图表比较分批发酵、连续（流加）发酵和分批补料发酵优缺点表一：分批发酵、连续（流加）发酵和分批补料发酵简单比较发酵方 法 比较内容分批发酵连续（流加）发酵分批补料发酵定义指生物反应器的间歇操以定的速度向发酵罐在微生物分批发酵过程中，以某作，在发酵过程中，除内添加新鲜培养基，冋种方式向发酵系统中补加 定了不断进行通气（好氧时以相冋速度流出培养物料，但并不连续地向外放出发发酵）和为调节pH而加液，从而使发酵罐内的酵液的发酵技术，使发酵液的体入的酸碱溶液外，与外液量维持恒疋的发酵过积随时间逐渐增加。是介于分批界没有其他物料交换O 程发酵和连续发酵之间的一种发酵技术。发酵周期在特定的条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法完成多个生长周期的微生物培养方法无菌要求高高低菌种变异稳定易污染杂菌，退化高菌种变异，退化少应用范围范围广范围小范围广发酵罐体积恒定值体积相对恒定随时间增加：D=F/（V o+Ft）比生长速口 =1/Xdx/dt口 =1/X(dx/dt+Dx)xt= xo+Y/s (SR-St)率成本低高高产物利用高低高率与转化效率接卜表：背面接上表：背面、发酵方法分批发酵连续（流加）发酵分批补料发酵法 比较内容其他优对温度的要求低，工可以提高设备的利可以解除底物的抑制、产物占八、艺操作简单；用率和单位时间产的反馈抑制和分解代谢物比较容易解决杂菌量，只保持个期的阻遏作用。污染和菌种退化等问稳定状态；可以减少菌体生长量，提高题；发酵中各参数趋于有用产物的转化率；对营养物的利用效恒值，便于自动控菌种的变异及染菌易控制；率较咼，产物浓度也制；便于自动化控制比连续发酵要咼。易于分期控制。可以 避免在分批发酵中一次性投在不冋的罐中控制入糖过多导致细胞大量生长，不同的条件。耗氧过多，以致通风搅拌设备不能匹配的状况。缺占八、 人力、物力、动力消耗较大； 生产周期较短 生产效率低。 对设备的合理性和 加料设备的精确性 要求甚高； 营养成分的利用较分批发酵差，产物 浓度比分批发酵 低； 杂菌污染的机会较 多，菌种易因变异而发 生退化。对补料过程中加入的物料无 菌要求咼，如果这个过程中 有处理不当，之前的过程全 部作废，发酵倒罐。呼吸作用与发酵的根本区别在于：电子受体不是将电子直接传递给底物本身的中间产物，而是交给电子传递系统，并逐步释放能量后再交给最终的电子受体。4、发酵过程杂菌污染的途径有哪些？如出现杂菌污染，应如何处理？答：发酵过程杂菌污染的途径有 1种子带菌，2培养基及设备消毒不够，3.设备破损，4空气系统，5操作不当（取样、补料、消泡、控制）等。（2分）如出现杂菌污染，应对染菌时间、种类、染菌规模进行分析根据具体情况处理，（1分）如：1种子带杂菌一一灭菌，排掉。（0.5分）2发酵前期一一严重：实消后补种、料。不严重：运转并观察。（0.5分）3发酵中期分析微生物数量、种类、物料性质，再做处理。（0.5分）4发酵后期同中期，并考虑产率与成本关系，考虑放罐。（0.5分） 5、连续发酵有何优缺点? 答：（1）、设备生产能力大、利用率高、没有中间清洗杀菌、没有发酵适应期。（1 分） （2）、连续化、自动化、人平生产率高、成本降低。 （1 分） （3）、发酵稳定、便于管理。 （1 分）缺点：营养利用率略低、控制要求高。 （2 分）6、摇瓶提高溶氧方法有哪些？发酵罐提高溶氧方法有哪些？ 答：摇瓶提高溶氧可考虑减小装液比，增加摇床转速，不会造成染菌的情况下 减少瓶口砂布层数等方法。 （ 3 分）发酵罐提高溶氧的方法有选择合理罐型，增 加高径比，适当提高通气量，适当提高搅拌速度（搅拌罐）等方法。（3 分）6、 泡沫对发酵有何影响？常用的消泡方法有何优缺点？ 答：泡沫对发酵的影响有： （1）泡沫持久存在，妨碍 CO2 的排除，影响微生物 对氧的吸收，破坏正常生理代谢，不利发酵和生物合成。（ 2）泡沫大量产生，使发酵罐有效容积大大减少，影响设备利用率。 （ 3）泡沫过多，控制不好，会 引起大量跑料，造成浪费和环境污染（ 4）泡沫升到灌顶，可能从轴封渗出，增 加染菌机会（ 5）泡沫过多也会影响氧传递、通风与搅拌效果。 （3 分，答出 3 点 以上即可） 化学消泡优点：化学消泡剂来源广泛，消泡效果好作用迅速可靠，用量少，不 需改造设备，大小规模适用，易实现自动控制。缺点：消泡剂对微生物生长有 毒性。（1 分） 物理消泡优点：不用在发酵液中加其他物质，节省原料，减少由于加消泡剂引 起的污染机会。缺点：不如化学消泡迅速、可靠，需一定设备及消耗动力，不 能从根本上消除引起稳定泡沫的因素。 （1 分）7、改变细胞膜通透性的方法有哪些？ 答：（1） 选择生物素缺陷型限制生物素用量， （ 2） 生物素过量时采用油酸缺 陷型菌株，限制油酸用量， （3） 添加含高级脂肪酸的表面活性剂，拮抗脂肪酸 的合成，（ 4）选育甘油缺陷型，限制甘油含量， （ 5）添加青霉素控制细胞壁后 期合成。（每点 1 分） 基于工业发酵的基本模式 ,在微生物定向育种和发酵条件控制方面所采取的五字 策略是“ 进、通、节、堵、出 ”进，促进细胞对碳源营养物质的吸收；通，使来自上游和各个注入分支的 碳架物质能畅通地流向目的产物； 节，阻塞与目的产物的形成无关或关系不大的代谢支流，使碳架物质相对集 中地流向目的产物； 堵，消除或削弱目的产物进一步代谢的途径； 出，促进目的产物向胞外空间分泌。五、分析问答题： （ 15 分） 1、在某菌种发酵生产中，最近发现发酵过程中糖氮的消耗减慢了，发酵周期延 长了，产品得率下降，试分析可能的原因，并进一步验证和提出解决的办法。 答：经分析很可能发生了菌种衰退。 （3 分，写出分析的根据）验证方法： 1、显微镜镜检，观察菌种形态上有无发生变异，2、平板培养，观察菌落生长情况， 3、摇瓶培养， 测定相关生理指标。 换过菌种或进行菌种复壮， 看上述现象是否消失。 （5 分） 要解决好菌种衰退问题要做到：（1）做好菌种的保藏工作（ 5 分，回答 5点以上即可，每点给 1分）A、使菌种在保藏中处于休眠状态，孢子、芽孢。低温、干燥、缺氧、营养缺乏、 代谢活动下降。B、要纯粹，要作无菌检查C新鲜的斜面，生长要丰满，取幼龄菌接种D、接种量要适当，斜面生长不过密E、 保藏培养基，C源比例少，营养贫乏一些，否则产酸，产生代谢产物，引起 变异。保藏培养基不加或少加葡萄糖，活化用0.1葡萄糖F、尽量减少传代次数G培养条件中，营养、温度、水分要合适，稳定。 活化使用培养基要与保藏使用培养基基本相同（2）定期进行菌种选育工作（ 2 分） 通过自然选育和诱变育种的方法，选育遗传性能稳定的高产菌株。26 举例说明生物化学意义上的 “发酵”和工业意义上的 “发酵”概念的异同。 答：生物化学意义上的 “发酵 ”，指微生物在无氧条件下分解各种有机物质产生能 量的一种方式。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出二氧化碳， 同时获得能量； 丙酮酸被还原为乳酸而获得能量等。 而工业意义上的 “发酵 ”，它 泛指利用微生物制造成生产某些产品的过程。它包括厌氧培养的生产过程，如 酒精、乳酸、丙酮丁醇等，以及通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨 基酸、酶制剂等的生产。产品既有微生物细胞代谢产物，也包括菌体细胞（如 单细胞蛋白SCP、酶等。