氨基酸发酵工艺学试题集

氨基酸发酵工艺学试题集一、名词解释名词解释：1.液化：是利用液化酶使淀粉糊化，粘度降低，并水解得到糊精和低聚糖的程度。2.糖化：是用糖化酶将液化产物进一步彻底水解成葡萄糖的过程。3.发酵热：发酵过程中释放出来的净热量称为发酵热，发酵热=生物热+搅拌热-蒸发热-辐射热-显热。4.DE值：即葡萄糖值，表示淀粉水解程度及糖化程度。DE值=还原糖/干物质×100％5.DX值：糖液中葡萄糖含量占干物质的百分率。6.代谢控制发酵：就是用遗传学或其它生物化学的方法，人为的改变、控制微生物的代谢，使有用产物大量生成、积累的发酵。7.噬菌体效价：每毫升试样中所含有具有侵染性的噬菌体的粒子数。8.发酵转换：当发酵条件发生改变时，必然会影响到生物代谢途径分支的关键酶的酶量和酶活性的改变，从而导致发酵方向发生转换，从而产生不同的代谢产物。9.淀粉液化：利用α-淀粉酶将淀粉液化，转化为糊精及低聚糖，使淀粉的可溶性增加。10.临界溶氧浓度：指不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度。11.末端产物阻遏：是指由某代谢途径末端产物的过量累积时而引起的反馈阻遏，是一种较为重要的反馈阻遏。12.糖酸转化率：产出的谷氨酸与投入的葡萄糖总量的百分比，糖酸转化率=产出的谷氨酸/投入的葡萄糖量×100%=（产酸水平×放罐体积）/（种子用糖量+发酵培养基用糖量+流加糖量）×100%。13.生物素的“亚适量”：指淀粉糖原料产谷氨酸生产过程中，控制发酵培养基的生物素浓度在5～6μg/L，此浓度即为生物素的“亚适量。生物素是催化乙酰CoA羧化酶的辅酶，参与脂肪酸的合成，从而影响磷脂合成及细胞膜的形成。它的作用主要影响谷氨酸产生菌细胞膜的谷氨酸通透性；同时也影响菌体的代谢途径。因此，为了形成有利于谷氨酸向外渗透的细胞膜，必须使磷脂合成不充分，因而必须要控制生物素“亚适量”。14.种子扩大培养：指将处于休眠状态的保藏菌种接入试管斜面活化后，再经过摇瓶、种子罐等逐级扩大培养，从而获得一定数量和质量的纯种的过程。15.营养缺陷型：对某些必须的营养物质（AA)或生长因子的合成能力出现缺陷的变异菌株或细胞。必须在基本培养基（如由葡萄糖和无机盐组成的培养基）中补加相应的营养成分才能正常生长。16.流加发酵：也叫补料分批发酵、半连续发酵、半连续培养。它是以分批培养为基础，间歇或连续地补加新鲜培养基的一种发酵方法。17.糊化：淀粉在热水中能吸收水分而膨胀，最后淀粉粒破裂，淀粉分子溶解于水中形成带有粘性的淀粉糊，此过程称为糊化。18.连续等电点法：是指在大量谷氨酸晶体存在的条件下，一边连续等当量添加发酵液（或谷氨酸锌盐溶液）与盐酸（或硫酸）使溶液始终在结晶点PH3.0(或PH2.4)，一边连续从底部打出谷氨酸结晶液，送入育晶罐（池）继续育晶的工艺。19.尿素中毒：就是在以尿素为氮源的谷氨酸发酵中，菌体长时间处在pH8.0以上，严重影响到菌体的生长和谷氨酸的积累。20.亚稳区：在溶解度曲线与过饱和溶解度曲线之间的带状区域。21.结晶：是指溶质自动从过饱和溶液中析出形成新相的过程。只有当溶质浓度超过饱和溶解度后，才可能有晶体析出。其中，溶液达到过饱和状态是结晶的前提；过饱和度是结晶的推动力。二、填空题1.谷氨酸生产菌在发酵过程中会发生明显的菌体形态的变化。大致可以分为长菌型细胞、转移期细胞和产酸型细胞三种不同时期的细胞形态。2.至今氨基酸生产方法虽有抽提法，化学合成法及生物法(包括直接发酵法和酶转化法)，但绝大多数氨基酸是以发酵法或酶转化法生产。3.根据原料淀粉的性质及采用的水解催化剂的不同，水解淀粉为葡萄糖的方法有下列三种：酸解法、酶解法、酸酶结合法。4.谷氨酸发酵中，谷氨酸产生菌只有一条生物合成途径中，生成谷氨酸的前体物为α-酮戊二酸。5.谷氨酸制味精过程中，中和操作时一般应先加谷氨酸后加碱，否则会发生消旋化，生成DL-谷氨酸钠。6.在谷氨酸发酵中，溶解氧的大小对发酵过程有明显的影响。若通气不足，会生成乳酸或琥珀酸，若通气过量，会生成ɑ－酮戊二酸。7.谷氨酸的晶型分为α-型结晶和β-型结晶两种，等电点提取谷氨酸时，首先必须形成一定数量的晶核，然后才能进行育晶。谷氨酸起晶有自然起晶和晶种起晶两种方法。还有一种起晶方法叫刺激起晶。8.在谷氨酸发酵中，生成谷氨酸的主要酶有谷氨酸脱氢酶（GHD）、转氨酶（AT）和谷氨酸合成酶（GS）三种。9.L-谷氨酸在水溶液中的等电点是3.22。10.淀粉生产葡萄糖的理论转化率为111.11%，实际收率仅有105%-108%。葡萄糖生成谷氨酸的理论转化率为81.7％11.在谷氨酸发酵过程中，溶解氧大小主要由通气量和搅拌两大因素决定。12.糖蜜原料发酵生产谷氨酸应添加青霉素或表面活性剂，其最适添加时间在生长对数期的初期。13.双酶法淀粉的水解通常使用α-淀粉酶和糖化酶两种酶，其作用特点分别是内酶、只能水解α-1，4糖苷键和外酶、水解非还原末端，专一性差。14.谷氨酸等电点提取工艺是根据等电点时，正负电荷相等，总静电荷等于零，谷氨酸溶解度最小的原理确定的。15.发酵过程中泡沫的多少，既与搅拌和通气强度有关，又与培养基性质有关。16.谷氨酸产生菌大多为生物素缺陷型（一般是细菌），因此在谷氨酸发酵时通过控制生物素亚适量，引起代谢失调，使谷氨酸得以积累。谷氨酸产生菌应仅有微弱ɑ-酮戊二酸脱氢酶活力，使ɑ-酮戊二酸继续氧化能力微弱。17.谷氨酸发酵机理：谷氨酸以α-酮戊二酸为碳架，当以糖质为发酵原料时，合成途径包括EMP、HMP、TCA循环、乙醛酸循环及CO2固定反应。18.谷氨酸制味精工艺中，谷氨酸中和温度选择60-70℃，中和液PH控制在6.0-6.6。除铁离子的方法主要用硫化钠和树脂法。脱色的方法主要有活性炭脱色和树脂脱色法。19.谷氨酸发酵污染噬菌体后的挽救：并罐法、菌种轮换或使用抗性菌株、放罐重消法、罐内灭噬菌体法。20.目前国内各味精厂主要采用以下几种方法提取谷氨酸：等电点法、离子交换法、金属盐法、盐酸水解-等电点法、离子交换膜电渗析。21.根据菌体发酵过程变化和作用将发酵分为：①适应期②对数生长期③转化期④产酸期。22.国内谷氨酸发酵采用等电点提取工艺，归纳起来有带菌体直接常温等电点、带菌体冷冻低温一次等电点、除菌体常温等电点、浓缩水解等电点和低温浓缩等电点等。23.等电点提取谷氨酸的原理：谷氨酸分子中有两个羧基和一个碱性氨基等电点为pH3.22，当Glu所处溶液的pH等等电点时，它的溶解度最低，Glu会以晶体析出，得以和发酵液中的残糖等杂质分离。24.离子交换法提取谷氨酸的原理：离子交换法从发酵液提取谷氨酸，是谷氨酸与发酵液中其它同性离子性质不同，树脂对这些离子的吸附能力的差异，采用不同的树脂将这些离子分别选择地吸附，然后根据吸附能力差别，用洗脱剂分别先后洗脱。三、判断改错题1.谷氨酸生产菌都是生物素缺陷型，但并不都是需氧型微生物。（）2.赖氨酸一般采用732﹟强碱性阳离子树脂进行离子交换法提取。（）3.糖蜜原料发酵生产谷氨酸应添加青霉素或表面活性剂，其最适添加时间在生长对数期的初期。（√）4.α-淀粉酶既能水解淀粉分子中的α-1，4葡萄糖苷键，也能水解α-1，6葡萄糖苷键。（）5.糖浓度对赖氨酸发酵有影响。在一定范围内，赖氨酸生成量随糖浓度增加而增加，因此，以维持高糖浓度发酵对菌体生长和赖氨酸生成都有利。（）6.谷氨酸长菌阶段对氧要求比发酵时低，溶氧水平过高会抑制长菌。（√）7.谷氨酸发酵前期，由于菌体大量利用N源进行自身繁殖，pH变化活跃且较高（pH7.3~7.7）。这种pH暂时的较高对菌体生长繁殖影响不大，同时还能抑制杂菌生长。（√）8.在赖氨酸提取精制过程中，可以省去对洗脱液进行真空浓缩的步鄹。（）9.在实际生产中，采用尿素或氨水作发酵培养基氮源时，一般实际用量比理论值要大。（√）10.强力味精（或称特鲜、超鲜味精）配方中主要成分是味精、呈味核苷酸及氯化钠。其中呈味核苷酸主要是3’-鸟苷酸钠或3’-肌苷酸钠。（）11.DE值，即葡萄糖值，表示淀粉水解程度及糖化程度。是指糖化液中葡萄糖实际含量占干物质的百分率。（）12.谷氨酸结晶具有多晶型性质，分为α-型结晶和β-型结晶，其中是β-型结晶等电提取的理想结晶。（）13.在谷氨酸发酵中适当降低用磷量、增加用钾量可以提高谷氨酸的产量。（√）14.发酵过程中通气量的大小对谷氨酸发酵有明显的影响，发酵产酸阶段的通气量要低于菌体生长繁殖阶段。（）15.谷氨酸发酵产酸期最适的pH值为7.0~7.2。（√）16.在发酵液中添加一定浓度的铜离子，可提高糖质发酵赖氨酸的产量。（√）17.有一些谷氨酸生产菌能分解淀粉、纤维素、油脂、酪蛋白以及明胶等。（）18.赖氨酸、异亮氨酸和苏氨酸等天冬氨酸族氨基酸在供氧不足的情况下，菌呼吸受抑制，产酸能力显著下降。（）19.工业上淀粉液化操作中，为保持液化时的α-淀粉酶活力应加入Na+作保护剂，来提高α-淀粉酶的稳定性。（）20.谷氨酸制味精过程中，中和操作时一般应先加谷氨酸后加碱，否则就会生成DL-谷氨酸钠。（√）21.菌株FM84-415属于赖氨酸产生菌。（）22.如果培养条件不适宜，会出现“发酵转换”现象。若谷氨酸形成过程中NH4+过量，则生成的谷氨酸又会转变为乳酸。（）23.谷氨酸制味精过程中，中和操作时一般应先加谷氨酸后加碱。（√）24.大多谷氨酸生产菌其ɑ－酮戊二酸氧化能力缺失或微弱。（√）25.谷氨酸发酵产酸期的最适温度一般为30℃~32℃。（）26.谷氨酸菌都是需氧型微生物，因此在长菌阶段应加大通气量。（）27.赖氨酸结晶具有多晶型性质，分为α-型结晶和β-型结晶。其中是α-型结晶等电提取的理想结晶。（√）28.谷氨酸发酵中后期，一般pH值控制在7.0~7.4，若pH过低，会使ɑ－酮戊二酸积累而不转化为谷氨酸。（√）29.赖氨酸、异亮氨酸和苏氨酸等天冬氨酸族氨基酸在供氧不足的情况下，菌呼吸受抑制，产酸能力显著下降。（）30.糖浓度对赖氨酸发酵的影响不大，可以采用高糖发酵。（）四、单项选择题1.赖氨酸发酵需要丰富的生物素和有机氮，应用B来制备淀粉水解糖。A．酸解法B．双酶法C．酶酸法D．酸酶法2.谷氨酸发酵过程pH值的调节方法中，D方法在工业上不使用。A．液氨B．尿素C．氨水D．碳酸钙3.下列菌株中，C属于赖氨酸产生菌。A．Hu7251B．FM84-415C．AS1.563D．WTH-14.为了调整味精的含量规格，通常在味精中添加一定量的精制食盐。下列四种规格的味精中，A种不加食盐A．99％B．95％C．90％D．80％5.如果培养条件不适宜，会出现“发酵转换”现象。若谷氨酸形成过程中NH4+过量，则生成的谷氨酸又会转变为B。A．α-酮戊二酸B．谷氨酰胺C．乳酸D．缬氨酸6.谷氨酸发酵中污染噬菌体后一般会出现“二高三低”现象，其中“二高”是指B。A．pH高，温度高B．pH高，残糖高C．残糖高，Glu高D．OD高，温度高7.在采用锌盐法提取谷氨酸的工艺中，下列D物质对谷氨酸锌盐析出有显著的影响A．NH4+B．乳酸C．残糖D．酮酸8.在谷氨酸（AS1.299菌）发酵中后期，为有利于促进谷氨酸合成，pH值维持在C范围为好。A．pH6.2~6.4B．pH6.8~7.0C．pH7.0~7.2D．pH7.3~7.69.L–赖氨酸在水溶液中的等电点是D。A．2.4B．3.22C．6.96D．9.5910.谷氨酸制味精过程中，中和操作时一般应先加谷氨酸后加碱，若先加碱后加谷氨酸就会生成A。A．DL-谷氨酸钠B．谷氨酸二钠C．焦谷氨酸钠D．L-谷氨酸11.关于利用发酵工程生产谷氨酸的生产实例的叙述中，错误的是B。A．常用的谷氨酸产生菌有好氧性的谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌等B．生产用的培养基通常是由豆饼的水解液、玉米浆、尿素、磷酸二氢钾、氧化钾、硫酸镁、生物素等配制而成的液体培养基，从培养基的成分上分析，该培养基为合成培养基C．发酵过程中应通过发酵罐上面连接的通气、搅拌、接种、加料、冷却、PH检测等装置严格控制发酵条件D．提取出来的谷氨酸用适量的Na2CO3溶液中和后，再经过过滤、浓缩、离