发酵工艺学下册(氨基酸发酵)习题集.pdf

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1、1.1.微生物酶活性的调节方式有哪些？微生物酶活性的调节方式有哪些？有共价修饰和变构调节两种，前者是蛋白质分子中的一个或多个氨基酸残基与一个化学基团共价连接或解开，使其活性改变的作用，分为可逆共价修饰和不可逆共价修饰；变构调节是一种小分子物质与一种蛋白质分子发生可逆的相互作用，导致这种蛋白质的构象发生改变，从而改变这种蛋白质与第三种分子的相互作用，使酶的活力增加或减少。2.2.微生物酶产量的调节方式有哪些？微生物酶产量的调节方式有哪些？有诱导和阻遏两种方式，诱导作用是在某种化合物的作用下，使某种酶的合成或合成速率提高的作用；阻遏是在某种化合物的作用下，导致某种酶和合成停止或合成速率降低的作用。

2、它们在细胞内同时存在，共同调节胞内酶量的变化。3.3.末端产物阻遏末端产物阻遏:由某代谢途径末端产物过量积累而引起的，作用于代谢途径中的各种关键酶，使这些酶的合成受阻或活性降低的作用。4.4.分解代谢物阻遏：分解代谢物阻遏：当两种碳源物质或氮源物质同时存在时，细胞会优先利用作用快的那种底物，其分解底物会阻遏利用慢的底物的有关分解酶合成的现象，叫做分解代谢物阻遏。在微生物生长中往往表现为两次生长高峰。5.5.转录调控：转录调控：正转录调控是对 dna 转录起促进作用的调控方式；负转录调控是对转录起抑制作用的调控方式；两者都 dna 转录水平的调控机制。6.6.协同反馈抑制：协同反馈抑制：又叫多价

3、反馈抑制，当一条代谢途径中有两个以上的终产物时，任何一个终产物都不能单纯地抑制代谢途径地第一个共同地酶促反应，只有当两者同时过剩时，他们才协同抑制第一个酶促反应。7.7.累加反馈抑制累加反馈抑制:催化分支合成途径地第一步反应的酶有好几种末端产物时，任意一种终产物单独过剩，都能独立的对共同途径中的第一个多价变构酶产生部分反馈抑制，并且各自的抑制作用互不影响，当他们同时过剩时，其反馈抑制作用也是累积的。8.8.淀粉有哪些性质？淀粉有哪些性质？1.直链淀粉遇碘呈蓝色，支链淀粉遇碘呈紫红色。且分子量越大，颜色越深。2.直链淀粉，松软，易膨化，易水解，支链淀粉容易发粘，不易水解。3.淀粉的稀溶液在低温下

4、放置一段时间后，溶液变浑浊。并且有沉淀析出，这称为淀粉的凝沉作用作用或淀粉老化。实际上是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。直链淀粉比支链淀粉更容易老化。9.9.淀粉水解糖的要求。淀粉水解糖的要求。1.糖液中还原糖的含量在百分之十八以上，DE 值在百分之九十以上。2.糖液的透光度在百分之六十以上。3.糖液中不含有糊精。4.淀粉水解不能过度，防止葡萄糖发生复合反应。5.蛋白质含量要低，防止发酵时产生泡沫逃液。6.糖液不能变质，一般现做现用。10.10.影响糖化影响糖化 DEDE 值的主要因素有哪些？值的主要因素有哪些？1.淀粉乳浓度。低浓度能提高糖化程度，一般为 30%的淀粉

5、乳浓度。2.糖化时间。时间越长，葡萄糖会发生复合反应，生成复合糖类。也就是异麦芽糖。3.液化 DE 值。液化的 DE 值越低，糖化液的最高 DE 值就越高。4.糖化酶的用量。提高用酶量能提高糖化的速度。5.糖化工艺的选择。11.11.生物素缺陷型菌株及其应用。生物素缺陷型菌株及其应用。生物素是不饱和脂肪酸合成过程中所需的一些辅酶 a 的辅酶。生物素缺陷型菌株因不能合成生物素。从而抑制了不饱和脂肪酸的合成。而不饱和脂肪酸是磷脂的组成成分之一。因此磷脂的合成量也会相应的减少。这就会导致细胞膜结构不完整。提高了细胞膜对谷氨酸的通透性。是谷氨酸能够不断的排到细胞外面。就能在发酵液中大量积累谷氨酸。12

6、.12.菌种退化的原因有哪些？菌种退化的原因有哪些？1.菌株的相关基因发生自然突变或者是回复突变。2.相关质粒脱落或者核内 dna 与质粒复制不一致。3.传代的次数过多。4.培养条件和保存条件不适宜。13.13.提供生长因子的农副产品原料。提供生长因子的农副产品原料。生长因子主要是生物素。有玉米浆。麸皮水解液。甘蔗糖蜜。甘蔗糖蜜就是蔗糖结晶的母液，里面含有杂质和其他难结晶的组分。14.14.谷氨酸发酵控制的目的是什么？谷氨酸发酵控制的目的是什么？为微生物生长代谢创造良好条件，使微生物处于最适宜的生长状态或者最适宜分泌目的产物的状态。使微生物能够进行快速高效的生物代谢活动，从而降低消耗，提高目的

7、产物的产率。15.15.氨基酸发酵控制的主要内容。氨基酸发酵控制的主要内容。应用已经优化的培养基配方，为获得最大的生产效率而确定的发酵最优操作参数进行的生产调控。16.16.发酵过程控制的步骤。发酵过程控制的步骤。1.对发酵过程的未来状态产生影响的参数进行检测。2.通过选择性的控制操作，调整发酵参数。3.建立控制模型，分析发酵过程参数。通过发酵过程模型预测控制操作对发酵状态产生的影响。进一步指导发酵过程的调控。17.17.温度对氨基酸发酵的影响有哪些？温度对氨基酸发酵的影响有哪些？1.温度影响酶的组成及特性，从而影响酶的反应速率和反馈抑制的大小程度，进而影响产物的生成量和产物的生成速率。2.温

8、度影响培养液的溶解氧的量和物理性质，进而影响氨基酸产生菌的生长周期长短，繁殖速度，菌体自溶情况。18.18.最适温度的选择需要考虑的因素有哪些？最适温度的选择需要考虑的因素有哪些？最适温度分为最适生长温度和最适产酸温度。二者是不相同的。最适生长温度考虑的是菌体的生长繁殖速率。最适产酸温度考虑的是产物的生成量与生成速率。具体来说，就是相关酶的活性提高，抑制菌体衰老与自溶。19.Ph19.Ph对氨基酸发酵的影响有哪些方面？对氨基酸发酵的影响有哪些方面？1.是氨基酸生产菌细胞原生质膜的电荷发生改变，进而影响细胞膜的通透性。2.直接影响酶的活性。菌体的生长，繁殖和新陈代谢会因此受到影响。3.影响代谢过

9、程。Ph 影响某些物质和中间代谢产物的解离程度，进而影响菌体的营养吸收。酶的活性，分解和合成代谢速率，最终影响菌体的生长和生命活动。20.20.氨基酸发酵中氨基酸发酵中phph变化受哪些因素的影响？变化受哪些因素的影响？总体来说，受氨基酸生产菌的种类，基础培养基的组成和发酵条件的影响。基础培养基的氮源的种类，如果以氨为氮源，被利用后生成氢离子，造成 ph 下降。如果以其他含氮有机物为氮源，水解后放出氨，ph 上升，氨被利用后 ph 又下降。菌体利用培养基中的酸性物质或碱性物质，也会影响 ph 的变化。产物氨基酸及某些代谢过程产生的有机酸，它们的积累会影响 ph。21.21.氨基酸发酵中调节氨基

10、酸发酵中调节phph的方法有哪些？的方法有哪些？1.调节培养基的初始 ph。或者是加入磷酸盐等缓冲剂，制成缓冲能力强、Ph 变化不大的培养基。2.在发酵过程中添加弱酸或弱碱，调节 ph。补料是一个很好的方法，一般有液氨流加法，但是氨作用快，对发酵液 ph 影响大，可以少量多次流加；尿素流加法应用普遍，流加后 ph 变化具有一定的规律性，容易控制。3.糖的流加速率也会影响 ph。糖流加过慢，ph 会显著升高。22.22.氨基酸发酵临界溶氧浓度的概念。氨基酸发酵临界溶氧浓度的概念。呼吸的临界溶氧浓度是不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。产物合成临界溶氧浓度是生物合成的最适溶解氧范围。23.23.氨基酸

11、根据其发酵过程对氧的依赖分成三种类型。分别是哪三种类型？氨基酸根据其发酵过程对氧的依赖分成三种类型。分别是哪三种类型？1.包括谷氨酸，谷氨酰胺，精氨酸和脯氨酸等谷氨酸系列氨基酸的发酵，在菌体呼吸充足的条件下，目的氨基酸产量最大，如果容供氧不足，氨基酸的合成会被强烈的抑制。乳酸和琥珀酸会大量积累。2.异亮氨酸，赖氨酸，苏氨酸和天冬氨酸等天冬氨酸系氨基酸的发酵。供氧充足时产量最大，如果供氧受限，它的产量受到的影响并不明显。3.亮氨酸，缬氨酸和苯丙氨酸氨酸的发酵。只有在细胞供氧受限，呼吸受到抑制，是氨基酸产量最大。如果供氧充足，合成反而会受到抑制。23.23.氨基酸发酵中造成溶氧异常变化的原因有哪些

12、？氨基酸发酵中造成溶氧异常变化的原因有哪些？如果异常下降，可能是污染了好气性杂菌；菌体代谢发生异常，需氧量增加；某些设备或工艺控制发生故障或变化，比如说搅拌功率消耗或搅拌速度变慢。如果异常升高，可能是菌体代谢异常，耗氧能力下降；菌体死亡，完全失去呼吸能力。24.24.氨基酸发酵中增加溶氧的措施有哪些？氨基酸发酵中增加溶氧的措施有哪些？1.在通气中加入纯氧或者是富氧，使氧分压提高。2.提高罐压，以增加氧气在水中的饱和浓度。3.改变通气速率，增加液体中夹持气体体积的平均量。4.调节搅拌的强度。5.采用适宜高径比的发酵罐及空气分布器，改善发酵罐的结构。6.培养基的浓度和养分。25.25.氨基酸补料发

13、酵有哪些优缺点？氨基酸补料发酵有哪些优缺点？1.可以解除底物的抑制，产物的反馈抑制和葡萄糖分解代谢阻遏效应。2.对于好氧性发酵，可以避免在分批发酵中，因一次性投糖过多所造成细胞大量生长，耗氧过多，以致于通风搅拌设备不能匹配的情况。还可以在某些情况下减少菌体的生成量，提高有用产物的转化率。3.通过补料发酵，可以使菌体被控制在一系列的过度态阶段，来控制细胞的质量。4.研究补料分批发酵是达到自动控制和最优控制的前提。5.缺点是设备成本高，微生物的生长与预想不一致时，不能进行有效的调节；操作人员的素质要求高，当前的技术还不成熟。27.27.氨基酸补料发酵的方式有哪些，成分有哪些？氨基酸补料发酵的方式有

14、哪些，成分有哪些？方式是根据不同的目的要求分为周期补料，恒速补料，线性补料，对数补料，指数补料以及他们的不同组合。成分有微生物能源和碳源。菌体所需要的氮源。某些微生物生长或合成所需要的微量元素和无机盐。28.28.菌体浓度对氨基酸发酵的影响。菌体浓度对氨基酸发酵的影响。菌体浓度过高，会影响培养液的成分，积累有毒物质。导致菌体代谢途径发生改变，造成发酵生产转化率过低。但是氨基酸产率一般与菌体浓度成正比，因此需要采用临界菌体浓度，也就是摄氧速率与传氧速率相平衡时的菌体浓度。29.29.二氧化碳对氨基酸发酵的影响。二氧化碳对氨基酸发酵的影响。部分氨基酸的生物合成是二氧化碳的固定反应，如果没有二氧化碳

15、，反应将无法进行；二氧化碳含量影响菌体正常呼吸作用。许多氨基酸的产率与呼吸作用的强弱密切相关，可以作为调控菌体呼吸的手段。30.30.氨基酸发酵中泡沫的形成与哪些因素有关？氨基酸发酵中泡沫的形成与哪些因素有关？无菌空气的吹入，剧烈的搅拌，菌体代谢产生的气体。发酵液中糖，蛋白质和代谢物等发泡物质的存在。31.31.氨基酸发酵中泡沫的影响。氨基酸发酵中泡沫的影响。1.适量泡沫可以增加气液接触面积，对氧的传递是有利的。2.持久性的泡沫会降低发酵罐的装料系数。3.泡沫过多，会造成排气管逃液，损失产物。4.泡沫严重时会影响正常的通气搅拌，妨碍菌体呼吸，影响其寿命，造成代谢异常，使生产率下降。5.泡沫的产

16、生，增加了菌群的非均匀性，影响菌群的整体效果，不利于发酵过程控制。6.消泡剂可能会影响发酵进程及后续的提取，纯化操作。32.32.氨基酸发酵中消泡的方法，常用的消泡剂有哪些？氨基酸发酵中消泡的方法，常用的消泡剂有哪些？主要方法是化学消泡法和机械消泡法。常用的消泡剂主要有四大类，分别是天然油脂类、高级醇类、脂肪酸和酯类、聚醚类、硅酮类。应用较多的消泡剂是聚醚类的聚氧丙烯甘油和聚氧乙烯丙烯甘油。33.33.氨基酸发酵中温度敏感型突变株的过程控制要点。氨基酸发酵中温度敏感型突变株的过程控制要点。温度敏感型突变如是其细胞膜的结构基因发生突变，按照此突变基因指导合成的酶，在高温下失活，导致细胞膜某些结构

17、发生改变，提高了细胞膜的通透性，使氨基酸从细胞内分泌到细胞外，降低了细胞内的反馈抑制，提高了产酸率。按照这个特性，控制培养温度为最适生长温度，使菌体正常生长。成长到一定程度时，提高温度使菌体停止生长并大量产酸。其余的调控方式与正常菌体相同。34.34.氨基酸发酵噬菌体的主要特点。氨基酸发酵噬菌体的主要特点。具有非常专一的宿主性、不耐热性（70 度 510 分钟即可杀灭）、对 ph 稳定（7-9）、好氧性、干燥条件下稳定、不耐药性、传播性强、在紫外线的照射下失活。35.35.氨基酸发酵噬菌体的感染途径有哪些？氨基酸发酵噬菌体的感染途径有哪些？1.菌株携带噬菌体或菌株本身就是溶源性菌株。经过诱发可

18、能成为烈性噬菌体而导致菌株感染。2.环境污染是氨基酸发酵污染噬菌体的主要根源。包括空气，种子罐，设备，管道等，其中空气传播是噬菌体污染的主要途径。36.36.氨基酸发酵感染噬菌体的主要症状有哪些？氨基酸发酵感染噬菌体的主要症状有哪些？二高三低，Ph 高，残糖含量高。OD 值低，温度低，氨基酸产量低。表观症状有泡沫量增大，刺激性气味。发酵液粘度增大，发酵液颜色改变等。37.37.氨基酸发酵噬菌体感染的防治措施有哪些？氨基酸发酵噬菌体感染的防治措施有哪些？1.合理使用抗性菌株。2.利用药物防治噬菌体。（主要是一些抗生素，染料，抗坏血酸等药物）3.采取以环境净化为中心的综合防治措施。4.发现感染噬菌

19、体的预兆立即停止运行，进行灭菌处理。5.避免噬菌体侵入菌种或设备。38.38.氨基酸发酵杂菌感染防治的措施有哪些？氨基酸发酵杂菌感染防治的措施有哪些？1.严格执行无菌操作制度。2.确保无菌室环境无菌及操作无菌。3.消灭设备死角与设备隐患。4.提高空气净化能力，防止空气带菌。5.严格执行灭菌操作。选用粗放型培养菌种。6.保持厂区和车间的环境卫生。39.39.简述以玉米为原料制备淀粉的方法。简述以玉米为原料制备淀粉的方法。1.清理玉米中的杂质。2.浸泡使玉米变软，增加玉米中的水分。常常在水中加入二氧化硫。3.进行粗碎，将玉米胚分离出来。（玉米胚的主要成分是脂肪类，不含有固醇类物质。）4.将玉米碎块

20、儿磨碎。得到玉米糊。5.筛选玉米糊，分离其中的纤维。6.采用流槽法，利用蛋白质密度小于淀粉的性质分离出蛋白质。7.用清水与淀粉乳混合静置，在放去上清液，重复 23 次。现在多采用旋液分离器。8.用离心机脱水，放在烘房干燥或者是带式干燥机上干燥，后者效果比较好。9.筛分符合要求细度的淀粉，不符合的，再次进行粉碎。40.40.种子培养基和发酵培养基的区别。种子培养基和发酵培养基的区别。种子培养基的营养成分比较丰富和完全，氮源和维生素的含量比较高，浓度比较稀，可以获得较大的溶解氧，常包括有机或无机氮源，最后一级种子培养基的成分接近发酵培养基。发酵培养基除了菌体生长所必需的元素和化合物外，还要有产物合

21、成所需的特定元素，前体和促进剂。41.41.比较酸解法，酶酸法，酸酶法。双酶法制糖的原理和优缺点。比较酸解法，酶酸法，酸酶法。双酶法制糖的原理和优缺点。酸解法。以无机酸为催化剂，在高温高压下将淀粉水解转化为葡萄糖。他的工艺简单，水解时间短，生产效率高，设备周转快。但要求设备耐腐蚀，耐高温，耐压，副产物多，糖液纯度低。淀粉转化率低。需要用精致淀粉为原料。酶酸法：将淀粉乳用淀粉酶液化，过滤除杂后，再用酸水解成葡萄糖。它适用于粗淀粉原料。酸酶法：将淀粉用酸水解成糊精或低聚糖，再用糖化酶水解成葡萄糖，这种方法酸用量少，可以采用较高的淀粉乳浓度。产品颜色浅，糖液质量高。双酶法：用专一性很强的淀粉酶和糖化

22、酶为催化剂。将淀粉水解成葡萄糖。这种方法副产物少，DE 值可达百分之九十八以上，反应条件温和，可采用较高的淀粉浓度，糖液颜色浅，质量高，淀粉利用率高。但酶反应时间长，而且酶是蛋白质。容易引起糖液过滤困难，对设备的要求多，水解条件要求严格。42.42.氨基酸发酵培养基优化的目的。氨基酸发酵培养基优化的目的。1.充分发挥优良菌株的生产潜力，以获得较高的产物浓度。较高的底物转化率和较高的生产强度。2.促进产品的工业化。43.43.氨基酸清洁生产方式有哪些？氨基酸清洁生产方式有哪些？氨基酸生产中排放的污染物主要有废水，废渣和废气。糖渣可以做动物饲料。分离的菌体可以烘干，做成蛋白质饲料。菌体水解后，可以回收至发酵系统。活性炭使用完毕后，可以复性再次投入使用。水要高效循环利用。离子交换树脂的尾液可以做肥料的原料。