尽快达到大量的菌体，取稍高的温度，促使菌的呼吸与代谢，使菌生长迅速；在中期菌量已达到合成产物的最适量，发酵需要延长中期，从而提高产量，因此中期温度要稍低一些，可以推迟衰老。发酵后期，产物合成能力降低，延长发酵周期没有必要，就又提高温度，刺激产物合成到放罐。2、根据培养条件选择。温度选择还要根据培养条件综合考虑，灵活选择。通气条件差时可适当降低温度，使菌呼吸速率降低些，溶氧浓度也可髙些。培养基稀薄时，温度也该低些。因为温度高营养利用快，会使菌过早自溶。3、根据菌生长情况，菌生长快，维持在较高温度时间要短些；菌生长慢，维持较高温度时间可长些。培养条件适宜，如营养丰富，通气能满足，那么前期温度可髙些，以利于菌的生长。总的来说，温度的选择根据菌种生长阶段及培养条件综合考虑。要通过反复实践来定出最适温度。
13、发酵就是利用细胞中化学反应生产人们需要产品。细胞中化学反应有什么特点？
的催化作用是高度专一的，每一类酶只能催化一类特殊的化学反应；3） 细胞中的酶促反应，都是遵循物质守恒规律，而且酶催化的反应能进行到底，产量达100%，无副产品生成。4）在细胞内发生的数百种酶促反应并不是各自独立进行的而是联接成为连续反应的系列。第一反应的产物成为第二反应的反应物，因而就有很多中间产物。这些不同的系列进一步联接起来而组成细胞的反应网。5）由于细胞内形成一个酶促反应网，从而使代谢调节成为可能，且具有自我调节特性。6） 由于细胞内形成一个酶促反应网，因而使细胞内的供能和需能过程偶联起来，且进行自动调节。
14、发酵工程的概念是什么？发酵工程基本可分为那两个大部分，包括哪些内容?
答案要点：发酵工程是利用微生物特定性状好功能，通过现代化工程技术生产有用物质或其直接应用于工业化生产的技术体系，是将传统发酵与现代的DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的发酵技术。也可以说是渗透有工程学的微生物学，是发酵技术工程化的发展，由于主要利用的是微生物发酵过程来生产产品，因此也称为微生物工程。研究的主要内容有：（1）发酵部分：①菌种的特征和选育；②培养基的特性，选择及其灭菌理论；③发酵液的特性；④发酵机理；⑤发酵过程动力学；⑥空气中悬浮细菌微粒的过滤机理；⑦氧的传递、溶解、吸收过程及理论；⑧连续培养和连续发酵的控制。（2）提纯部分：①细胞破碎，分离；②液输送，过滤. 除杂；③离子交换渗析，逆渗透，超滤；④凝胶过滤，沉淀分离；⑤溶媒萃取，蒸发蒸馏结晶，干燥，包装等过程和单元操作等。
15、微生物发酵经历了哪几个时期？
答案要点：1.自然发酵时期；2.纯培养技术的建立；3.通气搅拌好气性发酵工程技术建立；
4.人工诱变育种与代谢调控发酵工程技术的建立；5.发酵动力学、发酵的连续化自动化工程技术的建立；6.基因工程阶段。或答微生物酶反应生物合成和化学合成反应相结合工程技术建立。
16、糖蜜原料有何特点？糖蜜预处理的常用方法有哪些？ 答案要点：糖蜜原料特点：1.糖蜜中营养物质丰富，含干物80％，其中含糖50％，不稀释，渗透压大，不能用于发酵；2.含5－12％的胶体物质，及果胶、焦糖等，易产生泡沫；3.含灰份5－16％，阻塞管道，设备积垢。糖蜜预处理常用方法有：
加酸通风沉淀法，热酸处理法，加絮凝剂沉淀法等。 17、什么是发酵级数？发酵级数对发酵有何影响，影响发酵级数的因素有哪些？ 答案要点：一般由菌丝体培养开始计算发酵级数，但有时，工厂从第一级种子罐开始计算发酵级数；发酵级数对发酵影响：1.种子级数少，可简化工艺和控制，减少染菌机会；2.种子级数太少，接种量小，发酵时间延长，降低发酵罐的生产率，增加染菌机会；3.级数大，难控制、易染菌、易变异，管理困难，一般2-4级。4.在发酵产品的放大中，反应级数的确定是非常重要的一个方面。影响发酵级数的因素：(1)菌种生长特性，孢子发芽及菌体繁殖速度；(2) 发酵规模，（3）工艺要求，（4）接种量的影响。
18、影响种子质量的因素有哪些？对发酵过程有何影响？ 答案要点：（1）影响斜面种子质量的因素：①原材料质量，水质，培养基pH；②灭菌条件，③接种量，④温度，通风状况；⑤培养时间；⑥培养基中有害气体或挥发物影响；⑦菌种保藏条件等。（2）好的种子质量：①缩短发酵时间、保证生产水平；②无杂菌污染；③移种至发酵后，能够迅速生长；④泡末产生少；⑤产物生成速率大；⑥副产物合成少；⑦对下游分离纯化有利。 19、微生物发酵的种子应具备那几方面条件？ 答案要点：（1）、菌种细胞的生长活力强，移种至发酵罐后能迅速生长，迟缓期短。（2）、生理性状稳定。（3）、菌体总量及浓度能满足大量发酵罐的要就。（4）、无杂菌污染。（5）、保持稳定的生产能力。 20、什么是种子扩大培养，其任务是什么？ 答案要点：（1）、种子扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得一定数量和质量的纯种过程。这些纯种培养物称为种子。（2）、种子扩大培养的任务： 现代的发酵工业生产规模越来越大，每只发酵罐的容积有几十立方米甚至几百立方米，要使小小的微生物在几十小时的较短时间内，完成如此巨大的发酵转化任务，那就必须具备数量巨大的微生物细胞才行。 21、发酵级数确定的依据是什么？ 答案要点：（1）一般由菌丝体培养开始计算发酵级数，但有时，工厂从第一级种子罐开始计算发酵级数，谷氨酸：三级发酵，一级种子（摇瓶）→二级种子 （小罐）→发酵；青霉素：三级发酵，一级种子（小罐）→二级种子（中罐）→发酵。（2）发酵级数确定的依据：级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响。（3）级数大，难控制、易染菌、易变异，管理困难，一般2-4级。（4）在发酵产品的放大中，反应级数的确定是非常重要的一个方面 22、什么是半连续培养，说明其优缺点。
答案要点：在补料分批培养的基础上间歇放掉部分发酵液（带放）称为半连续培养。某些品种采取这种方式，如四环素发酵，优点：放掉部分发酵液，再补入部分料液，使代谢有害物得以稀释有利于产物合成，提高了总产量。缺点：代谢产生的前体物被稀释，提取的总体积增大 六、论述题
1、不同时间染菌对发酵有什么影响，染菌如何控制？ 答案要点：（1）种子培养期染菌：由于接种量较小，生产菌生长一开始不占优势，即使是发酵生产抗生素，但发酵液早期几乎没有抗生素（产物）或只有很少抗生素（产物）。因而它防御杂菌能力低，容易污染杂菌。如在此阶段染菌，应将培养液全部废弃。（2）发酵前期染菌：发酵前期最易染菌，且危害最大。
原因：发酵前期菌量不很多，与杂菌没有竞争优势；且还未合成产物（抗生素）或产生很少，抵御杂菌能力弱。在这个时期要特别警惕以制止染菌的发生。万一染菌可以用降低培养温度、调整补料量、用酸碱调pH值等以不适合杂菌生长及缩短培养周期等措施予以补救。如果前期染菌，且培养基养料消耗不多，可以重新灭菌，补加一些营养，重新接种再用。（3）发酵中期染菌 ：发酵中期染菌会严重干扰产生菌的代谢。杂菌大量产酸，培养液pH下降；糖、氮消耗快，发酵液发粘，菌丝自溶，产物分泌减少或停止，有时甚至会使已产生的产物分解。有时也会使发酵液发臭，产生大量泡沫。措施：降温培养，减少补料，密切注意代谢变化情况。如果发酵单位到达一定水平可以提前放罐，或者抗生素生产中可以将高单位的发酵液输送一部分到染菌罐，抑制杂菌。（4）发酵后期染菌：发酵后期发酵液内已积累大量的产物，特别是抗生素，对杂菌有一定的抑制或杀灭能力。因此如果染菌不多，对生产影响不大。如果染菌严重，又破坏性较大，可以提前放罐。发酵染菌后的措施：染菌后的培养基必须灭菌后才可放下水道。灭菌方法：可通蒸汽灭菌，也可加入过氧乙酸等化学灭菌剂搅拌半小时，才放下水道。否则由于各罐的管道相通，会造成其它罐的染菌，而且直接放下水道也会造成空气的污染而导致其它罐批染菌。凡染菌的罐要找染菌的原因，对症下药，该罐也要彻底清洗，进行空罐消毒，才可进罐。染菌厉害时，车间环境要用石灰消毒，空气用甲醛熏蒸。特别，若染噬菌体，空气必须用甲醛蒸汽消毒。
2、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？ 答案要点：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彻底；（3）设备渗漏，泡沫过多，存在灭菌死角等；（4）空气系统油、水含量较高，或过滤除菌效果较差等；（5）操作过程中未维持适当灌压，或在取样、补料、消泡等发酵过程中无菌操作不当 造成杂菌感染等。（6）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种子染菌，应经灭菌后弃之，并对种子罐、管道等进行仔细检查和彻底灭菌。②当发酵前期发生染菌，如培养基中的碳、氮源含量还比较高时，可终止发酵，将培养基加热至规定温度，重新进行灭菌处理后，再接入种子进行发酵；如染菌已造成较大的危害，培养基中的碳、氮源的消耗量已比较多，则可放掉部分料液，补充新鲜的培养基，重新进行灭菌处理后，再接种进行发酵。也可采取降温培养、调节pH值、调整补料量、补加培养基等措施进行处理。 ③发酵中、后期染菌或发酵前期轻微染菌而发现较晚时，可以加入适当的杀菌剂或抗生素以及正常的发酵液，以抑制杂菌的生长速度，也可采取降低培养温度、降低通风量、停止搅拌、少量补糖等其他措施，进行处理。如果发酵过程的产物代谢已达一定水平，可放罐提取；对于没有提取价值的发酵液，废弃前应加热至120 ℃以上、保持30 min后才能排放。④染菌的设备在重新使用前，必须在放罐后进行彻底清洗，空罐加热至120 ℃以上、30 min灭菌后，才能使用。也可用甲醛熏蒸或甲醛溶液浸泡12 h以上等方法进行处理。
3、发酵工业上常用的氮源有那些，起何作用？
答案要点：氮源主要用于构成菌体细胞物质（氨基酸，蛋白质、核酸等）和含氮代谢物。常用的氮源可分为两大类：有机氮源和无机氮源。 （1）无机氮源，种类：氨盐、硝酸盐和氨水；特点：微生物对它们的吸收快，所以也称之谓迅
速利用的氮源。但无机氮源的迅速利用常会引起pH的变化如：(NH4)2SO4 → 2NH3 + 2H2SO4，NaNO3 + 4H2 → NH3 + 2H2O + NaOH ；无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸胺，若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如硝酸钠。正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的pH有积极作用。 所以选择合适的无机氮源有两层意义：满足菌体生长，稳定和调节发酵过程中的pH。（2）有机氮源，来源：工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料，花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒糟等。除提供氮源外，营养成分多样，有些有机氮源还提供大量的无机盐及生长因子。有机氮源成分复杂可以从多个方面对发酵过程进行影响，而另一方面有机氮源的来源具有不稳定性。所以在有机氮源选取时和使用过程中，必须考虑原料的波动对发酵的影响。
4、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。 答案要点：（1）因生产过程中未发现明显杂菌感染，仅糖氮的消耗减慢、发酵周期延长、产品得率下降，说明很可能为菌种代谢及生长等生产性能发生了衰退，利用氮糖等营养能力下降，代谢缓慢所致。（2）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。（3）要解决好菌种衰退问题要做到：①做好菌种的保藏工作，使菌种保藏于低温、干燥、缺氧、营养缺乏等条件，处于休眠状态，防止菌种性能衰退；②要保证菌种纯度，尤其应进行无菌检查；③尽量减少传代次数，选取幼龄、健壮菌种；④保藏培养基，不加或少加葡萄糖，营养可贫乏一些，否则大量产酸、引起变异；⑤菌种培养时，营养、温度、水分要合适，稳定。⑥定期进行菌种选育工作，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。
5、实践中，常常需要确定某种微生物培养基的成分及比例。请根据所学知识，谈谈如何快速初步确定某未知微生物培养基的基本成分及比例。 答案要点：（1）、参照微生物细胞内元素的比例确定。培养基的成分配比虽然千差万别，但都是用来培养某种微生物的，而不同类型的微生物细胞的成分比例其实是有一定规律的。这
些规律可以在很大程度上知道培养基的基本成分配比的选择。不同种类的微生物内某种成分的含量其实是比较稳定的。培养基最终会被微生物吸收利用，因此其成分比例可以参考该种微生物的成分比例，至少可以作为一个重要依据。另外，尽管不同种类的微生物的成分比例有一定的差异，但还是有一定共性的。所以培养基中这集中营养成分不管由什么具体物质提供，其用量基本上也符合这种关系。（2）参照碳氮比确定。如果培养基中碳源过多，不利产物的合成。同样碳源过少或氮源过少对发酵的影响也是不利的。不同种微生物碳氮比差异很大，既是同种微生物在其不同生理时期对碳氮比要求也有不同，所以最适碳氮比要通过试验确定，一般在100：（1-20）之间。（3）另外可根据前人的经验和培养基成分确定时一些必须考虑的一些因素，初步确定可能的培养基成分；通过单因子实验最终确定出最为适宜的培养基成分；当培养基成分确定后，通
过多因子实验、响应面实验等方法确定各成分最适的浓度；（4）其他因素，培养基中一些用量极少的物质一般要严格控制，不能过量。例如，维生素、微量元素、某些生长因子、前体等。具体用量要通过试验确定。培养基中的一些成分的比例会影响培养基的某些理化性质，这时要引起重视。最后通过实际培养实验验证培养基配方，确定培养基组成。
6、发酵产品的生产特点是什么 答案要点：（1）发酵和其他化学工业的最大区别在于它是生物体所进行的化学反应。其主要特点如下： ①发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件也比较简单。②发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主，只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。基于这—特性，可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。③发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单—的代谢产物。④由于生物体本身所具有的反应机制，能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反应，也可以产生比较复杂的高分子化合物。⑤发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。除了必须对设备进行严格消毒处理和空气过滤外，反应必须在无菌条件下进行。如果污染了杂菌，生产上就要遭到巨大的经济损失，要是感染了噬菌体，对发酵就会造成更大的危害。因而维持无菌条件是发酵成败的关键。⑥微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用，也可以因此获得按常规方法难以生产的产品。⑦工业发酵与其他工业相比，投资少，见效快，开可以取得显著的经济效益。基于以上特点，工业发酵日益引起人们重视。和传统的发酵工艺相比，现代发酵工程除了上述的发酵特征之外更有其优越性。除了使用微生物外，还可以用动植物细胞和酶，也可以用人工构建的“工程菌’来进行反应；反应设备也不只是常规的发酵罐，而是以各种各样的生物反应器而代之，自动化连续化程度高，使发酵水平在原有基础上有所提高和和创新。（2）发酵产品的生产特点： ①一般操作条件比较温和；②以淀粉、糖蜜等为主，辅以少量有机、无机氮源为原料；③过程反应以生命体的自动调节方式进行；④能合成复杂的化合物如酶、光学活性体等；⑤能进行一些特殊反应，如官能团导入；⑥生产产品的生物体本身也是产物，含有多种物质；⑦生产过程中，需要防止杂菌污染；⑧菌种性能被改变，从而获得新的反应性能或提高生产率。