2021发酵工艺学复习资料

发酵工艺学复习资料1、菌种扩大培养：种子扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种过程，称为种子扩大培养。这些纯种培养物称为种子。2、双酶法糖化工艺：包括淀粉的液化和糖化两个步骤，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，然后利用糖化酶将液化产物进一步水解成葡萄糖的过程。3、淀粉老化：分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列形成新的氢键的过程，也就是复结晶4、淀粉水解糖：在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖的过得称为淀粉的“糖化”，所制得的糖液你为淀粉水解糖。5、双边发酵工艺：边糖化边发酵，其持点是采用较低温度使淀粉糖化和酒精发酵同时进行。发酵周期较长，淀粉利用率低，但产品香气足、风味好，当前一部分厂仍在采用。,6、二高三低现象：pH高、残糖高、OD值低、温度低、谷氨酸低。7、发酵转换：培养条件不适宜，几乎不产生谷氨酸，而得到大量菌体或者谷氨酸发酵转换为累积乳酸，琥珀酸，缬氨酸，谷氨酰胺等。8、过度氧化作用：过度氧化作用是指发酵过程中当乙醇即将耗尽而有氧存在时，代谢途径发生改变，醋酸进一步氧化成CO2和水的作用。9、淀粉糊化：淀粉乳受热，淀粉颗粒膨胀，当温度上升到一定程度时，淀粉颗粒的偏光十字消失，颗粒急骤膨胀，体积增大几百倍，粘度迅速增高，变成粘稠的糊状物（淀粉糊）10、双边发酵：在酿造过程中，在糖化的同时，酒精发酵也同时进行。11、DE值：糖化液中的还原糖含量（以葡萄糖计算）占干物质的百分率 %100?=干物质含量还原糖含量值DE 12、谷氨酸的生物合成途径包括哪些途径？以葡萄糖为原料的代谢途径，以醋酸和正石蜡为原料的代谢途径 13、在食醋酿造过程中,工厂最常用的醋酸杆菌是什么？醋酸杆菌(AS1.41 沪酿1.01) 14、现有的谷氨酸生产菌主要是有哪些种属？短杆菌属 棒杆菌属 小杆菌属 节杆菌属 15、在味精工业谷氨酸发酵中常用的碳源和氮源有什么？在谷氨酸发酵中，国内常用的碳源为淀粉水解糖，国外常用的为糖蜜。 氮源为尿素，液氨和氨水。 16、谷氨酸发酵的代谢控制育种有哪些？1.日常菌种工作：定期分纯 小剂量诱变刺激 高产菌制作安瓿管2.选育耐高渗压菌株：耐高糖，耐高谷氨酸，耐高糖、高谷氨酸 17、谷氨酸发酵过程中污染的原因分析。 18、醋酸发酵工艺分为哪三个阶段？1.原料预处理2.糖化及酒精发酵3.醋酸发酵19、谷氨酸发酵过程中异常情况及其处理方式。P16820、液化酶和糖化酶的作用方式是什么，对直链淀粉的最后产物是什么？-淀粉酶从淀粉分子内部对-1，4糖苷键进行切割，但不能水解分子内部的-1，6糖苷键。糖化酶水解作用是从底物的非还原端进行，属于外切酶，即可水解-1，4糖苷键，又可水解-1，6糖苷键，但水解速度不同，前者速度快，后者速度慢。21、在淀粉水解糖的制备过程中，加入氯化钙的目的是什么？钙离子对-淀粉酶的稳定性有很大提高作用。-淀粉酶都含有钙质，实际是一种金属酶，将钙质全部除去，活力完全消失，再加入足量的钙质，活力能完全恢复。22、怎样控制噬菌体对谷氨酸的发酵的危害？（1）合理使用抗性菌株要求：对以前出现过的噬菌体都具有抗性、不是溶源性菌株、生产能力不能低于原生产菌株、不易发生回复突变。缺点：非一劳永逸的方法。（2）使用药物防治噬菌体阻止噬菌体吸附的药物，多系螯合剂抑制蛋白质合成或阻断其复制的菌物，一般多为抗生素其它，如染料、VC，杂蒽类等23、在谷氨酸发酵过程中造成污染的主要途径有哪些？种子带菌罐体和管件渗漏所引起的染菌死角空气系统蒸汽压力与灭菌操作不慎引起染菌环境污秽造成的染菌24、淀粉水解糖制备的方法有哪些，各有什么优缺点？（1）酸解法优点：工艺简单，水解时间短，生产效率高，设备周转快，日前仍为一些工厂所采用。缺点：设备要求耐腐蚀、耐高温、耐高压。淀粉在酸水解过程中，副反应所生成的副产物多，影响糖液纯度，使淀粉转化率降低。（2）酶酸结合法酶酸法：该工艺适用于大米(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产过程，避免淀粉在加工过程中的大量流失。与加工成精制淀粉比较，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优点。糖化是由酶来完成的，因而可采用较高的淀粉乳浓度，提高生产效率。用此法，酸用量少，产品颜色浅，糖液质量高。（3）双酶法优点：由于酶具有较高专一性，淀粉水解的副产物少，因而水解糖液纯度高，DE值可达98以上，使糖液得到充分利用。淀粉水解是在酶的作用下进行的，酶解反应条件较温和。可以在较高的淀粉浓度下水解。水解糖液的还原糖含量可达到30以上。双酶法制得的糖液颜色浅，较纯净，无苦味，质量高，有利于淀粉的充分利用。可以使用大米或粗淀粉原料，避免淀粉加工过程中的大量流失，减少粮食的消耗。缺点：反应时间长，生产周期长，夏天糖液容易变质。酶本身是蛋白质，引起糖液过滤困难。25、画出谷氨酸合成的理想途径并计算谷氨酸的理论转化率1mol葡萄糖（分子量180）可以生成1mol谷氨酸（分子量147）,因此理论糖酸转化率为81.7%26、生物素对谷氨酸发酵的影响？生物素亚适量时，糖代谢、TCA循环、乙醛酸循环反应减弱，生物氧化降低，ATP形成量减少，蛋白质合成低滞，在铵离子适量存在下，生成积累谷氨酸。反之，生物素过量，谷氨酸生长成减少，蛋白质合成增强，谷氨酸通过转氮基作用生成其它氨基酸也会增多。27、试述味精生产中常见的质量问题并简要说明其产生的可能原因。P33528、草酰乙酸可以从哪些代谢中得到29、柠檬酸生产的菌种主要是什么？目前，糖质原料发酵使用黑曲霉，因为它的柠檬酸产量最高，且能利用多样化的碳源。烷烃和糖质原料发酵也有采用解脂假丝酵母等酵母发酵的。30、工业化生产淀粉水解糖的过程中液化终点怎么控制？液化的程度判定用碘液显色控制，反应液呈橙黄色或棕红色即液化完全。一般DE在12-15%31、谷氨酸的提取方法有哪些及如何综合利用谷氨酸发酵废液提取方法1.等电点法2.离子交换法3.金属盐法4.盐酸水解等电点法5.离子交换膜电渗析法发酵废液综合利用 1.饲料2.提取核苷酸及核苷酸的一些降解物3肥料4.培养酵母的原料32、热醋酸梭菌的发酵优缺点？优点:lmol己糖(六碳糖)转化成3mo1的醋酸;在厌氧条件下由己糖转化成醋酸一步完成；耐高温；也可利用戊糖。缺点:发酵条件要求严格并要中和发酵生成的酸;菌体营养要求复杂，尚未见工业化生产报道。33、染菌的防治与挽救的方法种子扩大培养过程中发现杂菌，应废弃，绝不可再用发酵早期染菌，适当添加营养物质，重新灭菌后再接种发酵如果中后期染菌，发酵影响不是很大，也不妨碍产品后处理，可让其共生，至发酵终止34、泡沫对谷氨酸发酵的影响降低发酵罐的装料系数增加污染杂菌的机会导致产物的损失消沫剂的加入将给提取工序带来困难5.当泡沫稳定时，代谢气体不能及时排出35、黑曲霉柠檬酸高产菌的生理特征能耐高浓度的柠檬酸(15以上)，而不利用和分解柠檬酸。耐高浓度葡萄糖能产生和分泌大量的酸性淀粉酶和酸性糖化酶。能抗微量金属离子，尤其能抗较高浓度的锰、铜等在深层液体发酵培养时，能形成大量的细小菌球体，菌球体直径为0.1mm，菌球量达104个mL以上。36、淀粉水解糖的质量要求1.严格控制淀粉质量，对霉烂、变质的淀粉2.糖液中不含糊精3.根据发酵初糖浓度的要求，正确控制淀粉乳浓度高低4.糖液要清，色泽要浅，保持一定的透光率5.糖液要新鲜，尽可能现做现用6.避免淀粉中蛋白质含量过高37、现有谷氨酸生产菌的主要特征(1)细胞形态为球形、棒形以至短杆形。(2)革兰氏染色阳性，无芽孢，无鞭毛，(3)都是需氧型微生物。(4)都是生物素缺陷型或温度敏感型。(5)脲酶强阳性。(6)不分解淀粉、纤维素、油脂、酪蛋白以及明胶等(7)发酵中菌体发生明显的形态变化，同时发生细胞膜渗透性变化。(8)CO2固定反应酶系活力强。(9)异柠檬破裂解酶活力欠缺或微弱,乙醛酸循环弱(10)-酮戊二酸氧化能力缺失成微弱。(11)还原型辅酶(NADPH)进入呼吸链能力弱(12) 柠檬酸合成酶、乌头酸酶、异柠檬酸脱氢酶以及谷氨酸脱氢酶活力强。(13)具有向环境泄漏谷氨酸的能力。(14)不分解利用谷氨酸,并能耐高浓度的谷氨酸5以上38、试述谷氨酸发酵的代谢控制育种见24题39、谷氨酸的提取方法有哪些及其优缺点见32题，优缺点略40、柠檬酸如何提取？41、在谷氨酸发酵工业中，如果提高细胞膜渗透性，其原理及控制方法。1.添加表面活性剂或饱和脂肪酸原理：作为代谢拮抗物来抑制不饱和脂肪酸的合成过程，导致磷脂合成不足，提高细胞膜的渗透性控制方法：掌握好添加时间和添加的浓度，添加这些药剂以后，当菌体再次分裂增殖时，细胞膜发生变化，完成了谷氨酸非积累型细胞向积累型细胞的转变。2.油酸缺陷型原理：细胞丧失了自身合成油酸的能力，也就丧失磷脂生物合成能力，必须由外界供给油酸才能生长，因此可以通过控制油酸的添加量，使细胞膜通透性发生变化控制方法：控制油酸的添加量在亚适量，当油酸耗尽时，谷氨酸菌体经再度倍增时，细胞膜结构与功能就会发生特异性变化。如果油酸过量，只长菌不产酸或产酸少。3.甘油缺陷型原理：磷脂的合成必须以甘油为前体，甘油缺陷型菌株必需供给甘油才能生长，通过供给甘油的量可以控制细胞膜的通透性控制方法：控制甘油的添加量在亚适量，当甘油耗尽时，谷氨酸菌体经再度倍增时，细胞膜结构与功能就会发生特异性变化。如果甘油过量，只长菌不产菌或产酸少。4.阻碍谷氨酸细胞壁的合成原理：抑制转肽作用，形成不完整的细胞壁，使细胞膜处于无保护状态，细胞膜内外的渗透差导致细胞膜的物理损伤，增大了谷氨酸向胞外漏出的渗透性控制方法：主要考虑添加的时间和添加的浓度，一般应考虑在接种后，开始进入对数生长期的早期添加，具体添加的时间与浓度，因菌种、接种量、培养基的组成和发酵条件不同而异，发酵过程中还要根据菌体形态、产酸、耗糖、OD值等变化情况，确定是否补加能及补加的时间及量