发布时间 : 星期日 文章发酵工程复习题更新完毕开始阅读
的合成抗生素等次级代谢产物）。
（7）初级代谢和次级代谢同样受到核内DNA的调节控制，但次级代谢受核内遗传物控制的同时还受核外遗传物质的控制。
通常情况下次级代谢产物是以初级代谢产物为母体衍生出来的，次级代谢途径不是独立的而是与初级代谢途径有密切关系的。他们在调节控制上相互影响，当与次级代谢有关的初级代谢途径受到控制时，次级代谢产物的合成必然受阻。 28.图示为空气中的氧传递到微生物细胞内的过程，并说明哪些阻力与空气质量有关。
1.气膜阻力，2.气液界面阻力， 3.液膜阻力，4.液流阻力， 5.细胞周围液膜阻力， 6.菌丝丛或团内的扩散阻力， 7.细胞膜的阻力 8.细胞内反应阻力
答：在好氧发酵中，对微生物的供氧过程，首先是气相中的氧溶解在发酵液中，然后传递到细胞内的呼吸酶位置上而被利用。 ·与空气质量有关的阻力：
（1）气膜阻力（ 1/k1 ; 1/KG）：为气体主流及气-液界面的气膜阻力，与空气情况有关。
（2）气液界面阻力（1/k2；1/KI）：与空气情况有关，只有具备高能量的氧分子才能透到 液相中去，而其余的则返回气相氧传递过程中。
供氧方面的阻力有4个，其中与发酵液成分和浓度有关的阻力是_液膜阻力_和_液流阻力_；耗氧方面的阻力有_细胞周围液膜阻力_、_菌丝从或团内的扩散阻力_、_细胞膜的阻力_、_细胞内反应阻力_。
29.图示氧传递过程中的各种阻力，指出哪些与微生物的种类、生理状态有关；并说明溶氧测定的意义。
答：（1）菌丝丛或团内的扩散阻力（1/k6; 1/KA） 与微生物的种类、生理特性状态有关，单细胞的细菌和酵母菌不存在这种阻力；对于菌丝，这种阻力最为突出；
（2）细胞膜的阻力（1/k7; 1/KW）： 与微生物的生理特性有关；
- 33 -
（3）细胞内反应阻力（1/k8; 1/KR）氧分子与细胞内呼吸酶系反 应时的阻力；与微生物的种类、生理特性有关。
1/k6 、1/k7 、1/k8与微生物的种类、特性、生理状态有关
（4）溶氧测定：溶解氧作为环境因素对微生物反应有直接影响；溶氧可作为发酵中氧是否足够的度量；溶氧可作为发酵中间控制的手段之一；溶氧可作为考察设备，工艺条件的指标之一。
30.空气中的氧在传递到微生物细胞的过程中需要克服哪些阻力？其中哪些与发酵液成分、浓度有关。 答：供氧方面的阻力
气膜阻力（ 1/k1，1/KG）、 气液界面阻力（1/k2，1/KI）、液膜阻力（1/k3，1/KL ）、液流阻力（1/k4，1/KLB） 耗氧方面的阻力
细胞周围液膜阻力（1/k5，1/KLC）、菌丝丛或团内的扩散阻力（1/k6，1/KA）、 细胞膜的阻力（1/k7，1/KW）、细胞内反应阻力（1/k8，1/KR）1/k3 、1/k4 、 1/k5与发酵液成分、浓度有关。
31.试述影响发酵工艺的因素及控制方法。 1）菌体浓度对发酵的影响及控制。 （1）影响
菌体（细胞）浓度是指单位体积培养液中菌体的含量。菌浓大小直接影响产物的产率.
菌浓对发酵液溶解氧的影响。为了获得最高的产率，需要采用摄氧速率与供氧速率相平衡时的菌体浓度，也就是摄氧速率随菌浓变化曲线和供养速率随菌浓变化曲线的交点所对应的菌体浓度（临界菌体浓度）。
(2)主要控制措施：改变培养基浓度、中间补料、其它措施如：接种量等。 2)基质浓度对发酵的影响及控制 (1) 影响
基质浓度对菌体生长的影响.
基质浓度对产物形成和发酵液特性的影响
- 34 -
(2)主要控制措施：中间补料法 具体有效的中间补料的措施包括： 恰当的补料内容 恰当的补料方式 恰当的反馈控制参数
3）溶解氧浓度对发酵的影响及其控制. （1）影响
溶氧对微生物自身生长的影响。对于微生物生长，只要控制发酵过程中氧饱和度即可。
溶氧浓度对产物合成的影响. （2）控制 从供氧方面控制
从耗氧（需氧）方面考虑 4）pH对发酵的影响及控制 （1）影响
影响基质和中间代谢产物的解离，从而影响微生物对这些物质的利用。 影响酶的活性。以致影响菌体的生长和产物的 合成。 影响代谢方向。
影响微生物细胞的结构和菌体细胞的形态。从而影响菌体对营养物质的吸收和代谢产物的形 成。如： pH影响菌体细胞摸的电荷状况，引起膜透性发生改变。 对发酵液或代谢产物产生物理化学的影响。其中要特别注意的是对产物稳定性的影响。
（2）pH的控制
在基础培养基配方中考虑到维持pH的需要 例如：调节C/N，加入CaCO3，使用缓冲液等。
通过直接补加酸、碱来调节控制 例如：硫酸、NaOH，生理酸性或碱性物质。 通过中间补料来控制。例如可以根据生产菌的代谢需要用改变加糖速率来控制pH, 也可通过中间补加尿素或硫酸铵等调节。 4、简述pH对微生物菌体生长和产物合成的影响。
1）pH影响酶的活性。当pH值抑制菌体某些酶的活性时使菌的新陈代谢受阻 2）pH值影响微生物细胞膜所带电荷的改变，从而改变细胞膜的透性，影响微生
- 35 -
物对营养物质的吸收及代谢物的排泄，因此影响新陈代谢的进行
3）pH值影响培养基某些成分和中间代谢物的解离，从而影响微生物对这些物质的利用
4）pH影响代谢方向 pH不同，往往引起菌体代谢过程不同，使代谢产物的质量和比例发生改变。
不同pH值对菌体的形态影响很大，当pH值高于7．5时，菌体易于老化，呈现球状；当pH值低于6．5时菌体同样受抑制，易于老化。而在7．2左右时，菌体是处于产酸期，呈现长的椭圆形；在6．9左右时，菌体处于生长期，呈“八”字形状并占有绝对的优势。
pH6．9时，菌体生长旺盛，pH7．15时，对菌体的产酸有利。因此，在发酵的产酸期产酸较高。采用阶段pH控制模式进行发酵，在发酵中前期控制pH6.9，到48h后pH值为7．15，到80h后pH值为7．25。产率22．27g·/L，产酸率提高12．23％。 5）温度对发酵的影响及控制
（1）温度对发酵的影响包括四个方面：即 对菌体生长的影响 对产物合成的影响 对发酵液理化性质的影响 对终产物质量的影响
（2）发酵温度的控制：一般不需加热，因释放了大量的发酵热，需要冷却的情况多。实际生产中用夹套或蛇形管，通冷却水。
30在发酵过程中引起温度波动的主要原因是什么？简述温度对发酵有哪些影响？
答：原因：发酵热、生物热。
(1)温度影响微生物细胞的生长 (2)温度影响产物的形成(3)温度影响发酵液的物理性质(4)温度影响生物合成的方向 (4)温度的改变影响酶的活性，从而影响微生物的代谢速率，（5）温度影响反应速率，发酵过程的反应速率实际是酶反应速率，酶反应有一个最适温度。从阿累尼乌斯方程式可以看到 dlnKr/dt=E/RT2（平方） 6）CO2对发酵的影响及控制 （1）影响
- 36 -