发酵工程复习题(7)

进，使气流无数次改变运动速度和运动方向，绕过纤维前进。这些改变引起微粒对滤层纤维产生惯性冲击、阻拦、重力沉降、布朗扩散、静电吸引等作用，而将微粒拦截。

空气溶胶的过滤菌原理与通常的液体过滤原理不同，后者介质间的空隙应小于颗粒直径，而前者介质间的空隙往往远大于颗粒直径。 23. 空气过滤除菌包括那些仪器？各有什么作用？

答：粗过滤器：是安装在空气压缩机前的过滤设备，主要作用是捕集较大的灰尘颗粒，起到保护空气压缩机，防止其受磨损的作用，同时也可减轻空气过滤器的负荷。

空压机：压缩空气。

空气贮罐：消除压缩机排出空气量的脉动，维持稳定的空气压力。同时也可以利用重力沉降作用去除部分油雾。 空气冷却器：对空气进行冷却。

气液分离器：将空气与水和其他颗粒物质分离开。 空气加热器：对分离出来的空气进行加热。 空气过滤器：过滤除菌。

24.什么是对数残留定律、对数穿透定律？

答：对数残留定律：对微生物进行湿热灭菌时，培养基中的微生物受热死亡的速率与残存的微生物数量成正比，这就是对数残留定律。对数穿透定理上

式即称为对数穿透定律，表示进入滤层的微粒数与穿透滤层微粒数之比的对数是滤层厚度的函数。

25.怎样通过发酵条件控制来提高发酵产物产量？

答：（1）同一种微生物在同样的培养基中进行培养时，只要控制不同的发酵条件（合适的温度，PH，通气量，生物素量等），进而影响微生物自身的代谢调节系统，改变其代谢方向，就可能获得不同的代谢产物。

（2）使用诱导物。许多与蛋白质、糖类或其他物质降解有关的酶类都是诱导酶，在发酵过程中加入相应的底物作为诱导物，可以有效的增加这些酶的产量。 （3）添加生物合成的前体，可以大幅度提高发酵产量。

（4）培养基成分和浓度的控制，保证微生物机体生长需要，利于代谢产物合成。 26.什么是得率系数？维持系数？

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答：菌体的生长量相对于基质消耗量的收得率称为生得率Yx/s，其定义为：以消耗的基质为基准的细胞得率系数Yx/s可用下式表示 Yx/s = △X / -△S 式中Yx/s ——相对于基质消耗的实际生长得率[（g/mol）或 （g/g）]；△X——干细胞的生长量（g）；△S——基质的消耗量（mol或g）。如果对于氧，其细胞得率系数为Yx/o = △X / △O2。Yx/o的倒数表示生成单位质量细胞所需氧的质量。

在培养过程中，细胞产生除二氧化碳和水以外的产物时，以消耗基质为基准的产物得率系数Yp/s可用下式表示Yp/s = △P / -△S

式中 Yp/s——相对于基质消耗的实际产物得率[（mol/mol）或 （g/g）]；△P——产物生成量（mol或g）。

维持系数是微生物菌株的一种特性值，对于特定的菌株、特定的基质和特定的环境因素（如温度、PH等）是一个常数，故又称维持常数。维持系数越低，菌株的能量代谢效率越高。

27.微生物初级代谢与次级代谢的关系？

答：（1）初级代谢是基本的，普遍存在于各类微生物中，且代谢途径基本相似。 次级代谢是在初级代谢的基础上进行的，途经各种各样，不是每种类型微生物所必需的，往往仅限于某种类型的微生物中。 （2）初级代谢与次级代谢在生理上的作用不同

初级代谢是生物机体必需的，如果代谢途径中某个环节发生差错，直接影响着机体的生长与死亡。

次级代谢不是生物机体生长所必需的，途经中某环节发生障碍，致使不能合成次级代谢产物，而不影响机体正常的生长。 （3）初级代谢与次级代谢与生长的关系不同

初级代谢与生长有平行关系，从一开始就存在于机体中。

次级代谢一般出现在生长的稳定期，产物在停止分裂的细胞中合成。 （4）初级代谢与次级代谢的代谢产物不同

初级代谢产物单一，而次级代谢产物是一群化学结构上非常相似的各种成分的混合物。

（5）催化次级代谢产物合成的酶的专一性不想初级代谢那样强。

（6）次级代谢产物的生成经历了两个阶段及营养增殖期（菌体活跃增值阶段，几乎不形成次级代谢产物）和生产期（细胞停止生长，进入恒定起，才开始活跃

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的合成抗生素等次级代谢产物）。

（7）初级代谢和次级代谢同样受到核内DNA的调节控制，但次级代谢受核内遗传物控制的同时还受核外遗传物质的控制。

通常情况下次级代谢产物是以初级代谢产物为母体衍生出来的，次级代谢途径不是独立的而是与初级代谢途径有密切关系的。他们在调节控制上相互影响，当与次级代谢有关的初级代谢途径受到控制时，次级代谢产物的合成必然受阻。 28.图示为空气中的氧传递到微生物细胞内的过程，并说明哪些阻力与空气质量有关。

1.气膜阻力，2.气液界面阻力， 3.液膜阻力，4.液流阻力， 5.细胞周围液膜阻力， 6.菌丝丛或团内的扩散阻力， 7.细胞膜的阻力 8.细胞内反应阻力

答：在好氧发酵中，对微生物的供氧过程，首先是气相中的氧溶解在发酵液中，然后传递到细胞内的呼吸酶位置上而被利用。 ·与空气质量有关的阻力：

（1）气膜阻力（ 1/k1 ; 1/KG）：为气体主流及气-液界面的气膜阻力，与空气情况有关。

（2）气液界面阻力（1/k2；1/KI）：与空气情况有关，只有具备高能量的氧分子才能透到 液相中去，而其余的则返回气相氧传递过程中。

供氧方面的阻力有4个，其中与发酵液成分和浓度有关的阻力是_液膜阻力_和_液流阻力_；耗氧方面的阻力有_细胞周围液膜阻力_、_菌丝从或团内的扩散阻力_、_细胞膜的阻力_、_细胞内反应阻力_。

29.图示氧传递过程中的各种阻力，指出哪些与微生物的种类、生理状态有关；并说明溶氧测定的意义。

答：（1）菌丝丛或团内的扩散阻力（1/k6; 1/KA） 与微生物的种类、生理特性状态有关，单细胞的细菌和酵母菌不存在这种阻力；对于菌丝，这种阻力最为突出；

（2）细胞膜的阻力（1/k7; 1/KW）： 与微生物的生理特性有关；

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（3）细胞内反应阻力（1/k8; 1/KR）氧分子与细胞内呼吸酶系反 应时的阻力；与微生物的种类、生理特性有关。

1/k6 、1/k7 、1/k8与微生物的种类、特性、生理状态有关

（4）溶氧测定：溶解氧作为环境因素对微生物反应有直接影响；溶氧可作为发酵中氧是否足够的度量；溶氧可作为发酵中间控制的手段之一；溶氧可作为考察设备，工艺条件的指标之一。

30.空气中的氧在传递到微生物细胞的过程中需要克服哪些阻力？其中哪些与发酵液成分、浓度有关。 答：供氧方面的阻力

气膜阻力（ 1/k1，1/KG）、 气液界面阻力（1/k2，1/KI）、液膜阻力（1/k3，1/KL ）、液流阻力（1/k4，1/KLB） 耗氧方面的阻力

细胞周围液膜阻力（1/k5，1/KLC）、菌丝丛或团内的扩散阻力（1/k6，1/KA）、 细胞膜的阻力（1/k7，1/KW）、细胞内反应阻力（1/k8，1/KR）1/k3 、1/k4 、 1/k5与发酵液成分、浓度有关。

31.试述影响发酵工艺的因素及控制方法。 1）菌体浓度对发酵的影响及控制。 （1）影响

菌体（细胞）浓度是指单位体积培养液中菌体的含量。菌浓大小直接影响产物的产率.

菌浓对发酵液溶解氧的影响。为了获得最高的产率，需要采用摄氧速率与供氧速率相平衡时的菌体浓度，也就是摄氧速率随菌浓变化曲线和供养速率随菌浓变化曲线的交点所对应的菌体浓度（临界菌体浓度）。

(2)主要控制措施：改变 …… 此处隐藏：2296字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……