,使之向着有利于产物积累的方向发展。
2,为实现这一目标,在中间补料控制时,必须选择恰当的反馈控制参数和补料速率。
控制策略:大多数补料分批发酵均补加生长限制性基质以经验数据或预测数据控制流加;以pH、尾气、溶氧、产物浓度等参数间接控制流加;以物料平衡方程,通过传感器在线测定的一些参数计算限制性基质的浓度,间接控制流加;用传感器直接测定限制性基质的浓度,直接控制流加。
20,临界氧浓度临界氧浓度(C临):指不影响菌体呼吸所允许的最低氧浓度,或微生物对发酵液中溶解氧浓度的最低要求。
21,请叙述发酵过程中溶解氧的一般变化规律。
发酵前期:由于微生物大量繁殖,需氧量不断大幅度增加,此时需氧超过供氧,溶氧明显下降发酵中后期:溶氧浓度明显地受工艺控制手段的影响,如补料的数量、时机和方式等发酵后期:由于菌体衰老,呼吸减弱,溶氧浓度也会逐步上升,一旦菌体自溶,溶氧就会明显地上升22,二氧化碳对发酵的影响及其机理,发酵过程如何控制二氧化碳CO2是微生物的代谢产物,同时也是某些合成代谢的基质。
它是细胞代谢的重要指标。
在发酵过程中,CO2有可能对发酵有促进作用,也有可能有抑制作用。
CO2对菌体具有抑制作用,当排气中CO2的浓度高于4%时,微生物的糖代谢和呼吸速率下降CO2对发酵也有影响对发酵促进。
如牛链球菌发酵生产多糖,最重要的发酵条件是提供的空气中要含5%的CO2。
对发酵抑制。
如对肌苷、异亮氨酸、组氨酸、抗生素等发酵的抑制影响发酵液的酸碱平衡23,发酵过程的基本自控系统包括哪些前馈控制(feedforward control) ,后(反)馈控制(feedback control ),自适应控制(adaptive control)24,发酵动力学的定义,研究发酵动力学的目的。
发酵动力学:研究各种发酵过程变量在活细胞的作用下变化的规律,以及各种发酵条件对这些变量变化速度的影响,并以数学,工程学的原理,定量描述。
目的:通过动力学研究,优化发酵的工艺条件及调控方式;(研究各种物理,化学因素的影响,为调控提供依据)✓建立反应过程的动力学模型来模拟最适当的工艺流程和工艺参数,预测反应的趋势;✓控制发酵过程,甚至用计算机来进行控制。
25,研究发酵动力学方法有哪两种?宏观处理法:✓结构动力学模型(通过研究微观反应机制建立)✓非结构动力学模型(不考虑微观反应机制,只考虑宏观变量之间的关系)✓质量平衡法(根据质量守恒定律)物质在系统中的积累速度=物质进入系统速度+物质在系统中生成的速度-物质在系统中排除的速度-物质在系统中消耗的速度26,简述Monod方程与米氏方程的区别与联系。
根据实验结果计算Monod方程的参数Monod方程是对实验现象的总结,是经验方程(empirical model)米氏方程是根据酶反应极力推导得出,是机理方程(mechanistic model )衷心感谢曹剑磊、赵常红、赵西云、薛峰、高亦豹、洪晨江、唐波、武衷心感谢曹剑磊、赵常红、赵西云、薛峰、高亦豹、洪晨江、唐波、武Monod 方程与米氏方程的相似性。
27,恒化器和恒浊器的定义。
恒化器:以某种必需营养作为生长限制基质,通过控制流加速率造成适应这种条件的细胞生长密度和生长速率,培养液中限制性底物浓度保持恒定。
恒浊器:通过控制生长限制性基质的流量维持恒定的菌体密度。
28,在连续培养过程中,其实际结果为何会和理论推导的结果发生偏差✓ 限制性基质为碳源时,部分消耗的碳源作为能量供生命活动,X 偏低;✓ N ,S 为限制性基质,D 较小时会积累多糖,脂肪等,X 偏高;✓ Mg, P,K 为限制性基质时,同上,但细胞内这些物质下降,YX/S 增大,细胞浓度偏高; ✓ 复合培养基时,情况复杂,随着μ变化,限制性基质会改变,X 下降。
29,宏观产率系数宏观产率系数(或称得率系数)Yi/j 是化学计量学中一种非常重要的参数,常用于对碳源等底物形成菌体或产物的潜力进行评价,其中i 表示菌体或产物,j 表示底物• 例如,菌体对底物的产率系数可表示为:30,理论代谢产物产率的计算假设发酵过程中完全没有菌体生成,则YP/S 可达理论最高值,称为理论代谢产物产率 31,分批发酵、补料分批发酵和连续发酵动力学方程的推导32,研究连续培养动力学有何用途确定最佳培养条件富集,选育特殊形状菌种建立选择性的培养环境生长速率不同的菌种在连续培养中的“去”“留”。
第九章 厌氧发酵设备1、酒精发酵设备的基本要求答:1)满足酒精发酵的工艺要求 即满足酒精酵母生长和代谢的必要工艺条件及能将发酵产生的热量及时移走2)有利于发酵液的排出,设备的清洗、维修以及设备制造安装方便等问题。