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)酵過程即細胞的生物反應過程，是指由生長繁殖的細胞所引起的生物反應過程。它不僅包括了以往“發(fā)酵”的全部領域，還包括固定化細胞的反應過程，生物法廢水處理過程和細胞采礦等過程。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)能力充分表達出來。為此我們必須通過各種研究方法了解有關生產(chǎn)菌種對環(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)物過程中的代謝調控機制以及可能的代謝途徑，為設計合理的生產(chǎn)工藝提供理論基礎。同時，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)測手段如取樣測定隨時間變化的菌體濃度，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、學參數(shù)（PH、基質濃度、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)酵過程中通常測定的參數(shù)有哪些目前較常測定的參數(shù)有溫度、罐壓、空氣流量、攪拌速度、PH、溶氧、基質濃度、菌體濃度（干重、離心壓縮細胞體積）等。不常測定的參數(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)測定的方法有哪兩種在線測定取樣測定（離線測定）6，簡述發(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，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)境條件下對基質的利用、細胞的生長以及產(chǎn)物合成的代謝變化，有利于人們對生產(chǎn)的控制。7，分批發(fā)酵、補料分批發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵的定義。對這三種發(fā)酵方式進行比較。分批發(fā)酵：是指在一封閉系統(tǒng)內含有初始限量基質的發(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。發(fā)酵過程中培養(yǎng)基成分減少，微生物得到繁殖。特點：微生物所處的環(huán)境在發(fā)酵過程中不斷變化，其物理、化學和生物參數(shù)都隨時間而變化，是一個不穩(wěn)定的過程。優(yōu)點：操作簡單，操作引起的染菌概率低，不會產(chǎn)生菌種老化和變異等問題。缺點：非生產(chǎn)時期較長，設備利用率低。補料分批發(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)地補加新鮮培養(yǎng)基的發(fā)酵方式。優(yōu)點：使發(fā)酵系統(tǒng)中維持很低的基質濃度；和連續(xù)發(fā)酵比，不需要嚴格的無菌條件，不會

6、產(chǎn)生菌種老化和變異等問題。缺點：存在一定的非生產(chǎn)時間，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。連續(xù)發(fā)酵：培養(yǎng)基料液連續(xù)輸入發(fā)酵罐，并同時放出含有產(chǎn)品相同的體積發(fā)酵液，使發(fā)酵罐內料液量維持恒定，微生物在近似恒定狀調節(jié)基礎培養(yǎng)基的配方：調節(jié)碳氮比（CN）；添加緩沖劑。補料控制：直接加酸加堿；補加碳源或氮源。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械的分散形成（通風、攪拌）發(fā)酵過程中產(chǎn)生的氣體聚結形成（發(fā)泡性物質）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)酵設備的利用率增加了菌群的非均一性增加了染菌的機會導致產(chǎn)物的損失消泡劑會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（包括罐內消沫法和罐外消沫法）化學消沫法18，化學消泡的機理。當泡沫的表層存在著由極性表面活性物質形成

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