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一、填空题1.影响发酵的因素主要是：糖浓度PH溶解氧温度渗透压2.发酵过程中补料通常补充：碳源氮源微量元素或无机盐3.常见的过滤设备有：板框过滤机真空转鼓过滤机4.小型发酵罐的采用夹套加热和冷却，大型发酵罐的采用蛇管加热和冷却。5.微生物生长曲线包括延滞期、对数生长期、稳定期、衰亡期二、名称解释1.发酵工程：采用现代工程（基因工程、细胞工程、蛋白质工程），利用微生物的某些特性进行生产的工程2.化学消泡：泡沫的表面存在有极性表面活性物质形成的双电子层，加入另一种极性相反的表活质，可以中和电性，破坏泡沫的稳定性，使泡沫破碎。3.双水相体系：某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可形成两相4.发酵周期：在发酵过程中，上一次投料发酵开始时到下一次投料之前的时间段5.I型发酵模型（发酵类型）：又称生长相关型，是指产物形成与碳源利用关系的曲线。这一型的特点是菌体生长、碳源利用和产物形成都在形同的时间出现高峰，即表现出产物形成直接与碳源利用有关。三、简答题1.解释温度对发酵的影响，并从理论上分析在中试（发酵罐体积小于2m3）及工业化生产（发酵罐体积大于10m3）中，如何控温原因：温度影响微生物生长速率、呼吸强度、产物的生成率，从而影响发酵产物的形成。（一方面随着温度的上升，细胞中依靠酶的生物化学反应速率加快，导致微生物生长速度加快；另一方面，组成细胞的物质如蛋白质、核酸等都对温度较敏感，随着温度的升高，这些物质的立体结构受到破坏，使得依靠酶的化学反应失活，从而引起微生物生长的抑制，甚至死亡。）控温：工业上使用大体积发酵罐的发酵过程，一般不需要加热，因为释放的发酵热常常超过微生物的最适温度，所以需要冷却的情况较多。通常是利用发酵罐的热交换装置进行降温，如果气温较高，冷却水的温度也较高时，多采用冷盐水进行降温。2.发酵过程中泡沫产生的原因是什么？泡沫对发酵过程的影响及其如何消泡？原因：①通气搅拌时，通气大、搅拌强烈可使泡沫增多，②在发酵前期由于培养基营养成分消耗少，培养基成分丰富，易起泡。③培养基配比与原料组上，培养基营养丰富，黏度大，产生泡沫多而持久，前期难开搅拌。④培养基灭菌质量不好，糖氮被破坏，抑制微生物生长，使种子菌丝自溶，产生大量泡沫，加消泡剂也无效。影响：①过多的泡沫形成，若不加以控制，会引起逃液，造成损失。②增加了杂菌污染的机会。使部分菌体粘附到罐顶或罐壁上，不能再回到发酵液中，使发酵液中的菌体量减少。③泡沫中的代谢气体不容易被带走，从而使菌体的生活环境发生了改变，妨碍了菌体的呼吸，造成了代谢异常，导致菌体提前自溶，菌体自溶会促使更多的泡沫形成。④减少设备利用率消泡：1.发酵操作中，①通气时应先开小通气量，再逐步加大。搅拌转速也如此②可在基础料中加入消泡剂③菌种质量好，生长速度快，可溶性氮源较快被利用，泡沫产生几率也就少。菌种生长慢的可以加大接种量2.消泡剂，天然动物植物油、石油化工矿物油、改性油、表面活剂3.机械消泡4.改变培养基成分3.什么是下游加工技术，以及下游加工技术过程的特点？下游加工技术：发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液和动植物组织细胞与体液等中提取、分离纯化、富集生物产品的技术。特点：①代谢产物浓度低②稳定性低，对热、酸、碱、有机溶剂、酶敏感易失活。③培养液质含量高④代价昂贵，回收率低4.试述发酵过程中影响供氧的因素有哪些，工业上主要通过哪些方法控制溶氧浓度影响因素：①搅拌②空气流量③培养液性质的影响④微生物生长的影响⑤消泡剂的影响⑥电子强度的影响工业上控制溶氧浓度：5.解释PH值对发酵的影响，引起发酵液的PH值波动的主要原因有些，发酵过程PH值的调节及控制原因：1.基质代谢①糖代谢，特别是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是补料的标志之一②氮代谢，当氨基酸中的-NH2被利用后pH会下降；尿素被分解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降，当碳源不足时氮源当碳源利用pH上升。③生理酸碱性物质利用后pH会上升或下降2.产物形成，某些产物本身呈酸性或碱性，使发酵液pH变化。如有机酸类产生使pH下降，红霉素、洁霉素、螺旋霉素等抗生素呈碱性，使pH上升。3.菌体自溶，pH上升，发酵后期，pH上升。调节：1、调整培养基的组分2、在发酵过程中进行控制①添加CaCO3②氨水流法③尿素流加法3、通过补料调pH4、当补料与调pH发生矛盾时，加酸碱调pH四、问答题1.看图写出装置的名称2.影响双水相萃取的因素有哪些？双水相萃取技术有什么优越性？因素：除了静电作用、疏水作用及界面张力等各种相互作用因素外，主要还有:①双水相系统的聚合物组成(包括聚合物类型、平均分子量)②盐类(包括离子的类型和浓度、离子强度、pH值)③溶质的物理化学性质(包括分子量、等电点)体系的温度等优越性：①萃取条件比较温和②产品活性损失少，无有机溶剂残留、污染③萃取体系具有较好的可控性④设备投资少，简单操作⑤含水量高，适宜提取水溶性的蛋白质、酶等生物活性物质且不易引起蛋白质的变性失活⑥易于放大，各种参数可按比例放大而产物收率并不降低3.请设计出青霉素从实验室到工厂生产的种子培养工艺流程4.补料的意义及内容意义：发酵中途补料起到了重要的作用，如丰富了培养基，避免了菌体过早衰老；使产物合成的旺盛期延长；控制了pH值和代谢方向；改善了通气效果，避免了菌体生长可能受到的抑制；发酵过程中因通气和蒸发，使发酵液体积减小，因此补料还能补足发酵液的体积。补料的内容（1）补充微生物能源和碳源（2）补充菌体所需要的氮源（3）加入某些微生物生长或合成所需要的微量元素或无机盐（4）加入某些诱导酶的作用底物五、设计题对某抗生素发酵液进行产品提纯，该产品必须通过两步双水相萃取操作方可提纯，设计其提纯工艺（注：要考虑PEG的循环以及无机盐的循环）