生化工程期末考试复习(2)

μm时的限制性基质浓度, g/L ) ；μmax: 最大生长比速（1/h）。

μ：菌体的生长比速；S：限制性基质浓度；Ks：饱和常数(相当于1/2μm时的限制性基质浓度, g/L ) ；μmax: 最大生长比速（1/h）。

S《 Ks时，μ∞S直线关系；S 》Ks 时，μ≈μm；Ks与μm反映了微生物的特征：基质；Ks反映微生物对基质的亲和力：Ks小，亲和力大。

8. 菌种浓度X、基质浓度S、细胞产率P及稀释率D的变化关系如图：（指出Dc，Dm，DX，关系总结）

1）菌种浓度X与稀释率D的关系：随D增加，X逐

渐减少，起初不明显，当D渐接近Dc＝μm，X急跌

至0，微生物全部洗出。

2）基质浓度S与稀释率D的关系：S变化与X相反：

一般当D<0.8时,S很小；随D再增大，S急剧上升，

当D渐接近Dc＝μm时，S＝S0。

3)细胞产率P=DX与稀释率D的关系：随D的增加P

逐步增大，可达最大DX值（DmXm），Dm为理论上的

最适宜稀释速率。

4)菌种浓度X、基质浓度S、细胞产率P及稀释率D

的关系:

Dc为临界稀释速率；Dm为理论上的最适宜稀释速率。

二． 证明题

1. D =－ln(1/10No/ No) / K=－2.303 lg0.1 / K = 2.303/K

2. td=0.693/u

3.D=u是连续恒定发酵的前提。（课本p46-48）

4.证明：L90=2.303/K.

穿透率：空气残留的颗粒数与空气中原有颗粒数之比 P= Ns/ N0

N0－空气中原有颗粒数 Ns－空气中残留的颗粒数

过滤效率：介质捕获的颗粒数与空气中原有颗粒数之比η＝(N0-Ns)/ N0 ＝1-P

对数穿透定律：－dN/dL=KN积分后得： ln（Ns/ N0）＝－K L 也可为： ln P＝－K L K－过滤常数(cm-1)，与气流速度V,纤维直径df，颗粒直径dp 和纤维填充密度有关； L－滤层厚度（cm ）

2) 过滤层厚度： L＝－ln（Ns/ N0）/K

通过计算获得：1) L90为η（过滤效率）为90％时的滤层厚度

因为 ln（Ns/ N0）＝ lnP＝ln（1－ η ） ＝－KL

当过滤效率为90％（穿透率为10 % ）时：K＝ - lnP/L90＝-ln10% /L90＝2.303/ L90 4双倒数求解思路：

三． 选择填空

1. 菌，灭菌原理：通过控制T和t来灭菌。灭菌工作关键：控制加热温度（T）和受热时间(t)

2. 比死亡速率常数K 加热温度有关。

3. ◇相同温度下，k 即：t=1/K *ln(N0/Ns) ◇同一种微生物在不同灭菌温度下，灭菌温度愈低，k值愈低；温度愈高，k值愈高。t=1/K *ln(N0/Ns)

K是温度T的函数，故T对K的影响是热灭菌设计的核心问题之一。

4. 各阶段对灭菌的贡献：升温；保温；降温

5. 灭菌标准：以杀死一般耐热芽孢杆菌为准。

6. 分批灭菌（间歇灭菌）的特点：

适用于：培养基易发泡或黏度大

优点：操作简便，无需连消的设备，适于手动操作，适于小规模生产，适于含大量固体物质的培养基灭菌，并减少了杂菌污染的机会

缺点：升温降温时间长，营养损失多，需进行反复的加热和冷却，能耗高，不适于大规模生产过程的发酵，设备利用率低。

连续灭菌的特点：

优点：利于自控操作和实现管道化，设备利用率高，避免反复加热和冷却，提高了热的利用率，操作条件恒定。

缺点：对设备要求高，需另加冷却、加热装置，操作比较麻烦，对蒸汽要求高，不适于含大量固体物料的灭菌。

7. 培养基灭菌要求： 达到需要的无菌程度；有效成分受热破坏程度尽可能低。

8．空气除菌的方法: ①加热灭菌 ②静电吸附 ③介质过滤除菌：

9.过滤介质：棉花：阻力大，易受潮；活性炭：阻力小，但效率为棉花1/3,与棉花混合使用；玻璃纤维；石棉滤板；烧结材料。

10. 绝对过滤：过滤介质孔隙小于微生物而进行的过滤方式。

深层过滤：一定厚度的介质，介质的孔径一般大于细菌，其主要由于滞留作用截获微粒，使空气净化。

11. 过滤除菌设备（过滤除菌）：深层纤维介质（棉花、活性炭、玻璃纤维）过滤器：填充物顺序：孔板－铁丝网－麻布－棉花－麻布－活性炭－麻布－棉花－麻布－铁丝网－孔板

12．空气除菌的要求：无菌、无尘、无油、无水、有压力

13. 单个纤维的总捕获效率η＝η1+η2+η3

14. 当无实验数据可查，可依据此：过滤常数为K＝4 (1 4.5 )η df(1 )

15. 两级冷却、两级分离、加热、除菌流程：

两次冷却：使水、油形成雾粒

两级分离：除去水、油雾粒