（2）连消塔：用高温蒸汽使料液温度很快升高到灭菌温度（1 3）维持罐：使料液在灭菌温度下保持

这段时间的灭菌是不够的；

（4）冷却管：使料液冷却到

流程：

※ 2、对数残留定律

配料罐 连消泵 连消塔 维持罐 冷却罐 蒸汽 ）；

。因为：连消塔加热的时间很短，光靠

后（冷水喷淋），输送到预先灭菌过的罐内。

蒸汽 放汽 冷却水 无菌培养基 进发酵罐 对数残留定律：在一定温度下，微生物受热死亡的速率与任何瞬间残留的活菌数成正比 3、湿热灭菌的原理及缺点？

原理：由于蒸汽具有很强的穿透能力，而且在冷凝时会放出大量的冷凝热，很容易使蛋白

质凝固而杀死各种微生物。

缺点：会破坏培养基中的营养成分，甚至会产生不利于菌体生长的物质。因此，在工业培

养过程中，除了尽可能杀死培养基中的杂菌外，还要尽可能减少培养基中营养成分的损失。

4、培养基在使用湿热灭菌时，灭菌温度与灭菌时间及对培养基营养成分的影响关系？ 结论1：当灭菌温度上升时，微生物杀死速率的提高要超过培养基成分的破坏速率 的

增加

结论2:在灭菌时选择较高的温度、较短的时间，这样便既可达到需要的灭菌程度，同时又

可减少营养物质的损失。

5、湿热灭菌时，培养基灭菌时间的计算方法 ㏑(Ct/C0)=－kt

t=2.303/k[lg(C0/Ct)]

式中：C0、Ct分别为单位体积培养基灭菌前、后的含菌数。 6、分批灭菌、连续灭菌优缺点？ 连续灭菌

优点：1.高温短时灭菌，培养基 营养成分损失少。

2.发酵罐占用时间缩短，利用率高。

缺点：1.设备复杂，操作麻烦, 染菌机会多。

2.不适合含大量固体物 料的灭菌。

分批灭菌：

优点：1.设备要求低，不需另外加热、冷却装置。

2.操作要求低，适合小批量生产规模 3.适合含大量固体物料的灭菌

缺点：1.培养基的营养物质损失大，灭菌后培养基 质量下降

2.发酵罐的利用率较低 3.不适合大规模生产的灭菌

7、影响灭菌的主要因素有哪些？ 杂菌的种类与数量 灭菌温度与时间 培养基成分 pH值

培养基中的颗粒 泡沫

1、简述空气两级冷却、加热除菌净化的流程及相关设备

※两级冷却、加热除菌流程图

1-粗过滤器；2-空压机；3-贮罐；4，6-冷却器；5-旋风分离器；7-丝网分离器； 8-加热器；9-过滤器

2、简述介质过滤除菌的原理及介质过滤除菌的必要性

深层介质过滤的原理： 微粒随气流通过滤层时，由于滤层纤维的层层阻碍，使气流出现

无数次改变运动速度和方向的绕流运动，引起微粒与滤层纤维间产生惯性冲击、拦截、布朗扩散、重力沉降、静电引力等作用把微粒滞留在纤维表面上，实现过滤的目的。

3、空气压缩后压力与温度的关系 T2=T1(P2/P1)(k-1)/k

式中 T1,T2——压缩前后空气的绝对温度，K P1,P2—— 压缩前后空气的绝对压强，Pa k——绝热指数，空气为1.4

若压缩为多变过程，则可用多变指数m（对于空气m=1.2-1.3）代替绝热指数k。

第五章

1、什么种子？优良种子应具有哪些特点？ 种子是指进入发酵罐之前的纯的微生物。

优良种子应具备的条件：生长活力强，延迟期短；生理状态稳定；浓度及总量能满足发酵

罐接种量的要求；无杂菌污染，保证纯种发酵；适应性强，生产能力稳定。

2、简述工业发酵生产中种子制备的流程 ※步骤：

A斜面培养基中活化；

B扁瓶固体培养基或摇瓶培养基中扩大培养，完成实验室种子制备

C一级种子罐，制备生产用种子；视情况 确定扩大级数，完成生产车间种子制备； D种子转种至发酵罐

3、如何确定种子扩大培养级数及发酵级数？

种子扩大的级数：制备种子需逐级扩大培养的次数。 确定方法：菌种的性质(如菌种传代后的稳定性)；

瓶中的孢子数，孢子发芽及菌丝繁殖速度； 发酵罐中种子培养液的最低接种量； 种子罐与发酵罐的容积比； 生产规模；

随工艺条件的改变作适当的调整。

4、种子质量评价及影响种子质量的因素有哪些？

种子质量的判断方法：通常检测的培养液中参数（pH是否在种子要求的范围之内；糖、氨基氮、磷酸盐的含量；菌丝形态、菌丝浓度和培养液外观；有无杂菌污染 、有无噬菌体污染），其他参数，如接种前酶活、种子罐的溶氧和尾气等。 影响种子质量的因素：

原材料质量、培养温度、湿度、通气与搅拌、斜面冷藏时间、培养基、pH

5、接种量对发酵结果可能有哪些影响？不同的微生物应如何选择接种量？ 接种量过多：菌丝生长过快、溶氧不足，衰老细胞增加等，发酵后劲不足

种量过少：延长发酵周期，形成异常形态，而且易造成染菌。

接种量以生产菌种在发酵罐中的繁殖速度为依据，接种量的大小直接影响发酵周期。 6、细菌与霉菌的种子制备流程及级数一样吗？为什么？

细菌培养物的制备：细菌斜面培养基多采用碳源限量而氮源丰富的配方。

牛肉膏、蛋白胨常用作有机氮源

细菌培养温度的大多数37℃，少数为28℃

细菌菌体培养时间一般1～2天，产芽孢的细菌则需培养5～10天

霉菌孢子的制备：霉菌的孢子培养，一般以大米、小米、玉米、麸皮、麦粒等天然农产品为

培养基。这是由于这些农产品中的营养成分较适合霉菌的孢子繁殖，而且这类培养基的表面积较大，可获得大量的孢子。

霉菌的培养一般为25～28 ℃，培养时间为4～14天。

第六章

1、发酵过程控制的主要因素及其对发酵结果的影响？ 因素

生物因素:菌株特性(营养要求、生长速率、呼吸强度、产物合成速率) 外部环境因素:a设备性能 传递性能

b工艺条件: 物理：AFR、T、Ms

化学：pH、DO、基质浓度 影响

最佳工艺条件的优选（即最佳工艺参数的确定）以及在发酵过程中通过过程调节

达到最适水平的控制。

2、发酵过程中可以直接和间接检测的参数分别是什么？对传感器的要求？ 直接参数：如T、pH、罐压、空气流量、搅拌转速、溶氧浓度等

间接参数：将直接参数通过公式计算获得的如摄氧率(γ)、呼吸强度(QO2)、比生长速率（μ) 、体积溶氧系数(KLa)、呼吸商(RQ)等。 对传感器要求：

? 能经受高压蒸汽灭菌；

? 传感器及其二次仪表具有长期稳定性； ? 最好能在过程中随时校正，灵敏度好； ? 探头材料不易老化，使用寿命长； ? 安装使用和维修方便；

? 解决探头敏感部位被物料（反应液）粘住、堵塞问题； ? 价格合理，便于推广。

3、发酵过程中影响pH和溶解氧变化的主要因素是什么？如何控制？ Ph:

主要因素

下降阶段：碳氮比过高，或中间补糖过多，或油脂类碳源过多糖类、脂肪等分

解，产生酸性物质生理酸性盐的利用。

上升阶段：碳氮比过低，或碳源过多，氨基氨释放中间补料中氨水或尿素等碱

性物质加入过多蛋白质、尿素等分解，产生碱性物质生理碱性盐的利用。 控制

1调节培养基的原始Ph，或加入缓冲剂制成缓冲能力强的培养基； 2培养过程中家如基质性酸碱调节剂；

3培养过程中加入非营养基质的酸碱调节剂；

4合理控制发酵条件，尤其是通过调节通气量来控制PH； 5通过补料调节培养液的PH。 溶解氧

影响供氧的因素：C*- CL 温度、溶质、溶剂、氧分压 KL 设备参数、操作参数、发酵液特性

影响耗氧的因素:Y 菌种特性、培养基成分和浓度、菌龄、培养条件（T、pH）、代谢类型

溶解氧控制的一般原则：

? 生长阶段： 即可 ? 产物合成阶段： 即可

? 过高的溶氧水平反而对菌体代谢有不可逆的抑制作用

控制方法

? 溶氧和补糖控制系统 ? 溶氧和pH控制的系统

供氧方面：

? 提高氧分压（氧分含量），即 ，提高供氧能力 ? 改变搅拌转速：通过改变KLa来提高供氧能力

? 通气速率Ws ↑：Ws增加有上限，引起“过载”、泡沫 ? 提高罐压： ，但同时会增加CO2的溶解度，影响pH及可能会影响菌的代谢，

另外还会增加对设备的强度要求

4、pH对菌体生长和产物合成的影响？ 生长影响

? pH对生长的影响机制

? 对E合成的影响 ? 对E活性的影响

? 对ATP生产率影响： ? 影响菌体细胞膜电荷状况，引起膜的渗透性的变化，因而影响菌体对营养物

质的吸收和代谢产物的分泌。

? 影响培养基某些重要营养物质和中间代谢产物的离解，从而影响微生物对这

些物质的利用

产物合成影响

? 产物合成阶段的最适pH值和微生物生长阶段的最适pH往往不一定相同，这不仅

与菌种特性有关，还取决于产物的化学特性。

? pH影响代谢方向： pH不同，往往引起菌体代谢过程不同，使代谢产物的质量和

比例发生改变。

? pH对青霉素发酵的影响：

在不同pH范围内加糖，青霉素产量和糖耗不一样。

5、最适发酵温度、呼吸强度、临界溶氧浓度、最适溶氧浓度、波谷现象等概念。 ? 最适发酵温度：最适温度是指在该温度下最适于菌的生长或产物的生成，它是一种

相对概念，是在一定条件下测得的结果。

呼吸强度：是指单位重量的干菌体每小时消耗的氧量，单位为m mol( O?）/[g(干菌体）h]。