发酵工艺学

《发酵工艺学》复习题

1、发酵：工业上，人们利用微生物生长和代谢性能，在有氧或无氧条件下，生产人类所需产品的过程，统称为发酵。

2、发酵工程：利用微生物生长及物质代谢规律，大量生产人们所需产品的理论及工程技术体系。

3、发酵工艺学：也称为发酵工程学，为研究和利用微生物生长及物质代谢规律，探讨提高发酵生产效率、提高产品性能及质量的工艺流程、技术条件控制等发酵各环节的理论及技术体系。

4、前体：是指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大提高的化合物。

5、促进剂：是指那些既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。

6、抑制剂：在发酵过程中，抑制某些代谢途径，刺激相应其他代谢途径更加活跃以改变，从而获得更多产品的添加剂。

7、发酵生长因子：从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。

8、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臵中，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。

9、连消：连消也叫连续灭菌，就是将将配制好的并经预热（60～75℃）的培养基用泵连续输入由直接蒸汽加热的加热塔，使其在短时间内达到灭菌温度（126～132℃），然后进入维持罐（或维持管），使在灭菌温度下维持5～7分钟后再进入冷却管，使其冷却至接种温度并直接进入已事先灭菌（空罐灭菌）的发酵罐内的培养基灭菌方法。其过程均包括加热、维持和冷却等灭菌操作过程。 10、对数残留定律：在高温灭菌时，菌的死亡速率与任一瞬间残留的活菌数N成正比。

11、生理性酸性物质：经微生物代谢等作用后能形成酸性物质使培养基pH值下降的营养物质。

12、生理性碱性物质：经菌体代谢后产生碱性物质使培养基pH值上升的营养物质。

13、分解代谢物阻遏：当菌体利用葡萄糖作碳源进行生长时，葡萄糖分解产物能阻遏参与次级代谢产物的合成的酶系生成，从而影响次生代谢物的合成。 14、限制性基质：微生物生长速率与底物浓度有一定的依赖关系，当底物浓度很小，微生物生长速率与底物浓度成正比，此时基质叫限制性基质。 15、反馈抑制：酶促反应的终产物抑制代谢途径第一个酶的活性。

16、分批培养 ：简单的过程，培养基中接入菌种以后，没有物料的加入和取出，除了空气的通入和排气。整个过程中菌的浓度、营养成分的浓度和产物浓度等参数都随时间变化。

17、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。

18、补料分批培养：在分批培养过程中补入新鲜的料液，以克服营养不足而导致的发酵过早结束的缺点。在此过程中只有料液的加入没有料液的取出，所以

发酵结束时发酵液体积比发酵开始时有所增加。在工厂的实际生产中采用这种方法很多。

20、临界氧浓度：指不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度。 21、氧饱和度：发酵液中氧的浓度/临界溶氧溶度；

22、饱和溶氧浓度：在一定温度和压力下，空气中的氧在水中的溶解度。 23、菌种：用于微生物发酵生产或培养的母代微生物，实际生产中，通常将经过人工培养的用于发酵生产的纯细胞或菌丝体连同培养基质一同叫做菌种。 24、接种：将菌种或种子液接入种子罐或发酵罐的过程。。 25、双种：两个种子罐种子接种到一个发酵罐中。

26、倒种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。

27、初级代谢产物：是指微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动所需要的物质和能量的过程。这一过程的产物即为初级代谢产物。

28、次级代谢产物：从初级代谢途径中形成分枝代谢途径，并用初级代谢产物生成与菌体生长繁殖无关的物质或功能还未明的化合物，这个过程称次级代谢。 29、种龄：指菌种细胞在种子罐中的培养时间，通常是指种子罐中培养的菌体在移入下一级种子罐或发酵罐前的培养时间。

30、接种量：在微生物接种过程中，接入种子的体积与接种后培养液的体积之比。

31、染菌：发酵过程中除了生产菌以外，还有其它菌生长繁殖。 32、发酵热 ：所谓发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。什么叫净热量呢？在发酵过程中产生菌分解基质产生热量，机械搅拌产生热量，而罐壁散热、水分蒸发、空气排气带走热量。这各种产生的热量和各种散失的热量的代数和就叫做净热量。发酵热引起发酵液的温度上升。发酵热大，温度上升快，发酵热小，温度上升慢。

33、搅拌热 ：在机械搅拌通气发酵罐中，由于机械搅拌带动发酵液作机械运动，造成液体之间，液体与搅拌器等设备之间的摩擦，产生可观的热量。搅拌热与搅拌轴功率有关。

34、接种量：移入种子的体积／接种后培养液的体积

35、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。

36、染菌率：总染菌率指一年发酵染菌的批（次）数与总投料批（次）数之比的百分率。染菌批次数应包括染菌后培养基经重新灭菌，又再次染菌的批次数在内。

37、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。同时培养基也为微生物培养提供除营养外的其它所必须的条件。 二、填空题：

1、淀粉水解方法有（ 酸法 ）、（ 酶法 ）和（ 酸酶结合法 ）。 2、根据微生物生长速度与产物合成速度之间的关系，可以将发酵分为三种类型，分别是（ 生长偶联型 ）、（ 非生长偶联型 ）和（ 混合生长偶联型 ）。

3、在厌氧条件下，向高速发酵的培养基中通入氧气，则葡萄糖消耗减少，抑制发酵产物积累，即呼吸抑制发酵的现象叫（ 巴斯德效应 ）。 4、（ 高温灭菌 ）的原理是高温使微生物蛋白质变性失活。

5、常用的干燥方法有（ 对流加热干燥 ）、（ 接触加热干燥 ）和（ 冷冻升华干燥 ）等。

6、发酵醪中菌体分离一般采用（ 离心分离 ）和（ 过滤分离 ）方法。 7、发酵热包括（ 生物热 ）、（ 搅拌热 ）、（ 蒸发热 ）和（ 辐射热 ）。 8、发酵过程中，调节PH值常用方法有（ 添加CaCO3法 ）、（ 流加氨水法 ）、（ 添加缓冲剂法 ）乃至在青霉素发酵过程中通过适量补充（ 葡萄糖 ）实现了发酵过程的自动控制等。

9、若用大肠杆菌进行实验，使用过的培养基及其培养物必须经过（ 灭菌 ）处理后才能

丢弃，以防止培养物的扩散。

10、在混合菌样中获得纯菌株的方法主要有（ 稀释涂布平板法 ）和（ 划线平板法 ）等。

11、在微生物培养过程中，引起培养基pH值改变的原因主要有（ 营养成份的消耗 ）和（ 代谢物的累积 ）等。

12、消泡主要采用（ 物理消泡 ）和（ 化学消泡 ）两种方法。 13、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。 14、微生物生长一般可以分为（ 调整期 ）、（ 对数期 ）、（ 稳定期 ）和（ 衰亡期 ）。

15、发酵过程控制的目的就是得到（ 最大的比生产率 ）和（ 最大的得率 ）。 16、菌种分离和筛选的一般过程（ 采样 ）、（ 富集 ）、（ 分离 ）、（ 目的菌的筛选 ）。

17、富集培养目的就是让（ 目的菌 ）在种群中占优势，使筛选变得可能。 18、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。

19、微生物的培养基根据生产用途只要分为（ 孢子培养基 ）、（ 种子培养基 ）和（ 发酵培养 ）。

20、发酵工业中常用灭菌方法：（ 化学灭菌 ）、（ 射线灭菌 ）、（ 干热灭菌 ）、（ 湿热灭 ）。

21、常用工业微生物可分为：（ 细菌 ）、（ 酵母菌 ）、（ 霉菌 ）、（ 放线菌 ）四大类。

22、发酵过程工艺控制的代谢参数中物理参数有（ 温度 ）、（ 压力 ）、（ 搅拌转速 ）、（ 功率输入 ）、（ 流加数率和质量 ）等。 23、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。 24、染菌原因有：（ 种子带菌 ）、（ 发酵设备渗漏 ）和（ 发酵过程控制或管理不善 ）等三个方面。

25、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 ）。 26、发酵高产菌种选育方法包括 （ 自然选育 ）、（ 杂交育种 ）、（ 诱变育种 ）、（ 基因工程育种 ）、（ 原生质体融合 ）。

27、发酵产物整个分离提取路线可分为（ 预处理 ）、（ 固液分离 ）、（ 初步纯化 ）、（ 精细纯化 ）和（ 成品加工 ）等五个主要过程。 28、发酵过程主要分析项目有（ 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 ）等。

29、微生物调节其代谢采用（ 酶活性 ）、（ 酶合成量 ）、（ 细胞膜的透性 ）。 30、工业微生物菌种可以来自（ 自然分离 ），也可以来自从（ 微生物菌种保藏机构 ）单位获取。

31、发酵工业上常用的糖类主要有（ 葡萄糖 ）、（ 糖蜜 ）。

32、工业发酵方式根据所用菌种是单一或是多种可以分为（ 单一纯种发酵 ）和（ 混合发酵 ）。 三、选择题

1、在微生物发酵工程中利用乳酸杆菌生产乳酸的发酵属于（ B ）。 A．好气性发酵 B．厌气性发酵 C．兼性发酵 D．好厌间歇发酵

2、配料较粗，营养丰富，完全，C/N合适，原料来源充足，质优价廉，成本低，有利于大量积累产物。这些是（ D ）的一般特点。

A．选择培养基 B．保藏培养基 C．种子培养基 D．发酵培养基

3、生物反应器间歇操作，在发酵过程中，不断进行通气（好氧发酵）和为调节发酵液的pH而加入酸碱溶液外, 与外界没有其它物料交换。这种培养方式操作简单, 是一种最为广泛使用的方式，称之为（ D ）。

A．连续发酵 B．半连续发酵 C．补料分批发酵 D．分批发酵

4、要求发酵设备现代化程度高、体系内营养物浓度和产物浓度始终一致、菌种容易发生变异的问题无法解决这种发酵方式是（ A ）。

A．连续发酵 B．分批发酵 C．补料分批发酵 D．半连续发酵 5、菌体的倍增时间是（ B ）增加一倍所需要的时间。 A．细胞质量 B．菌体浓度 C．菌体种类 D．呼吸强度 6、微生物发酵工程发酵产物的类型主要包括（ A BCE ）

A．产物是微生物菌体本身 B．产品是微生物初级代谢产物 C．产品是微生物次级代谢产物 D．产品是微生物代谢的转化产物 E．产品是微生物产生的色素 7、引起发酵液中pH下降的因素有（ BCDE ）

A．碳源不足 B．碳、氮比例不当 C．消泡剂加得过多 D．生理酸性物质的存在 E．碳源较多

8、培养基灭菌是否彻底，直接关系到生产过程的成败，灭菌失败主要不良后果包括（ ABDE ）

A．杂菌污染造成生产能力的下降 B．杂菌产物使目的产物的提取和分离变得非常困难 C．菌种发生遗传变异 D．改变反应介质的pH值，使生物反应发生异常变化 E．杂菌可能会分解产物，使生产过程失败

9、过滤除菌的一般流程包括以下几个步骤（ ABDE ） A．把吸气口吸入的空气先进行压缩前过滤进入空气压缩机 B．从空气压缩机出来的空气（> 0.2MPa，温度120～150oC），冷却至适当温度（20～25oC）

C．除去油和水，再加热至30～35oC

D．最后通过总空气过滤器和分过滤器除菌

E．获得洁净度、压力、温度和流量都符合工艺要求的灭菌空气

10、微生物培养基必须彻底灭菌，因此工业上的“无菌”必须达到灭菌后的培养基感染率（ B ）

A．0 B.1-2% C.5-10% D.不耐高温组分经巴斯德消毒法即可 11、防止菌种衰退的措施有哪些？（ ABCDEF ）

A.控制菌种传代次数； B.创造良好的培养条件； C.利用不易衰退的细胞移种传代； D.采用有效的菌种保藏方法； E.讲究菌种选育技术； F.定期进行分离纯化。

12、工业发酵产品的一般生产流程为（ ABCDE ）（注意：顺序不可颠倒） A.培养基制备； B.无菌空气制备； C.菌种与种子扩大培养； D.发酵培养 E.通过化学工程技术分离、提取、精制。 13、过滤除菌的机理是（ ABCDE ）

A直接拦截 B惯性冲击 C间接拦截 D扩散拦截 D重力沉降 E静电吸附

14、在发酵工艺控制中，主要是控制反映发酵过程中代谢变化的工艺参数，其中物理参数包括（ ABCD ）

A．温度 B．罐压 C．搅拌转速和搅拌功率 D．空气流量 E．菌体接种量 15、分离一般细菌时为了抑制霉菌和酵母菌的生长往往加入（ D ）。 A．链霉素和氯霉素 B．青霉素和链霉素 C．氯霉素和青霉素 D．放线酮和制霉菌素

16、发酵过程中，出现了污染，工人们进行了如下处理：a. 严控发酵液流失；b. 彻底清理生产环境； c. 停产一段时间；d. 调换生产菌种。这是（ A ）污染。

A．噬菌体污染 B．细菌污染 C．霉菌污染 D．多种微生物污染

17、发酵初期提高底物浓度可以延长微生物的（ B ）从而提高发酵的容量产率和产物浓度 。

A．延迟期 B．指数生长期 C．稳定期 D．衰退期

18、微生物发酵工程的特点包括许多方面，其中（ B ）和（ D ）是重要的特点。

A．生产前无需准备，不产生需要处理的废物 B．生化反应是在常温常压下进行的 C．原料需精制后使用

D．能选择性地进行复杂化合物的转化反应 E．底物能完全转化成目的产物.

19、微生物工业生产中常用原料（培养基成分）必需要满足下列条件（ ABCE ） A．可发酵性物质含量高、对菌体无毒 B．价格低来源丰富 C．非发酵性物质的含量低 D．均对产物的质量无影响 E．不引起环境问题

20、分批培养是一个封闭的系统。接种后、除氧之外，一般都不向系统内添加和除去任何物质。因此，分批培养系统只能在一段时间内支持微生物的增殖。菌体生长规律可以概括为以下几个时期（ ABCDE ）

A．延迟期 B．对数生长期 C．减速期 D．静止期 E．衰退期

21、生物产品的后处理过程一般包括（ ADBCE ） （注意：顺序不可颠倒） A．培养液的预处理 B．产物初提取 C．初步纯化 D．浓缩 E．精制 22、发酵过程中较常测定的参数有（ ABCDE ） A．温度 B．罐压 C．空气流量 D．pH E．溶氧

23、在发酵工艺控制中，主要是控制反映发酵过程中代谢变化的工艺参数，其中化学参数包括（ ABCE ）

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