简答题
1. 发酵过程中异常现象（发酵液转稀、发酵液过浓、耗糖缓慢、pH不正常）处理措施？
答：a、发酵液转稀:现象；粘度下降，泡沫上升，消沫效果减弱; 原因: 噬菌体侵染或其它未知因素；?
措施：适时补入适当碳源或氮源促使繁殖新菌体，恢复正常 b、发酵液过浓:
原因：氮源过多，菌体过剩，溶解氧下降;
措施: 补入10%无菌水，使菌液浓度下降，粘度下降，改善发酵条件。 c、 耗糖缓慢:
原因:种子质量，灭菌质量，磷盐浓度低。
措施:补入适量合适的氮源，磷盐，提高发酵温度，风量；
d、pH不正常: 原因: 灭菌质量，原料质量，水质，通气，补料；措施：酸或碱调整。
2. Monod(莫诺)方程表明了什么和什么的重要关系？简介Monod(莫诺)方程？ 答：莫诺方程表明了比生长速率和生长基质浓度的关系。
式中，μm 最大比生长速率(h -1)；S 限制性底物浓度(g/L)；Ks 是饱和常数，微生物μ =μm / 2 时的S。
该式表示微生物对生长限制性基质的亲和力：Ks越大，亲和力越小，μ对S的变化越不敏感。当s→∞时，μ→μmax。
3. 补料分批发酵技术的特点，与分批发酵、连续发酵的区别？
答：特点：由于基质的缓慢补入，既满足了微生物生长和产物合成的持续需要，又要避免了由于基质过量引起的各种调控反应，从而能使产率获得很大提高；补料技术本身的提高：少次多量——少量多次——流加——微机控制流加；整个发酵过程中不断地调节补料率，维持各项物质的供需平衡。
区别：补料分批发酵是介于分批发酵和连续发酵之间的发酵形式；区别于分批发酵技术：由于补加物料，补料分批发酵系统不再是封闭系统；区别于连续发酵技术：补料分批系统并不是连续地向外放出发酵液，罐内的培养液体积（V）不再是个常数，而是随时间（t）和物料流速（F）而变化的变量（变体积操作）。
4. 通风发酵设备中的机械搅拌发酵罐必须满足的基本条件？
答：机械搅拌发酵罐是发酵工厂常用类型之一。它是利用机械搅拌器的作用使空气和醪液充分混合，促使氧在醪液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖和代谢所
需要的溶解氧。为保证发酵工艺应满足下列条件：
1. 发酵罐应具有适宜径高比。罐身越长，氧的利用率越高，一般的高度与直径之比在1.7～4倍左右。
2. 能承受一定压力。由于发酵罐在消毒及正常运转时，罐内有一定压力（气压和液压）和温度，因此罐体各部件要有强度，能承受相当的压力。 3. 发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混合，保证发酵必须的溶解氧。 4. 具有足够的冷却面积。微生物生长代谢过程放出大量的热，为了控制发酵过程不同阶段所需的温度，应装有足够的冷却部件。
5. 罐内应尽量减少死角，避免藏污积垢，灭菌能彻底，避免染菌。 6. 搅拌器的轴封应严密，尽量减少泄漏。
5. 发酵液pH对发酵的影响包括哪些方面？ 答：(1)影响酶活力。
(2)影响细胞膜所带电荷的状态，改变膜的渗透性，影响对营养的吸收利用。 (3)影响某些底物和中间体的离解，影响菌对营养的利用。
(4)改变细胞形态；如：青霉素产生菌pH 6.2~7.0 当pH大于7.0时，膨胀，菌丝增多，壁的强度减弱，难以耐受内部渗透压。
(5)改变代谢方向：如:谷氨酸产生菌As1.299 pH 7.0 - 8.0----产生谷氨酸pH 5.0-5.8---谷酰胺和N-乙酰谷酰胺
6. 比底物消耗速率方程？
答：底物消耗速率可通过菌体得率与菌体生长速率关联起来。单位体积培养液中底物 S 的消耗速率 rs (g/L?h) 可表示为：
Y x/s：菌体得率 (g/mol, g/g)，rs：底物消耗速率 (g/L?h)。
底物消耗的快慢也常用比底物消耗速率Qs(g/g?h)表示，即相对单位质量于菌体单位时间内的底物消耗量，Qs ＝ rs/X ,若μ用Monod方程表示
其中，Qsmax是最大比底物消耗率。
7. 补料分批发酵的适用范围 ？
答：1）高菌体浓度培养（高密度培养）系统；
2）存在高浓度底物抑制的系统；如苯酚等，通过流加底物降低抑制。 3）存在Crabtree效应的系统（酵母培养中，初糖过高，即使溶氧充足，也会
产生乙醇，影响菌体得率）；
4）受异化代谢物阻遏的系统（葡萄糖作碳源时，分解代谢物抑制异化代谢有关的酶合成）；
5）利用营养突变体的系统；
6）希望延长反应时间或补充损失水分的系统。
8. 优良的发酵装置应具有的基本特征包括哪些内容 ？
答：发酵设备必须具有适宜于微生物生长和产物形成的各种条件，促进微生物的新陈代谢，使之能在低消耗下获得高产量。因此，优良的发酵设备应具有严密的结构，良好的液体混合性能，较高的传质、传热速率，同时还应具有配套而又可靠的检测及控制仪表。判断发酵设备好坏的唯一标准应是能否适合工艺要求，以获得最大的生产效率。另外，由于发酵采用的菌种不同，产物不同或发酵类型不同，发酵条件又各不相同，应根据发酵过程的特定和要求来设计和选择发酵设备的型式和结构。
9. 控制发酵过程pH的方法？
答：1)培养基中适当添加生理酸性盐或生理碱性盐；
2)培养基中适当添加缓冲剂：磷酸-磷酸盐 CaCO3 + 有机酸 ------ 有机酸盐 + H2O + CO2
3)自动检控，补酸或碱氨水：(NH4)2SO4 、CaCO3
4)补料：按需补糖；恒速补糖，酸，碱调节；如：青霉素发酵根据代谢情况，改变加糖率控制pH比固定加糖率，用酸碱调节pH增产25%。
10. 生长关联型产物合成动力学方程？ 答：类型1: 产物合成与利用糖类有化学计量关系的发酵，糖提供了生长所需的能量。糖利用速度的变化与产物合成速度的变化是平行的。如利用酵母菌的酒精发酵和酵母的好气性培养属于此型。该型为生长关联型，这一类型是由碳原直接氧化进行的初级代谢物的生产，其合成动力学可表为:
dP/ dt =α μ X
α为生长关联型产物的形成比率(ｇ产物 /ｇ菌体)?由此可得出产物合成比速率(Qp)： Qp =dP/X dt =αμ
由于 dP/ dt =αμX 并且 Qp =dP/X dt =αμ所以, 产物合成速度dP/dt 与比生长速率和菌体浓度
南开大学微生物发酵工程-复习题
