发酵工程与设备试卷（Ａ卷）
（课程代号：06708）
一、单项选择题 （本大题共20小题，每小题1分，共20分）
1. 第一个证明发酵现象是由微小的生命体引起的化学反应的科学家是 (D) A. Buchner B.Hansen C.Koch D. Pasteur 2. 供孢子发芽、生长和大量繁殖菌丝体，并使菌体生长得粗壮的培养基是 (A) A 种子培养基 B 斜面培养基 C 发酵培养基 D 基本培养基
3. 比生长速率为零；细胞内含物积累，芽孢形成；代谢活跃，次级代谢产物开始合成；该时期与菌种、培养条件有关。根据这些特点判断该时期属于 (C) A 延滞期 B 对数生长期 C 稳定期 D 衰亡期 4. 不属于杂菌污染检测方法的是 (A) ．．．A 基因重组法 B 肉汤培养法
C 平板培养法 D 发酵过程的异常观察法 5. 大批发酵罐在前期染菌，最有可能的原因是 (A) A.种子带菌或培养基灭菌不彻底 B.空气过滤系统失效 C.补料系统染菌 D.发酵设备渗漏
6. 生产菌在生长繁殖的过程中所产生的大量热称为 (A) A 生物热 B 搅拌热
C 蒸发热 D 辐射热
7. 发酵过程控制的参数有物理参数、化学参数和生物参数，属于化学参数的是 (D)
A.温度 B.菌丝形态 C.搅拌速度 D.pH值
8. 发酵工业菌种管理中，应进行复壮工作的时机是 (D) A.种子培养后检测发现退化时 B.发酵后发现菌种生产能力下降时 C.保藏中发现有退化现象时 D.在发现退化前定期进行复壮
9. 直接将指示剂掺入固体培养基中，进行待筛选菌悬液的单菌落培养的方法是 (D)
A 生长圈法 B 透明圈法 C 抑制圈法 D 变色圈法
10. 乳酸菌的拉丁名称为 (B) A Strptococcus B Lactobacteriaceae C Leuconostoc D Leuconostoc 11.下列培养基中，按照培养基用途分类的是 \\ (C) A 合成培养基 B 液体培养基 C 孢子培养基 D 天然培养基 12. 属于微生物初级代谢产物的是 (A) A.谷氨酸 B.红曲色素 C.四环素 D.青霉素
13. 传统啤酒前发酵设备采用的是 (C)
A. 圆柱体锥底发酵罐 B.卧式密闭发酵罐 C. 敞开式发酵槽 D.联合罐 14. 为了方便清洗和配料，中型和大型发酵罐罐顶上一般开有 (D) A.手孔 B.进料管 C.接种口 D.人孔
15. 危害最大，最难挽救的发酵污染是发生是 (C) A.种子培养期 B.发酵前期 C.发酵中期 D.发酵后期 16. 下面几种过滤介质中，过滤效率最高的是 (D) A.棉花 B.玻璃纤维 C.活性炭 D.超细玻璃纤维
17. 能降低发酵罐中二氧化碳的方法是 (B) A.提高罐压 B.增大通风量 C.补糖 D.降低pH值 18. 发酵生产用菌株退化的根本原因是 (B)
A.连续传代 B.基因突变 C.保藏条件欠佳 D.培养基不适
19. 工业上常用的以淀粉质为原料发酵生产柠檬酸的菌种是 (A) A.黑曲霉 B.啤酒酵母 C.米根霉 D.枯草芽孢杆菌
20. 下列蒸发器中属于非膜式蒸发器的是 (D) A 板式 B 旋转式 C 旋液式 D 盘管式真空浓缩锅
二、多项选择题 （本大题共5小题，每小题2分，共10分） 21.发酵工程的过程包括 (ABCDE) A. 培养基的制备 B. 无菌空气的制备 C. 菌种选育与扩大培养 D. 发酵过程的控制
E. 废弃物的处理
22．冷冻干燥设备可分为 (BCDE) A 送风部分 B 冷冻部分 C真空部分 D 水汽去除部分 E 加热部分
23. 空气除菌的方法包括 (ABCDE) A．热杀菌 B. 辐射杀菌 C. 静电除菌 D. 电击除菌
E. 过滤除菌
24. 对于淀粉的酶法处理和酸法处理说法正确的有 (ABDE) A.酶法处理比酸法处理周期长 B.酶法处理比酸法处理葡萄糖收得率高 C.酶法处理比酸法处理能耗高 D.酶法处理比酸法处理副产物少 E.酶法处理糖液质量比酸法高
25. 影响发酵温度变化的因素有 (ACDE) A.生物热 B.压强热 C.搅拌热 D.蒸发热 E.辐射热 三、填空题 （本大题共20空，每空0.5分，共10分）
26．长管薄膜蒸发器按液膜流动方向可分为升膜、降膜、升降膜三种。 27．物料经粉碎后，分级方法有利用筛网或气流分级。
28． 旋风分离器、重力分离器、布袋除尘器用于_气固分离_的分离，板框压滤机、离心澄清机、旋液分离器用于固液分离的分离，离心分离机用于_固液和液液分离_的分离，超滤用于分子量大于1000小于0.05微米的物质的分离，离子交换用于可离解的电解质的分离。
29．发酵工厂常用的换热设备有薄板换热器、螺旋板换热器、列管换热器、喷淋冷却器四种。发酵罐上常用的换热方式有罐外夹套、罐内冷却管两种：其中第一种用于小型罐发酵罐；第二种用于大型罐发酵罐。
30．评价好气发酵罐的基本指标是溶氧速率、溶解1 kg氧所消耗的功率。 四、名词解释题 （本大题共5小题，每小题3分，共15分）
31．补料分批培养
是指在分批培养中向生物反应器中加入营养物质（即补料），但不同时取出培养液的一种方法。 32. 发酵罐的公称容积
通常对一个发酵罐的大小用公称容积表示，公称容积是指发酵罐的筒身（圆柱）体积和底封头体积之和。 33. 前体物质
有些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去，而其自身的结构并没有多大的变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。
34. L90
L90为过滤效率为90%时的滤层厚度，即除去进入过滤器的总颗粒数的90%所需要的过滤器的厚度。 35. 临界含水率
物料干燥时，恒速干燥阶段和减速干燥阶段交点处的含水率称为临界含水率。 五、简答题 （本大题共5小题，每小题5分，共25分） 36．简述分批灭菌的优缺点
优点：（3分）
（1）设备造价低，不需另设加热、冷却装置； （2）操作要求低，可手动控制； （3）适用于种子罐和小批量生产规模； （4）适用于介质中含有大量固体物质的场合。 缺点：（2分） （1）加热和冷却时间长，使发酵罐利用率低；
（2）易发生过热而破坏营养成分的现象。 37．泡沫对发酵过程的危害及消除方法。（答对任意5条即得5分） (1)造成大量逃液，导致产物的损失。
(2)泡沫“顶罐”有可能使培养基从搅拌的轴封渗出，增加了染菌的机会。 (3)由于泡沫的液位变动，以及不同生长周期微生物随泡沫漂浮或粘附在罐
盖或罐壁上，使微生物生长的环境发生了改变，影响了微生物群体的效果，增加微生物群体的非均一性。
(4)影响通气搅拌的正常进行，妨碍了微生物的呼吸，造成发酵异常，导致最终产物产量下降。
(5)使微生物菌体提早自溶，这一过程的发展又会促使更多的泡沫生成。 (6)为了将泡沫控制在一定范围内，就需加入消泡剂，将会对发酵工艺和产物的提取带来困难。
38．比较蒸发结晶与真空结晶的相同点与不同点
相同点：都是通过蒸发溶剂来保持料液处在介稳区；都需要真空系统
来保持一定的真空度（2分）；
不同点：蒸发结晶的真空度不高，而真空结晶需要较高的真空度才能进行；蒸发结晶需要通过不断的补充外加的热源才能保证溶剂汽化所需要的热量，而真空结晶溶剂汽化所需要的热量来自物料的显热及结晶热；蒸发结晶过程中料液温度因沸点升高而增大，而真空结晶料液温度逐渐降低（3分）
39．发酵工业对微生物菌种的要求
（1）能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并生成高产量所需的代谢产物；
（0.5分） （2）生长速度和反应速度较快，发酵周期短；（0.5分）
（3）不产生或少产生副产物，便于分离，提高转化率；（0.5分） （4）菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性；（0.5分） （5）可以在易于控制的培养条件下（糖浓度、温度、pH、溶解氧、渗透压）
迅速生长和发酵，且所需酶活力高；（1分） （6）选育抗噬菌体能力强的菌株，使其不易感染噬菌体；（1分）
（7）菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素，以保证安全。（1分） 40．固体发酵相对于液体发酵的特点。
（1）固态发酵培养基中没有游离水的流动，适宜于水活度在0.93～0.98的微
生物生长，限制了应用范围，同时也限制了某些杂菌的生长。（1分） （2）营养物浓度存在梯度，发酵不均匀，菌体的生长、对营养物的吸收和代谢产物的分泌存在不均匀。（1分）
（3）固态发酵中培养基提供的与气体的接触面积大，供氧充足，同时，空气
通过固体层的阻力较小，能量消耗低。（1分）
（4）使用固体原料，在发酵过程中，糖化和发酵过程同时进行，简化操作工序，节约能耗。（0.5分） （5）高底物浓度可以产生高的产物浓度。（0.5分）
（6）由于产物浓度高，提取工艺简单可控，没有大量有机废液产生，但提取
物含有底物成分。（0.5分）
（7）生产机械化程度较低，缺乏在线传感仪器，过程控制较困难。
六、论述题 （本大题共1小题，12分）
41． 论述初级代谢和次级代谢产物的区别 （1）功能：
初级：构成大分子的原料或转成辅酶，一般为小分子化合物，入氨基酸，
维生素等；（1分）
次级：微生物生长、繁殖、生存不是必须的，但对其存活有益，一般为解
结构复杂的大分子化合物，如抗生素、毒素、色素等；（1分）
（2） 合成途径：
初级：各类生物中基本相同，碳、氧代谢过程基本清楚；（1分）
次级：多种合成途径，次级代谢前体经聚合而成；（1分） （3） 合成时期：
初级：营养期，即菌丝生长旺盛的生长期；（1分）
次级：合成期或分化期，菌丝生长迟缓，次级代谢酶系开始出现，并大
量累积次级代谢产物的生长期；（1分）
（4） 合成专一性
初级：普遍性。各类微生物都能合成，产率不同，酶有高度专一性，只能
与一种底物发生反应生成一种产物；（1分）
次级：种属特异性。往往局限在某些物种内，产物以一族化合物形势出现。
专一性不强，酶系专一性低，一种代谢产物可由多种途径而来；（1分）
（5） 遗传控制
初级：核内DNA控制；（1分）
次级：除核内DNA外，还受质粒DNA控制，控制全部或部分中间产物
或部分结构的合成；（1分）
（6） 合成条件
初级：简单的营养条件，并在各种生长条件下都能合成；（1分）
次级：复杂的营养条件，往往需要营养成分复杂的天然物质，并在特定
的培养条件下才能形成。（1分）
七、计算题 （本大题共1小题，8分）
42．某发酵罐的通风量为10 m3/min,发酵周期100 h,要求倒罐率为0.1 %。原始空
气含菌量为5 000个/m3，试计算过滤器介质层的厚度（选用直径为16 μm的棉花纤维，当空气流速为0.1 m/s时过滤常数是0.135 cm-1） 解：由对数穿透定律lg1kNN0NN0??KL（1分）得，
L??lg（1分）
N0=10×60×100×5000=3×108(个)（2分）
可接受的染菌率为0.1%，因此N=10-3（1分）
所以，
L??1klgNN0??10.135lg10?38
3?10?85.01(cm)
湖北自考发酵工程与设备试卷真题1
