2、写出从斜面保藏面包酵母细胞开始的三级好氧发酵工艺流程图,并指出每一操作环节操作目的。
答案要求:(1)菌种斜面(菌种保藏方式)(2)斜面活化(使休眠恢复活力)(3)摇瓶(一级种子,液体条件下,使菌种细胞增殖)(4)种子罐(二级种子),大型种子罐(三级种子)(进一步扩大培养,得到足够数量、代谢旺盛、纯种菌体细胞)(5)发酵罐(三级发酵)(控制适当发酵条件,使菌体细胞增殖并获得较高的酵母细胞)
3、解说无菌空气制备流程
高空吸气口1→空气粗滤2→空压机3(0.2Mpa,120--150℃)→空气冷却器4、5(冷却至20--25℃)→分水器6--空气贮罐7→旋风分离器8→加热器10(至30--35℃)→总过滤器11→分过滤器12
如:1:高空吸气可提高空气洁净度,提高空气净化效率;
2:去尘、砂等颗粒,保护空气压缩机
3、 使空气达到一定压力,使空气温度升高可在一定程度上杀菌
4、5、 冷却使空气湿度下降便于除湿
6、析出油、水,采用油水分离器与去雾器相除
7、使气流稳定 ,有利于过滤效果的提高
8、9 除进一步除湿除油和捕集颗粒
10、 加热空气使空气湿度下降,达到干燥状态,有利于介质过滤
11、12、 介质过滤除菌,分过滤保证各罐之间不受影响
六、论述题
1、试述代谢调控发酵技术对菌种产物合成能力的影响?
答:微生物能通过改变自己的组成和代谢来顺应环境的变化。也容易在外因的作用下改变自己的遗传组成。因此运用代谢调控理论可指导生产,使菌种生产的产物种类更加丰富和产量进一步提高。
常用代谢调节的控制方法(1)克服反馈抑制和阻遏的调控:降低未端产物的浓度;营养缺陷型的利用,如大肠杆菌的精氨酸缺陷型生产瓜氨酸:鸟氨酸—瓜氨酸—精氨酸;渗漏缺陷型利用;提高细胞通透性。如谷氨酸生产菌的代谢控制发酵。抗反馈突变株的利用:酶或阻遏物不能与未端产物结合。(2)克服分解代谢阻遏的调控:避免使用有阻遏作用的碳源和氮源;流加碳源或氮源;利用抗分解代谢阻遏突变株。(3)对诱导调节的控制:添加诱导类似物;添加辅酶或辅助因子;利用组成酶突变株。
代谢调控方法对菌种产物的合成会产生显著作用,对发酵工业产生重大影响。
2、试述发酵过程污染控制的策略?
答:工业发酵染菌的危害:染菌对不同品种发酵的影响;感染不同种类和性质的杂菌对发酵的影响;不同污染时间对发酵的影响:种子培养期染菌、发酵前期染菌、发酵中期染菌、发酵后期染菌;染菌程度对发酵的影响;染菌对产物提取和产品质量的影响。
染菌原因分析:种子带菌、无菌空气带菌、设备渗漏、灭菌不彻底、操作失误和技术管理不善。从染菌时间上:早期染菌,可能是种子带菌、灭菌不彻底、操作失误、无菌空气带菌。后期染菌,中间补料污染、设备渗漏,操作问题。从污染杂菌的种类:污染芽孢杆菌,可能是培养基或设备灭菌不彻底;污染球菌,无芽孢等不耐热杂菌,可能是种子带菌、设备渗漏、操作问题;污染浅绿色菌落杂菌,可能是水污染,即冷却管渗漏;污染霉菌一般是无菌室灭菌不彻底或操作问题。从染菌幅度上:多罐发生同一种杂菌,一般是空气系统问题;个别罐连续染菌,一般是设备问题。
杂菌污染途径及预防:种子带菌及防止:培养基及用具灭菌不彻底、菌种移种过程中受污染、菌种培养过程或保藏过程中受污染。无菌空气带菌及防止、培养基和设备灭菌不彻底:原料性状、灭菌排气、蒸汽压波动、设备管道死角。设备渗漏染菌及防止操作问题。
3、阐述发酵工业上常用的氮源及其作用?
答:氮源主要用于构成菌体细胞物质(氨基酸,蛋白质、核酸等)和含氮代谢物。
常用的氮源可分为两大类:
无机氮源:(1)种类:氨盐、硝酸盐和氨水;2)特点:微生物对它们的吸收快,所以也称之谓迅速利用的氮源。但无机氮源的迅速利用常会引起pH的变化,所以选择合适的无机氮源有两层意义:①满足菌体生长 ②稳定和调节发酵过程中的pH;
有机氮源:(1)来源:工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料,花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒糟。(2)成分复杂:除提供氮源外,有些有机氮源还提供大量的无机盐及生长因子。(3)有机氮源成分复杂可以从多个方面对发酵过程进行影响,而另一方面有机氮源的来源具有不稳定性。所以在有机氮源选取时和使用过程中,必须考虑原料的波动对发酵的影响。



