【发酵工程试题及答案】发酵工程是一门将微生物的代谢活动应用于工业生产中的技术学科,广泛应用于食品、医药、生物燃料等多个领域。为了帮助学习者更好地掌握相关知识,以下提供一套关于发酵工程的试题及参考答案,旨在巩固理论基础,提升实际应用能力。
一、选择题(每题2分,共10分)
1. 发酵过程中,最常用于控制pH值的物质是:
A. 碳酸钙
B. 氨水
C. 葡萄糖
D. 磷酸盐
答案:B
2. 在酒精发酵中,主要参与的微生物是:
A. 酵母菌
B. 乳酸菌
C. 大肠杆菌
D. 霉菌
答案:A
3. 下列哪种培养基属于合成培养基?
A. 牛肉膏蛋白胨培养基
B. 麦芽汁培养基
C. 含有葡萄糖、尿素、无机盐等成分的培养基
D. 土豆汁培养基
答案:C
4. 发酵罐中常用的搅拌装置是:
A. 喷射式搅拌器
B. 机械搅拌器
C. 空气搅拌器
D. 超声波搅拌器
答案:B
5. 在发酵过程中,如果出现泡沫过多,可能会影响:
A. 温度控制
B. 氧气供应
C. 菌体生长
D. 所有以上选项
答案:D
二、填空题(每空2分,共10分)
1. 发酵工程中,常见的灭菌方法包括__________和__________。
答案:干热灭菌、湿热灭菌
2. 在好氧发酵过程中,通常采用__________作为供氧方式。
答案:通气搅拌
3. 发酵产物的提取与纯化常用的方法有__________、__________和__________。
答案:沉淀法、萃取法、过滤法
4. 在发酵过程中,若发现溶氧浓度下降,应考虑调整__________。
答案:通气量或搅拌速度
三、简答题(每题10分,共30分)
1. 简述发酵工程的基本流程及其各阶段的作用。
答:发酵工程的基本流程包括菌种选育、种子扩大培养、发酵培养、产物提取与纯化以及后处理。菌种选育是关键步骤,决定后续发酵效率;种子扩大培养是为了获得大量活性菌体;发酵培养是核心过程,影响产物产量;产物提取与纯化是提高产品价值的关键环节;后处理则确保产品质量符合标准。
2. 什么是连续发酵?与分批发酵相比有何优缺点?
答:连续发酵是指在发酵过程中不断补充营养物质并排出代谢产物,维持系统稳定运行的一种方式。其优点包括生产效率高、设备利用率高;缺点则是对工艺控制要求严格,容易受到污染,且初期投资较大。
3. 在发酵过程中,如何控制pH值?请列举三种常用方法。
答:控制pH值的方法包括:①加入酸或碱调节;②通过添加缓冲剂如磷酸盐;③利用微生物自身代谢产生的酸性或碱性物质进行调节。
四、论述题(20分)
结合实际案例,分析发酵工程在现代生物技术中的应用与发展前景。
答:发酵工程在现代生物技术中具有广泛的应用,例如在制药行业,利用基因工程菌生产胰岛素、抗生素等药物;在食品工业中,用于生产酸奶、酱油、酒精饮料等;在能源领域,用于生产乙醇、生物柴油等可再生能源。随着基因工程技术、代谢工程和系统生物学的发展,发酵工程正朝着高效、绿色、智能化方向发展。未来,通过优化菌株性能、提高转化率、降低能耗,发酵工程将在可持续发展和资源循环利用方面发挥更大作用。
五、附加题(10分)
试说明发酵过程中“溶氧”控制的重要性,并简述如何实现溶氧的合理调控。
答:溶氧控制对好氧发酵至关重要,因为氧气是许多微生物生长和产物合成所必需的。溶氧不足会导致菌体生长受限,产物产量下降;溶氧过高则可能引起氧化损伤。合理调控可通过调节通气量、搅拌速度、改变培养基组成等方式实现,同时借助在线监测系统实时调整参数,确保发酵过程稳定高效。
结语:
发酵工程作为连接微生物学与工业生产的桥梁,其理论与实践相结合的特点使其成为一门极具应用价值的学科。通过不断学习与实践,掌握发酵工程的核心知识,将有助于推动相关产业的技术进步与创新发展。