2021發(fā)酵工藝學(xué)復(fù)習(xí)資料

發(fā)酵工藝學(xué)復(fù)習(xí)資料1、菌種擴(kuò)大培養(yǎng)：種子擴(kuò)大培養(yǎng)是指將保存在砂土管、冷凍干燥管中處于休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng)過(guò)扁瓶或搖瓶及種子罐逐級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)而獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過(guò)程，稱(chēng)為種子擴(kuò)大培養(yǎng)。這些純種培養(yǎng)物稱(chēng)為種子。2、雙酶法糖化工藝：包括淀粉的液化和糖化兩個(gè)步驟，液化是利用液化酶使淀粉糊化。粘度降低，并水解到糊精和低聚糖的程度，然后利用糖化酶將液化產(chǎn)物進(jìn)一步水解成葡萄糖的過(guò)程。3、淀粉老化：分子間氫鍵已斷裂的糊化淀粉又重新排列形成新的氫鍵的過(guò)程，也就是復(fù)結(jié)晶4、淀粉水解糖：在工業(yè)生產(chǎn)上將淀粉水解為葡萄糖的過(guò)得稱(chēng)為淀粉的“糖化”，所制得的糖液你為淀粉水解糖。5、雙邊發(fā)酵工藝：邊糖化邊發(fā)酵，其持點(diǎn)是采用較低溫度使淀粉糖化和酒精發(fā)酵同時(shí)進(jìn)行。發(fā)酵周期較長(zhǎng)，淀粉利用率低，但產(chǎn)品香氣足、風(fēng)味好，當(dāng)前一部分廠仍在采用。,6、二高三低現(xiàn)象：pH高、殘?zhí)歉摺D值低、溫度低、谷氨酸低。7、發(fā)酵轉(zhuǎn)換：培養(yǎng)條件不適宜，幾乎不產(chǎn)生谷氨酸，而得到大量菌體或者谷氨酸發(fā)酵轉(zhuǎn)換為累積乳酸，琥珀酸，纈氨酸，谷氨酰胺等。8、過(guò)度氧化作用：過(guò)度氧化作用是指發(fā)酵過(guò)程中當(dāng)乙醇即將耗盡而有氧存在時(shí)，代謝途徑發(fā)生改變，醋酸進(jìn)一步氧化成CO2和水的作用。9、淀粉糊化：淀粉乳受熱，淀粉顆粒膨脹，當(dāng)溫度上升到一定程度時(shí)，淀粉顆粒的偏光十字消失，顆粒急驟膨脹，體積增大幾百倍，粘度迅速增高，變成粘稠的糊狀物（淀粉糊）10、雙邊發(fā)酵：在釀造過(guò)程中，在糖化的同時(shí)，酒精發(fā)酵也同時(shí)進(jìn)行。11、DE值：糖化液中的還原糖含量（以葡萄糖計(jì)算）占干物質(zhì)的百分率 %100?=干物質(zhì)含量還原糖含量值DE 12、谷氨酸的生物合成途徑包括哪些途徑？以葡萄糖為原料的代謝途徑，以醋酸和正石蠟為原料的代謝途徑 13、在食醋釀造過(guò)程中,工廠最常用的醋酸桿菌是什么？醋酸桿菌(AS1.41 滬釀1.01) 14、現(xiàn)有的谷氨酸生產(chǎn)菌主要是有哪些種屬？短桿菌屬 棒桿菌屬 小桿菌屬 節(jié)桿菌屬 15、在味精工業(yè)谷氨酸發(fā)酵中常用的碳源和氮源有什么？在谷氨酸發(fā)酵中，國(guó)內(nèi)常用的碳源為淀粉水解糖，國(guó)外常用的為糖蜜。 氮源為尿素，液氨和氨水。 16、谷氨酸發(fā)酵的代謝控制育種有哪些？1.日常菌種工作：定期分純 小劑量誘變刺激 高產(chǎn)菌制作安瓿管2.選育耐高滲壓菌株：耐高糖，耐高谷氨酸，耐高糖、高谷氨酸 17、谷氨酸發(fā)酵過(guò)程中污染的原因分析。 18、醋酸發(fā)酵工藝分為哪三個(gè)階段？1.原料預(yù)處理2.糖化及酒精發(fā)酵3.醋酸發(fā)酵19、谷氨酸發(fā)酵過(guò)程中異常情況及其處理方式。P16820、液化酶和糖化酶的作用方式是什么，對(duì)直鏈淀粉的最后產(chǎn)物是什么？-淀粉酶從淀粉分子內(nèi)部對(duì)-1，4糖苷鍵進(jìn)行切割，但不能水解分子內(nèi)部的-1，6糖苷鍵。糖化酶水解作用是從底物的非還原端進(jìn)行，屬于外切酶，即可水解-1，4糖苷鍵，又可水解-1，6糖苷鍵，但水解速度不同，前者速度快，后者速度慢。21、在淀粉水解糖的制備過(guò)程中，加入氯化鈣的目的是什么？鈣離子對(duì)-淀粉酶的穩(wěn)定性有很大提高作用。-淀粉酶都含有鈣質(zhì)，實(shí)際是一種金屬酶，將鈣質(zhì)全部除去，活力完全消失，再加入足量的鈣質(zhì)，活力能完全恢復(fù)。22、怎樣控制噬菌體對(duì)谷氨酸的發(fā)酵的危害？（1）合理使用抗性菌株要求：對(duì)以前出現(xiàn)過(guò)的噬菌體都具有抗性、不是溶源性菌株、生產(chǎn)能力不能低于原生產(chǎn)菌株、不易發(fā)生回復(fù)突變。缺點(diǎn)：非一勞永逸的方法。（2）使用藥物防治噬菌體阻止噬菌體吸附的藥物，多系螯合劑抑制蛋白質(zhì)合成或阻斷其復(fù)制的菌物，一般多為抗生素其它，如染料、VC，雜蒽類(lèi)等23、在谷氨酸發(fā)酵過(guò)程中造成污染的主要途徑有哪些？種子帶菌罐體和管件滲漏所引起的染菌死角空氣系統(tǒng)蒸汽壓力與滅菌操作不慎引起染菌環(huán)境污穢造成的染菌24、淀粉水解糖制備的方法有哪些，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？（1）酸解法優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，水解時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，設(shè)備周轉(zhuǎn)快，日前仍為一些工廠所采用。缺點(diǎn)：設(shè)備要求耐腐蝕、耐高溫、耐高壓。淀粉在酸水解過(guò)程中，副反應(yīng)所生成的副產(chǎn)物多，影響糖液純度，使淀粉轉(zhuǎn)化率降低。（2）酶酸結(jié)合法酶酸法：該工藝適用于大米(碎米)或粗淀粉原料，可省去大米或粗淀粉原料加工成精制淀粉的生產(chǎn)過(guò)程，避免淀粉在加工過(guò)程中的大量流失。與加工成精制淀粉比較，一般可提高原料利用率10左右。酸酶法：采用酸酶法水解淀粉制糖，具有酸液化速度快的優(yōu)點(diǎn)。糖化是由酶來(lái)完成的，因而可采用較高的淀粉乳濃度，提高生產(chǎn)效率。用此法，酸用量少，產(chǎn)品顏色淺，糖液質(zhì)量高。（3）雙酶法優(yōu)點(diǎn)：由于酶具有較高專(zhuān)一性，淀粉水解的副產(chǎn)物少，因而水解糖液純度高，DE值可達(dá)98以上，使糖液得到充分利用。淀粉水解是在酶的作用下進(jìn)行的，酶解反應(yīng)條件較溫和?？梢栽谳^高的淀粉濃度下水解。水解糖液的還原糖含量可達(dá)到30以上。雙酶法制得的糖液顏色淺，較純凈，無(wú)苦味，質(zhì)量高，有利于淀粉的充分利用。可以使用大米或粗淀粉原料，避免淀粉加工過(guò)程中的大量流失，減少糧食的消耗。缺點(diǎn)：反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，夏天糖液容易變質(zhì)。酶本身是蛋白質(zhì)，引起糖液過(guò)濾困難。25、畫(huà)出谷氨酸合成的理想途徑并計(jì)算谷氨酸的理論轉(zhuǎn)化率1mol葡萄糖（分子量180）可以生成1mol谷氨酸（分子量147）,因此理論糖酸轉(zhuǎn)化率為81.7%26、生物素對(duì)谷氨酸發(fā)酵的影響？生物素亞適量時(shí)，糖代謝、TCA循環(huán)、乙醛酸循環(huán)反應(yīng)減弱，生物氧化降低，ATP形成量減少，蛋白質(zhì)合成低滯，在銨離子適量存在下，生成積累谷氨酸。反之，生物素過(guò)量，谷氨酸生長(zhǎng)成減少，蛋白質(zhì)合成增強(qiáng)，谷氨酸通過(guò)轉(zhuǎn)氮基作用生成其它氨基酸也會(huì)增多。27、試述味精生產(chǎn)中常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題并簡(jiǎn)要說(shuō)明其產(chǎn)生的可能原因。P33528、草酰乙酸可以從哪些代謝中得到29、檸檬酸生產(chǎn)的菌種主要是什么？目前，糖質(zhì)原料發(fā)酵使用黑曲霉，因?yàn)樗臋幟仕岙a(chǎn)量最高，且能利用多樣化的碳源。烷烴和糖質(zhì)原料發(fā)酵也有采用解脂假絲酵母等酵母發(fā)酵的。30、工業(yè)化生產(chǎn)淀粉水解糖的過(guò)程中液化終點(diǎn)怎么控制？液化的程度判定用碘液顯色控制，反應(yīng)液呈橙黃色或棕紅色即液化完全。一般DE在12-15%31、谷氨酸的提取方法有哪些及如何綜合利用谷氨酸發(fā)酵廢液提取方法1.等電點(diǎn)法2.離子交換法3.金屬鹽法4.鹽酸水解等電點(diǎn)法5.離子交換膜電滲析法發(fā)酵廢液綜合利用 1.飼料2.提取核苷酸及核苷酸的一些降解物3肥料4.培養(yǎng)酵母的原料32、熱醋酸梭菌的發(fā)酵優(yōu)缺點(diǎn)？?jī)?yōu)點(diǎn):lmol己糖(六碳糖)轉(zhuǎn)化成3mo1的醋酸;在厭氧條件下由己糖轉(zhuǎn)化成醋酸一步完成；耐高溫；也可利用戊糖。缺點(diǎn):發(fā)酵條件要求嚴(yán)格并要中和發(fā)酵生成的酸;菌體營(yíng)養(yǎng)要求復(fù)雜，尚未見(jiàn)工業(yè)化生產(chǎn)報(bào)道。33、染菌的防治與挽救的方法種子擴(kuò)大培養(yǎng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)雜菌，應(yīng)廢棄，絕不可再用發(fā)酵早期染菌，適當(dāng)添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，重新滅菌后再接種發(fā)酵如果中后期染菌，發(fā)酵影響不是很大，也不妨礙產(chǎn)品后處理，可讓其共生，至發(fā)酵終止34、泡沫對(duì)谷氨酸發(fā)酵的影響降低發(fā)酵罐的裝料系數(shù)增加污染雜菌的機(jī)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)物的損失消沫劑的加入將給提取工序帶來(lái)困難5.當(dāng)泡沫穩(wěn)定時(shí)，代謝氣體不能及時(shí)排出35、黑曲霉檸檬酸高產(chǎn)菌的生理特征能耐高濃度的檸檬酸(15以上)，而不利用和分解檸檬酸。耐高濃度葡萄糖能產(chǎn)生和分泌大量的酸性淀粉酶和酸性糖化酶。能抗微量金屬離子，尤其能抗較高濃度的錳、銅等在深層液體發(fā)酵培養(yǎng)時(shí)，能形成大量的細(xì)小菌球體，菌球體直徑為0.1mm，菌球量達(dá)104個(gè)mL以上。36、淀粉水解糖的質(zhì)量要求1.嚴(yán)格控制淀粉質(zhì)量，對(duì)霉?fàn)€、變質(zhì)的淀粉2.糖液中不含糊精3.根據(jù)發(fā)酵初糖濃度的要求，正確控制淀粉乳濃度高低4.糖液要清，色澤要淺，保持一定的透光率5.糖液要新鮮，盡可能現(xiàn)做現(xiàn)用6.避免淀粉中蛋白質(zhì)含量過(guò)高37、現(xiàn)有谷氨酸生產(chǎn)菌的主要特征(1)細(xì)胞形態(tài)為球形、棒形以至短桿形。(2)革蘭氏染色陽(yáng)性，無(wú)芽孢，無(wú)鞭毛，(3)都是需氧型微生物。(4)都是生物素缺陷型或溫度敏感型。(5)脲酶強(qiáng)陽(yáng)性。(6)不分解淀粉、纖維素、油脂、酪蛋白以及明膠等(7)發(fā)酵中菌體發(fā)生明顯的形態(tài)變化，同時(shí)發(fā)生細(xì)胞膜滲透性變化。(8)CO2固定反應(yīng)酶系活力強(qiáng)。(9)異檸檬破裂解酶活力欠缺或微弱,乙醛酸循環(huán)弱(10)-酮戊二酸氧化能力缺失成微弱。(11)還原型輔酶(NADPH)進(jìn)入呼吸鏈能力弱(12) 檸檬酸合成酶、烏頭酸酶、異檸檬酸脫氫酶以及谷氨酸脫氫酶活力強(qiáng)。(13)具有向環(huán)境泄漏谷氨酸的能力。(14)不分解利用谷氨酸,并能耐高濃度的谷氨酸5以上38、試述谷氨酸發(fā)酵的代謝控制育種見(jiàn)24題39、谷氨酸的提取方法有哪些及其優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)32題，優(yōu)缺點(diǎn)略40、檸檬酸如何提取？41、在谷氨酸發(fā)酵工業(yè)中，如果提高細(xì)胞膜滲透性，其原理及控制方法。1.添加表面活性劑或飽和脂肪酸原理：作為代謝拮抗物來(lái)抑制不飽和脂肪酸的合成過(guò)程，導(dǎo)致磷脂合成不足，提高細(xì)胞膜的滲透性控制方法：掌握好添加時(shí)間和添加的濃度，添加這些藥劑以后，當(dāng)菌體再次分裂增殖時(shí)，細(xì)胞膜發(fā)生變化，完成了谷氨酸非積累型細(xì)胞向積累型細(xì)胞的轉(zhuǎn)變。2.油酸缺陷型原理：細(xì)胞喪失了自身合成油酸的能力，也就喪失磷脂生物合成能力，必須由外界供給油酸才能生長(zhǎng)，因此可以通過(guò)控制油酸的添加量，使細(xì)胞膜通透性發(fā)生變化控制方法：控制油酸的添加量在亞適量，當(dāng)油酸耗盡時(shí)，谷氨酸菌體經(jīng)再度倍增時(shí)，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能就會(huì)發(fā)生特異性變化。如果油酸過(guò)量，只長(zhǎng)菌不產(chǎn)酸或產(chǎn)酸少。3.甘油缺陷型原理：磷脂的合成必須以甘油為前體，甘油缺陷型菌株必需供給甘油才能生長(zhǎng)，通過(guò)供給甘油的量可以控制細(xì)胞膜的通透性控制方法：控制甘油的添加量在亞適量，當(dāng)甘油耗盡時(shí)，谷氨酸菌體經(jīng)再度倍增時(shí)，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能就會(huì)發(fā)生特異性變化。如果甘油過(guò)量，只長(zhǎng)菌不產(chǎn)菌或產(chǎn)酸少。4.阻礙谷氨酸細(xì)胞壁的合成原理：抑制轉(zhuǎn)肽作用，形成不完整的細(xì)胞壁，使細(xì)胞膜處于無(wú)保護(hù)狀態(tài)，細(xì)胞膜內(nèi)外的滲透差導(dǎo)致細(xì)胞膜的物理?yè)p傷，增大了谷氨酸向胞外漏出的滲透性控制方法：主要考慮添加的時(shí)間和添加的濃度，一般應(yīng)考慮在接種后，開(kāi)始進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的早期添加，具體添加的時(shí)間與濃度，因菌種、接種量、培養(yǎng)基的組成和發(fā)酵條件不同而異，發(fā)酵過(guò)程中還要根據(jù)菌體形態(tài)、產(chǎn)酸、耗糖、OD值等變化情況，確定是否補(bǔ)加能及補(bǔ)加的時(shí)間及量