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1、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)過扁瓶或搖瓶及種子罐逐級擴(kuò)大培養(yǎng)而獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過程，稱為種子擴(kuò)大培養(yǎng)。這些純種培養(yǎng)物稱為種子。 2、雙酶法糖化工藝： 包括淀粉的液化和糖化兩個步驟，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得稱為淀粉的“糖化”，所制得的糖液你為

2、淀粉水解糖。 5、雙邊發(fā)酵工藝： 邊糖化邊發(fā)酵，其持點是采用較低溫度使淀粉糖化和酒精發(fā)酵同時進(jìn)行。 發(fā)酵周期較長，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、過度氧化作用： 過度氧化作用是指發(fā)酵過程中當(dāng)乙醇即將耗盡而有氧存在時，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，淀粉顆粒的偏光十字

3、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： 在釀造過程中，在糖化的同時，酒精發(fā)酵也同時進(jìn)行。 11、DE值： 糖化液中的還原糖含量（以葡萄糖計算）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

4、 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，國內(nèi)常用的碳源為淀粉水解糖，國外常用的為糖蜜。 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)酵過程中污染的原因分析。 18、醋酸發(fā)酵工藝分為哪三個階段？ 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)酵過程中異常情況及其處理方式。P168 20、液化酶和糖化酶的作用方式是什么，對直鏈淀粉的最后產(chǎn)物是什么？

5、 α-淀粉酶從淀粉分子內(nèi)部對α-1，4糖苷鍵進(jìn)行切割，但不能水解分子內(nèi)部的α-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α-1，4糖苷鍵，又可水解α-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程中，加入氯化鈣的目的是什么？ 鈣離子對α-淀粉酶的穩(wěn)定性有很大提高作用。α-淀粉酶都含有鈣質(zhì)，實際是一種金屬酶，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、怎樣控制噬菌體對谷氨酸的發(fā)酵的危害？ （1）合理使用抗性菌株 要求：對以前出現(xiàn)過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

6、株、不易發(fā)生回復(fù)突變。缺點：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，雜蒽類等 23、在谷氨酸發(fā)酵過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？ （1）酸解法 優(yōu)點： 工藝簡單，水解時間短，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： 設(shè)備要求耐腐蝕、耐高溫、耐高壓。 淀粉在酸水解過程中，副反應(yīng)

7、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)過程，避免淀粉在加工過程中的大量流失。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。糖化是由酶來完成的，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： ①由于酶具有較高專一性，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。 ②淀粉水解是在酶的作用下進(jìn)行的，酶解反應(yīng)條

8、件較溫和。 ③可以在較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。 ④雙酶法制得的糖液顏色淺，較純凈，無苦味，質(zhì)量高，有利于淀粉的充分利用。 ⑤可以使用大米或粗淀粉原料，避免淀粉加工過程中的大量流失，減少糧食的消耗。 缺點： 反應(yīng)時間長，生產(chǎn)周期長，夏天糖液容易變質(zhì)。酶本身是蛋白質(zhì)，引起糖液過濾困難。 25、畫出谷氨酸合成的理想途徑并計算谷氨酸的理論轉(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、生物素對谷氨酸發(fā)酵的影響？ 生物素亞適量時，糖代謝、TCA循環(huán)、乙醛酸循環(huán)反應(yīng)減弱，生物氧化降低，A

9、TP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，生物素過量，谷氨酸生長成減少，蛋白質(zhì)合成增強(qiáng)，谷氨酸通過轉(zhuǎn)氮基作用生成其它氨基酸也會增多。 27、試述味精生產(chǎn)中常見的質(zhì)量問題并簡要說明其產(chǎn)生的可能原因。P335 28、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，因為它的檸檬酸產(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)淀粉水解糖的過程中液化終點怎么控制？ 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%

10、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.等電點法2.離子交換法3.金屬鹽法4.鹽酸水解—等電點法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？ 優(yōu)點: ①lmol己糖(六碳糖)轉(zhuǎn)化成3mo1的醋酸; ②在厭氧條件下由己糖轉(zhuǎn)化成醋酸一步完成； ③耐高溫；也可利用戊糖。 缺點: ①發(fā)酵條件要求嚴(yán)格并要中和發(fā)酵生成的酸; ②菌體營養(yǎng)要求復(fù)雜，尚未見工業(yè)化生產(chǎn)報道。 33、染菌的防治與挽救的方法 ①種子擴(kuò)大培養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)雜菌，應(yīng)廢棄，絕不可再用 ②發(fā)酵早

11、期染菌，適當(dāng)添加營養(yǎng)物質(zhì)，重新滅菌后再接種發(fā)酵 ③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、泡沫對谷氨酸發(fā)酵的影響 ①降低發(fā)酵罐的裝料系數(shù) ②增加污染雜菌的機(jī)會 ③導(dǎo)致產(chǎn)物的損失 ④消沫劑的加入將給提取工序帶來困難 5.當(dāng)泡沫穩(wěn)定時，代謝氣體不能及時排出 35、黑曲霉檸檬酸高產(chǎn)菌的生理特征 ①能耐高濃度的檸檬酸(15％以上)，而不利用和分解檸檬酸。 ②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。 ③能抗微量金屬離子，尤其能抗較高濃度的錳、銅等 ④在深層液體發(fā)酵培養(yǎng)時，能形成大量的細(xì)小菌球體，菌球體直徑為0.1mm，

12、菌球量達(dá)104個／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)革蘭氏染色陽性，無芽孢，無鞭毛， (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，同時發(fā)生細(xì)

13、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)α-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24題 39、谷氨酸的提取方法有哪些及其優(yōu)缺點見32題，優(yōu)缺點略 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

14、飽和脂肪酸 原理：作為代謝拮抗物來抑制不飽和脂肪酸的合成過程，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，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，因此可以通過控制油酸的添加量，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，谷氨酸菌體經(jīng)再度倍增時，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能就會發(fā)生特異性變化。如果油酸過量，只長菌不產(chǎn)酸或產(chǎn)酸少。 3.甘油缺陷型 原理：磷脂的合成必須以

15、甘油為前體，甘油缺陷型菌株必需供給甘油才能生長，通過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，谷氨酸菌體經(jīng)再度倍增時，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能就會發(fā)生特異性變化。如果甘油過量，只長菌不產(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)胞膜的物理損傷，增大了谷氨酸向胞外漏出的滲透性 控制方法：主要考慮添加的時間和添加的濃度，一般應(yīng)考慮在接種后，開始進(jìn)入對數(shù)生長期的早期添加，具體添加的時間與濃度，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)加的時間及量