8-16章思考題答案

1、第八章發(fā)酵過程1，發(fā)酵過程的定義發(fā)酵過程即細(xì)胞的生物反應(yīng)過程，是指由生長(zhǎng)繁殖的細(xì)胞所引起的生物反應(yīng)過程。它不僅包括了以往“發(fā)酵”的全部領(lǐng)域，還包括固定化細(xì)胞的反應(yīng)過程，生物法廢水處理過程和細(xì)胞采礦等過程。2，為何要研究發(fā)酵過程微生物發(fā)酵的生產(chǎn)水平不僅取決于生產(chǎn)菌種本身的性能，而且要賦以合適的環(huán)境條件才能使它的生產(chǎn)能力充分表達(dá)出來。為此我們必須通過各種研究方法了解有關(guān)生產(chǎn)菌種對(duì)環(huán)境條件的要求，如培養(yǎng)基、培養(yǎng)溫度、PH、氧的需求等，并深入地

2、了解生產(chǎn)菌在合成產(chǎn)物過程中的代謝調(diào)控機(jī)制以及可能的代謝途徑，為設(shè)計(jì)合理的生產(chǎn)工藝提供理論基礎(chǔ)。同時(shí)，為掌握菌種在發(fā)酵過程中的代謝變化規(guī)律，可以通過各種監(jiān)測(cè)手段如取樣測(cè)定隨時(shí)間變化的菌體濃度，糖、氮消耗及產(chǎn)物濃度，以及采用傳感器測(cè)定發(fā)酵罐中的培養(yǎng)溫度、PH、溶解氧等參數(shù)的情況，并予以有效地控制，使生產(chǎn)菌種處于產(chǎn)物合成的優(yōu)化環(huán)境之中。3，發(fā)酵過程的主要控制參數(shù)主要分為哪三大類物理參數(shù)（溫度、壓力、攪拌速度、攪拌功率、空氣流量、粘度、濁度）化

3、學(xué)參數(shù)（PH、基質(zhì)濃度、溶解氧（DO）濃度、氧化還原電位、產(chǎn)物濃度、尾氣O2濃度和CO2濃度、其它參數(shù)）生物參數(shù)（菌（絲）體濃度）4，發(fā)酵過程中通常測(cè)定的參數(shù)有哪些目前較常測(cè)定的參數(shù)有溫度、罐壓、空氣流量、攪拌速度、PH、溶氧、基質(zhì)濃度、菌體濃度（干重、離心壓縮細(xì)胞體積）等。不常測(cè)定的參數(shù)有氧化還原電位、粘度、尾氣中的O2和CO2含量等。5，發(fā)酵過程中參數(shù)測(cè)定的方法有哪兩種在線測(cè)定取樣測(cè)定（離線測(cè)定）6，簡(jiǎn)述發(fā)酵過程的代謝變化規(guī)律。為什

4、么要了解這一規(guī)律。代謝變化就是反映發(fā)酵過程中菌體的生長(zhǎng)，發(fā)酵參數(shù)(培養(yǎng)基、培養(yǎng)條件等)和產(chǎn)物形成速率三者間的關(guān)系。了解生產(chǎn)菌種在具有合適的培養(yǎng)基、PH、溫度和通氣攪拌等環(huán)境條件下對(duì)基質(zhì)的利用、細(xì)胞的生長(zhǎng)以及產(chǎn)物合成的代謝變化，有利于人們對(duì)生產(chǎn)的控制。7，分批發(fā)酵、補(bǔ)料分批發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵的定義。對(duì)這三種發(fā)酵方式進(jìn)行比較。分批發(fā)酵：是指在一封閉系統(tǒng)內(nèi)含有初始限量基質(zhì)的發(fā)酵方式。在這一過程中，除了氧氣、消泡劑及控制PH的酸或堿外，不再加入任何

5、其他物質(zhì)。發(fā)酵過程中培養(yǎng)基成分減少，微生物得到繁殖。特點(diǎn)：微生物所處的環(huán)境在發(fā)酵過程中不斷變化，其物理、化學(xué)和生物參數(shù)都隨時(shí)間而變化，是一個(gè)不穩(wěn)定的過程。優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，操作引起的染菌概率低，不會(huì)產(chǎn)生菌種老化和變異等問題。缺點(diǎn)：非生產(chǎn)時(shí)期較長(zhǎng)，設(shè)備利用率低。補(bǔ)料分批發(fā)酵：又稱半連續(xù)發(fā)酵或流加分批發(fā)酵，是指在分批發(fā)酵過程中，間歇或連續(xù)地補(bǔ)加新鮮培養(yǎng)基的發(fā)酵方式。優(yōu)點(diǎn)：使發(fā)酵系統(tǒng)中維持很低的基質(zhì)濃度；和連續(xù)發(fā)酵比，不需要嚴(yán)格的無菌條件，不會(huì)

6、產(chǎn)生菌種老化和變異等問題。缺點(diǎn)：存在一定的非生產(chǎn)時(shí)間，和分批發(fā)酵比，中途要流加新鮮培養(yǎng)基，增加了染菌的危險(xiǎn)。連續(xù)發(fā)酵：培養(yǎng)基料液連續(xù)輸入發(fā)酵罐，并同時(shí)放出含有產(chǎn)品相同的體積發(fā)酵液，使發(fā)酵罐內(nèi)料液量維持恒定，微生物在近似恒定狀調(diào)節(jié)基礎(chǔ)培養(yǎng)基的配方：調(diào)節(jié)碳氮比（CN）；添加緩沖劑。補(bǔ)料控制：直接加酸加堿；補(bǔ)加碳源或氮源。14，發(fā)酵過程中泡沫產(chǎn)生的原因由外界引起的氣流被機(jī)械的分散形成（通風(fēng)、攪拌）發(fā)酵過程中產(chǎn)生的氣體聚結(jié)形成（發(fā)泡性物質(zhì)）15

7、，發(fā)酵過程中泡沫的產(chǎn)生有何不利的影響降低發(fā)酵設(shè)備的利用率增加了菌群的非均一性增加了染菌的機(jī)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)物的損失消泡劑會(huì)給后踢去工序帶來困難16，在發(fā)酵過程中影響泡沫穩(wěn)定性的因素有哪些通氣與攪拌的強(qiáng)度培養(yǎng)基的配比以及原材料的組成培養(yǎng)基的破壞程度接種量的大小培養(yǎng)液本身性質(zhì)的變化培養(yǎng)基滅菌的方法和操作染菌17，發(fā)酵過程中泡沫控制的方法。物理消沫法（包括罐內(nèi)消沫法和罐外消沫法）化學(xué)消沫法18，化學(xué)消泡的機(jī)理。當(dāng)泡沫的表層存在著由極性表面活性物質(zhì)形成

8、雙電層時(shí)，可以加入另一種具有相反電荷的表面活性劑，以降低泡沫的機(jī)械強(qiáng)曲，或加入某些具有強(qiáng)極性的物質(zhì)與發(fā)泡劑爭(zhēng)奪液膜上的空間，降低液膜強(qiáng)度，使泡沫破裂。當(dāng)泡沫的液膜具有較大的表面粘度時(shí)，可以加入某些分子內(nèi)聚力較小的物質(zhì)以降低液膜的表面粘度，使液膜的液體流失，導(dǎo)致泡沫破裂。19，發(fā)酵過程中補(bǔ)料控制的目的，所補(bǔ)的物料包括哪些類型，補(bǔ)料的原則及控制策略補(bǔ)料控制目的：解除基質(zhì)過濃的抑制；解除產(chǎn)物的反饋抑制；解除葡萄糖分解代謝阻遏效應(yīng)所補(bǔ)物料包括的