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课时42发酵工程简介
一、书本知识梳理
1． 发酵的概念
2． 谷氨酸发酵实例
3． 发酵工程的概念和内容
4． 发酵工程的应用
5． 发酵工程的优点
6． 发酵工程生产流程图
7． 发酵罐的装置及作用
二、思维拓展
液体培养基━━按物理性质分
1．发酵工程常用培养基
天然培养基━━按化学成分分
目的要明确
2．培养基配制原则 营养要协调
PH值要适宜
温度
PH值
容氧 影响因素：通气和搅拌
3．影响发酵的因素 安装消泡沫控板
泡沫：消除方法
使用消泡沫剂
营养物质的浓度
4．扩大培养与发酵生产过程的培养
扩大培养是将培养到对数期的菌种分开，在分别培养，以促进菌体数量快速增加，在短时间内获得大量菌种；发酵生产过程的培养是为了获得代谢产物；它们培养目的不同，条件也就可能不同：如酒精发酵过程中，在有氧条件下快速增殖，就是说酵母菌扩大培养必须有充足的氧气；酵母菌在无氧的条件下才能产生酒精，所以酒精发酵的条件必须缺氧。
5．味精的生产与使用：
目前我国采用发酵法生产味精，首先要将各种粮食制成淀粉，然后将淀粉糖化，加入菌种进行发酵产生谷氨酸，再经过冷却隔离，中和除铁脱色结晶，分离干燥等工序制成纯度很高的谷氨酸钠，即味精。味精易溶于水，一般在起锅之前加入效果好，味道会更加鲜美。味精平时贮存在密闭防潮通风干燥处，可经久不变质。
6．发酵工程的人工控制
控制对象 控制方式
微生物遗传特性 诱变育种和生物工程（细胞工程，基因工程）
容氧 对需氧微生物保证氧供应，对厌氧微生物控制氧供应，以通气量和搅拌速度控制
PH 通过加料装置，加酸加碱进行调节，也可以在培养基中添加PH缓冲液
温度 注意降温，控制最适温度范围
营养物质的比例和浓度 发酵过程（发酵中心阶段）及时通过对放料口的检测，了解发酵进程，调整浓度与比例
说明：条件控制至关重要，不仅会影响菌种的生长繁殖，而且会影响代谢产物的形成，例子见课本。
7单细胞蛋白
本质:微生物菌体
分离提纯法：过滤 、沉淀
石油蛋白
按生产原料分 甲醇蛋白
甲烷蛋白
分类： 细菌蛋白
按产生菌种类分
真菌蛋白
作用:作为饲料，制造“人造肉”，用作食品添加剂。
生产效率高
优点： 生产原料来源广
生产工业化
缺点：安全性问题如食用过多，由于核酸含量多，可导致痛风等疾病
课时42跟踪训练
1．下列不属于单细胞蛋白作用的是（ ）
A使家禽家畜快速增重 B做饲料
C增加产奶产蛋量 D做食品添加剂
2 . 在谷氨酸发酵生产中，必须不断地调整PH，原因是 ( )
①谷氨酸发酵的最适PH是7.0~8.0 ②在发酵过程中，溶液的PH会发生变化
③当PH呈酸性时，谷氨酸的产量会下降 ④不调整PH，培养液中生产的谷氨酸会转变成其他物质
A. ①②③ B. ①②③④ C. ①② D. ①④
3. 下列何种条件的变化使谷氨酸发酵得不到产物
1 PH升高 ②PH值降低 ③温度升高 ④温度降低 ⑤溶氧增多 ⑥溶氧降低
A.①③④ B.②③⑥ C.①⑤ D.②⑥
4. 若不进行扩大培养,直接接种将导致 ( )
A.对数期提前出现 B.调整期延长 C.代谢产物减少 D.稳定期缩短
5. 酵母菌扩大培养,培养条件应该是 ( )
A.C:N为4:1 B.C:N为3:1 C.提供无菌空气 D.隔绝空气
6. 以下不属于发酵工程范畴的是 ( )
A.利用高产型青霉菌生产青霉素 B.缺氧时人的某些组织细胞产生乳酸
C.利用酵母菌的无氧呼吸获得酒精 D.利用乳酸菌制作泡菜
7. 利用酵母菌酿酒时,从开始便向发酵罐内通入氧气,其结果是 ( )
A.酵母菌大量死亡,酒精减少 B酵母菌数量不变,酒精产量不变
C 酵母菌数量增多,酒精增产 D 酵母菌数量增多,不产酒精
8掌握微生物群体的生长规律有利于研究它们.下列有关说法错误的是( )
A生产上常用对数期菌种 B在稳定期适当补充营养物质有利于提高产量
C连续培养延长了培养期 D调整期细菌的代谢活跃,体积增长快
9下列那些不是发酵工程的特点（ ）
A生产条件温和，原料来源丰富且价格低廉 B产物专一
C废物对环境污染小，易处理 D微生物的发酵产物对人类都有利的
（多选）10．谷氨酸发酵生产中，控制好发酵的条件是十分重要的。下列关于谷氨酸发酵过程中的处理的叙述中，正确的是 （ ）
A。从控制磷脂合成或使细胞膜受损入手，提高谷氨酸棒状杆菌细胞膜的通透性，有利于提高谷氨酸的合成速率。
B．谷氨酸棒状杆菌属于好氧型细菌，发酵过程中应进行通气和搅拌，以提高培养液的溶氧量。
C．控制C/N的值为3:1，既有利于谷氨酸棒状杆菌的大量繁殖又有利于谷氨酸的大量合成。
D．在发酵过程中应保持ＰＨ呈酸性，有利于谷氨酸高效持久地大量合成。
11（多选）发酵工程使发酵的中心阶段，这一阶段要严格控制的条件有（ ）
A温度 B PH C溶氧 D通气量与转速
（多选）12。下列有关谷氨酸发酵的叙述中，不正确的是 （ ）
A。发酵中要不断通入空气。
B．培养条件不当将不能得到产品。
C．搅拌的唯一目的是使空气成为小泡。
D．冷却水可使酶活性下降。
13（多选）菌种选育常用方法有（ ）
A人工诱变育种 B 基因工程 C 原生质体融合 D 克隆
14(多选)在发酵过程中除严格控制发酵条件还应进行（ ）
A随时检测培养液中细菌的数量 B随时检测产物的浓度
C大量补充营养物质 D及时添加必需的培养基成分
15．如图所示为发酵工程生产产品的流程图，据图回答问题：
（1）能生产人生长激素的工程菌是通过①培养 的，①是▁▁▁▁▁▁ ；高产青霉素菌种是通
过②培育的，②是 ▁▁▁▁▁▁ ③是▁▁▁
▁▁▁▁。
（2）配置好的培养基必须经过灭菌，其目的是
▁▁▁▁▁▁▁，常用的方法是 ▁▁▁▁▁。
（3）选择好的菌种经扩大培养后，接种到发酵
罐内的培养液中，接种的最佳时期是 ▁▁▁▁
▁ ， 因为 ▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁。
（4）接种完毕后，在37℃、PH＝7.0的条件下，
发酵若干天，仍然无产物合成，试分析最可能的
原因是 ▁▁▁▁▁▁▁▁▁。
（5）整个过程的中心阶段是发酵，要随时取样
检测培养基的细菌数目、产物浓度等。同时，要
严格控制 ▁▁▁▁▁ 通气量、转速等发酵条件。
（6）若⑥是单细胞蛋白的话，⑥实际上是▁▁▁
▁▁▁ ， 氨基酸、维生素属⑦中的 ▁▁▁▁▁▁ 产物。
16.回答谷氨酸发酵过程中问题：
（1）在生产中配制合适的培养基，在发酵的初级阶段即 和 期，为以后的谷氨酸发酵做准备，培养基中C/N为 。
（2）当要大量生产谷氨酸时，C/N应为 ，配制好的培养基必须严格
，这是因为
将导致产量下降。
17．请认真思考后回答问题:
(1)人们不会在热泉中发现活着的嗜冷海藻,而经常可以在冷水环境中分离出嗜热微生
物,据酶的特性分析原因.
(2)淀粉酶可以通过微生物发酵生产.为提高酶的产量,请设计一实验,利用诱变育种方法,获得产生淀粉酶较多的菌株.（要求：写出主要实验步骤；根据诱发突变率低和不定向性预测实验结果。）
答案：
选择题：CBDBCBDCD;AB;ABCD;ACD;ABC;ABD.
15.(1)基因工程 诱变育种 细胞工程 （2）杀死一定环境中所有的细胞芽孢和孢子 高压蒸汽灭菌 （3）群体生长的对数期 对数期的菌种代谢旺盛，个体形态和生理特征比较稳定 （4）PH不适当 （5）溶氧量 温度 PH （6）微生物菌体 初级代谢
16．(1)调整 对数 4/1 (2)3/1 灭菌 杂菌污染
17．（1）嗜冷海藻体内的酶遇高温后，酶的分子结构被破坏而失去活性，海藻很快死亡；而嗜热微生物体内的酶遇低温环境，酶活性降低，但酶的分子结构没有被破坏，遇到合适的温度又可以恢复活性。
（2）第一步：将培养好的生产菌株分为两组，一组用一定量的诱变剂处理，另一组不做处理做对照。第二步：制备含淀粉的培养基。第三步：把诱变组大量菌株接种于多个含淀粉的固体培养基上，同时接种对照组，相同条件下培养。第四步：比较两组菌株菌落周围透明圈的大小，选出透明圈变大的菌株。 预期实验结果： 由于诱发突变率低，诱变组中绝大部分菌落周围的透明圈大小与对照组相同。 由于诱发突变的不定向性，诱变组中极少数菌落周围的透明圈与对照组相比变大或变小。
① ② ③
原料
生产用菌种
培养基配置
扩大培养 ⑤
④
分离 提纯
⑥ ⑦
从自然界中分离的菌种
发酵罐内发酵
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