抗生素生产发酵试题Word格式.docx

1、菌丝生长期要求尽量缩短，以使有更多的时间合成抗生素，菌丝体长浓厚一直到放罐前的平衡器为抗生素合成期，菌丝体的比生长速率极低，生长的菌体仅足以弥补衰老死亡的菌体，菌体浓度相对平衡，维持在40%50%菌浓。抗生素合成期要求尽量延长，使抗生素产量不断积累增多。5碳源的作用是什么？ 碳源是供微生物合成各类细胞物质和代谢产物的碳架。抗生素发酵使用各种糖类作碳源，糖的氧化又可产生大量的生物能，供合成各种代谢产物时使用。6不同品种抗生素发酵使用到糖类为什么不同？ 不同品种的抗生素利用不同的微生物进行生产。不同的微生物因其酶系统不同，故而能李彤糖的种类不同，利用糖的速度也不同。例如，青霉素和链霉素的生产菌适用

2、葡萄糖作碳源，青霉素产生菌对葡萄糖的利用速度大于链霉素产生菌的利用速度，土霉素、四环素的产生菌能利用淀粉作碳源，这些菌种细胞内含有的淀粉酶活力很高。7为什么在发酵培养基中糖的用量大大高于其它原料？ 微生物的细胞物质糖类、脂肪、蛋白质、核酸、维生素以及次级代谢产物抗生素都含有大量碳原子，因此在微生物细胞中碳原子含量很高，约占干物质含量的48%50%。大大超过了氮和其它元素的含量，所以在发酵培养基中糖的用量很大。8什么叫有机氮源？什么叫无机氮源？ 含碳化合物统称为有机化合物，有机氮源就是天然蛋白质及其水解产物，一级一些含氮含碳化合物，如黄豆饼粉、花生饼粉、棉籽饼粉、玉米蛋白粉、酵母粉、玉米浆、尿素

3、等。不含碳的含氮物质，如硫酸铵、硝酸铵、氨水等则成为无机氮源。9抗生素发酵中如何合理使用有机氮源和无机氮源？ 无机氮源的分子结构简单，可以被微生物迅速利用，例如硫酸铵、硝酸铵、氨水等原料中的氨都以铵盐形式存在，铵盐可直接分解生成氨而被微生物利用。因此，发酵培养基中必须有一定量无机氮源供微生物迅速利用，以保证菌丝体的迅速生长，但是无机氮源的用量不能超过1.5%，过多的用量会导致菌丝过量生长而延迟进入抗生素合成期，以及培养液中存在过量的氮、铵都可抑制含氮底物酶的合成和抑制抗生素的合成。有机氮源是主要的氮源供体，它能被微生物缓慢地利用，作为抗生素合成阶段的营养物质，应当根据菌种的特性选用适当种类，适

4、量的有机碳源。10什么是生理碱性营养物质？ 生理碱性营养物质经微生物分解后产生碱性物质，使培养液中PH值升高，例如一个分子氢氧化铵分解后生成一个分子氨和一个分子水，氨的积放和积累使培养液的PH值升高，又如一个分子尿毒加水分解生成2个分子氨和一个分子二氧化碳，二氧化碳逸出至空气中，氨的累积使培养液的PH值升高。11玉米浆的有效成分是什么？ 玉米浆的干物质含量一般在4555%。因此，它含有4555%额水份，玉米浆的水中含有很多种可溶性营养物质。玉米浆的主要成分是氨基酸和多肽类，还含有丰富的维生素和生长因素。玉米浆的总氮含量约为2.54.5%；氨基酸含量为0.61.8%；铵态氮含量为0.30.7%；

5、还原糖含量1.211%；乳酸含量515%；醋酸等挥发酸含量在0.10.3%；灰分含钾、镁、钙、铁、磷、硫等无机元素，其含量达912%，其中溶磷按干物质计达到1200017000y/g。12为什么在发酵前期PH值容易上升？ 微生物的生长繁殖需要吸收各种碳素、氮素营养来合成细胞体。由于葡萄糖的分解过程比氨基酸的分解过程复杂、分解慢，所以菌体在最初阶段利用的碳不是来自糖而是而是蛋白质的现成碳架，氨基酸分解后的大量现成碳架被微生物吸收利用，氨基酸分子中的碳利用的比氨基氮快，相对地培养液中氨的浓度积累，故而PH升高。13为什么在发酵前期PH值上升后又会慢慢下降到一定的PH值？ 这是因为稍后时葡萄糖的代谢

6、跟上，微生物便正常利用葡萄糖的分解代谢产物作为碳源，同时，微生物液利用培养基中的氨来合成菌体蛋白质，故而PH慢慢下降并逐渐维持稳定。14为什么发酵放罐前有的罐批会PH值回升？ 发酵放罐应控制在菌丝接近衰老但未自溶以前，如果不注意及时放罐而发酵液中的菌丝已大量自溶，菌丝体内的碱性细胞物质释放到发酵液中，菌丝体内的蛋白质，多肽，氨基酸流出，导致发酵液PH值上升。15发酵过程中为什么要控制PH值？ 抗生素发酵过程中微生物分解利用各种营养物质产生各种分解物，能迅速改变发酵液的PH值，而且变化之大是十分惊人的，对大多数抗生素而言，最适于生物合成的PH值接近中性，发酵液PH过酸或者过碱时，抗生素合成的代谢

7、途径被干扰，抗生素的生物合成便受到抑制。同时，很多抗生素在酸，碱条件下不稳定，容易产生降解反应，使抗生素失活。此外，不适宜的PH值也会使菌种生长不良，所以在发酵过程中要控制好发酵液的PH值。16PH值偏离最适范围为什么会影响菌丝体的生长繁殖？ 微生物的生长和繁殖必须在大量合成自身细胞物质的基础上才能正常进行，构成代谢活动的各步生化反应中有关生物催化剂（酶都适宜PH中性环境，在酸性和碱性条件下易被破坏）微生物的某些细胞物质遇酸性或者碱性条件也会被破坏，例如细胞膜的重要成分磷脂以及细胞质中的遗传物质RNA在碱性环境下易被破坏，代谢活动的有关酶和重要细胞物质的破坏致使生命活动不能正常进行，便影响微生

8、物的生长和繁殖。17国内抗生素工厂用什么方法调节PH值？ 内抗生素工厂主要用生理酸性和生理碱性营养物质调节PH值，在组成基础培养基的配方时，合理搭配生理酸性和生理碱性营养物质，使培养基具有适宜的PH值，但培养基的原始PH不会太多的影响发酵液的酸碱度，原始PH不论高低都能在菌丝生长后加以调整。影响PH值的最主要因素使微生物对各种营养物质分解氧化的结果。微生物在代谢过程分解利用某一类物质后，使培养基变酸，而在分解利用另一类物质后又使培养基变碱。所以在发酵的补料工艺中应选择适宜的胜利酸性营养物质和生理碱性营养物质搭配使用，以调整PH值。PH高而氨氮低时补加生理酸性氮源如硫酸铵，PH高，同时氨氮也高，

9、但残糖量低时可补加糖液使PH下降，PH低而氨氮也低时选择补加尿素或氨水来提高残氮量和PH值，PH低而氨氮高，残糖低时则应结合补糖和补碳酸钙来调整。碳酸钙不溶于水，本身是中性的，能与酸起反应生成中性化合物硫酸钙和二氧化碳，使发酵液不致太酸，又不会促使菌丝体大量繁殖，可在适当条件下采用，总之，要根据PH值、糖含量、氮含量、菌丝浓度、菌丝形态等具体情况合理调节。18控制发酵液PH值遇到矛盾时如何解决？ 控制发酵液PH时，有时会出现相互矛盾的情况，例如糖量低需要补糖，却遇到菌丝形态非常年轻并不适宜补糖时，应权衡各种利弊采用最适宜的调整方法，或可适当降低空气量，一方面控制代谢的速度，使糖的代谢缓慢，再等

10、待菌丝略趋衰老后再行补糖调整，如果发酵液PH偏低，而菌丝浓度又较稠时，显见不适宜再补入任何营养物质，则可配补适量碳酸钙使PH稳定，或可稍多加入合成泡沫剂抑制菌丝生长，使菌丝浓度略稀后再补料。所以，调整PH要全面考虑各项因素，避免产生其他不良影响而使抗生素生物合成停滞。19发酵液PH值高如何调节？ 由于某些事故造成发酵液PH高而使抗生素合成停滞时，可配制小体积的生理酸性营养物质溶液加入发酵液以调节PH值，原料可选用玉米浆和硫酸铵，原料用量各0.2%左右，补料体积控制在3-5%。以上配方可望在8-16小时内使PH值恢复正常，继续抗生素的合成。不宜用纯酸调低PH，一则效果不佳，二则严重损伤菌丝体和培

11、养基营养成份，不易恢复抗生素的正常合成。20如何正确补糖？ 发酵补糖应该控制在前期补量稍多而后期补量逐渐减少，因为年轻的菌丝体内酶量丰富，没活性大，补糖量即使稍高也能够被分解利用，尤其像土霉素产生菌，其菌体的淀粉酶活力很高，淀粉这类糖又是缓慢利用的碳源，更适宜前期补糖量高，这样，菌丝体有足够的细胞物质，发酵后期就能继续合成抗生素。反之，如果前期补糖量低，虽然前期抗生素发酵单位可能高些，但菌丝体内细胞物质不足，后期就不长单位。21如何计算发酵通氮的含氮量？ 纯氨水的氮分子含量占总分子量的14/35=40%补料用氨水的浓度一般要求22%计算方法如下：更多内容请访问做题室微信公众号22发酵过程中为什

12、么要通入空气？ 抗生素的产生菌都是需氧微生物，在其生长发育过程中需要足量的氧，所以在发酵过程必须通入空气，以供应氧气来维持其正常的生长和代谢。23发酵过程供氧应达到什么标准？ 氧在发酵液中存在着一种动态的平衡，一是外界不断供应氧气，二是微生物在氧化代谢过程中消耗氧气，所以发酵过程存在工艺供氧个微生物耗氧之间的动态平衡，这种平衡必须达到供氧速度超过耗氧速度的标准。如果微生物耗氧速度超过供氧的速度，则出现氧不足，会影响菌丝体的生长和抗生素的合成。24微生物对氧的需要决定于哪些方面？ 微生物对氧的需要决定于两个主要因素，即单位容量内菌丝体的数量和呼吸强度。25什么是呼吸强度？ 生物体内外界环境进行气

13、体交换，主要是氧和二氧化碳交换的过程，呼吸强度是指1毫克（干重）菌丝体在1小时内所消耗的氧量，用Qo2表示其数值。26呼吸强度的大小与哪些因素有关？ 不同微生物的Qo2值不同，因此不同抗生素品种的发酵需氧量不同。菌体年龄与呼吸强度有关，幼龄菌丝体的呼吸最强，所以菌丝生长旺期需要大通气量，随着菌丝的衰老，呼吸强度逐渐降低，需氧量也降低。微生物对不同营养物的氧化是速度不同，氧化葡萄糖的速度比氧化淀粉快，氧化玉米浆的氧化速度不同，氧化葡萄糖的速度比氧化淀粉快，氧化玉米浆的速度比氧化黄豆饼粉快。氧化速度快时呼吸强度就大。因此，浓培养基的需氧量大，稀培养基的需氧量小。补料加糖时，培养液浓度增高，需氧量增

14、加。呼吸强度与菌丝浓度成正比，发酵初期，菌丝尚未大量繁殖时呼吸强度低，需氧量亦低，发酵前期随着菌丝体的大量繁殖，呼吸强度和需氧量都迅速增加，一般在发酵40小时左右需氧量最大发酵中后期菌丝量趋于稳定，需氧量减少。27氧的溶解度是多少？ 氧在水中溶解度很低。在一个大气压下，氧在1升水中的溶解度为0.006升左右，空气中氧的含量为五分之一，如果每分钟给每升发酵液通入1升空气，那么，每小时通入的氧量时12升。据试验，青霉素产生菌在发酵液中为了维持呼吸的实际消耗氧量为每小时0.4升。因此，发酵液中的饱和溶氧量约一分钟就会被完全消耗。28影响氧的溶解速度的因素是什么？ 氧的溶解速度与空气和液体的接触面积和

15、接触时间有关。接触面积大和接触时间长可增加氧的溶解速度。所以使用各种形式的空气分布管使空气分散以及使用搅拌、挡板等设备都可提高空气在发酵液中的停留时间是氧的溶解速度提高。发酵罐体积的大小也是和氧的溶解速度有关。罐的体积越大，氧的溶解速度越快。因此大体积发酵的搅拌速度可以减慢，即使减慢搅拌速度，氧的溶解速度还比小罐显著提高。搅拌强度对氧的溶解速度最有影响，搅拌剧烈时，空气的需要量可大大减少。发酵液的粘度也会影响氧的溶解速度。发酵液中如果加入0.1-0.2消沫油，氧的溶解速度便会减少一半，每升发酵液中的菌丝干重如果达到13.4克，氧的溶解速度便会降低85，培养基中的不溶性颗粒多也可使氧的溶解速度降

16、低。空气流速和空气压力也影响氧的溶解速度。进入发酵罐的空气压力高则空气流速大，氧的溶解速度增加。29为使供氧充足，是否应添设足够量的空气压缩机？ 为使供养充足，应该使发酵液中的溶解氧量充足。空压机的能量是供氧的重要方面，但不是唯一的条件。空气压缩机提供的空气能否转化为足够量的溶解氧还和空气过滤器的面积和发酵罐的进排气管有关。如果空气过滤器面积太小，造成很大的阻力，那么单靠提高空压机能量还是不能足够供氧。有的工厂将化工设备设小，对空气阻力大，过量的空气不能进入发酵罐体设备、搅拌形式和公率、挡板的合理设置、空气过滤面积、培养基成分和浓度、微生物呼吸强度、空压机能量、菌丝浓度等诸多影响因素。30抗生

17、素发酵适宜的空气比是多少？ 在发酵罐结构合理的前提下，抗生素发酵过程通入的空气量与罐容积之比应当是1：1（V/V分）左右。31发酵过程为什么会产生泡沫？ 发酵过程由于通气、搅拌以及微生物分解利用营养物产生大量二氧化碳，从而产生大量泡沫。32发酵过程产生泡沫是否正常现象？ 发酵过程产生泡沫是属于正常现象。发酵过程如果不产生泡沫，那就表明发酵不正常，菌丝生长不良。如果发酵过程泡沫失控，那也就不属于正常现象。由于原材料质量问题、培养基灭菌时使用蒸汽不当、接种后使用空气量不当、以及消泡加油不当、罐温控制不当等因素，常会造成泡沫失控而导致异常发酵。33通气对泡沫的影响是什么？ 抗生素发酵是好氧过程，因此

18、在发酵的全过程必须通入空气。由于空气是一类不溶性气体，它分散在液体中形成一分钟分散物质系，便产生泡沫。特别是发酵初期菌丝体尚未长浓，发酵液稀，通入的空气更容易引起大量泡沫产生。这时应适当控制通气量，不宜太大。过多的空气微生物利用不了，非常浪费，而且容易使泡沫失控。所以在发酵前期通气量应当由小到大，随着菌丝体的生长逐步增加通气量，以控制泡沫。但是要注意当菌丝体长浓后必须要有足够的通气量，使供氧超过微生物的耗氧。否则，通气量过小会使培养基中容易发泡的物质如蛋白质、脂肪、糖等水解氧化不彻底，甚至以氢转移方式进行厌氧还原型消化，合成多元羧酸，使菌丝增殖而产生更多的泡沫。氧化不完全还会导致脂肪的合成，使

19、泡沫稳定而难以消除。34蛋白质对泡沫有什么影响？ 抗生素生产的发酵培养基都含具丰富蛋白质的有机氮源，蛋白质是泡沫的稳定剂，它吸附在泡沫的表面，增加了泡沫的稳定性，泡沫就不易被消除。因此，含丰富蛋白质的发酵液培养基更容易起泡沫。蛋白质种类不同起泡能力不同。玉米浆的起泡能力比花生饼粉和黄豆饼粉的起泡能力强，花生饼粉又比黄豆饼粉起泡能力强。蛋白质的浓度不同起泡的浓度不同起泡程度也不同，蛋白质浓度越大起泡能力越强。35糖对泡沫有什么影响？ 糖类物质本身没有起泡能力，但糖能使发酵液黏度增大，从而使泡沫稳定。发酵液培养基中糖的浓度越大，黏度越大，泡沫也就越稳定。36培养基灭菌的温度对泡沫有什么影响？ 培养

20、基灭菌的温度过高、高温时间过长或者灭菌过程温度忽高忽低，都能引起大量泡沫。这是因为培养基中的有机营养物质被破坏，使培养基中的有机物营养物质被破坏，使培养基的黏度升高，产生大量的泡沫而且持久，不容易被控制。37什么叫机械性泡沫？ 种子罐培养过程或发酵罐前期菌丝体生长繁殖阶段，由于通气、搅拌的影响，以及微生物对有机物质进行氧化分介时释放大量的二氧化碳，产生大量的泡沫。这种泡沫的上升速度慢与发酵液间界限清楚，浮在发酵液面上，泡大膜薄，崩裂起短，易被消除，称为机械性泡沫。往往利用装在搅拌轴上部的机械消沫器，籍物理作用拍打撞击力量即能被消除。或者使用少量消沫剂亦很容易达到消泡效果。38什么叫流态泡沫？

21、发酵过程的中后期，由于菌丝体长浓，有机物质被分解，微生物细胞的新陈代谢产物逐渐积累增多，加上不断地通气，剧烈搅拌等因素，产生泡沫细而密，夹混在发酵液中间，泡沫与发酵液之间界限不清，泡沫稳定，崩裂期长，不容易被消除。这类泡沫外观发粘、很细，泡沫上升速度很快，称为流态性泡沫。39应当如何合理加油来消除泡沫？ 在发酵初期，菌丝细胞内的脂肪酶活力低，分解利用油脂的能力低，应少加油或不加油，尽量采用降低流量、间歇搅拌、减少体积、适当提高罐压、用机械消沫方法等措施，达到合理、有效控制泡沫。发酵中后期也应当尽量少加油，避免油脂过剩带来的害处。值班工人应当勤观察发酵罐内的变化，观察到泡沫即将上升时便少量多次加

22、油控制。不要再泡沫大量上升后再加油，因这时即便加入大量油亦无法控制泡沫，会造成逃液。也不能一次加入过多量会影响菌体呼吸，容易造成异常发酵，加油过多还会使发酵液PH下降，影响抗生素合成。40合成消沫剂是什么物质？ 抗生素生产使用的合成消沫剂是聚醚类。化学名称是聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚，商品名称泡敌。它是一种高分子化合物，由聚氧乙烯链和聚氧丙烯链等环氧化合物聚合生成链为甘油醚的结构，其化学分子式：41使用合成消沫剂应注意什么？ 对合成消沫剂要正确使用，否则会抑制菌种生长和抗生素合成。用量过大对菌种有毒性，菌种对合成消沫剂的理论耐受量为0.02%0.03%，发酵罐中用量一般在0.05%左右，超过此量便

23、明显降低单位，由于合成消沫剂一次加入量过大而使土霉素、四环素发酵单位降低4000u/ml左右者屡见不鲜。所以使用合成消沫剂应严格控制加量，以少量多次添加方法为宜，最好在设备中增加高压喷雾装置，通过喷头使合成消沫剂成雾状加入发酵液中，达到均匀分散，减轻其对菌丝体的毒性，又能迅速与大面积泡沫接触发生作用，提高消泡效果。合成消沫剂是大分子化合物，不宜用于注射抗生素的发酵避免大分子化合物残留在成品中而进入人体产生不良作用。注射用抗生素的发酵可在基础料中使用少量合成消沫剂以控制前期泡沫基础料添加少量合成消沫剂对后期泡沫也有改善作用，再辅以添加油脂消泡，但用量不宜超过0.06%。42合成消沫剂经蒸汽高温灭

24、菌后为什么会分层？对消泡效果有无影响？ 合成消泡剂分子中的亲水性基团聚氧乙烯基团与水分子之间是以氢键联合的，经蒸汽高温灭菌后氢键被破坏，便不能与水分子结合而失去亲水性能，产生了合成消沫剂与水的分层。剂水分层后的消沫剂加入罐内的或是水伙食已失去亲水性能的合成消沫剂消沫效果大为降低。因此应当在水冷却后用空气搅拌均匀，使消沫剂与水充分混合和接触，创造与水分子间氢键再生的条件，使合成消沫剂又于水混悬，恢复它的亲水性能。与水分子紧密结合，混匀的合成消沫剂溶液便能发挥其正常的消泡能力。43发酵过程罐温为什么会升高？ 发酵过程由于发酵液中产生热量，导致罐温上升。热量的来源有多方面，主要是微生物分解蛋白质、糖

25、和脂肪的生物氧化过程产生大量能量，一部分转变为热能散发出来，称为生物热。生物热的量可达到3000-7000千卡/m小时。此外不停地搅拌，机械传动装置的摩擦以及搅拌轴搅拌叶与发酵液之间摩擦也产生大量机械热。当然，在排气时还会散失一部分热量，因为水分蒸发时需要从环境吸收热量才能由液态变成气态。但动态平衡后的净热量仍然会使发酵液温度升高。44发酵液温度升高对微生物培养有什么影响？ 不同微生物都有各自最适宜生长和代谢的温度范围，高温能使细胞的代谢活动加快，有害的代谢产物积累在细胞提前衰老，由于代谢活动加快，有害的代谢发生障碍，对抗生素合成不利。因此，在发酵过程中需要利用冷却水不断冷却法效液的温度，使达

26、到微生物的最适宜温度。45低温对发酵培养有什么影响？发酵液培养有什么影响？ 发酵液温度如果低于生物的最适合温度则会使菌体细胞代谢减慢，导致菌丝体生长速度缓慢，抗生素合成速率降低。46如何控制发酵最适宜温度？ 分人工和自动两种控制方法。一种种子罐的罐温落差大，不宜设计自动控制程序，大多采用人工手动控制。二级种子罐和发酵罐则都采用自动控制温度，一般自动控制罐温较稳定，与人工控制相接入的分生孢子尚未发芽或接入的摇瓶菌丝尚未大量分枝繁殖，罐温不宜升高。在寒冬季节尚容易罐温下降，这时需要人工加温控制。应当用热水调节温度，严禁向罐内直接通入蒸汽加温，因为直接通入蒸汽会使菌丝局部过热受损死亡。一级种子罐培养10小时后迅速发芽繁殖。15-20小时左右菌丝大量繁殖。产生的生物热量高，罐温容易升高。此时应勤观察，勤调节，以免造成高温。发酵罐也有类似的规律。当罐温超过工艺要求3以上便影响菌丝生长和抗生素合成严重时发酵液颜色变黑，停止菌丝生长和抗生素合成，在抗生素工业生产中，有时会出现断水，温度计失灵，仪表失灵或蒸汽阀门泄漏等因素，都会使罐温脱离正常范围，如不及时调整势必影响生产。47什么叫种子？ 种子是供应日常生产进发罐用的斜面孢子、大孢子、麸皮孢子、摇瓶母瓶菌丝及种子罐菌丝的总称。简单的讲，抗生素需用的菌体称为种子。48种子质量标