发酵工程考试资料

工业用微生物有哪些要求？

①能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效的合成产物。 ②培养条件易于控制。 ③生长迅速，发酵周期短。

④满足代谢控制的要求。

⑤抗噬菌体和杂菌的能力强。

⑥遗传性状稳定，菌种不易变异退化。

⑦在发酵工程中产生的泡沫要少，这对提高装料系数、提高单罐产量、降低成本有重要意义 ⑧对需要添加的前体物质有耐受能力，并且不能将这些前体物质作为一般碳源利用。

⑨不是病原菌，同时在系统发育上与病原菌无关，不产生任何有害的生物活性物质，以保证安全

常用工业微生物种类有哪些？举例说明。 ① 细菌 枯草芽孢杆菌，醋酸杆菌，乳酸杆菌，棒状杆菌，端杆菌等。用于生产淀粉酶制剂、乳酸、醋酸、氨基酸和肌苷酸等。

②酵母菌 啤酒酵母，假丝酵母，类酵母等。用于酿酒、制造面包、生产酒精、酶制剂以及生产可食用、药物和饲

料用酵母菌体蛋白等 ③霉菌 藻状菌纲的根霉、毛酶、犁头酶，红曲霉，曲霉、青酶等。可用于生产多种酶制剂、抗生素、有机酸等 ④放线菌 链霉菌属，小单孢菌属和诺卡菌属等

⑤担子菌 菇类微生物

⑥藻类 螺旋藻、珊列藻。

菌种衰退的原因有哪些？如何防止衰退。 答;①基因突变②变异菌株性状分离③连续传代④其他因素

防止衰退：①控制传代次数②选择合适的培养条件③利用不同类型的细胞进行传代④选择合适的保藏方法

影响种子质量的因素有哪些？

答：①培养基②种龄和接种量③培养温度和湿度④pH⑤通风和搅拌⑥泡沫⑦染菌的控制⑧种罐级数的决定

种子罐的级数越多好还是越少好？

越少越好。越少越有利于简化工艺及控制。可减少种子罐污染杂菌的机会、减少消毒及值班工作量以及减少因种子罐生长异常而造成发酵的波动。种子级数太少，接种量小，发酵时间延长，降低发酵罐的生产率，增加染菌机会。 什么叫接种龄？以什么接种龄接种较好？ 是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。通常，接种龄以菌丝处于对数生长期，且培养液中菌体量还未达到最高峰时较为合适 什么叫接种量？以什么接种量接种较好？ 答：接种量是指移入种子液的体积和接种后培养液体积的比例。接种量的大小决定于生产菌种在发酵罐中生长繁殖的速度，采用较大的接种量可以缩短发酵罐中菌丝繁殖达到高峰的时间，使产物的形成提前到来，并可减少杂菌的生长机会。但接种量过大或者过小，均会影响发酵。过大会引起溶氧不足，影响产物合成；而且会过多移入代谢废物，也不经济；过小会延长培养时间，降低发酵罐的生产率。 通常接种量，细菌1~5%，酵母菌5~10%，霉菌7~15%，有时20~25% 在菌种的扩大培养中，应注意哪些事项？ 菌种扩大培养时要注意菌种的菌龄一定要适宜。不要老化或者有杂菌隐患。培养料灭菌要

彻底。接种时要严格无菌操作。 种子异常的原因有哪些？ 发育中生理不协调，多发生在不亲和的杂交中；受病虫危害，又有直接（胚或寄生其中）和间接（毒素毒害）；营养缺乏，多发生在营养弱势部位；恶劣环境，如冷冻、高温、农药毒害；减少种子败育的措施，应视败育的原因而定。 水解糖的制备方法有哪些，有什么区别？ 答：酸解法：以酸(无机酸或有机酸)为催化剂，在高温高压下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法优点：生产方便、设备简单、水解时间短，设备生产能力大 缺点：高温高压、酸性条件、过程复杂、副反应多、损失大 要求：淀粉颗粒不宜过大、大小要均匀。淀粉乳浓度也不宜过高。 酶解法：利用专一性很强的淀粉酶和糖化酶将淀粉水解为葡萄糖的工艺 优点：酶反应条件温和，不需要高温、高压和耐酸的设备；酶的作用专一性强，淀粉水解的副反应少，水解糖液纯；

可在较高的淀粉乳浓度下水解；可用粗原料；糖液颜色浅，较纯净、无苦味、质量高。 缺点：酶解时间长、需要专门的设备，酶是蛋白质，易引起糖液过滤困难。 酸酶法：是先将淀粉酸水解成糊精或低聚糖，然后再用糖化酶将其水解为葡萄糖的工艺。优点：酸液化速度快，糖化时可采用较高的淀粉乳浓度。 酶酸法：是将淀粉乳先用 淀粉酶液化到一定的程度，然后用酸水解成葡萄糖

优点：可采用粗原料淀粉，淀粉浓度（13°Bé）较酸法（10 °Bé）高，生产易控制。时间短，淀粉水解副反应少。 发酵培养基的主要成分有哪些？ 碳源、氮源、无机盐、生长因子、水、诱导剂、前体和促进剂。 发酵培养基的配制原则及应注意哪些问题？ 发酵培养基选择的原则： 1）．必须提供合成细胞和发酵产物的基本成分。 2）．有利于提高培养基中产物的浓度，以提高单位容积发酵罐的生产能力。

3）．有利于提高产物的合成速度，缩短发酵周期。 4）．尽量减少副产物的形成，便于产物的分离纯化． （5）．有利于减少培养基原料的单耗。(合成单位数量的产物所消耗的营养物质的量）,以提高转化率。 （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对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，并尽可能减少产生“三废”的物质。 应注意哪些问题： 1)原材料的质量 2)发酵的特性 3)水质的影响 4)pH的影响 简述培养基的设计步骤？

答：①根据前人的经验和培养基成分确定必须考虑的问题，初步确定可能的培养基成分； ②通过单因素实验最终确定出适宜的培养基成分；

③当培养基成分确定后，再确定各成分最适的浓度。

简述检测液化终点、糖化终点的方法。

检测液化终点:将碘溶液滴入液化液中，如显棕红色或橙黄色则达到

液化终点。

糖化终点的检验：用无水乙醇检验无白色沉淀或碘液检验为无色，即为终点 。

消毒与灭菌有什么区别？

灭菌：利用物理和化学方法杀灭或除去物料及设备中一切生命物质的过程。

消毒：用物理或化学方法杀死物料、容器、器具外的病毒，一般只能杀死营养细胞而不能杀死芽孢。

消毒不一定能达到杀菌的要求，而灭菌能达到消毒的要求 。

简述发酵工业常用的灭菌方法有哪些

答：1、干热灭菌法2、火焰灭菌法3、电磁波、射线灭菌法4、湿热灭菌 5、化学药剂灭菌法6、过滤除菌法

空气过滤除菌的目的是什么？

答：通过过滤除菌处理的空气可达到无菌，并有足够的压力和适宜的温度以供好氧培养过程之用。

空气过滤除菌的常用设备有哪些？简述空气净化一般流程。

答：设备:空气粗滤器、空气压缩机、贮气缓冲

罐、空气冷却器、油水分离器、去雾器、棉花- 活性炭空气过滤器、纤维纸空气过滤器

一般流程：空气吸气口、粗过滤器、空气压缩机、一级空气冷却器、二级t?2.303N0klgNt空气冷却器、分水器、空气贮罐、旋风分离器、丝网除沫器、空气加热器、总空气过滤器、分空气过滤器、?无菌空气。

第六题根据对数残留定律，如何确定培养基的灭菌时间？发酵工业生产中采用高温瞬时灭菌的依据是什么？ 答：

式中：N0——开始灭菌时原菌数 Nt——经时间t后残留菌数 温度均能加速其过程进行的速度，当温度升高时，微生物死亡的速度更快。因此，可以采用较高的温度，较短的灭菌时间，以减少培养基营养成分的破坏，这就是通常所说的“高温瞬时灭菌法”。

第七题 请列出适用于发酵培养基灭菌的方法，并比较其各自的优缺点？

答：分批灭菌法： 培养基灭菌温度不断升高，菌死亡速率常数也不断增大。当培养基加热至100℃以上，灭菌作用较为显著，在降温阶段也有杀菌作用，但降温时间较短，在计算时一般不考虑。仅考虑保温阶段的灭菌效果，可粗略地求得灭菌所需的时间。

连续灭菌法： 优越性：受热时间短营养破坏少、发酵罐利用率高、使用蒸汽均衡，自动化控制、回收冷却水，蒸汽消耗60-70%。

第八题：分析培养基间歇灭菌和连续灭菌过程的温度变化，并写出两种灭菌过程中各阶段对灭菌的贡献。 发酵培养间歇灭菌 从夹层或盘管进入蒸汽，间接加热至90℃，关闭夹层蒸汽，从取样管、进风管、放料管三路进蒸汽，直接加热至121℃，维持30min。谷氨酸发酵培养基实罐灭菌为105℃，维持5min。 升温阶段、保温阶段（灭菌温度）、 降温阶段均有灭菌效应

培养基灭菌温度不断升高，菌死亡速率常数也不断增大。当培养基加热至100℃以上，灭菌作用较为显著，在降温阶

段也有杀菌作用，但降温时间较短，在计算时一般不考虑。 发酵培养基连续灭菌 一般培养基为130℃，维持5min，谷氨酸发酵培养基为115℃6~8min。 第九题 某制药厂现有一发酵罐，内装80t发酵培养基，在121℃温度下进行实罐灭菌。如果每毫升培养基中含有耐热菌的芽孢数为2×10^7个，121℃时灭菌速度常数为0.0287/s。请问灭菌失败概率为0.001时所需灭菌时间是多少？ 解 N0=80×10^6×2×10^5=1.6×10^13（个） Nt=0.001（个）， k=0.0287*60=1.722（min-1） 灭菌时间： 计算得t=21.67min 请列举空气除菌的方法，并比较各种方法的优缺点。 空气净化的方法 1．热灭菌法：空气热灭菌法是基于加热后微生物体内的蛋白质（酶）热变性而得以实现。一

般均需用压缩机压缩，提高压力，所以，空气热灭菌时所需的温度，就不必用蒸汽或其他载热体加热，而可直接利用空气压缩时的温度升高来实现。 空气经压缩后温度能够升到200℃以上，保持一定时间后，便可实现干热杀菌。 2．静电除菌：利用静电引力来吸附带电粒子而达到除尘灭菌的目的。 浮于空气中的微生物，其孢子大多数带有不同的电荷，没有带电荷的微粒进入高压静电场时都会被电离成带电微粒，但对于一些直径很小的微粒，它所带的电荷很小，当产生的引力等于或小于微粒布朗扩散运动的动量时，则微粒就不能被吸附而沉降，所以静电除尘灭菌对很小的微粒效率较低。 3．介质过滤除菌法：让含菌空气通过过滤介质，以阻截空气中所含微生物，而取得无菌空气的方法。 通过过滤除菌处理的空气可达到无菌，并有足够的压力和适宜的温度以供好氧培养过程之用。该法是目前广泛应用来获得大量无菌空气的常规方法。

分析空气的过滤除菌原

理，并指出影响过滤除菌效率的主要因素，如何提高过滤除菌的效率？

空气过滤除菌原理 当气流通过滤层时，基于滤层纤维的层层阻碍，迫使空气在流动过程中出现无数次改变气速大小和方向的绕流运动，从而导致微生物微粒与滤层纤维间产生撞击、拦截、布朗扩散、重力及静电引力等作用，从而把微生物微粒截留、捕集在纤维表面上，实现了过滤的目的。 提高过滤除菌效率措施 1.设计合理的空气预处理设备，选择合适的空气进化流程，以达到除油、水、杂质的目的。 2. 设计和安装合理的空气过滤器，选用除菌效率高的过滤介质。 3.保证进口空气清洁度，减少进口空气含菌数，如加强卫生管理、提高进口采气位置，预处理等。

4.降低进入空气过滤器的空气相对湿度，保证过滤介质在干燥状态工

作。 t?2.303lgN0比较两级冷却加热除菌kNt流程、冷空气直接混合式除菌流程、高效前置过滤除菌流程等的优缺点和适用场所，并分析

主要原因。

1.两级冷却、加热除菌流程，尤适用于潮湿地区 特点 ：两次冷却、两次分油水、适当加热。空气第一次冷却到30～35℃，第二级冷却至20～25℃，经分水后加热到30～35℃，因为温度升高，相对湿度下降。 2.冷热空气直接混合式空气除菌流程 特点 ：省去一级冷却和分离设备及空气再加热设备，简化了流程，使冷却水用量也降低了。压缩空气从贮罐出来分两路，一部分进冷却器，经分离器分离水、油雾后与另一部分未处理过的高温压缩空气混合，使混合后的空气温度为30～35℃，相对湿度为50～60%。

3.高效前置过滤空气除菌流程 采用高效率的前置过滤设备，使空气先经中高效过滤后，再进入空气压缩机。无菌程度高

简述柠檬酸发酵的关键控制点，及主要涉及的代谢途径。

答：磷酸果糖激酶、柠檬酸合酶和顺乌头酸酶。磷酸果糖激酶控制着EMP途径的进行；柠檬酸合酶推动柠檬酸的合成；顺乌头酸酶可以控制柠檬酸的积累。

简述谷氨酸发酵的关键控制点及主要涉及的代谢途径。 答：（1）α-酮戊二酸：α-酮戊二酸脱氢酶复合体的活性丧失，阻断TCA循环中α-酮戊二酸进一步向下代谢，可以使代谢流向合成谷氨酸的方向迁移。（2）柠檬酸：柠檬酸是谷氨酸合成的前提，如果切断减弱乙醛酸循环，强化二氧化碳固定反应，可以增加谷氨酸的产量。 提高柠檬酸和谷氨酸发酵产量的方法分别有哪些？

答：提高柠檬酸发酵产量的方法：提高磷酸果糖激酶的活性；提高丙酮酸羧化酶的活性；提高柠檬酸合成酶的活性；抑制顺乌头酸酶的活性；抑制异柠檬酸脱氢酶的活性；抑制α—酮戊二酸脱氢酶的活性；抑制异柠檬酸裂解酶的活性。

提高谷氨酸发酵产量的方法：（1）控制发酵的环境条件，严格控制谷氨酸菌体生长的环境条件，（2）控制细胞渗透性，影响谷氨酸产生菌细胞膜通透性的物质分为两类：一类是生物素、油酸和表面活性剂，一类是青霉素。（3）控制旁路代谢（4）降低反馈作用物的浓度（5）消除终产物的反馈抑制与阻遏作用（6）促进ATP的积累，以利于氨基酸的生物合成。

掌握酒精发酵、醋酸发酵的发酵机制。

答：酒精发酵的机制：在酵母体内，葡萄糖经酵解途径生成丙酮酸，在无氧条件下，由丙酮酸脱羧酶催化作用，丙酮酸脱羧生成乙醛，丙酮酸脱羧酶需要焦磷酸硫胺素为辅酶，并需要Mg2+，所生成的乙醛在乙醇脱氢酶作用下成为受氢体，被还原成乙醇。 醋酸发酵的机制：（1）粗杆菌在乙醇脱氢酶或乙醇氧化酶的作用下，先将乙醇转化为乙醛，然后在乙醛脱氢酶的作用下，将乙醛转化为乙酸。（2）热醋酸菌在发酵糖类时，可以将二氧化碳还原成醋酸，该菌没有氧化酶的活性，不能利用氢气，二氧化碳是通过甲酰四氢叶酸和类咕啉蛋白形成醋酸的。

甲烷发酵产酸、产气阶段分别指什么？

答：甲烷发酵的产酸阶段为第一阶段的有机聚

行检查。冷却蛇管的微小渗漏不易被发现，可以压入碱性水，在罐内可疑地方，用浸湿酚酞指示剂的白布擦，如有渗漏时白布显红色。 （5）操作问题

在菌种培养过程中，如操作不当会引起染菌。在发酵过程如操作不当也引起染菌，如移种时或发酵过程罐内压力跌零，使外界空气进入而染菌；泡沫顶盖而造成污染；压缩空气压力突然下降，使发酵液倒流入空气过滤器而造成污染；等等。防止操作失误引起染菌，要加强对技术工人的技术培训和责任教育，提高工人素质，加强管理措施。 说明噬菌体污染的途径和危害及防止噬菌体污染的措施？

引起噬菌体感染的原因：

设备的渗漏、空气系统、培养基灭菌不彻底 预防噬菌体感染的措施：

净化生产环境，消灭污染源、改进提高对空气的净化能力

保证各级种子不带噬菌体、改进设备装置，消灭死、防止操作失误 何为发酵工程的下游技术？发酵液中含有几类杂质？从发酵液中可提

取几类物质？

1. 发酵下游技术：也称为下游工程或下有加工过程，是对于生物界自然产生的或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应等各种工业生产过程中获得的生物原料，经提取分离、加工并精制为目的成分，最终使其成为产品的技术。

发酵液中含有杂质种类：

①生物反应过程中的副产物；②未消耗完的原料；③生产过程中加入的化学试剂等

从发酵液中可提取的产物：

菌体及胞内物质；酶；代谢产物等

发酵产物有何特性？发酵液组成有何特点？ 答：①在发酵液或培养液中浓度很低;②含目的产物的发酵液或酶反应液或培养液的初始原料组成复杂；③发酵产物多属于生物活性物质，稳定性差；④发酵产品种类繁多；⑤含量和纯度要求高

发酵液组成的特点： ①发酵液大部分是水②发酵液中产物浓度低； ③发酵液中的悬浮固形物主要含有菌体和蛋白质的胶状物，不仅使发酵液粘度增加，不利于过滤，同时增加提取和精制后工序的困难； ④发酵液的培养基成分中含有无机盐类，非蛋白质大分子杂质及其降解产物对提取和精制均有一定影响；

⑤发酵液中除含有发酵产物外还含有其他少量的代谢副产物，有的其结构特性和发酵产物极为近似，会造成分离提纯操作的困难；

⑥发酵液中还含有色素、热原质、毒性物质等有机杂质，他们对提炼影响大，应通过预处理将其除掉。

说明发酵工程下游技术的过程和要点：

答：产物的初级分离；产物的纯化精制。 要点：（1）发酵液是复杂的多相系统（2）代谢产物在培养液中的浓度很低，并且稳定性差，而培养液中杂质含量很高。（3）下游加工过程的代价昂贵，回收率往往不高（4）分批操作，生物变异性大（5）发酵最后产品纯度要求较高

简述发酵液预处理的目的和方法。

答：①改变发酵液的物理性质，促进从悬浮液中分离固形物的速率，提高固液分离的效率； ②尽可能使产物转入便

于后处理的相中；③除去发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作。 方法：

降低发酵液粘度；调整溶液的PH；凝聚与絮凝；加入助滤剂；加入反应剂。

说明发酵液相对纯化和固液分离工程要点、方法和设备。

答：高价无机离子的去除；杂蛋白的去除 方法：通过加入相应的物质使其形成沉淀或络合物析出；沉淀法，变性发，吸附法。

固液分离工程要点：去除发酵液中非目的产物的不溶性颗粒物

方法：过滤法（分子筛过滤，加压过滤，真空过滤，离心过滤）；重力沉降；浮选分离；离心分离；切向流过滤法 设备：板框式压滤机；真空转鼓过滤机；硅藻土过滤机；碟片是离心机，管式离心机，篮式离心机；

说明细菌、酵母、霉菌细胞壁的组成、结构与主要功能。简述细菌、酵母、霉菌细胞壁以及G-和G+细胞壁结构的差异。

答：①.细菌组成 肽聚

糖、磷壁糖、脂多糖、蛋白质等；结构是肽聚糖网状结构；功能是具有保护作用，决定细胞的抗膨胀性；决定细胞的形态结构特征，主要取决于肽聚糖分子结构；羧基和磷酸基团等阴性基团使细胞表面呈负电性，细胞能将镁离子等带阳离子吸附在细胞表面，从而提高细胞的稳定性，并有利于提高有些酶的活性；决定了细菌的抗原性和致病性、对溶菌酶青霉素等敏感性以及对噬菌体在细胞表面的受位，还决定细胞革兰氏染色的性质。

②.酵母细胞壁组成：葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质、脂质、葡萄糖胺和磷酸盐等；结构分为三层，内层分为葡聚糖层，外层是甘露聚糖层，葡聚糖层和甘露聚糖层之间有蛋白质交联起来，形成网状结构；作用维持菌体的形态结构；保护菌体

③.霉菌细胞壁组成，多糖类物质，蛋白质和脂质；结构：含有几丁质或纤维素的纤维状结构，细胞壁多层组成。作用是固定细胞的外形和保护细胞免受机械损伤或渗透压破坏的作用，细胞壁控制细胞内外一些物质的交换渗透作用。

差异：各种细胞壁的组成成分不同；细胞壁的厚度不同；层次不同。 革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的差异：革兰氏阳性菌的细胞壁比较简单，较厚，只有一层，肽聚糖含量高，网状结构致密坚固。革兰氏阴性菌的细胞壁结构复杂，分两层或多层，磷脂含量高。肽链的交联度低。

简述固体剪切力（珠磨法）、液体剪切力（高压匀浆法、超声波破碎法）、酶溶法、化学渗透法及其他方法破碎细胞的工作原理和影响的因素和适用性。

答：固体剪切法： 原理： 进入珠磨机的细胞悬浮液与极细的玻璃小珠、石英砂、氧化铝等研磨剂一起快速搅拌或研磨，研磨机、珠子与细胞之间的互相剪切、碰撞使细胞破碎，释放出内含物。

影响因素：转盘外缘速度；细胞浓度；珠粒大小、温度和流量

适用性：可达较高破碎率，可较大规模操作，大分子目的产物易失活，浆液分离困哪 液体剪切法（高压匀浆器和超声破碎法）

a.高压匀浆器 原理：利用高压使细胞悬浮液通过针型阀，由于突然减压和高速冲击撞击环使细胞破裂。

影响因素：压力、温度和通过匀浆器的次数。 适用性：可达较高破碎率，可大规模操作，不适合丝状菌和革兰氏阳性菌

超声破碎法 原理：在相当高的输入声能下，液体各个成核部分会形成许多小气泡，在声波澎湃相中，这些气泡会增大，而在压缩相中气泡会被压缩，直到不能再压缩时气泡破裂，释放出猛烈的余波。这些震波通过介质传播，在气泡发生空穴现象的破碎期间，大量声能被转化成弹性波形式的机械能，引起局部的剪切梯度使细胞破碎。

影响因素：温度、振幅、细胞悬浮液的黏度、表面张力、被处理悬浮液的体积、珠粒的体积和直径、探头的性状和材质、细胞悬浮液的流速。 适用性：对酵母菌效果较差，破碎过程升温剧烈，不适合大规模操作 酶溶法 原理：利用酶反应，分解破坏细胞壁上特殊的键，从而达到破壁的目的。

影响因素：温度、时间、

PH、激活剂和细胞代谢途径等

适用性：具有高度专一性，条件温和，浆液易分离，溶酶价格高，通用性差

化学渗透法 原理：利用化学试剂，可以改变细胞壁或膜的通透性，从而使胞内物质有选择地渗透出来。

适用性：具有一定选择性，浆液易分离，但释放率较低，通用性差 其他方法 如X-press法、渗透压法、冻结融化法和干燥法 X-press法 原理：将浓缩的菌体悬浮液冷冻到-25℃形成冰晶，在高压下冲击，使细胞破碎。 适用性;破碎率高，活性保留率高，对冷冻敏感目的产物不适应

渗透压法：利用渗透压的突然改变，使水迅速进入细胞，引起细胞溶胀，甚至破碎。

适用性：破碎率较低，常与其他方法结合使用 反复冻结-融化法 原理：反复冻结-融化使细胞破碎。

适用性：破碎率较低，不适合对冷冻敏感目的产物

干燥法：原理：采用干燥的方法使细胞渗透性改变，当用丙酮、丁醇或缓冲溶液等溶剂处理时，胞内物质就容易被抽提出来。

适用性：条件变化剧烈，易引起大分子物质失活。

何为细胞破碎率？如何测定细胞破碎率？ 答：细胞破碎率：破碎的细胞数量占原始细胞数量的百分比。 方法：（1）直接测定法 利用显微镜或电子微粒计数器直接结束，可直接计算其破碎率

（2）目的产物测定法 通常将破碎后的细胞悬浮液用离心法分离细胞碎片，测定上清液中目的产物的含量或活性，并与百分之百破碎率所获得的标准数值比较，计算其破碎率。

（3）导电率测定法 细胞破碎后，大量带电电荷的内含物被释放到水中，使导电率上升。导电率随着破碎率的增加而呈线性增加。

等电点法提取发酵产物的原理和影响因素？ 答：等电沉淀法的原理：调节两性物质溶液的PH，以达到某一物质的等电点时，其所带的净电荷为零，蛋白质之间静电排斥力最小，溶解度最低，使其从溶液中沉淀出来。影响因素：溶液离子强度、蛋白质疏水性、蛋白质溶解度、

杂蛋白的性质

何为Cohn方程，说明不同种类的盐对碳氧血红蛋白溶（COHb）解度的影响

答：Cohn方程：lgS=β-Ka I，其中，S是蛋白质的溶解度，β为常数，Ka盐析常数，I为离子强度。盐的种类对蛋白质溶解度的影响与离子的感胶离子序列或Hofmeister序列相符，即离子半径小而带电荷较多的阴离子的盐析效果较好。其中含高价阴离子的盐比一价盐的盐桥效果好，即盐析常数大。

说明吸附的原理和吸附剂的种类？

答：吸附原理：固体表面的分子或原子与液体表面分子一样，处于特殊的状态，具有不饱和的剩余力，即存在着表面力，所以它们能够吸附外界物质，如分子、原子或离子，使这些外界物质在吸附剂表面附近形成多分子层或单分子层，从而降低表面能，使自身达到稳定状态。不同的固体物质的表面自由能不同，所以对其他物质的吸附能力不

同，表面自由能越高，吸附能力越强。 分类：（1）疏水或非极性吸附剂，例如活性炭（2）亲水或极性吸附剂（3）各种离子交换树脂吸附剂

大孔吸附树脂分几类？提取发酵产物时本着什么的原则进行？

答： 大孔吸附树脂分离：按链节分子结构分为非极性、中等级性和极性。根据“类似物容易吸附类似物”的“相似相容”原则，一般非极性吸附剂适于从极性溶剂中吸附非极性物质，相反，高极性吸附剂适于从非极性溶剂中吸附极性物质，而中等极性的吸附剂在上所述两种情况都具有吸附能力。

何为萃取和浸取？说明溶剂萃取法的理论基础和工业萃取方式。 答：萃取：指任意两相之间的传质过程。浸取：用某种溶剂把有用物质从固体原料中提取到溶液中的过程。理论基础：溶剂萃取是把目标物质从第一个液相中依靠更强大的溶解力抽提到第二个液相中。因而理解溶液中物质的溶解作用是溶剂萃取技术开发过程溶剂选择的前体。 1 物质的溶解和相似相溶原理：萃取是通过溶质在两个液相之间的竞争性溶解而实现的。从能量变化的角度可将溶解分为三个过程：溶质B各质点的分离、溶剂A在溶质B的作用下形成可容纳B质点的空位、溶质质点B进入溶剂A形成空位。

2 溶剂的互溶性规律：物质分子之间的作用力与物质种类有关，作用力包括较强的氢键和较弱的范德华力。

3 溶剂的极性：溶剂萃取的关键是萃取溶剂的选择，而选择的依据是相似相溶的原则。 工业萃取方式：步骤：混合、分离和溶剂回收。萃取流程分为单级萃取和多级萃取。多级萃取又分为多级错流萃取和多级逆流萃取。

说明双水相萃取和反胶团萃取的特点和影响因素？

答：双水相萃取技术：特点是能够保留产物的活性，整个操作可以连续或分批操作，设备要求简单，萃取容易，操作稳定，极易放大，适合于大规模生产。 影响因素：成相高聚物浓度-界面张力、成相高聚物的相对分子质量、电化学分配、疏水反应、生物亲和分配和温度。

反胶团萃取的特点热力学稳定，能保持蛋白质的天然构型，保持活性高。

影响因素：表面活性剂的化学结构、溶剂、温度、压力等。

试述什么是膜的浓差极化？什么是膜污染？如何减轻膜污染？

答：膜的浓差极化:当溶剂透过膜，而溶质留在膜上，使膜面浓度增大而高于主体中的浓度这种现象称为浓度极化。影响因素：表面活性剂的化学结构，溶剂性质，温度，压力。

膜污染：膜在使用中尽管操作条件保持不变，但通量仍然逐渐降低的现象。

减轻膜污染的方法：有效的处理料液，改善膜的性质，改变操作条件。 15.总结液膜分离技术和普通的溶剂萃取技术的异同点。

答：膜分离技术和普通溶剂萃取技术的异同 同：都是利用液-液系统进行传质分离。

异：膜分离以膜为分离介质且膜分离以浓度差为推动力而普通溶剂萃取没有明确的膜且其主要依靠溶解度的差异进行分离。

何为蒸发？蒸发的目的是什么？蒸发操作常用

于什么情况？在什么条件下进行？

答：蒸发：液体温度低于沸点时，发生在液体表面的汽化过程，在任何温度下都能发生。蒸发的目的是为了得到相当高纯度的产品。蒸发常用于发酵滤液、树脂洗脱液以及各种提取液的浓缩。蒸发的溶液的溶质是不挥发的，只有溶剂具有挥发性。进行的条件：不断地供给热能，以使溶剂汽化，同时要不断地将生成的汽化气排除。

结晶过程分为哪几个阶段？各阶段的特征是什么？

答：结晶过程分为两个阶段：一个是产生晶核，另一个是晶核在良好的环境中长大，产生晶核的特征是在溶液中形成晶核，晶核在良好的环境中长大的特征是晶核在溶液中不断的长大，溶质不断的析出。 结晶的首要条件是什么？制备过饱和溶液一般有哪几种方法？ 答：结晶的首个条件是形成过饱和溶液。 制备过饱和溶液的方法：蒸发部分溶剂法、饱和溶液冷却法、化学反应结晶法和盐析沉淀结晶法。

在发酵产物精制的过程中，除特殊产品外一般要求制得的晶体粗大而均匀些，请说明理由？ 答：将晶体制得粗大而均匀，是为了防止不需要的晶体的形成。 说明气流干燥、沸腾床干燥（流化床干燥）、喷雾干燥（喷雾式或离心式）、冷冻干燥（升华干燥）、真空干燥、红外线干燥和微波干燥的原理，设备和工艺要点。 答：气流干燥器设备原理：把呈泥状、粉状或块状的湿物料送入热气流中，与之并流，从而得到分散成粒状的干燥产品。

沸腾床干燥器原理：利用热空气流使置于筛板上的颗粒状或粉状物料呈沸腾状态干燥的过程。设备有单层圆筒形沸腾床干燥器、多层沸腾床干燥器和欧式多室沸腾床干燥器。

喷雾干燥器原理：浓缩液经雾化器在外力的摩擦作用下，将膜状脓液粉碎成细丝状，然后断裂，在表面张力的作用下形成微细液滴，其与热空气接触的表面积立刻增大几百倍，强化汽化速度，在数秒内达到干燥的目的。设备有气流式喷雾干燥器和离心式喷雾干燥器。

冷冻干燥设备原理：水

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