发酵工程工艺原理复习题参考答案

《发酵工程工艺原理》复习思考题

第一章绪论

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。

（1）在继生物初级代谢而产生中间产物之后,细胞又进一步合成一些生理功能不够明确、化学结构特殊,对细胞生命、生存、发育、繁殖显然并非重要的产物，称之为次级代谢产物。

（2）根据次级代谢产物的结构特征与生理作用的研究，次级代谢产物可大致分为抗生素、生长刺激素、色素、生物碱与毒素等不同类型。

2．典型的发酵过程由哪几个部分组成？

（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（4）产物分离、提取与加工

3.发酵工程的特点及微生物的共性.

发酵工程特点：

安全简单，原料广泛，反应专一，代谢多样，易受污染，菌种选育

微生物的共性：

(1)对周围环境的温度、压强、渗透压、酸碱度等条件有极大的适应能力

(2)有极强的消化能力

(3)有极强的繁殖能力

第二章菌种

1．食品发酵对微生物菌种有何要求？举例说明。

（1）发酵工业对微生物菌种的要求：

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）如，氨基酸产生菌的要求：代谢途径比较清楚，代谢途径比较简单。

谷氨酸发酵的菌种：棒杆菌属，短杆菌属、节杆菌属或小杆菌属的棒型细菌。

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）诱变育种：用各种物理、化学的因素人工诱变基因突变进行的筛选，称为诱变育种。

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DNA体外重组技术？举例说明在发酵工业中的应用。

（1）DNA体外重组技术（基因工程技术）：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。（2）用于常规发酵工业，通过基因工程获得工程菌以简化生产工艺，提高起抗逆性。

5．何为营养缺陷型？举例说明营养缺陷型的筛选方法。

（1）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。表示为“X-”

（2）营养缺陷型的检出（影印法）：是将经处理的细菌涂在完全培养基的表面，待出现菌落后，用灭菌丝绒将菌落影印接种到基本培养基上，经过培养出现菌落后比较两个培养皿，凡在完全培养基上出现菌落而在基本培养基上的同一位置上不出现菌落者，这一菌落便可初步断定是一个缺陷型，然后将在完全培养基上的菌落接种至完全培养基斜面培养保存作进一步的鉴定。

6．菌种保藏的目的与核心是什么？产孢子的微生物适宜用何种保藏方法？

（1）目的: 保证菌种不发生遗传变异、无污染和保持活力。

核心：人工创造条件（如低温、干燥、缺氧、和缺乏营养物质），使菌种的代谢活动处于不活动状态。

（2）适宜用砂土保藏法。

附：菌种保藏方法: 斜面低温保藏法、石蜡油封保藏法、砂土保藏法、冷冻干燥法、液氮超低温冻结法

1．酵母菌：一般采用定期移植斜面低温保藏法，将酵母接种于麦芽汁琼脂斜面上，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。

3．细菌和放线菌：一般细菌采用冻干法为佳，放线菌可采用冻干法和砂土管法保藏。

7．造成菌种退化的原因是什么？生产中如何防止菌种的退化？

（1）菌种退化的原因：保藏方法不妥、保藏操作不当、传代不当、培养基不适、回复突变

（2）防止菌种退化的措施：

从菌种选育方法上考虑：

1)进行充分的后培养及分离纯化 2)增加突变位点，减少基因回复突变的几率

从菌种保藏方式上考虑：1)尽量减少传代次数 2)选择适宜的保藏培养基

从菌种培养适宜条件上考虑：

1)结构类似物抗性菌株在保藏培养基中应添加相应药物及时淘汰回复突变细胞。

2)基因工程菌添加抗生素于培养基中防止质粒的丢失

从菌种管理的措施上考虑 :复壮

1）定期对保藏菌种分离纯化，淘汰已退化细胞； 2）定期对发酵液进行分离筛选

8．何为菌种的复壮？

狭义的复壮是指在菌种已经发生衰退的情况下，通过纯种分离和测定典型性状、生产性能等指标，从已衰退的群体中筛选出少数尚未退化的个体，以达到恢复原菌株固有性状的相应措施。

广义上的复壮是指在菌种的典型性状或生产性状尚未衰退前，就经常有意识地采取纯种分离和生产性状测定工作，以期从中选择到自发的正突变个体。

9．培养基有哪些类型？各有何种用途？发酵工业上使用最广的是哪种类型？

（1）培养基的类型

状态：固体、半固体和液体培养基。

纯度：天然培养基、合成培养基和半合成培养基

生产工艺要求：孢子培养基、种子培养基和发酵培养基。

（2）各种培养基的用途：

固体培养基：常用于微生物分离、鉴定、计数和菌种保存等方面。

液体培养基：适于作生理等研究，由于发酵率高，操作方便，发酵工业也常大规模使用。

半固体培养基：用于鉴定菌种、观察菌种运动特征及噬菌体的效价测定等。

天然培养基：营养丰富，适合于微生物的生长繁殖和目的产物的合成。