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1、抗生素发酵工艺一、名词解释 1、分批发酵：在发酵中，营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放出，中间除了空气进入和尾气排出外，与外部没有物料交换。 2、 补料分批发酵：又称半连续发酵，是指在微生物分批发酵中，以某种方式向培养系统不加一定物料的培养技术。 3、 前体 ：指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。 4、 接种量 ： 移入种子的体积 接种量 接种后培养液的体积 5、 次级代谢产物 ：是指微生物在一定生长时期，以初级代谢产物为前体物质，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的
2、物质过程，这一过程的产物，即为次级代谢产物。 6、 实罐灭菌 ：实罐灭菌将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备加热至灭菌温度后维持一定时间，在冷却到接种温度，这一工艺过程称为实罐灭菌，也叫间歇灭菌。 7、 种子扩大培养 ：指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得一定数量和质量的纯种过程。这些纯种培养物称为种子。 8、倒种 ：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。 二、填空题 1、 微生物发酵培养方法主要有 分批 培养、补料分批 培养、连续 培养、半连续 培养四种。 2、 发酵过程工艺控
3、制的只要化学参数 溶解氧、PH、核酸量等. 3、 发酵过程控制的目的就是得到最大的比生产率和最大的得率。 4、 微生物的培养基根据生产用途只要分为 孢子 培养基、种子 培养基和发酵培养基。 5、 常用灭菌方法：化学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌 6、 发酵过程工艺控制的代谢参数中物理参数 温度、压力、搅拌转速、功率输入、流加数率和质量 等 7、 染菌原因： 发酵工艺流程中的各环节漏洞和发酵过程管理不善两个方面。 8、 发酵产物整个分离提取路线可分为：预处理、固液分离、初步纯化、精细纯化和成品加工加工等五个主要过程。 9、 发酵过程主要分析项目如下 ：pH、排气氧、排气CO2和呼吸熵、糖含量
4、、氨基氮和氨氮、磷含量、菌浓度和菌形态。 三、填空题 1一类单细胞有分枝的丝状微生物，以孢子繁殖，分布广泛大多是腐生菌，少数是动植物寄生菌，是抗生素的主要产生菌，2/3以上抗生素由该类菌产生。这类微生物是：C A细菌 B霉菌 C放线菌 D酵母菌 2配料较粗，营养丰富，完全，C/N合适，原料来源充足，质优价廉，成本低，有利于大量积累产物。这些是的一般特点。 A选择培养基 C种子培养基 B保藏培养基 D发酵培养基 3生物反应器间歇操作, 在发酵过程中,不断进行通气(好氧发酵)和为调节发酵液的pH而加入酸碱溶液外, 与外界没有其它物料交换。这种培养方式操作简单, 是一种最为广泛使用的方式, 称之为。
5、 A连续发酵 C补料分批发酵 B半连续发酵 D分批发酵 4要求发酵设备现代化程度高、体系内营养物浓度和产物浓度始终一致、菌种容易发生变异的问题无法解决这种发酵方式是。 A连续发酵 C补料分批发酵 B分批发酵 D半连续发酵 5发酵过程中，出现了污染，工人们进行了如下处理：a. 严控发酵液流失; b. 彻底清理生产环境; c. 停产一段时间; d. 调换生产菌种。这是污染。 A噬菌体污染 B细菌污染 C霉菌污染 D多种微生物污染 6在通用式发酵罐的结构中为了在发酵罐内壁需安装挡板。 A防止搅拌器运转时液体溢出 B防止搅拌器运转时液体产生漩涡， C防止搅拌器运转时液体飞出轴封 D防止搅拌器运转时浆叶
6、不工作 7. 在培养基的配制过程中，具有如下步骤，其正确顺序为 溶化 调pH 加棉塞 包扎 培养基的分装 称量 A B C D 8. 固体培养基中需要加入琼脂的目的是 A为菌体提供碳源 B 为菌体提供氮源 C 使培养基保持水分 D 使培养基凝固 9. 在实际生产中，对数期的长短取决于 培养罐的大小 接种量的大小 培养基的多少 代谢产物合成的多少 A. B C D 10. 实验室常用的培养放线菌的培养基是 A 牛肉膏蛋白胨培养基 B 马铃薯培养基 C 高氏一号培养基 D 麦芽汁培养基 11. 抗生素的合成是在微生物生长的 A 延滞期 B 对数生长期 C 稳定期 D 衰亡期 12. 目前发酵工业常
7、用的处理菌体、固形物杂质和悬浮物等固体物质，保证处理液澄清的主要方法为 A 离心和过滤 B 离心和萃取 C 蒸馏和萃取 D 离子交换和过滤 13. 下列物质属于生长因子的是 A葡萄糖 B蛋白胨 CNaCl D维生素 14. 关于灭菌和消毒的不正确的理解是 A 灭菌是指杀灭环境中的一切微生物的细胞、芽孢和孢子 B 消毒和灭菌实质上是相同的 C 接种环用烧灼法灭菌 D 常用灭菌方法有加热法、过滤法、紫外线法、化学药品法 四、问答题 1.简述大规模发酵生产对菌种选择的要求 答：发酵生产对菌种选择的要求包括： 1) 能在易得、价廉的原料制成的培养基上迅速生长，且代谢产物产量高。目标产物最好能分泌到胞外
8、，以降低产物抑制并利于产物分离。 2) 发酵条件粗放、易于控制，且所需的酶活性高。 3) 菌种生长和发酵速度较快，发酵周期短。发酵周期短的优点在于感染杂菌的机会减少；提高设备的利用率。 4) 根据代谢控制的要求，选择单产高的营养缺陷型突变菌株或调节突变菌株或野生菌株。 5) 抗杂菌、抗噬菌体能力强。 6) 菌种纯粹，遗传性状稳定，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。菌种退化，生产性能下降是生产中常碰到的问题。 7) 菌体不是病源菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素，以保证安全。 2、 发酵过程中pH会不会发生变化为什么？ 发酵过程中pH是不断变化的 1）糖代谢特别是快速利用的糖，分解成小分子酸
9、、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 4）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。 5）菌体自溶 pH上升，发酵后期，pH上升 6）杂菌的污染，pH下降 3、种子扩大培养的一般步骤？ 休眠孢子母斜面活化摇瓶种子或茄子瓶斜面或固体培养基孢子一级种子罐二级种子罐发酵罐 4、不同时间染菌对发酵有什么影响，染菌如何控制？ 答：
10、种子培养期染菌：由于接种量较小，生产菌生长一开始不占优势，而且培养液中几乎没有抗生素或只有很少抗生素。因而它防御杂菌能力低，容易污染杂菌。如在此阶段染菌，应将培养液全部废弃。 发酵前期染菌：发酵前期最易染菌，且危害最大。 原因 发酵前期菌量不很多，与杂菌没有竞争优势；且还未合成产物或产生很少，抵御杂菌能力弱。 在这个时期要特别警惕以制止染菌的发生。 染菌措施 可以用降低培养温度，调整补料量，用酸碱调pH值，缩短培养周期等措施予以补救。如果前期染菌，且培养基养料消耗不多，可以重新灭菌，补加一些营养，重新接种再用。 发酵中期染菌 ：发酵中期染菌会严重干扰产生菌的代谢。杂菌大量产酸，培养液pH下降；
11、糖、氮消耗快，发酵液发粘，菌丝自溶，产物分泌减少或停止，有时甚至会使已产生的产物分解。有时也会使发酵液发臭，产生大量泡沫。 措施 降温培养，减少补料，密切注意代谢变化情况。如果发酵单位到达一定水平可以提前放罐，或者抗生素生产中可以将高单位的发酵液输送一部分到染菌罐，抑制杂菌。 发酵后期染菌：发酵后期发酵液内已积累大量的产物，特别是抗生素，对杂菌有一定的抑制或杀灭能力。因此如果染菌不多，对生产影响不大。如果染菌严重，又破坏性较大，可以提前放罐。 发酵染菌后的措施： 染菌后的培养基必须灭菌后才可放下水道。灭菌方法：可通蒸汽灭菌，也可加入过氧乙酸等化学灭菌剂搅拌半小时，才放下水道。否则由于各罐的管道
12、相通，会造成其它罐的染菌，而且直接放下水道也会造成空气的污染而导致其它罐批染菌。凡染菌的罐要找染菌的原因，对症下药，该罐也要彻底清洗，进行空罐消毒，才可进罐。染菌厉害时，车间环境要用石灰消毒，空气用甲醛熏蒸。特别，若染噬菌体，空气必须用甲醛蒸汽消毒l 5.论述液体深层发酵有哪些优点？发酵方式分为几类？ 优点： 是很多微生物的最适生长环境； 菌体及营养物、产物易于扩散，使在均质或拟均质条件下进行，便于控制，易于扩大生产规模； 液体输送方便，易于机械化操作； 厂房面积小，生产效率高，易自动化控制，产品质量稳定； 产品易于提取、精制等。 方式： 分批发酵 ：营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放罐，中间除了空气进入和尾气排出，与外部没有物料交换。 连续发酵是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同的速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定，微生物在稳定状态下生长。可以有效地延长分批培养中的对数期。 补料分批发酵又称半连续发酵，是介于分批发酵和连续发酵之间的一种发酵技术，是指在微生物分批发酵中，以某种方式向培养系统补加一定物料的培养技术。 可以使培养液中的营养物浓度较长时间地保持在一定范围内，既保证微生物的生长需要，又不造成不利影响，从而达到提高产率的目的。
