7、淀粉酶水解过程分哪两步？各采用什么酶？ 答：分两步：（1）液化：用α-淀粉酶将淀粉转化为糊精和低聚糖 （2）糖化：用糖化酶将糊精和低聚糖转化为葡萄糖

第四章 灭菌和空气除菌

致死时间：在致死温度下，杀死全部微生物所需要的时间。

微生物的热阻：指微生物在某一特定条件（温度和加热方式）下的致死时间，表示微生物对热的抵抗力 相对热阻：指微生物在某一特定条件下的致死时间与另一微生物在相同条件下的致死时间的比值

空消：当培养基（或物料）尚未进罐前对罐进行预先灭菌，为空罐灭菌 实消：将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行 加热灭菌的操作过程，这叫实罐灭菌 连消：将配制好的培养基向发酵罐等培养装置输送的同时进行加热、保温和冷却等灭菌操作 过程叫连续灭菌

1、消毒和灭菌的定义，二者的区别。 答：消毒：采用物理或化学方法杀死容器、器具内外、车间、厂区等环境中的病原微生物， 但一般只能杀死营养细胞而不能杀死细菌的芽孢。

灭菌：采用物理或化学方法杀死或除去物料、空气、容器、器具等环境中所有微生物，包括营养细胞、细菌芽孢和孢子。

2、灭菌方法有哪些？各自的原理和适用范围是什么？目前发酵培养基及其设备常用哪种灭菌方法？无菌空气制备常用哪种？

答：巴氏消毒法：用于牛奶、啤酒、果酒和酱油等不能进行高温灭菌的液体的一种消毒方 法，其主要目的是杀死其中无芽孢的病原菌（如牛奶中的结核杆菌或沙门氏菌），而又不影响它们的风味。巴氏消毒法是一种低温消毒法

1、干热灭菌法 利用高温产生的干热对微生物有氧化、蛋白质变性和电解质浓缩引起中毒等作用而杀灭微生物。 适用范围：灭菌后要求保持干燥的物料和器皿

2、湿热灭菌法 借助蒸汽释放的热能使微生物细胞中的蛋白质、酶和核酸分子内部的化学键，特别是氢键受到破坏，引起不可逆的变性，使微生物死亡。 适用范围：一般用于发酵设备及培养基的灭菌。 3、辐射灭菌法 利用高能量的电磁辐射与菌体核酸的光化学反应造成菌体死亡。适用范围：仅适用于表面灭菌和无菌室、接种台和培养间等空间灭菌。 4、化学药剂灭菌法 利用化学药剂与微生物细胞中的成分发生反应，使蛋白质变性、酶失活而杀菌 适用范围：器械、皮肤及环境的表面灭菌。

5、过滤除菌 利用微生物不能透过滤膜而达到除菌目的，常用0.01-0.45um孔径的滤膜。适用范围：不耐热的化合物溶液（血清，遇热容易变性而失效的培养液）和空气的过滤除菌。

3、常用的化学灭菌剂有哪些？使用方式有哪些？

答：常用的化学灭菌剂：甲醛、75%乙醇、过氧乙酸、高锰酸钾、漂白粉、酚类、新洁 尔灭等

使用方式：浸泡，添加，擦拭，喷洒，气态熏蒸等方法

4、微生物的相对热阻与灭菌时间有何关系？

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答：微生物对湿热的相对热阻数值越大，表明在某一温度下越耐热，微生物的死亡速率 越慢，灭菌所需时间越长。

5、什么是微生物热死定律？比死亡速率常数k与哪些因素有关？

答：微生物个数减少的速度（微生物受热死亡的速率）与任一瞬间残存的活菌数成正

比

与菌种的关系：相同温度下，微生物越耐热，k值越小

与灭菌温度的关系：同一种微生物在不同温度下，k值也不同，温度越低，k值越小，随着杀菌温度升高，k值增大

6、影响培养基灭菌效果的因素有哪些？

答：（1）培养基成分；（2）培养基的物理状态；（3）培养基pH；（4）培养基的微生物

数量（含菌量）；（6）微生物细胞的菌龄；（7）微生物的耐热性；（8）空气排出程度；（9）搅拌；（10）泡沫

7、实消和连消的优缺点比较 答：

优点 缺点 1.高温短时灭菌，培养基营养成分损失少。 连续灭2.发酵罐占用时间缩短，利用率1.设备复杂，操作麻烦,染菌机会多。 菌 高。 2.不适合含大量固体物料的灭菌。 3.灭菌质量稳定，提高了热利用率。 1.设备要求低，不需另外加热、1.培养基的营养物质损失大 冷却装置。 2.发酵罐的利用率较低 2.操作要求低，适合小批量生产3.不适合大规模生产的灭菌 规模 4.需反复加热冷却，能耗较高。 3.适合含大量固体物料的灭菌 实消

8、空气除菌的方法有哪些？ 答：1、热灭菌法

2、辐射杀菌 3、静电除菌

4、介质过滤除菌

9、目前发酵工厂采用的空气过滤设备大多数是深层过滤设备，过滤所用介质的间隙一般大于微生物细胞颗粒，介质过滤除菌的原理是什么？

答：使空气通过经高温灭菌的过滤介质，借助惯性碰撞、阻截、扩散、静电吸附、沉

降等作用，将空气中的微生物等颗粒阻截在介质层中，而达到除菌的目的。

10、了解空气过滤除菌的工艺过程。了解每一步工艺的目的是什么。

答：吸入空气→前过滤→空气压缩机→压缩空气冷却至适当温度→分离除去油和水→加热至适当温度，相对湿度为50-60%→空气过滤器除菌→无菌空气

11、什么是空气预处理？其目的是什么？

答：在空气过滤器之前的处理称为空气预处理。

空气预处理的目的：

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提高压缩前空气的洁净度；

去除压缩后空气中所带的油和水。

第五章 微生物的代谢

末端产物阻遏（反馈阻遏） 由于某代谢途径末端产物的过量积累而导致生物合成途径中

酶合成的阻遏现象，又称反馈阻遏

分解代谢物阻遏（葡萄糖效应）：在含有两种碳源或氮源的培养基中生长时，细胞利用快的

那种分解底物会阻遏利用慢的底物的有关酶的合成的现象。

反馈抑制： 某代谢途径的最终代谢物过量时，这个产物对该途径前面的某一个酶活性有抑

制现象，促使整个反应速度减慢甚至停止，从而避免了末端产物的过多积累

1、微生物的代谢如何分类？ 答：1、分解代谢和合成代谢 2、初级代谢和次级代谢

2、微生物代谢自我调节的方式有哪三种？其实质是什么？与代谢调节有关的酶有哪些？

答：（1）控制营养物质透过细胞膜进入细胞 （2）通过酶的定位限制酶与底物的接触 。 （3）控制代谢物流向

实质是酶调节

相关酶类 1、同功酶 2、别构酶 3、多功能酶

3、酶合成调节和酶活性调节的比较 答： 酶合成的调节 酶活性的调节 酶活性的激活 酶活性的抑制 通过代谢产物与酶的 可逆性结合来调节 酶活性发生变化 快速、精细 类型 酶的诱导和阻遏 调节机制 调节基因的表达 酶种类改变(增加或减少 间接、缓慢 既保证代谢需要,又避 免物质和能量的浪费, 增强微生物适应性 同时存在,密切配合,协调起作用。 调节结果 调节特点 调节意义 避免代谢产物积累过多 联系 7

4、诱导作用、反馈阻遏、分解阻遏、酶的激活、反馈抑制等，哪些属于酶合成调节？哪些属于酶活性调节？

答：诱导作用、反馈阻遏、分解阻遏属于酶合成调节 酶的激活、反馈抑制属于酶活性调节

5、什么是诱导酶？诱导作用有什么意义？（以大肠杆菌β-半乳糖苷酶为代表）

答：诱导酶：在环境中存在某种物质（诱导物）的情况下才能够合成的酶，又称适应

酶。诱导酶的意义：诱导酶只有需要时才会产生，既保证代谢的需要，避免生物合成原料和能量的浪费，又增强微生物对环境的适应能力。

6、反馈抑制的类型和各种类型的特点

答：（1）直链式代谢途径（单向途径） 通常是在线性的代谢途径中末端产物对催

化第一步反应的酶活性有抑制作用。

（2）分支代谢途径 在分支代谢途径中，几个末端产物同时过量时才能对共同

途径中的第一个酶具有抑制作用

7、人工控制代谢的手段有哪些？应用营养缺陷型菌株在直链式途径和分支代谢途径中分别可生产什么产物？

答：人工控制代谢的手段

1、改变微生物遗传性状（遗传学方法） 2、发酵工艺条件的优化（生物化学方法） 直链式途径黄色短杆菌生产赖氨酸

分支代谢途径高丝氨酸缺陷型生产菌生产赖氨酸

8、 为什么要改变细胞膜的渗透性？改变方法有哪些？（掌握谷氨酸发酵实例）

答：改变细胞膜的渗透性，使谷氨酸迅速排放到细胞外面，浓度降低即解除了谷氨酸的

抑制作用。

改变方法：①用生理学手段控制细胞膜的渗透性—— 直接抑制膜的合成或使膜受缺损

②利用细胞膜缺损突变株

第六章 发酵动力学

分批发酵 向反应器中一次投入所需的培养基，然后接种培养，使微生物生长繁殖，在特

定的条件下只完成一个生长周期的微生物培养，反应结束后将全部培养液排出进行处理。

补料分批发酵: 在分批培养的过程中，随着营养的消耗，向反应器内间歇或连续补充一种或

多种营养物质，以达到延长生产期和控制发酵过程的目的。

连续发酵: 当微生物培养到对数生长期时，在发酵罐中一方面以一定速度连续不断地流加

新鲜液体培养基，另一方面又以同样的速度连续不断地将发酵液排出，使菌体维持在恒定生长速率下进行连续生长和发酵。

1、什么是发酵动力学？发酵过程中反应速度的描述指标主要有哪些

答：发酵动力学是研究微生物发酵过程中菌体生长、基质消耗、产物生成的动态平衡

及其内在规律的科学。 指标：菌体生长速率

基质消耗速率

代谢产物的生成速率

2、根据菌体生长与产物形成是否偶联，发酵动力学如何分类？掌握各自的特点和典型代表。

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