1、1、发酵工程的概念是什么？发酵工程基本可分为那两个大部分，包括哪些内容?答：发酵工程是指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新技术。一.发酵部分: 1.菌种的特征和选育 2.培养基的特性，选择及其灭菌理论3 发酵液的特性 4.发酵机理。 5.发酵过程动力学 6.空气中悬浮细菌微粒的过滤机理7.氧的传递、溶解、吸收理论。 8.连续培养和连续发酵的控制二.提纯部分 1.细胞破碎，分离 2.液输送，过滤. 除杂 3.离子交换渗析，逆渗透，超滤 4.凝胶过滤，沉淀分离 5 溶媒萃取，蒸发蒸馏结晶，干燥，包装等过程和单元操作 2、现
2、代发酵工程所用的发酵罐应具备那些特征？答：（1）发酵罐应有适宜的径高比。（2 ）发酵罐应能承受一定的压力。（3）发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混合，实现传质传热作用，保证微生物发酵过程中所需的溶解氧；（4）发酵罐内应尽量减少死角，避免藏污纳垢，保证灭菌彻底，防止染菌；（5）发酵罐应具有足够的冷却面积；（6）搅拌器的轴封要严密，以减少泄露。3、微生物发酵的种子应具备那几方面条件？答:（1 ）菌种细胞的生长活力强，移种至发酵罐后能迅速生长，迟缓期短。（2）生理性状稳定。（3）菌体总量及浓度能满足大量发酵罐的要就。（4）无杂菌污染。（5）保持稳定的生产能力。4、发酵工业上常用的氮源有那些，起何作用
3、？答：常用的氮源可分为两大类：有机氮源和无机氮源。 1、无机氮源种类：氨盐、硝酸盐和氨水作用:满足菌体生长稳定和调节发酵过程中的 pH2、有机氮源来源：工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料，花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒糟。作用：除提供氮源外，有些有机氮源还提供大量的无机盐及生长因子。5、发酵产品的生产特点是什么，什么是种子扩大培养，其任务是什么？答(1)发酵产品的生产特点： 一般操作条件比较温和；以淀粉、糖蜜等为主，辅以少量有机、无机氮源为原料；过程反应以生命体的自动调节方式进行；能合成复杂的化合物如酶、光学活性体等；能进
4、行一些特殊反应，如官能团导入；生产产品的生物体本身也是产物，含有多种物质；生产过程中，需要防止杂菌污染；菌种性能被改变，从而获得新的反应性能或提高生产率。（2）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。（3）种子扩大培养的任务：得到纯而壮活力旺盛、性能稳定、数量巨大的微生物细胞。6、培养成分用量的确定有什么规律？答：（1）参照微生物细胞内元素的比例确定。（2）参照碳氮比确定。（3）其他因素。例如，维生素、微量元素、某些生长因子、前体等。7、叙述防止发酵菌种退
5、化的具体条件措施有那些？答：（1）控制传代次数，（2）创造良好的培养条件，（3）利用不易衰退的细胞传代，（4）采用有效的菌种保藏方法（5）合理的育种，（6）选用合适的培养基 8、如何选择最适发酵温度？答：1 、根据菌种及生长阶段选择。2、根据培养条件选择。3、根据菌生长情况9、发酵过程主要分析项目如下 答、pH 、排气氧、排气 CO2 和呼吸熵、糖含量、氨基氮和氨氮、磷含量、菌浓度和菌形态。10、不同时间染菌对发酵有什么影响，染菌如何控制？答：（1）种子培养期染菌：由于接种量较小，生产菌生长一开始不占优势，而且培养液中几乎没有抗生素（产物）或只有很少抗生素（产物）。因而它防御杂菌能力低，容易污
6、染杂菌。如在此阶段染菌，应将培养液全部废弃。（2）发酵前期染菌：发酵前期最易染菌，且危害最大。原因 发酵前期菌量不很多，与杂菌没有竞争优势；且还未合成产物（抗生素）或产生很少，抵御杂菌能力弱。在这个时期要特别警惕以制止染菌的发生。染菌措施 可以用降低培养温度，调整补料量，用酸碱调 pH 值，缩短培养周期等措施予以补救。如果前期染菌，且培养基养料消耗不多，可以重新灭菌，补加一些营养，重新接种再用。（3）发酵中期染菌 ：发酵中期染菌会严重干扰产生菌的代谢。杂菌大量产酸，培养液 pH 下降；糖、氮消耗快，发酵液发粘，菌丝自溶，产物分泌减少或停止，有时甚至会使已产生的产物分解。有时也会使发酵液发臭，产
7、生大量泡沫。措施 降温培养，减少补料，密切注意代谢变化情况。如果发酵单位到达一定水平可以提前放罐，或者抗生素生产中可以将高单位的发酵液输送一部分到染菌罐，抑制杂菌。（4） 发酵后期染菌：发酵后期发酵液内已积累大量的产物，特别是抗生素，对杂菌有一定的抑制或杀灭能力。因此如果染菌不多，对生产影响不大。如果染菌严重，又破坏性较大，可以提前放罐。发酵染菌后的措施：染菌后的培养基必须灭菌后才可放下水道。灭菌方法：可通蒸汽灭菌，也可加入过氧乙酸等化学灭菌剂搅拌半小时，才放下水道。否则由于各罐的管道相通，会造成其它罐的染菌，而且直接放下水道也会造成空气的污染而导致其它罐批染菌。11、发酵级数确定的依据是什么
8、？答：1 、发酵级数确定的依据：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12、发挥菌种的最大生产潜力主要考虑那几点？(1)菌种自身代谢特点：生长速率，呼吸强度，营养要求，代谢速率（2）菌种代谢与环境的关系：PH、温度、渗透压、氧浓度等13、什么是半连续培养，说明其优缺点。答：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。优点 放掉部分发酵液，再补入部分料液，使代谢有害物得以稀释有利于产物合成，提高了总产量。缺点 代
9、谢产生的前体物被稀释，提取的总体积增大14、发酵工程主题微生物有什么特点？答：发酵工程所利用的微生物主要是细菌、放线菌，酵母菌和霉菌特点：(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15、结合所学微生物发酵工程课程论述某个工业发酵产品的生产工艺流程（可画图说明），越详细越好。答：以酒精为例；培养基制备 无菌空气制备 菌种与种子扩大培养 发酵培养 通过化学工程技术分离、提取、精制。菌浓度的测定：单位体积培养液中菌体含量的测定。搅拌热 ：由于搅拌器转动，造成液体之间，液体与搅拌器等设备之间的摩擦产生的热量。分批培养：将营养物和菌
10、种一次加入发酵罐进行培养，直到发酵结束放出，中间除了空气进入和尾气排出，与外界没有物料交换的培养方法。次级代谢产物 是指微生物在一定生长时期，以初级代谢产物为前体物质，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质。实罐灭菌 实罐灭菌（即分批灭菌）将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备加热至灭菌温度后维持一定时间，在冷却到接种温度，这一工艺过程称为实罐灭菌，也叫间歇灭菌种子扩大培养 ：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。产物促进剂 是指那些非
11、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。临界溶氧浓度： 指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度培养基 广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长 繁殖所需的一组营养物质和原料。微生物发酵培养（过程）方法主要有 分批 培养、补料分批 培养、连续 培养、半连续 培养四种。环境无菌的检测方法有：显微镜检查法、肉汤培养法、平板培养法、发酵过程的异常观察法等实验室中进行的发酵菌液体发酵方式主要有四种：试管液体培养、浅层液体培养、摇瓶培养、台式发酵罐常用灭菌方法有：化学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌微生物生长一般可以分为：调整期、对数期、稳定期和衰亡期。菌种分离的一般过程 采样、富集、分离、目的菌的筛选。根据工业微生物对氧气的需求不同，培养法可分为 好氧培养 和 厌氧培养 两种发酵过程工艺控制的代谢参数中物理参数 温度、压力、搅拌转速、搅拌功率、空气流量 等
