发酵工程课后题参考答案.doc

发酵课后题参考答案第一章 一.发酵工程技术的发展大致可分为那几个阶段？每个阶段的技术特点是什么？答：发酵工程技术大致可分为六个发展阶段分别为： 1.自然发酵阶段.在这一阶段人们对微生物的性质尚未认知.只是利用自然接种方法进行发酵制品的生产此阶段的技术特点是多数产品属嫌气发酵.且非纯种培养.凭经验传授技术和产品的质量不稳定的特点2.转折阶段.这一阶段又可分为三个阶段第一个阶段以纯种培养和无菌操作技术为转折点.这一阶段的技术特点发酵过程避免了杂菌污染.发酵效率逐步提高.生产规模逐渐扩大.产品质量稳定提高第二个转折点是深层液体通气搅拌纯种培养的采用.这一阶段的技术特点是深层液体通气搅拌纯种培养技术解决了大量培养基和生产设备的灭菌以及大量无菌扛起的制备问题..且在提取精制中采用离心萃取机.冷冻干燥器等新型高效化工设备.是生产规模.产品质量和收效稳步提高第三个转折点是利用代谢调控进行微生物菌种选育和发酵条件的控制.技术特点是采用遗传育种方法进行微生物人工右边.选育出某种营养缺陷株或者抗代谢类似物菌株.在控制营养条件的情况下发酵生产大量积累所预期的氨基酸3.发酵放大技术的进一步发展阶段.技术特点是发酵罐的容积发展到前所未有的规模.发酵时氧耗大.对发酵设备提出了新的要求.并逐步运用计算机以及自动化控制技术进行灭菌和发酵过程的PH.溶解氧等发酵参数的控制.使发酵生产向连续化.自动化前进了一大步。

4.以基因工程为中心的时代技术特点是定向的改变生物性状与功能.创造新物种的目的.赋予微生物细胞具有生产较高等生物细胞所产生的和化合物的能里扩大了微生物的范围.大大丰富了发酵产业的内容.使发酵工业发生了革命性的变化二.简述工业发酵的应用范围？答：发酵工业的应用范围很广.按其产品可以分为四大类：11.微生物菌体工业生产的微生物菌体可分为两种.一种是供制面包用的酵母.另一种是作为人类或者动物使用的微生物细胞2.酶制剂微生物酶制剂可以用发酵技术来大量生产.而且提高微生物的生产能力很方便.具有动物或植物无法比拟的优点现今酶制剂广泛用于医药.食品加工.活性饲料.纤维脱浆等许多行业3.代谢产物微生物利用外界的营养无知.通过包括分解代谢和合成代谢在内的两种紧密相关的物质代谢过程.生产许多重要的代谢产物.包括初级代谢产物和刺激代谢产物4.生物转化生物转化是指利用微生物细胞或者酶对化合物的某一部位进行催化修饰.使其变成结构像是淡具有更大经济价值的化合物生物转化反应通常包括脱氢.氧化.酰化等作用三.简述液体发酵生产的一般工艺流程答：液体发酵的工艺流程可以划分为一下六个基本工程：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灭菌3.扩大培养有活性的适量纯种.以一定的比例将菌种介入发酵罐中4.控制合适的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形成的三毁无知四.结合科学发展和国家的需要.讨论发酵工业的发展前景、答：发酵工程未来的发展趋势主要有以下几大方面:1.基因工程的发展为发酵工程带来了新的活力主要是以基因工程为龙头.对传统发酵工业进行改造.提高发酵单位.建立新型的发酵产业2.新型发酵设备的研制为发酵工程提供先进的工具新型发酵设备主要是指发酵罐.也可以称为生物反应器3.大型化.连续化.自动化控制技术的应用为发酵工程的发展提供了新空间这些技术的应用.大大提高了发酵的效率和质量.降低了能耗和成本.开拓了发酵原料的来源和用途.提高了设备的利用率4.强调代谢机理与调控的研究.使微生物的发酵技能得到进一步的开发5.生态型发酵工业的兴起开拓了发酵的新领域6.再生资源的利用给人们带来了希望对各种废弃物的处理和转化.变害为宝.实现无害化.资源化和产业化具有重大的意义五.简述发酵工程与生物技术和生物工程其它学科的区别和联系答：现代身无技术作为生命科学的核心备受重视.它可以解决可持续发展中的粮食.能源.资源.环境等各方面的问题。

通常身无技术可分为基因工程.细胞工程.发酵工程.酶工程.升华工程等五个方面.它们紧密相连.不可分割发酵工程和生化工程通常合称为中下游生物技术.是现代生物技术实验成果产业化的关键技术.发酵工程更具有连接生物技术上下游的纽带作用.学科地位显而易见 第四章一.试述消毒和灭菌的区别答：消毒是用物理或化学的方法杀死无聊和设备中所有生命无知的过程灭菌是用无力或化学的方法杀死空气.地表以及容器和器具表面的微生物消毒和灭菌的区别一方面在于消毒仅仅杀死生物体或非生物体表面的微生物.而灭菌是杀死所有的生命体另一方面在于消毒一般只能杀死营养细胞.而不能杀死细菌芽胞和真菌孢子等.适合于发酵车间的环境和发酵设备.器具的无菌处理二.染菌对发酵有什么危害.对产物有什么危害？试从污染杂菌的种类分析发酵污染的原因.染菌以后应采取那些措施？答：染菌对发酵及发酵产物的危害如下：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.杂菌合成了一些新的代谢产物.或杂菌污染后改变了培养基的理化性质.使 发酵产物的提取和分离变得困难.再成产物收率或产品质量的下降3.杂菌代谢会改变元反应体系的PH.使发酵发生一场的变化。

4.杂菌分解产物.是生产失败5.细菌发生噬菌体污染.卫生物细胞被破裂.导致整个发酵的失败三.如何避免菌种在移接过程中染菌？答：为了避免军中在移接过程中的染菌.首先要严格无菌室制度.严格控制无菌室的洁净程度.根据生产工艺的要求.建立合理的无菌室.并交替使用各种灭菌手段对无菌室进行灭菌另外将种子的转移.接种等操作放在超净工作台上进行.严格按照无菌操作要求接种四.简述染菌的检验方法及染菌类型的判断答：生产上要求准确.迅速的方法来检查出污染杂菌的类型及其可能的染菌途径.目前有一下几种常用的方法1.显微镜检查法通常用简单的染色法或革兰氏染色法.将菌体染色后镜检对于霉菌.酵母发酵.先用低倍镜观察生产菌的特征.然后用高倍镜观察有无杂菌的存在根据生产菌与杂菌的不同特征来判断是否杂菌.必要时还可用芽胞染色或鞭毛染色2.平板划线培养检查法先将待检样品爱无菌平板上划线.根据可能的染菌类型分别置于37或27摄氏度下培养.8个小时后可观察到是否有杂菌污染对于噬菌体检查.可采用双层平板培养法3.肉汤培养检查法将待检样品介入无菌的肉汤培养基中.分别置于37或27摄氏度下进行培养.随时观察微生物的生长情况.并取样镜检.判读是否有杂菌污染及杂菌的类型。

4.发酵过程的异常现象观察法发酵过程出现的异常现象如溶解氧.PH.尾气中二氧化碳含量.发酵液的粘度等的异常变化.都可能产生染菌的重要信息.也根据这些异常现象来分析发酵是否染菌五.简述影响培养基灭菌效果和灭菌时间的因素有那些？答：影响培养基灭菌效果和灭菌时间的因素有很多.主要有以下几种因素：污染杂菌的种类.数量.灭菌的温度.压力和时间.培养基的成分.PH.物理状态.泡沫以及微生物德尔热阻等 六.感染了噬菌体后应采取哪些措施？答：在细菌或放线菌发酵过程中.由于噬菌体的感染力非常强.传播蔓延迅速.发酵体系容易受噬菌体的污染噬菌体易在空气中传播.因此环境污染是噬菌体染菌的主要根源目前最有效的防止噬菌体感染的方法是以净化环为中心的综合防治法.主要有净化生产环境.消灭污染源.提高空气的净化度.保证纯种培养.轮换使用同类型的菌种.使用抗噬菌体的军中.改进设备装置消灭死角.遵从操作规范等措施若在培养前期染菌.重新灭菌然后重新接种：若培养中后期染菌.则要倒掉培养基.重新配制七.为提高空气过滤除菌效率可采取哪些有效措施？答：提高空气过滤除菌效率生产上进场采用以下一些措施：1.正确选择采气口.提高采气口的位置或安装前置粗过滤器.提高空压机进口空气的洁净度等。

2.根据发酵工厂地理气候条件.设计合理的空气预处理流程.尽可能的减少过滤空气的含油量和湿度.适当的提高空气的温度.降低空气的相当湿度.保持过滤的干燥状态此外.防止空气过滤器的渗漏.勿使冷却水进入空气处理系统3.设计和安装合理的空气过滤器.防止过滤器失效.选择除菌效率高的过滤介质<苏磊>第二章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生长.且生成的目的产物产量高、易于回收；②生长较快.发酵周期短；③培养条件易于控制；④抗噬菌体及杂菌污染的能力强；⑤菌种不易变异退化.以保证发酵生产和产品质量的稳定；⑥对放大设备的适应性强；⑦菌种不是病原菌.不产生任何的生物活性物质和毒素2.什么是选择性培养基？它在菌种筛选中有何应用价值？试举例说明选择性培养基的筛选原理选择性培养基是用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基根据不同种类微生物的特殊营养需求或对某种化学物质的敏感性不同.在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质.抑制不需要的微生物的生长.有利于所需微生物的生长.提高所需微生物的分离效率一种类型选择培养基是依据某些微生物的特殊营养需求设计的.也可以称为富集培养基。

例如.利用以纤维素或石蜡油作为唯一碳源的选择培养基；利用以蛋白质作为唯一氮源的选择培养基；缺乏氮源的选择培养基等另一种类型选择培养基是在培养基中加入某种化学物质.这种化学物质没有营养作用.对所需分离的微生物无害.但可以抑制或杀死其他微生物例如.在培养基中加入数滴10％酚可以抑制细菌和霉菌的生长.从而从混杂的微生物群体中分离出放线菌；在培养基中加入亚硫酸铋.可以抑制革兰氏阳性细菌和绝大多数革兰氏阴性细菌的生长.而革兰氏阴性的伤寒沙门氏菌可以在这种培养基上生长；在培养基中加入染料亮绿或结晶紫.可以抑制革兰氏阳性细菌的生长.从而达到分离革兰氏阴性细菌的目的现代基因克隆技术中也常用选择培养基.在筛选含有重组质粒的基因工程菌株过程中.利用质粒上具有的对某种〔些抗生素的抗性选择标记.在培养基中加入相应抗生素.就能比较方便地淘汰非重组菌株.以减少筛选目标菌株的工作量3. 以氨基酸代谢为例.说明为什么有些突变菌株对末端代谢产物的结构类似物具有抗性？答：正常情况下.代谢末端产物氨基酸A是菌体蛋白的必需组成成分.它能反馈阻遏或抑制合成它的有关酶它的结构类似物A’在空间结构上与之相似.也能象A一样与原阻遏物或调节酶的调节亚基结合.从而发生阻遏或抑制作用。

但A’不能正常参与蛋白质的合成.或只能合成无活性的蛋白质当结构类似物A’达到一定浓度后.一方面A’能起反馈控制作用.阻止A的正常合成.另一方面A’又无法代替A参与正常蛋白质的合成.从而造成正常的细胞因缺乏A而饥饿死亡但如果突变株解除了反馈控制.即末端产物氨基酸A无法与原阻遏物或调节亚基结合.那么A’也就无法起反馈调节作用.A’的毒害作用就表现不出来我们说该菌株对A’有抗性而得以生存下来根据以上原理.只要选取结构类似物抗性突变株.就有可能得到解除了反馈调节的突变株结构类似物抗性菌株不一定都是解除反馈调节的菌株4.防止菌种退化的方法有：减少传代.创造良好的培养条件.用单细胞移植传代及科学保藏等措施5．简述自然界分离微生物的一般步骤自然界分离微生物主要是从土壤中采集 具体步骤如下：1. 含微生物的样品的采集采样时应注意的问题:n土壤微生物的分布n采土深度n土壤植被情况n采样季节n土壤的酸碱度对于分离筛选新菌种.还存在另两个选择标准：n土壤来源广泛n在已适应相当苛刻环境压力的微生物类群中寻找新菌种2> 样品的预处理目的：提高分离效率方法：n物理方法：热处理；膜过滤法；离心法n化学方法n诱饵。