2025年大学本科二年级（发酵工程）发酵工艺优化测试题及答案.doc

2025年大学本科二年级（发酵工程）发酵工艺优化测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
（总共10题，每题3分，每题只有一个选项符合题意，请将正确答案填写在答题纸上）

1. 发酵工程中，以下哪种因素对发酵罐内的溶解氧影响最大？
A. 搅拌速度
B. 罐压
C. 培养基成分
D. 接种量
2. 在发酵工艺优化中，关于发酵温度的控制，以下说法错误的是？
A. 不同的微生物有其最适生长温度
B. 发酵前期温度可适当高些以促进微生物生长
C. 发酵后期温度应维持在较低水平以利于产物合成
D. 温度变化对发酵影响不大，无需精确控制
3. 发酵过程中，用于调节pH值的常用物质不包括？
A. 盐酸
B. 氢氧化钠
C. 碳酸钙
D. 乙醇
4. 以下哪种发酵罐类型具有更好的传质和传热效率？
A. 机械搅拌发酵罐
B. 通风搅拌发酵罐
C. 自吸式发酵罐
D. 气升式发酵罐
5. 关于发酵培养基的优化，下列做法正确的是？
A. 尽量增加昂贵成分的使用量
B. 减少碳源的含量以提高产物纯度
C. 根据微生物需求调整各营养成分比例
D. 随意添加未知成分以探索新效果
6. 在发酵工艺中，种子扩大培养的目的不包括？
A. 增加种子数量
B. 使种子适应发酵条件
C. 提高种子活力
D. 直接获得大量发酵产物
7. 发酵过程中，泡沫过多不会导致以下哪种情况？
A. 增加染菌机会
B. 降低发酵罐的装料系数
C. 提高发酵效率
D. 影响氧的传递
8. 对于发酵工艺优化中的补料策略，以下正确的是？
A. 一次性大量补料
B. 随意补料，无规律可循
C. 根据发酵过程中参数变化适时补料
D. 仅在发酵后期补料
9. 以下哪种微生物代谢产物属于次级代谢产物？
A. 乙醇
B. 氨基酸
C. 抗生素
D. 葡萄糖
10. 在发酵工程中，发酵罐的罐体材质一般不选用？
A. 不锈钢
B. 玻璃
C. 塑料
D. 陶瓷

第II卷（非选择题 共70分）

二、填空题（每题3分，共15分）
1. 发酵工程中常用的灭菌方法有______和______。
2. 微生物发酵的主要类型有______、______和______。
3. 发酵罐的主要结构包括______、______、______等。
4. 发酵工艺优化中，常用的参数检测方法有______、______和______。
5. 影响发酵产率的因素主要有______、______和______。

三、简答题（每题10分，共30分）
1. 简述发酵工艺优化中温度控制的重要性及原则。
2. 说明发酵过程中pH值对微生物生长和产物合成的影响。
3. 阐述发酵培养基优化的方法和步骤。

四、分析题（共15分）
材料：在某抗生素发酵过程中，发现发酵液中溶氧一直处于较低水平，导致抗生素产量不高。
问题：请分析溶氧低可能的原因，并提出相应的解决措施。

五、设计题（共20分）
材料：现有一种新的微生物，欲通过发酵生产某种酶。已知该微生物生长的最适温度为30℃，最适pH为7.0，发酵过程需充足氧气。
要求：设计一套初步的发酵工艺优化方案，包括发酵罐的选择、培养基配方、发酵条件控制等方面。

答案：
一、选择题
1. A
2. D
3. D
4. D
5. C
6. D
7. C
8. C
9. C
10. C

二、填空题
1. 湿热灭菌、过滤除菌
2. 好氧发酵、厌氧发酵、兼性厌氧发酵
3. 罐体、搅拌装置、通气装置
4. 化学分析法、物理检测法（如电极法等）、生物检测法
5. 微生物菌种特性、发酵条件、培养基组成

三、简答题
1. 温度控制的重要性：温度影响微生物的生长繁殖、代谢途径及酶的活性，进而影响发酵产物的产量和质量。原则：根据微生物的最适生长温度，在发酵前期适当提高温度以促进微生物生长，发酵中期维持适宜温度利于产物合成，后期可适当降低温度。
2. pH值影响微生物生长和产物合成：不同pH值下微生物细胞内的酶活性不同，影响物质代谢。合适的pH值有利于微生物吸收营养物质，促进产物合成。pH值不适宜会影响细胞膜通透性等，导致生长受抑制，产物产量下降。
3. 方法和步骤：首先分析微生物对营养成分的需求，确定主要营养源；然后调整碳氮比等；接着添加特殊营养因子；通过摇瓶实验初步优化；再进行发酵罐实验进一步优化，根据发酵结果不断调整配方。

四、分析题
溶氧低可能原因：搅拌速度不足，导致气液混合不充分；通气量不够；发酵罐密封不好有漏气；培养基过于黏稠阻碍氧传递。解决措施：适当提高搅拌速度；增加通气量；检查发酵罐密封情况并修复；考虑添加消泡剂降低培养基黏稠度，或更换更合适的培养基配方。

五、设计题
发酵罐选择：选用气升式发酵罐，利于氧传递。培养基配方：以适宜碳源、氮源为主，添加适量无机盐和生长因子，如葡萄糖、蛋白胨等，根据微生物需求调整比例。发酵条件控制：温度控制在30℃，pH维持在7.0，通过调节通气量和搅拌速度保证充足氧气，定期检测参数并适时调整。