发酵课后习题总结.docx
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发酵课后习题总结
第八章
1.发酵工程的基本任务是什么?
答:
发酵工程的基本任务就是最大限度地利用微生物的潜在能力,以较低的能耗和物耗换取最大限量的产品。
2.发酵工程的组成和应用前景?
答:
(1)组成:
发酵工程可分为三部分组成:
上游工程:
包括生产菌株的选育,最佳发酵条件的确定,培养物的制备等;中游工程:
生物反应器研制,选型,菌体的大批量培养或生产代谢产物的调控管理技术。
下游工程:
从发酵物料中分离和纯化产品的技术包括固液分离技术,细胞破壁技术,蛋白质纯化技术,产品的包装和制备技术。
(2)应用前景:
随着科学技术的进步,发酵工程也有很快的发展,已能达到人为控制和改造微生物,使微生物为人类生产大量的有用物质或目的产品,作为现代生物技术支撑,具有广阔的应用前景。
例如,用基因工程技术改造菌种以提高产量;利用工程菌发酵生产重要药品,如胰岛素、干扰素和生长素等。
3.在发酵过程中需要检测哪些参数?
答:
物理参数
化学参数
间接参数
常用的
有待发展的
温度
pH值
金属离子浓度
摄氧率(OUR)
压力
氧化还原电位
Mg+2,K+,Ca+2
CO2生成率(CER)
功率输入
溶解氧浓度
Na+,Fe+2,SO4-2
呼吸商(RQ)
搅拌转速
溶解CO2浓度
PO4
总氧利用
空气流量
排气O2分压
DNA
体积传递系数(KLa)
泡沫水平
排气CO2分压
RNA
细胞浓度(X)
加料速率
其它排气成分
细胞成分
细胞生长率
基质
成分浓度
蛋白质
细胞得率(YX/S)
前体
糖
糖利用率
诱导物
产物
氧利用率
培养液质量
氮
比基质消耗率
培养液体积
关键酶活力
前体利用率
生物热
产物量(P)
黏度
比生产率
积累消耗
功率、功率准数
基质
雷诺数
酸
细胞量
碱
生物热
消泡剂
碳平衡
细胞量
能量平衡
气泡含量
气泡表面积
表面张力
4.什么是生物热?
怎样测量生物热?
答:
当交换器传热面积满足情况下,即保持发酵罐内液温恒定时,可通过测量进出水温(T进,T出)计算出发酵热,但此种算法尚不准确,受其它因素的影响,实际发酵热可用下式表示:
Q生成=Q+
Q散+Q显—Q搅拌+CdT/dt式中:
Q散-发酵罐散热Q显-空气或逃液带走的显热(KJ/h)Q搅拌-搅拌热(ks/h)t-发酵罐液温(℃)C-水的比热[KJ/(kg℃)]T-时间。
由于用上法测量生物热,干扰因素较多,难于精确,随后相继出现了绝热量计,这些量热器都能比较精确地测试出生物热。
5.发酵过程中的料液计量与液位控制有哪些方法?
答:
在微生物的深层培养过程中,通常要用补料来达到控制发酵的目的,比如流加糖液、氨水、来补充碳源和调节酸碱度,加入微量元素,生长素前体以促进产物合成等。
目前要实现自动控制则需要对料液的进入,贮存应有精确的计量。
其计量方法有,压差法、重量测量法、体积计量法、流量计量法和液位探针法。
6.怎样测量发酵液中的溶解氧?
目前常用哪种仪表?
答:
在工业生产中,常用以电化学为基础的电极法进行溶解氧的测量,目前有发酵工厂常使用复膜氧电极。
7.怎样测量发酵液中的菌体浓度?
有哪些测量方法?
答:
微生物在其生命活动中总是伴随着繁殖与生长,繁殖是指细胞个数的增加,生长是指菌体组分和质量上的变化。
在发酵过程中,根据菌株的生长规律,要随时了解它的生长繁殖情况,目前检测方法有:
称重法,离心法,浊度法,细胞蛋白测定法,核酸测定法,染色计数法和平板计数法。
这些方法大都用于离线取样,一些连续菌量测定法如浊度法,荧光测量法,电容测定法,排气分析法已相继用于发酵工程。
8.发酵的自动控制包括哪些内容?
发酵自控体系由哪些主要硬件组成?
答:
内容:
(1)控制与发酵密切相关的重要目标:
如温度、酸碱度、底物浓度、生物量等;
(2)控制操作:
如管道阀门的开关,泵的起动或停止。
(3)控制动作对过程状态影响的模型:
如在控制细胞生长率时,基质的浓度和加入基质速率之间的关系数学式。
硬件组成:
传感器、变迭器、执行机构、转换器、过程接口和监控计算机组成。
除了直接用于发酵过程检测的传感器外,还有变量估计器,或称“网间”传感器或“算法”传感器。
第九章
1.发酵生产中若基质被污染杂菌,会产生哪些不良后果?
答:
(1)使培养基营养组分和产物因杂菌消耗而损失,造成生产力下降。
(2)消耗底物后产生的代谢物给提取带来了困难,造成产率低、质量下降。
(3)有些杂菌会分解目的产物,造成生产失败。
(4)污染菌的代谢物改变发酵环境、PH变化等,使反应发生异常变化。
(5)如遇噬菌体污染,则造成发酵生产失败。
2.在工业发酵过程中常用哪些灭菌方法?
答:
(1)加热灭菌①干热灭菌火焰灭菌:
直接用火焰灼烧热空气灭菌:
在干燥箱内,升温160-170℃/1-2h,可达到灭菌目的,多用于玻璃和金属等。
②湿热灭菌巴氏灭菌:
将原料在60℃加热30分钟或70℃加热15分钟,可杀灭原料中的营养菌体。
间歇灭菌:
即常温灭菌,在100℃灭30-60分钟,待24h后,再灭一次,如此重复三次达到杀灭芽孢的目的。
高压蒸汽灭菌:
1.1kg/cm2(121℃)维持20-30分钟,可杀灭基质中所有营养体和芽孢。
(2)射线灭菌:
常用射线为紫外线,波长为2100-3100A的紫外线有灭菌作用。
常用波长为2537A,用于设备、器皿表面以及空气消毒。
此外也可用X射线和γ射线等高能灭菌。
(3)过滤除菌:
①常用过滤器。
用于过滤病毒或一些不宜加热的维生素、氨基酸、血清等。
②空气过滤:
进入发酵罐的空气必须经过过滤,工业上常用玻璃纤维、活性炭,石棉、纸板等介质作为过滤材料。
3.批量灭菌可分为哪几个阶段?
要获得灭菌成功有哪些要素?
答:
批量灭菌过程可分为三个阶段:
即升温、保温和冷却,灭菌主要是在保温阶段实现的,获得批量灭菌成功的三要素为:
(1)合理的设备内部结构:
即无死角,焊缝、轴封等装置可靠,蛇管、保温层等无穿孔现象。
(2)蒸汽压力稳定:
一般保持在5-8kg/cm2(中小型发酵罐)(3)合理的操作方法
4.怎样计算批量灭菌的加热时间?
蒸汽耗量?
答:
(1)将培养基中所有的杀菌定格在灭菌保温期间杀灭,可根据对数残留定律求的灭菌所需的时间:
直接加热:
根据公式T=WC/KFln(t1-t2S)/(t1-t2f)计算加热时间。
间接加热:
根据公式:
T=GC(tf-ti)+Q/(λ-cw)s
(2)蒸汽耗量:
S=1.19T{P/v}(根号)
5.连续灭菌有哪些设备?
怎样计算灭菌时间?
答:
(1)加热设备:
塔式加热器,喷射式加热器。
(2)维持设备(3)冷却设备:
喷淋冷却器,套管冷却器,板式冷却器。
灭菌时间:
连续灭菌时间仍可使用对数定律:
t=2.303/KlogNO/NS
6.比较批量灭菌和连续灭菌各有哪些优缺点?
答:
批量灭菌缺点:
会给一些细菌留有存活机会,只要细菌体内形成了芽孢(一种休眠体)就很难将其杀死。
优点:
有针对性。
连续灭菌缺点:
较为盲目,会将一些有用的菌种杀死。
设备比较复杂,投资较大。
优点:
不给细菌留有存活的可能,可以保存基质中较高的有效成分,同时提高发酵罐的利用率。
7.板式冷却器的原理怎样?
有哪些优缺点?
答:
原理:
一种新型高效的热换设备,由许多片具有特殊波纹的金属板叠合而成。
冷热流体在相邻的板间进行热交换。
优点:
体积小、传热面积大、传热效率高,易拆卸清洗。
缺点:
流通道较小,对粘稠状基质阻力较大,密封周边长,要保持板间叠合严密,否则会造成污染。
8.喷淋冷却器和套管冷却器的原理怎样?
各有哪些优缺点?
答:
(1)喷淋冷却器:
原理:
即料液经过排管,排管上方用冷水喷淋。
料液从排管下方进入,上部排出。
优点:
具有结构简单,清洗方便,传热效率高。
(2)套管冷却器:
原理:
一种内管走热料液,补管间隙走冷却水的喷淋。
优点:
热利用合理,传热系数高。
缺点:
消耗材料较多,若内管出现漏洞不易发现,修补难。
9.喷射式加热器的原理怎样?
答:
料液与蒸汽接触迅速,混合充分,在瞬间内完成。
简单的喷射式加热只是一个喷嘴装置,蒸汽油喷嘴喷出,料液从侧面进入器内,被蒸汽加热。
10.维持设备的作用和原理怎样?
答:
又称保温设备,即料液加热灭菌后进入维持罐保藏一段时间以达到彻底灭菌,保温设备一般不再加热,仅在其设备外围加上保温层绝热材料,防止冷却即可。
第十章
1.一个良好的发酵罐应具备哪些条件?
答:
(1)结构严密:
耐高温高压,耐腐蚀,内壁光滑,内部附件少,无死角。
(2)良好的气、液混合性能:
有利于物质传递、气液交换的有效进行。
(3)适宜的高、径比:
一般在4:
1.7左右。
罐体越长,氧利用率越高。
(4)有良好的要交换面积:
以利于灭菌、控温等。
(5)有消沫装置:
减少泡沫生成,提高装料系数。
(6)有必要、可靠的检测控制仪表。
2.一个标准的发酵罐有哪些几何尺寸?
答:
H/D=1.7-4.0d/D=1/2-1/3W/d=1/8-1/12B/D=0.8-1.0(S/d)2=1.5-2.5(S/d)3=1.0-2.0
H-发酵罐筒身高度D-发酵罐内径d-搅拌器直径W-挡板的宽度B-下搅拌桨至底部的距离S-两搅拌桨间距离HL-液位高度
3.什么叫公称容积?
怎样计算?
答:
公称容积(Vo)是指发酵罐筒身容积(Vc)和底部封头容积(Vb)之和,可通过以下公式计算:
Vo=Vc+Vb=Π/4D2H+0.15D2
4.通用式发酵罐由哪些配件组成?
有哪些开口?
答:
罐体、搅拌器、挡板、冷却装置。
空气分布装置、轴封、变速装置、消泡装置等。
具有取样口和放料口。
5.其他发酵罐有哪些类型?
各有何优缺点?
答:
带升式流式发酵罐:
优点:
节约动力、节省钢材、无操作噪声、填装料可达罐体容积的80-90%,且不需要加消沫剂。
此外还具有维修、操作、清洗方便等优点。
缺点:
还不能代替好气量小的通用式发酵罐,对黏度答得发酵液其溶氧系数低。
带升环流式发酵罐分为内环流式和外环流式两种。
自吸式发酵罐:
优点:
节省空压机、冷却器、油水分离、空气贮罐、总过滤器等设备,减少了厂房占地面积,减少工厂发酵设备投资30%左右,设备便于自动化,连续化、降低劳动强度,酵母发酵周期短,酵母浓度高,废液少;设备结构相对简单,溶氧效果高,操作方便。
缺点:
罐压低,好氧较多的发酵中易造成污染。
高位塔式发酵罐:
优点:
略去了机械搅拌装置,其造价为通用式发酵罐的1/3左右。
如培养基浓度适宜,操作得当,在不增加空气流量的情况下,基本能达到的通用发酵罐的水平。
筛板对空气有阻碍,使空气在罐中停留较长时间,可提高氧的利用率。
这样可以节省50%的空气,和30%的动力。
缺点:
空气需要较高的压强;由于罐体高,安装不便在屋内,一般在室外;底部时有沉淀物,温度高时难于降温。
文氏发酵罐:
优点:
吸氧效率高、气、液、固三相均匀混合;设备简便,无须空气压缩机及搅拌器,省动力。
缺点:
气体吸入量与液体循环量之比较低,不适合发酵好氧量大的微生物。
伍式发酵罐:
优点:
发酵液在套筒处上升,筒内下降,从而形成料液、气循环。
缺点:
设备结构复杂,消耗率高。
6.自吸式发酵罐由哪些配件组成?
其工作原理怎样?
答:
自吸式发酵罐由皮带轮,排气管,消沫器,冷却排管,定子,轴,双端面轴封,连轴带,马达,自顺转子,端面轴封组成。
自吸式发酵罐是一种用于好气发酵的发酵罐,但是它的与众不同是不需要进行搅拌让空气进入,而是因为它装有一种特殊设计的机械搅拌装置,当这种搅拌桨滚动时,紧密贴在桨底的导气管可借桨叶排出液体时所产生的局部真空把大气中空气经由滤后吸入罐内发酵罐的搅拌器由罐底向上伸入的主轴带动。
叶轮旋转时叶片不断排开附近的液体使其背侧形成真空,由导气管吸入罐外空气。
吸入的空气与发酵液充分混合后在叶轮末端排出,并立刻通过导轮向罐壁分散,经挡板折流涌向液面,平均分布。
7.生物反应器根据哪些条件来分类?
各有哪些类型?
答:
(1)按照微生物生长代谢需要分类:
好气:
抗生素,酶制剂,酵母,氨基酸、维生素等产品。
厌气:
丙酮,丁醇,酒精、乳酸从用厌气生物反应器。
差别是由于对无菌空气的需求不同,前者需要强烈的通风搅拌装置,目的是提高发酵液中的体积氧传递系数KLα,后者则不需要通气。
(2)按照生物反应器特点分类:
机械搅拌通风发酵罐:
循环式,伍氏发酵罐、文氏发酵罐以及非循环式的通风发酵罐和自吸式发酵罐。
非机械搅拌通风发酵罐:
循环式的气提式、液提式发酵罐以及非循环式的排管式和喷射式发酵罐。
(3)按容积分类:
500L一下的实验室生物反应器,500~5000L中式生物反应器,5000以上,生产规模的生物反应器。
(4)按微生物生长环境分类:
悬浮生长系统:
微生物细胞生长是浸泡在培养液中且伴随着培养液一起流动。
支持生长系统:
微生物细胞生长在与培养液接触的界面形成一层薄膜。
按操作方式分类:
批量发酵:
发酵工艺条件随营养液的消耗和产物形成而变化。
每批发酵结束,要放罐清洗和重新灭菌,再开始新一轮的发酵。
连续发酵:
新鲜营养液连续流加入发酵罐内,同时产物连续流入发酵罐。
其他类型的生物反应器中,还有一种新型的超滤生物反应器,在进行发酵时,成熟的发酵液中通过一个超滤膜使产物能透过膜进行提取,酶可以通过管道返回发酵罐继续发酵,新鲜的底物可以源源不断地加入罐内。
第十一章
1.空气进入发酵罐前要作哪些处理?
为什么?
答:
空气进入发酵罐前要作除菌处理。
微生物好氧发酵过程中需要氧气,通常以空气作为氮源。
由于空气中携带有各种杂菌,这些杂菌一旦进入纯培养液,在适宜条件下会大量繁殖,甚至反客为主,给纯种发酵造成事故。
2.空气除菌系统由哪些部件组成?
它们各有何作用?
答:
粗过滤器:
捕集灰尘颗粒,保护空压机,减轻其磨损,同时也减轻后续过滤器的负荷。
空气压缩机:
。
空气储罐:
。
一级空气冷却器:
。
旋风分离器:
。
二级空气器:
。
丝网除沫器:
。
空气加热器:
。
空气总过滤器:
。
空气分过滤器:
。
3.空气过滤器的介质除菌原理有哪些?
答:
空气溶胶的过滤除菌原理与通常的液体过滤原理不一样,一是空气溶胶中气体引力较小,介质的间隙大于颗粒直径;而液体过滤的介质间隙必须小于颗粒直径。
充填系数为8%时,其网格空隙为20~50μm,微粒随气流通过滤层时,网格阻碍气流前进,使气流无数次改变运动速度和方向,绕过纤维前进,这些改变引起微粒对纤维网格产生惯性冲击、阻拦、重力沉降、布朗扩散、静电吸附等作用,将微粒滞留在纤维表面上。
4.什么是相对含水量?
绝对含水量和露点?
答:
空气中的水蒸气分压与同温度下的饱和蒸汽压之比称为相对含水量。
可用下式表示:
Φ=Pw/Ps
1kg干空气中所含水蒸气的质量(kg)称作空气的湿度或绝对湿度含量(X):
X=0.622Pw/(P-Pw)
当相对湿度φ升高到1时,空气中的水蒸汽已饱和,这时的温度称为露点.。
5.怎样计算压缩空气的热量?
怎样处理压缩空气?
答:
空气经压缩后,其温度会显著上升,且压力越大温度越高。
压力和温度之间存在以下关系:
T2=T1(P2/P1)k-1/kT1,T2-压缩前后空气的热力学温度(K)P1,P2-压缩前后空气的绝对压强k-绝对热指数,空气为1.4。
从空压机出来的空气,先冷却到适当的温度,除去油和水,再加热到30~35℃,最后通过总过滤器和分过滤器除菌,从而获得洁净度、压力、温度和流量都符合要求的无菌空气。
6.粗过滤器有哪些种类和部件?
答:
分为布袋,填料过滤器,油浴洗涤装置:
滤网,加油斗,油镜,油层和水雾除尘装置:
空气出口,过滤网,高压水入口,空气入口。
7.填料分离器一般采用哪些填料和材质?
答:
焦炭,活性碳,瓷环、金属、玻璃纤维、塑料丝网等填料介质有很高的分离率,可以出去细小微粒(5u)但对雾沫浓度很大的空气有阻力,故分离效果一般。
分离细雾可采用200-300mm介质常数的滤器,通过介质的最佳速度为1~3m/s。
第十二章
1.目前工业生产中有哪些产品属于厌气发酵?
答:
酿酒,制曲、柠檬酸以及青贮饲料,酒精,啤酒。
2.厌气固态发酵有哪些特点?
答:
(1)温度:
采用比较低的温度使糖化和发酵同时进行。
(2)水份:
生产上将蒸馏过的酒精作连续发酵,即每次去掉部分老料,增加部分新料,水份控制53-62%,原料轻,反复多次充分利用。
(3)传统工艺:
固态发酵主要靠手工操作,菌种是麸曲或曲汁类型进行拌料,然后入窖或封缸发酵。
其发酵过程中固、液、气三态并存,故其产品的风味与液态发酵有明显区别。
(4)敞口操作:
整个操作过程中,除原料蒸煮过程能起到灭菌作用外,拌料所用的工具、水、空气。
场地等都能将大量微生物带入料醅中,它们将与曲种协同作用,从而产生出丰富的香味物质,因此固态发酵是多菌种的混合发酵。
3.厌气液体发酵与好气液体发酵有何异同?
答:
4.酒精发酵设备有哪些开口和装置?
答:
整体为柱形
罐顶开口:
①进出口②入孔③接种管④排气孔⑤压力表⑥视镜
罐底开口:
排料口和排污口(两口可合并)。
中下部设:
①取样口②温度、仪表插孔。
内部:
①蛇管换热器②喷射洗涤装置厌气发酵相关尺寸:
H/D=1.1-1.5(M)
5.连续发酵有哪些优缺点?
答:
优点:
(1)发酵周期短,设备利用率高
(2)节省人力物力,容易实现生产自动化(3)培养液浓度和代谢物含量相对稳定(4)产品的质量和产量相对稳定。
缺点:
尚不能全部代替传统的间歇发酵,仅在厌氧发酵中有较多的产品可行如用于好氧发酵,其污染和菌种突变问题难于解决。
6.固定化技术在工业发酵中有哪些应用?
有何优缺点?
答:
固定化细胞是在固定化酶的基础上发展起来的一项新技术。
它是用一些高分子材料将菌种细胞吸附,絮凝或包埋后置一定的容器能作连续发酵。
优点:
(1)反应迅速、生产能力高
(2)连续发酵,料液边进边出,不发生细胞流失现象。
(3)可避免批量生产中的反馈抑制现象和产生的消耗物。
(4)操作方便,能较好地实现生产自动化。
缺点:
需将细胞固定,其操作较繁,生产中易早成污染。
7.简述啤酒发酵的工艺流程和有关发酵设备。
答:
首先把已经发芽的大麦碾碎,然后加入65.5℃的热水搅拌成糊状物,经过滤后即得麦芽汁,煮沸麦芽汁,同时加入啤酒花,再冷却,加入酵母菌,发酵后的液体就成了啤酒。
前发酵设备:
设备为开口式的发酵罐:
置发酵室内,长方形或正方形。
材料:
钢板、钢筋混凝土;砖砌后外抹水泥;为防腐常以沥青、蜡、环氧树脂等涂料作保护层。
设备内装换热器:
如蛇管,维持一定温度,目前的新设备,采用室内安装空调来调控。
后发酵设备:
又称贮酒罐,完成嫩啤酒的继续发酵,饱和CO2,促进啤酒稳定、澄清成熟。
形状:
圆筒形密闭容器,分卧式和立式两种,由于后发酵产热量低,一般不设换热器。
材料:
后发酵槽由于要通入CO2,设备耐压,一般用A3钢板制成,内涂防腐涂料;目前采用不锈钢。
设备装置开口:
入孔;取样孔;进出啤酒接管;压缩CO2接管;温度计,压力表和安全阀等附属装置。
露天立式啤酒发酵罐:
一种新型设备,既可作前发酵又可作后发酵用。
形状:
立式,一般安装在室外。
内设:
冷却夹套或蛇管,自动洗涤器,中下部取样、温度计接管等。
材料:
要经受管压1-2kg/cm2,用不锈钢板制成。
规格:
H/D=2-6,底部锥角60-120。
,发酵填装系数为85-90%。
立式啤酒发酵罐式近代啤酒厂主要的发酵设备。
8.简述大曲发酵的工艺流程和有关发酵设备。
答:
(1)制曲:
杂粮→混合→粉碎→加水拌匀→踩曲→曲胚→发霉→晾霉→潮火→大火→后火→养曲→出房→贮存→成品
菌种主要为根霉,毛霉,曲霉,酿造酵母,细菌等。
(2)酿造:
粮食→水淋→蒸煮→摊凉→加曲拌料→撤水下窖→发酵→蒸馏→陈酿→勾兑→包装→成品
发酵设备:
第十三章
1.培养基有哪些类型?
工业发酵培养基是怎样确定的?
答:
按培养基组成物质的化学成分:
合成培养基:
用化学成分和数量完全了解的物质配制而成。
成分精确,重复性强,可以减少不能控制的因素,适用于在实验室范围作有关营养、代谢、分类鉴定、生物测定及选育菌种。
遗传分析等定量研究工作。
但一般微生物在合成培养基上生长较慢,有些微生物营养要求复杂,在合成培养基上不能生长。
天然培养基:
采用化学成分还不清楚或化学成分还不恒定的各种植物和动物组织或微生物的浸出物、水解液等物质(例如牛肉膏、酵母膏、麦芽汁、蛋白胨等)制成的。
适合于各类异养微生物生长,而一般自养微生物都不能生长。
半合成培养基:
多数培养基配制是采用一部分天然有机物作碳源、氮源和生长因子的来源,再适当加入一些化学药品以补充无机盐成分,使其更能充分满足微生物对营养的需要。
大多数微生物都能在此培养基上生长繁殖。
因此,在微生物工业生产上和试验研究中被广泛使用。
按物理性质:
固体培养基:
分类:
斜面试管、平板等,是在液体培养基中加入凝固剂配成的,最常用的凝固剂是琼脂。
作用:
固体培养基在菌种的分离保藏、菌落特征的观察、活菌计数和鉴定菌种方面是不可缺少的。
在制曲、酶制剂、柠檬酸等生产中,用来培养霉菌等的固体种子和发酵培养基是有麸皮等农作物加无机元素等制成的。
液体培养基:
常用于大规模的工业生产及生理代谢等基本理论研究工作。
发酵工业多用于培养种子和发酵培养基。
根据微生物对氧的要求状况,分别作静止或通风搅拌培养。
在菌种筛选工作和菌种培养工作中,也常用液体培养基进行摇瓶培养微生物在液体培养基中生长的情况又是也用作鉴定菌种的参考。
半固体培养基:
在液体培养基中加入0.8%琼脂,灭菌冷却后成柱形,主要用于研究、观察、保种等方面,作穿刺培养菌种用。
按用途:
增殖培养基(富集培养基):
可以配制成适合某种微生物生长而不适合其他微生物生长,从而达到从自然界分离这种微生物的目的。
选择性培养基:
是在培养基内加入某种化学物质以抑制不需要菌的生长,而促进某种需要菌的生长。
鉴别培养基:
根据微生物能否利用培养基中某种营养成分,借助指示剂的显色反应,以鉴别不同种的微生物。
发酵生产中的培养基类型:
斜面培养基:
作用:
这供微生物细胞生长繁殖用的,包括细菌,酵母等斜面培养基以及霉菌、放线菌生孢子培养基或麸曲培养基等。
这类培养基作用是供给细胞生长繁殖所需的各类营养物质。
特点:
富含有机氮源,少含或不含糖分。
有机氮有利于菌体的生长繁殖,能获得更多细胞;对于放线菌或霉菌的产孢子培养基,则氮源和碳源均不宜太丰富,否则容易长菌丝而较少形成孢子;斜面培养基中宜加少量无机盐类,供给必要的生长因子和微量元素。
种子培养基:
培养基种子的目的:
扩大培养,增加细胞数量;同时也必须培养出强壮、健康、活性高的细胞,使细胞迅速进行分裂或菌丝快速生长。
种子培养基特点:
必须有较完全和丰富的营养物质,特别需要充足的氮源和生长因子;种子培养基中各种营养物质的浓度不必太高。
供孢子发芽生长用的种子培养基的主要成分相近,以便种子进入发酵罐后能快速生长。
发酵培养基:
发酵培养基是发酵生产中最主要的培养基,它不仅耗用大量的原材料,而且也是决定发酵生产成功与否的重要因素。
发酵培养基的选择:
(1)必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分。
(2)有利于减少培养基原料的单耗,即提高单位营养物质所合成产物数量或最大产率。
(3)有利于提高培养基和产物的浓度,以提高单位容积发酵罐的生产能力。
(4)有利于提高提高产物的形成,缩短发酵周期。
(5)尽量减少副产物的形成,便于产物的分离纯化。
(6)原料价格低廉,质量稳定,取材容易。
(7)所用原料尽可能减少发酵过程中通气搅拌的影响,利于提高氧的利用率,降低能耗。
(8)有利于产品的分离纯化,并尽可能减少产生“三废”物质。
2.工业发酵常用哪些原料作为碳源和氮源?
答:
碳源种类:
糖:
己糖、蔗糖、麦芽糖、棉子糖、淀粉、纤维素、半纤维素、加壳质和果胶质等,其中淀粉是大多数微生物都能利用的碳源。
有机酸:
糖酸、柠檬酸、反丁烯二酸、琥珀酸、苹果酸、丙酮酸、酒石酸。
醇类:
甘露醇、甘油、低浓度的乙醇。
脂肪酸:
甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等低级脂肪酸都可