分批發(fā)酵、連續(xù)流加發(fā)酵和分批補料發(fā)酵優(yōu)缺點比較

1、圖表比較分批發(fā)酵、連續(xù)（流加）發(fā)酵和分批補料發(fā)酵優(yōu)缺點?表一：分批發(fā)酵、連續(xù)（流加）發(fā)酵和分批補料發(fā)酵簡單比較方法 比較內(nèi)務(wù)分批發(fā)酵連續(xù)（流加）發(fā)酵分批補料發(fā)酵定義指生物反應(yīng)器的間歇操作，在 發(fā)葬過程中，除J不斷進行通 氣（好氧發(fā)醇）和為調(diào)節(jié)pH 而加入的酸堿溶液外，與外界 沒有其他物料交換.以一定的速度向發(fā)酵灌內(nèi)添 加新鮮培養(yǎng)基，同時以相同速 度流出培養(yǎng)液，從而使發(fā)酵罐 內(nèi)的液量維持恒定的發(fā)酵過 程。在微生物分批發(fā)酵過程中，以某種方式 向發(fā)等系統(tǒng)中補加一定物料，但并不連 續(xù)地向外放出發(fā)酵液的發(fā)酵技術(shù)，使發(fā) 酵液的體積隨時間逐漸增加。是介于分 批發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵之間的一種發(fā)醉技 術(shù)。發(fā)酵周期在特

2、定的條件下只完成一個生長周期的微生物培養(yǎng)方法完成多個生長周期的微生物培養(yǎng)方法無菌要求高高低菌種變異稔定易污染雜菌，退化高菌種變異，退化少應(yīng)用范圍范圍廣范圍小范圍廣發(fā)醇罐體積恒定值體積相對恒定隨時間增加：D=F/（Vo+Ft）比生長速率日/XTx/dtfi=l/X(dx/dt+Px)x.xo+Y&Sr-S工成本低高高產(chǎn)物利用率與轉(zhuǎn)化效率高低高接下表：背回接上表：背面方法比較內(nèi)分批發(fā)酵連續(xù)（流加）發(fā)醉分批補料發(fā)酵其他優(yōu)點對溫度的要求低，工藝操作 簡單；比較容易解決雜菌污染和 菌種退化等問題；對營養(yǎng)物的利用效率較 高，產(chǎn)物濃度也比連續(xù)發(fā) 酵要高?？梢蕴岣咴O(shè)缶的利用率和 單位時間產(chǎn)皇，只保持一

3、 個期的穩(wěn)定狀態(tài)；發(fā)酵中各參數(shù)趨于恒值， 便于自動控制；易于分期控制?？梢栽诓?同的罐中控制不同的條 件。 可以解除底物的抑制、產(chǎn)物的反饋 抑制和分解代謝物阻遏作用?？梢詼p少菌體生長星，提高有用產(chǎn) 物的轉(zhuǎn)化率；菌種的變異及染菌易控制；便于自動化控制避免在分批發(fā)酵中一次性投入糖過 多導致細胞大呈生長，耗氧過多，以 致通風攪拌設(shè)備不能匹配的狀況。缺點人力、物力、動力消耗較大；生產(chǎn)周期較短生產(chǎn)效率低。對設(shè)缶的合理性和加料設(shè) 備的精確性要求甚高；營養(yǎng)成分的利用較分批發(fā) 酵差，產(chǎn)物濃度比分批發(fā) 酵低；雜菌污染的機會較多，菌 種易因變異而發(fā)生退化。對補料過程中加入的物料無菌要求 高，如果這個過程中有處理不

4、當， 之前的過程全部作廢，發(fā)醉倒罐。呼吸作用與發(fā)醇的根本區(qū)別在于：電子受體不是將電子直接傳遞給底物本身的中間產(chǎn)物，而 是交給電子傳遞系統(tǒng)，并逐步釋放能曷后再交給最終的電子受體。4、發(fā)酵過程雜菌污染的途徑有哪些？如出現(xiàn)雜菌污染，應(yīng)如何處理？笞：發(fā)醉過程雜菌污染的途徑有L種子帶菌，2.培養(yǎng)基及設(shè)備消毒不夠，3.設(shè)備破損，4.空氣 系統(tǒng)，5.操作不當（取樣、補料、消泡、控制）等。（2分）如出現(xiàn)雜菌污染，應(yīng)對染菌時間、種類、染菌規(guī)模進行分析根據(jù)具體情況處理，（1分）如:1 .種子帶雜菌滅菌，排掉。（0.5分）2 .發(fā)醉前期嚴重:：實消后補種、料。不產(chǎn)重：運轉(zhuǎn)并觀察。（05分）3 .發(fā)醉中期分析微生物教

5、是、種類、物料性質(zhì)，再做處理。（05分）4.發(fā)酵后期同中期，并考慮產(chǎn)率與成本關(guān)系，考慮放灌。（0.5分） 5、連續(xù)發(fā)醉有何優(yōu)缺點？笞：（1）、設(shè)備生產(chǎn)能力大、利用率高、沒有中間清洗殺菌、沒有發(fā)醉適應(yīng)期。（1分）（2）、連續(xù)化、自動化、人平生產(chǎn)率高、成本降低。（1分）（3）、發(fā)酵穩(wěn)定、便于管理。（1分）缺點：營養(yǎng)利用率略低、控制要求高。（2分）6、搖瓶提高溶氧方法有哪些？發(fā)酵罐提高溶氧方法有哪些？答：搖瓶提高溶氧可考慮減小裝液比，增加搖床轉(zhuǎn)速，不會造成染菌的情況下減少瓶口砂布 層數(shù)等方法。（3分）發(fā)酵罐提高溶氧的方法有選擇合理罐型，增加高徑比，適當提高通氣 皇、適當提高攪拌速度（攪拌罐）等方法。

6、（3分）6、泡沫對發(fā)醇有何影響？常用的消泡方法有何優(yōu)缺點？笞：泡沫對發(fā)酵的影響有：（1）泡沫持久存在，妨礙CQ2的排除，影響微生物對最的吸收, 破壞正常生理代謝，不利發(fā)醉和生物合成。（2）泡沫大量產(chǎn)生，使發(fā)酵罐有效容積大大減少, 影響設(shè)備利用率。（3）泡沫過多，控制不好，會引起大量跑料，造成浪費和環(huán)境污染（4） 泡沫升到灌頂，可能從軸封滲出，增加染菌機會（5）泡沫過多也會影響氧傳遞、通風與攪 拌效果。（3分，答出3點以上即可）化學消泡優(yōu)點：化學消泡劑來源廣泛，消泡效果好作用迅速可靠，用量少，不需改造設(shè)仔, 大小規(guī)模適用，易實現(xiàn)自動控制。缺點：消泡劑對微生物生長有毒性。（1分）物理消泡優(yōu)點：不用

7、在發(fā)酵液中加其他物質(zhì)，節(jié)省原料，減少由于加消泡劑引起的污染機會。 缺點：不如化學消泡迅速、可靠，需一定設(shè)仔及消耗動力，不能從根本上消除引起穩(wěn)定泡沫 的因素。（1分）7、改變細胞膜通透性的方法有哪些？答：（1）選擇生物素缺陷型限制生物素用量，（2）生物素過量時采用油酸缺陷型菌株，限 制油酸用星，（3）添加含高級脂肪酸的表面活性劑，拮抗脂肪酸的合成，（4）選育甘油缺 陷型，限制甘油含皇，（5）添加青霉素控制細胞壁后期合成。（每點1分）基于工業(yè)發(fā)酵的基本模式，在微生物定向育種和發(fā)酵條件控制方面所采取的五字策略是“進、通、節(jié)、堵、出”進，促進細胞對碳源營養(yǎng)物質(zhì)的吸收；通，使來自上游和各個注入分支的碳架

8、物質(zhì)能 暢通地流向目的產(chǎn)物；節(jié)，阻塞與目的產(chǎn)物的形成無關(guān)或關(guān)系不大的代謝支流，使碳架物質(zhì)相對集中地流向目的 產(chǎn)物；堵，消除或削弱目的產(chǎn)物進一步代謝的途徑；出，促進目的產(chǎn)物向胞外空間分泌。五、分析問答題：（15分）1、在某菌種發(fā)醇生產(chǎn)中，最近發(fā)現(xiàn)發(fā)酵過程中糖氮的消耗減慢了，發(fā)酵周期延長了，產(chǎn)品 得率下降，試分析可能的原因，并進一步驗證和提出解決的辦法。答：經(jīng)分析很可能發(fā)生了菌種衰退。（3分，寫出分析的根據(jù)）臉證方法：1、顯微鏡鏡檢，觀察菌種形態(tài)上有無發(fā)生變異，2、平板培養(yǎng)，觀察菌落生長情 況，3、搖瓶培養(yǎng)，測定相關(guān)生理指標。換過菌種或進行菌種復壯，看上述現(xiàn)象是否消失。（5分）要解決好菌種衰退問題

9、要做到：（0做好菌種的保藏工作（5分，回笞5點以上即可，每點給1分）A、使菌種在保藏中處于休眠狀態(tài)，泡于、芽抱。低溫、干燥、缺氧、營養(yǎng)缺乏、代謝活動 下降。B、要純粹，要作無菌檢查C、新鮮的斜面，生長要豐滿，取幼齡菌接種D、接種星要適當，斜面生長不過密E、保藏培養(yǎng)基、C源比例少，營養(yǎng)貧乏一些，否則產(chǎn)酸，產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，引起變異。保藏 培養(yǎng)基不加或少加葡萄糖，活化用0葡萄糖F、盡呈減少傳代次數(shù)G、培養(yǎng)條件中，營養(yǎng)、溫度、水分要合適，穩(wěn)定?；罨褂门囵B(yǎng)基要與保藏使用培養(yǎng)基基本相同（2）定期進行菌種選育工作（2分）通過自然選育和誘變育種的方法，選育遺傳性能穩(wěn)定的高產(chǎn)菌株。26舉例說明生物化學意義上的“發(fā)酵”和工業(yè)意義上的“發(fā)酵”概念的異同。笞：生物化學意義上的“發(fā)酵”，指微生物在無氧條件下分解各種有機物質(zhì)產(chǎn)生能量的一種 方式。如葡萄糖在無氧條件下被微生物利用產(chǎn)生酒精并放出二氧化碳，同時獲得能量；丙