1、微生物发酵培养有哪些方式？
答：有固体发酵，半固体发酵，液体发酵（包括液体表面发酵法、液体深层发酵法）三种 2、柠檬酸、乳酸、核酸、维生素C、氨基酸、酶制剂、抗生素的主要生产菌种
答：柠檬酸生产菌（黑曲霉）
乳酸生产菌：同型乳酸发酵 德氏乳杆菌、乳酸链球菌、酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌
异型乳酸发酵 肠膜状明串珠菌、甘露醇乳杆菌、番茄乳杆菌、短乳杆菌、戊糖乙酸乳杆
菌及真菌中的根霉菌
核酸生产菌株：枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、产氨短杆菌及其变异株
维生素C生产菌：第一步发酵 生黑葡萄糖酸杆菌（简称黑醋菌）第二步发酵 采用的菌种由大、小两株细菌组成的混合菌种。小菌为氧化葡萄糖酸杆菌，大菌可采用。巨大芽孢杆菌或蜡状芽孢杆菌或浸麻芽孢杆菌。也可采用其他一些杆菌与小菌混合培养。
氨基酸生产菌：黄色短杆菌、黑曲霉、保加利亚乳杆菌
酶制剂生产菌：枯草杆菌、大肠杆菌、黑曲霉、米曲酶、青霉、木霉
抗生素生产菌：青霉素、红霉素、链霉素、多粘菌素、两性霉素、制霉菌素、阿霉素、博来霉素、氯霉素、艾美素、灭滴虫素
3、简述黑曲霉中柠檬酸的积累机制主要概括为哪些方面？
答：⑴严格限制供给Mn2+等金属离子，或筛选耐高浓度锰离子、锌离子、铁离子，降低菌体中糖代谢转向合成蛋白质、脂肪、核酸的能力，使细胞中形成高水平的NH4+ ，解除柠檬酸和ATP对PFK的抑制；促进了EMP途径代谢流增大；
⑵存在一条活性强的侧系呼吸链，对氧敏感，但不产生ATP，是细胞内ATP浓度下降，减轻了ATP对PFK的抑制作用，促进EMP途径的畅通，增加柠檬酸的生物合成。
⑶丙酮酸羧化酶是组成型酶，不受代谢调节控制，可源源不断提供草酰乙酸；丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A和CO2固定反应取平衡，保证乙酰辅酶A和草酰乙酸的提供，柠檬酸合成酶不受调节，增强了柠檬酸的合成能力。
4、简述糖蜜的预处理方法？
答：（谷氨酸生产）预处理方法：活性碳或树脂吸附法和亚硝酸法吸附或破坏生物素。也可以在发酵液中加入表面活性剂吐温60或添加青霉素。
（柠檬酸成产）生产上主要采用黄血盐法和石灰硫酸法， 目的是去除金属离子和部分蛋白质。
5、简述柠檬酸发酵的糖质原料有哪些？ 答：糖质原料包括
薯类：甘薯、薯干、木薯、木薯干、马铃薯、薯渣。 谷类：玉米、小麦、面粉、大米。 淀粉：谷类与薯类加工的淀粉。 砂糖：白砂糖、赤砂糖、糖蜜。
淀粉糖：淀粉水解糖(单糖、双糖、糊精、葡萄糖母液)
果实，粮食加工下脚料：各种含糖果实、糖食加工的下脚料等。 7、试述淀粉两次加酶喷射液化工艺过程？
答：工艺流程：调浆---配料----一次喷射液化---液化保温---二次喷射---高温维持---二次 液化------冷却------（糖化）
在配料罐内，将淀粉加水调浆成淀粉乳，用Na2CO3调pH，使pH值处在5.0-7.0之间，加入0.15%的氯化钙作为淀粉酶的保护剂和激活剂，最后加入耐高温α-淀粉酶，料液经搅拌均匀后用泵打入喷射液化器，在喷射器中出来的料液和高温蒸汽直接接触，料液在很短时间内升温至95-97℃，此后料液进入保温罐保温60min，温度维持在95-97℃，然后进行二次喷射，在第二只喷射器内料液和蒸汽直接接触，使温度迅速升至145℃以上，并在维持罐内维持该温度3-5min左右，彻底杀死耐高温α-淀粉酶，然后料液经真空闪
急冷却系统进入二次液化罐，将温度降低到95-97℃，在二次液化罐内加入耐高温α-淀粉酶，液化约30min，用碘呈色试验合格后，结束液化。 8、同型乳酸发酵和异型乳酸发酵的概念？
答：同型乳酸发酵是葡萄糖经EMP途径降解为丙酮酸，丙酮酸在丙酮酸脱氢酶的催化下还原为乳酸的过程。异型乳酸发酵是某些乳酸细菌利用HMP途径，分解葡萄糖为5-磷酸核酮糖，再经差向异构酶作用变成5-磷酸木酮糖，然后经磷酸酮解酶催化裂解，生成3-磷酸甘油醛和乙酰磷酸。 3-磷酸甘油醛经EMP途径后半部分转化为乳酸。 9、代谢控制发酵？
答：用人工诱变的方法，有意识地改变微生物的代谢途径，最大限度地积累产物，这种发酵形象地称为代谢控制发酵，最早在氨基酸发酵中得到成功应用。它是利用遗传学或其它生物化学的方法，人为地在脱氧核糖核酸（DNA）的分子水平上，改变和控制微生物的代谢，使有用的代谢产物大量生成、积累的发酵技术。
10、简述谷氨酸发酵中控制细胞渗透性采用的方法和机理？ 答：细胞透性的调节方法：
细胞透性的调节，一般通过向培养基中添加化学成分（如生物素、油酸、甘油、表面活性剂、青霉素等），达到抑制磷脂、细胞膜的形成或阻碍细胞壁的正常生物合成，使谷氨酸生产菌处于异常生理状态，解除细胞对谷氨酸向胞外漏出的渗透障碍。 11、谷氨酸高产菌模型特征
答：丧失或有微弱的?-酮戊二酸脱氢酶活力，使?-酮戊二酸不能继续氧化； CO2固定能力强，使四碳二羧酸全部由CO2固定反应提供，而不走乙醛酸循环；
谷氨酸脱氢酶的活力很强，并丧失谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的反馈抑制和反馈阻遏，同时，NADPH2再氧化能力弱，这会使?-酮戊二酸到琥珀酸的过程受阻；
有过量的NH4+ 存在，?-酮戊二酸经氧化还原共轭氨基化反应而生成谷氨酸却不形成蛋白质，从而分泌泄漏于菌体外；
同时，谷氨酸生产菌应不利用体外的谷氨酸，使谷氨酸成为最终产物。 生产菌株还应该具有生物素合成缺陷、油酸合成缺陷和甘油合成缺陷等特点。 12、简述发酵过程中泡沫的形成、对发酵的影响及消除泡沫的方法？ 答：（1）泡沫的形成和性质
（1）搅拌与通风（2）发酵液中含有蛋白胨、玉米浆、黄豆粉是主要的发泡剂（3）发酵液感染杂菌和噬菌体
（2）泡沫对发酵的影响
（1）发酵灌的装料系数减少（2）氧传递系数减少（3）发酵液逃液，增加染菌机会 3）泡沫的消除（控制）
调整培养基的成分（少加或缓加宜起泡的原材料）；改变某些物理化学参数（pH、温度、通气和搅拌；改变发酵工艺）
采用机械消泡或消泡剂消泡
机械消泡：利用机械振动或压力变化使泡沫破裂
消泡剂：属表面活性剂，天然油脂（豆油、玉米油）；脂肪酸和酯类；聚醚类（氧化丙烯和氧化乙烯与甘油的聚合物）；硅酮类
13、论述谷氨酸发酵中杂菌污染的主要原因有哪些？如何防治？
答：要防止杂菌污染，先要弄清楚造成染菌的原因，然后进行防治。 （1）．杂菌污染的主要原因分析
①种子带菌。若发酵前期染菌，可能是种子带菌所致或发酵罐本身染菌所致。为了避免种子染菌，在斜
面种子、摇瓶种子制备过程中都必须严格操作，
②罐体与管件渗漏所引起的染菌。若罐体或管件有极其微小的漏孔时，易引起染菌。有时漏孔用肉眼直接察觉不到，需要通过一定的试漏方法才能发现。
③死角。罐或管路连接处的死角，在灭菌时其中的杂菌不易被杀死，易造成连续染菌，影响生产。 ④空气系统染菌。好气性发酵需连续不断地通人大量无菌空气。空气系统所有的设备要定时打开排液阀排液，避免设备内积液太多，带入空气中去，造成染菌。
⑤环境污秽造成染菌。车间、环境卫生差，易引起染菌。为堵绝杂菌的来源和繁殖机会，必须加强车间和环境的清洁卫生工作。
（2）、杂菌污染的防治与挽救 污染了杂菌后，要根据具体情况，及时采取措施加以挽救。具体措施为：
(1)一级种子经平板检查确认无菌后，方可接入二级种子中。
(2)二级种子冷却，小于10℃保压12～16h，平板检验确认无杂菌后，再接入发酵罐。 (3)发酵0-6h后，大幅度染菌，镜检发现球菌，应放罐重消毒，消毒温度适当降低。
(4)发酵12h后，发现污染有少量芽孢或杆菌，但光密度尚正常，pH仍有升降，耗糖一般，谷氨酸产量在0.2％以上，则可加大通风量，按常规发酵到底。
(5)发酵后期确认染球菌，则可加热至70—80℃放罐。
(6)发现染菌的罐，下次空罐消毒加入甲醛后，再用蒸汽熏蒸0.12-0.17L／m3。 (7)加强车间卫生管理，防止活菌体飞扬。 (8)选用抗药性菌种。
14、简述赖氨酸的代谢控制发酵的方法？
答：1）切断或减弱支路代谢，选育高丝氨酸缺陷型（Hom－）突变株，切断通向苏氨酸和甲硫氨酸的代谢流，限量供给高丝氨酸（或苏氨酸+甲硫氨酸)，解除赖氨酸和苏氨酸的协调反馈抑制作用，因而能够过量积累赖氨酸。
或选育蛋氨酸和苏氨酸或异亮氨酸缺陷型（Met－ + Thr－、Ile－）突变株；
2）选育结构类似物抗性突变株：解除Thr和Lys的协同反馈抑制作用，使赖氨酸大量积累，如：①S-(2-氨基乙基)-L-半胱氨酸抗性株（AECr） ②L-赖氨酸氧肟酸盐抗性株（LysHxr） 3）解除代谢互锁
在乳糖发酵短杆菌中，Lys的生物合成与亮氨酸（Leu）之间存在着“代谢互锁”，即赖氨酸分支途径的初始酶二氢吡啶-2,6-二羧酸（DDP）合成酶受Leu的反馈阻遏（③苏氨酸氧肟酸盐抗性突变株（ThrHxr）等
方法：⑴ 选择丙氨酸缺陷型菌株（Ala－）；或温度敏感突变株（tmps），中断丙酮酸到Ala的反应；选育AspHxr、磺胺类药物抗性突变株； ⑵ 选育抗天冬氨酸结构类似物突变株；
⑶ 选育适宜的CO2固定酶/TCA循环酶活性比的菌株 选育温度敏感突变株：如，乳糖发酵短杆菌 AJ11093 AJ1099 在发酵前期于29～33℃生长良好，而到34 ℃以上时则不 能生长，发酵积累赖氨酸盐酸盐。
添加丰富的生物素，既可以使Glu不排出体外，并使代谢 流转向Lys的合成，又能提高PEP羧化酶（ PC ）的活性， 促使PEP生成草酰乙酸，再生成Asp
15、离子交换法提取赖氨酸的工艺流程及要点说明？
答：1）发酵液的处理：菌体分离，两种方法
离心分离法：高速离心机分离除去菌体（国外方法），用碟片式自动卸渣高速离心机，分离菌体和草酸钙等 添加絮凝剂沉淀法：用草酸除去发酵液中的Ca2+ ，调节pH至2～3，加入絮凝剂（如聚丙烯酰胺），使菌
体聚集而沉淀。然后加助滤剂过滤即可除去菌体。
2）离子交换吸附及洗脱：铵型阳离子交换树脂，洗脱剂为氨水加氯化铵；用茚三酮检查流出液，pH9.5～12，得率可达90%～95%
3）真空浓缩：去除氨，并提高Lys含量，真空时温度65℃，浓度22～ 23°Bé
4）中和结晶：加入工业盐酸，搅拌，pH5.2，自然冷却结晶，至5℃结晶完全（粗结晶，含一分子结晶水的粗L-Lys盐酸盐）
5）重结晶：用蒸馏水溶解，11-12°Bé，加入活性炭脱色，压滤，再真空浓缩至22°Bé，再结晶、冷却、离心分离并水洗
6）干燥：60℃热风干燥，去结晶水，得到L-Lys盐酸盐，含水0.1%以下。 16、核苷酸生物合成的补救途径？
答：利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。当全合成受阻时，微生物可从培养基中取得完整的嘌呤或嘧啶，和戊糖、磷酸通过酶的作用直接合成单核苷酸，所以称为“补救途径”。
17、从鸟甘酸的生物合成途径及其调节机制分析，要积累鸟苷，应使鸟苷生产菌具备哪些条件？p107 答：（1） 枯草芽孢杆菌具有GMP的环形支路：菌株因丧失SAMP合成酶（Ade－）活性，切断从IMP到AMP的通路，使生成的IMP全部转向合成GMP，同时丧失GMP还原酶活性，使生成的GMP不致还原为IMP。
（2）为了积累鸟苷，核苷酶或核苷磷酸化酶等鸟苷分解酶的活性必须微弱；
（3）鸟苷酸（GMP）是嘌呤核苷酸全合成的终产物，为了积累鸟苷，必须解除GMP对PRPP转胺酰酶，IMP脱氢酶及GMP合成酶等的反馈抑制与阻遏。（封闭基因或选择渗漏）
（4）为了抑制肌苷产生，高效率积累鸟苷，由IMP脱氢酶及GMP合成酶所催化的反应应该比核苷酸酶（IMP---IR)所催化的反应优先进行。 18、IMP发酵应具备的条件：
答：（1）选择肌苷酸酶弱或丧失的出发菌株（不分解肌苷酸） （2）切断IMP向下的两条支路，使IMP大量生成和积累； （3）选育结构类似物双重抗性突变株； （4）限量添加Mn2+，解除细胞膜渗透型障碍。 19、离子交换树脂法提取肌苷酸的工艺流程及说明？
答：过滤、酸化：发酵液加活性白土（15g/L)，压滤除菌体，清液加1.5倍体积的0.1mol/LHCl。 阳离子交换：732#（H＋）型树脂，上柱液体积为湿树脂体积的6倍。流出液用NaOH溶液调pH8.5-9.5。 阴离子交换：上柱液体积为湿树脂体积的6倍，90％肌苷酸被吸附。
洗脱：先用水冲洗柱子，再用0.05mol/LHCl洗涤至流出液pH为3.5；然后用含0.05mol/LHCl和0.05mol/LNaCl混合液进行洗脱。收集肌苷酸流出液。
减压浓缩：洗脱液用40％NaOH调pH至7.5，减压浓缩15－20倍体积。 结晶：浓缩液加入2倍体积95％乙醇，低温育晶，析出肌苷酸粗品。
重结晶：肌苷酸粗品加水溶解，加乙醇低温结晶，过滤，晶体用30％乙醇洗涤2－3次 肌苷酸精品：湿肌苷酸晶体烘干，制得肌苷酸精品。 20、GMP发酵应具备的条件：
答：枯草芽孢杆菌具有GMP的环形支路：菌株因丧失SAMP合成酶（Ade－）活性，切断从IMP到AMP的通路，使生成的IMP全部转向合成GMP，同时丧失GMP还原酶活性，使生成的GMP不致还原为IMP。
为了积累鸟苷，核苷酶或核苷磷酸化酶等鸟苷分解酶的活性必须微弱；
鸟苷酸（GMP）是嘌呤核苷酸全合成的终产物，为了积累鸟苷，必须解除GMP对PRPP转胺酰酶，IMP脱氢酶及GMP合成酶等的反馈抑制与阻遏。（封闭基因或选择渗漏）
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