發(fā)酵工程課后思考題答案

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1、一、思考題1.發(fā)酵及發(fā)酵工程定義？答：定義：發(fā)酵工程是應(yīng)用微生物學(xué)等相關(guān)的自然科學(xué)以及工程學(xué)原理，利用微生物等生物細(xì)胞進(jìn)行酶促轉(zhuǎn)化，將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品或提供社會(huì)性服務(wù)的一門科學(xué)。由于它以培養(yǎng)微生物為主，所以又稱為微生物工程。傳統(tǒng)發(fā)酵是指酵母作用于果汁或發(fā)芽的谷物時(shí)產(chǎn)生二氧化碳的現(xiàn)象；生化和生理學(xué)意義的發(fā)酵指微生物在無氧條件下，分解各種有機(jī)物質(zhì)產(chǎn)生能量的一種方式；或者更嚴(yán)的說發(fā)酵是以有機(jī)物作為電子受體的氧化還原產(chǎn)能反應(yīng)。如葡萄糖在無氧條件下被微生物利用產(chǎn)生酒精并放出CO2。工業(yè)上的發(fā)酵泛指利用生物細(xì)胞制造某些產(chǎn)品或凈化環(huán)境的過程。青霉素發(fā)酵

2、能成功的原因，主要是解決了兩大技術(shù)問題：1）通氣攪拌解決了液體深層培養(yǎng)時(shí)的供氧問題；2）抗雜菌污染的純種培養(yǎng)技術(shù)：無菌空氣、培養(yǎng)基滅菌、無污染接種、大型發(fā)酵罐的密封與抗污染設(shè)計(jì)制造。2.發(fā)酵工程基本組成部分？答：從廣義上講，由三部分組成：上游工程、發(fā)酵工程、下游工程3.發(fā)酵工業(yè)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)抓好哪三個(gè)環(huán)節(jié)？答：三個(gè)環(huán)節(jié)：投產(chǎn)試驗(yàn)、規(guī)?；a(chǎn)和市場(chǎng)營(yíng)銷4.當(dāng)前發(fā)酵工業(yè)面臨三大問題是什么？答：菌種問題、合適的反應(yīng)器、基質(zhì)的選擇菌種問題：純種、遺傳穩(wěn)定性、安全、周期短、轉(zhuǎn)化率高產(chǎn)率高、抗污染能力強(qiáng)：噬菌體、蛭弧菌合適的反應(yīng)器：生產(chǎn)規(guī)?；?、原料利用量

3、大并且具有一定選擇性、節(jié)能、結(jié)構(gòu)多樣化、操作制動(dòng)化、節(jié)省勞力基質(zhì)的選擇:價(jià)廉、原料利用量大并且具有一定選擇性、易被利用、副產(chǎn)物少、滿足工藝要求5.我國(guó)發(fā)酵工業(yè)應(yīng)該走什么樣的產(chǎn)業(yè)化道路？答:第一步為技術(shù)積累階段、第二步為產(chǎn)業(yè)崛起階段、第三步為持續(xù)發(fā)展階段二、思考題1、自然界分離微生物的一般操作步驟？答：標(biāo)本采集→預(yù)處理→富集培養(yǎng)→菌種分離（初篩、復(fù)篩）→發(fā)酵性能鑒定→菌種保藏目的：高效地獲取一株高產(chǎn)目的產(chǎn)物的微生物；2、從環(huán)境中分離目的微生物時(shí)，為何一定要進(jìn)行富集富集？答：富集的目的：讓目的微生物在種群中占優(yōu)勢(shì)，使篩選變得可能。?富集的基

4、本方法：1、控制營(yíng)養(yǎng)：如以唯一碳源或氮源作底物；2、控制培養(yǎng)條件：如pH、溫度、通氣量等；3、抑制不需要的種類3、什么叫自然選育？自然選育在工藝生產(chǎn)中的意義？答：定義：不經(jīng)人工處理，利用微生物的自然突變進(jìn)行菌種選育的過程稱為自然選育。意義：自然選育是一種簡(jiǎn)單易行的方法，可達(dá)到純化菌種、防止菌種退化、穩(wěn)定生產(chǎn)、提高產(chǎn)量的目的。雖然其突變率很低，但卻是工廠保證穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的重要措施回復(fù)突變：高產(chǎn)菌株在傳代的過程中，由于自然突變導(dǎo)致高產(chǎn)性狀的丟失，生產(chǎn)性能下降，這種情況我們稱為回復(fù)突變。4、誘變育種對(duì)出發(fā)菌株有哪些要求？答：出發(fā)菌株定義：出發(fā)菌株

5、指用于誘變育種的最初菌株或每代誘變的試驗(yàn)菌株。要求：★對(duì)菌株產(chǎn)量，形態(tài)、生理等情況了解；★生長(zhǎng)繁殖快，營(yíng)養(yǎng)要求低，產(chǎn)孢子多且早；★對(duì)誘變劑敏感；★菌株要有一定的生產(chǎn)能力；★多出發(fā)菌株：一般采用3~4個(gè)出發(fā)菌株，在逐代處理后，將產(chǎn)量高、特性好的菌株留作繼續(xù)誘變的出發(fā)菌株。5、誘變選育的流程？答：出發(fā)菌株經(jīng)純化活化前培養(yǎng)（同步培養(yǎng)）→培養(yǎng)液（離心、洗滌、）→單細(xì)胞獲單胞子懸液→誘變處理→后培養(yǎng)（中間培養(yǎng)）→平板分離→初篩→復(fù)篩→保藏及擴(kuò)大試驗(yàn)篩選的關(guān)鍵是選擇一定的特征（如菌落特征、生化特征等）去判斷所篩選的菌株是我們所需要的突變株。6、工業(yè)

6、上優(yōu)良生產(chǎn)菌種應(yīng)具備哪些基本特性？答：能在廉價(jià)原料制成的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，且大量高效地合成產(chǎn)物；遺傳性能要相對(duì)穩(wěn)定；菌種改造的可操作性要強(qiáng)；抗噬菌體及雜菌污染能力強(qiáng)；產(chǎn)生菌及其產(chǎn)物的毒性必須考慮（在分類學(xué)上最好與致病菌無關(guān)）；發(fā)酵條件如溫度、pH、溶解氧、泡沫等易控制。三、思考題1、何謂種子接種量、接種齡？答：接種量指移入種子液的體積和接種后培養(yǎng)液體積之比。種齡是指種子罐中培養(yǎng)的菌絲體開始移入下一級(jí)種子罐或發(fā)酵罐時(shí)的培養(yǎng)時(shí)間。2、影響種子質(zhì)量的因素是哪些？答：①原材料質(zhì)量②種齡③培養(yǎng)條件④斜面冷藏時(shí)間3、保證種子質(zhì)量有哪些措施？答：①菌種的

7、穩(wěn)定性檢查；②提供種子培養(yǎng)的適宜環(huán)境；③無雜菌檢查4、工業(yè)上接種的方法有哪些？答：四、思考題1、發(fā)酵培養(yǎng)基的特點(diǎn)和要求？答：①培養(yǎng)基能夠滿足產(chǎn)物最經(jīng)濟(jì)的合成；②發(fā)酵后所形成的副產(chǎn)物盡可能的少；③培養(yǎng)基的原料應(yīng)因地制宜，價(jià)格低廉，且性能穩(wěn)定，資源豐富，便于采購(gòu)運(yùn)輸，適合大規(guī)模儲(chǔ)藏，能保證生產(chǎn)上的供應(yīng)；④所選用的培養(yǎng)基應(yīng)能滿足總體工藝的要求，如不應(yīng)該影響通氣、提取、純化及廢物處理等。2、常用的碳源有哪些？常用的糖類有哪些？答：常用的碳源：糖類、油脂、有機(jī)酸、正烷烴；常用的糖類：葡萄糖、糖蜜、淀粉、糊精、脂類3、什么是生理性酸性物質(zhì)？什么是生

8、理性堿性物質(zhì)？答：無機(jī)氮源被菌體作為氮源利用后，培養(yǎng)液中就留下了酸性或堿性物質(zhì)，這種經(jīng)微生物生理作用（代謝）后能形成酸性物質(zhì)的無機(jī)氮源叫生理酸性物質(zhì)，如硫酸銨；若菌體代謝后能產(chǎn)生堿性物質(zhì)的則此種無機(jī)氮源稱為