完整版发酵工艺学原理复习题答案
华农食品发酵工艺原理复习题答案

名词解释:工业发酵的含义对工业微生物而言,利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来获得微生物菌体或代谢产物的过程。
如厌氧培养的生产过程,酒精,乳酸等。
通气(有氧)培养的生产过程,如抗生素、氨基、酶制剂等。
{发酵可以定义为:通过生物细胞(微生物、动植物细胞)的生长繁殖和代谢活动,产生和积累人们所需要的产品的生物反应过程统称为发酵。
发酵工程的含义给微生物提供适宜的生长条件,利用微生物的某种特定功能,通过现代化的技术手生产出人类所需要的产品的工程。
发酵机制发酵机制(或微生物发酵的机理):特定的微生物通过 O 代谢活动,利用基质合成人们所需的产物的内在规律。
巴斯德效应酵母在厌氧的条件下,能分解葡萄糖产生酒精,并且消耗葡萄糖的速度很快;而在好氧条件下,酵母的发酵能力降低,酒精产量大为降低,葡萄糖消耗速度也会减慢,这种抑制发酵的现象称为巴斯德效应。
次级代谢与初级代谢按照产物与微生物生长繁殖的关系分:初级代谢产物与次级代谢产物。
为微生物提供生物合成的能量、中间体物质以及从中间体合成细胞物质(蛋白质、核酸、有机酸、脂类、多糖等高分子化合物)这类代谢称初级代谢。
例如:EMP途径、三羧酸循环、氨基酸、A TP 等的合成酒精、乳酸、柠檬酸、氨基酸等是微生物在一定的生长期里(通常是生长期的后期或稳定生长期里),合成一些对微生物本身没有明显作用的物质,或是在外界环境胁迫下合成的一类有利于其生存的代谢活动,称为次级代谢。
次级代谢产物次级代谢产物是指由微生物产生的,与微生物生长、繁殖无关的一类物质。
如抗生素、色素、维生素、酶制剂、甾体、激素等。
自发突变与诱发突变在自然状况下发生的突变称自然突变或自发突变。
微生物在自然条件下发生自发突变,频率为10 -8 ~10-5。
自然选育自然选育:生产中根据菌种自突变的特点进行菌种筛选的过程(定期传代复壮,无人工诱变),通过分离、筛选,排除劣质性状的菌株,选择维持具有原来生产水平或具有更优良性能的高产菌株。
发酵工艺原理试题和答案

发酵工艺原理试题和答案一、选择题1.下列哪个不是发酵过程中产生的产物? A. 乳酸 B. 二氧化碳 C. 氧气 D. 酒精2.发酵是由哪类生物过程而来的? A. 呼吸 B. 光合作用 C. 分裂 D. 缩合3.使得食品变质的微生物是? A. 厌氧菌 B. 好氧菌 C. 细菌 D. 真菌4.酵素在发酵过程中扮演的角色是? A. 催化剂 B. 营养来源 C. 结构物质D. 能量二、填空题1.发酵过程中,糖类被分解成_________。
2.__________是发酵作用的催化剂。
3.乳酸发酵是由_____________产生的。
4.发酵过程中释放的气体是___________。
三、判断题1.发酵过程是一种无氧反应。
(T/F)2.发酵是由微生物引发的生化反应。
(T/F)3.酒精发酵是从乙醇生成葡萄糖的反应。
(T/F)四、问答题1.请简要描述酵素在发酵中的作用原理。
2.举例说明两种发酵过程的应用场景。
3.解释好氧发酵和厌氧发酵有何区别。
答案一、选择题1. C2. A3. D4. A二、填空题1.乙醇2. 酵素3. 乳酸杆菌4. 二氧化碳三、判断题1. F2. T3. F四、问答题1.酵素是一种生物催化剂,通过将底物分子在其活性部位发生特异性结合,使底物分子互相接近,从而使化学反应速率加快。
2.例如:酒精发酵用于啤酒酿造,乳酸发酵用于酸奶制作。
3.好氧发酵需氧气参与反应,产物为水和二氧化碳;厌氧发酵不需要氧气参与,产物为乙醇和二氧化碳。
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《发酵工程工艺原理》复习思考题第一章思考题:1.何谓次级代谢产物?次级代谢产物主要有哪些种类?举例说明次级代谢产物在食品中的应用及对发酵食品的影响。
答:次级代谢产物是指对微生物的生长、繁殖分化关系不人、生理功能也不十分清楚,但可能对微生物生存有一定价值的代谢产物;次级代谢产物主要有抗生素、生物碱、色素、毒素等;抗生素工业的发展建立了一套完整的好氧发酵技术,大型搅拌发酵罐培养方法推动了整个发酵工业的深入发展,为现代发酵工程奠定了基础。
2.典型的发酵过程由哪几个部分组成?图1 • 3 典型的发酵过程示;&图第二章思考题:1.食品发酵对微生物菌种有何要求?举例说明。
•能在嫌价原料制成的培养基上迅速工长,并能高产和稳产所需的代谢产物。
•可在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵,只所需的酶活性高。
•生长速度和反应速度快,发酵周期短。
•副产物尽量少,便于提纯,以保证产品纯度。
•菌种不易变界退化,以保证发酵生产和产品质量的稳定性。
•对于用作食品添加剂的发酵产品以及进行食品发酵,其生产所用菌种必须符合食品卫生要求。
例如酵付菌由于生长迅速,营养要求不耍,易培养,被广泛应用丁•各种食品发酵2.什么叫自然突变和诱发突变?诱变育种的实质是什么?答:白然突变是指微生物在白然条件卜-产牛自发变异;诱发突变是指用各种物理、化学的因素人工诱发基因突变的过程;诱变育种的实质是基因突变。
3.突变分为哪两种类型,举例说明。
答:点突变:碱基对置换和移码染色体畸变:在染色体上发牛大的变化,如断裂、重复、缺失、易位和染色体数目变化等结构变化。
4.何为DNA体外重组技术?举例说明在发酵工业中的应用。
答:DNA体外重组技术就是根据需要用人工方法取得供体DNA上的基因,在体外重组于载体DNA上,再转移入受体细胞,使其复制、转录和翻译,表达出供体原有的遗传性状。
例如利用DNA体外重组技术牛产人工胰岛索。
5.何为营养缺陷型?举例说明营养缺陷型的筛选方法。
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1、举出几例微生物大规模表达的产品,及其产生菌的特点?A.蛋白酶表达产物一般分泌至胞外,能利用廉价的氮源,生长温度较高,生长速度快 ,纯化、分离及分析快速;安全性高,得到 FDA的批准的菌种。
B.单细胞蛋白生长迅速,营养要求不高,易培养,能利用廉价的培养基或生产废物。
适合大规模工业化生产,产量高,质量好。
安全性高,得到 FDA的批准的菌种。
C.不饱和脂肪酸生长温度较低,安全性高,能利用廉价的碳源,不饱和脂肪酸含量高,D.抗生素生产性能稳定,产量高,不产色素,,能利用廉价原料 F.氨基酸代谢途径比较清楚,代谢途径比较简单2、工业化菌种的要求?A能够利用廉价的原料,简单的培养基,大量高效地合成产物B有关合成产物的途径尽可能地简单,或者说菌种改造的可操作性要强C.遗传性能要相对稳定D.不易感染它种微生物或噬菌体E.产生菌及其产物的毒性必须考虑(在分类学上最好与致病菌无关)F.生产特性要符合工艺要求4、讨论:微生物(包括动、植物)可以生产我们所需的一切产品,但是涉及到工业化生产,对于某一种特定的产品,为何只有特定的微生物才具有大量表达的潜力?在不同的环境条件下,微生物细胞对遗传信息作选择性的表达,实现代谢的自动调节。
代谢的协调能保证在任何特定时刻、特定的细胞空间,只合成必要的酶系(参与代谢的多种酶)和刚够用的酶量。
一旦特定物质的合成达到足够的量,与这些物关系支持细胞自身的增殖(生产细胞),不支持(人的)目的产物的过量生产(生产特定的初级代谢产物)。
而工业化生产要求特定表达某种或某类物质,只有正常代谢被打破,代谢协调失常的微生物才能达到要求5、自然界分离微生物的一般操作步骤?样品的采取→预处理→培养→菌落的选择→初筛→复筛→性能的鉴定→菌种保藏 6、从环境中分离目的微生物时,为何一定要进行富集培养?自然界中目的微生物含量很少,非目的微生物种类繁多,进行富集培养,使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖,数量增加,由原来自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种,使筛选变得可能。
发酵工艺原理复习题答案

发酵工艺原理复习题答案一、单项选择题1. 发酵过程中,微生物生长的四个阶段中,哪一个阶段的微生物代谢产物产量最高?A. 调整期B. 对数生长期C. 稳定期D. 衰减期答案:C2. 在发酵过程中,以下哪种营养物质是微生物生长所必需的?A. 碳源B. 氮源C. 无机盐D. 所有选项答案:D3. 下列哪种发酵罐设计最适合于大规模工业生产?A. 实验室规模的发酵罐B. 搅拌式发酵罐C. 气升式发酵罐D. 固定床发酵罐答案:B二、填空题1. 发酵过程中,微生物的______是影响发酵效率的关键因素之一。
答案:代谢途径2. 在发酵过程中,通过控制______和______可以优化微生物的生长环境。
答案:温度、pH值3. 发酵工业中常用的灭菌方法包括______和______。
答案:高压蒸汽灭菌、干热灭菌三、简答题1. 描述发酵过程中的氧气供应对微生物生长和产物形成的影响。
答案:氧气供应对微生物生长和产物形成至关重要。
在好氧发酵中,充足的氧气供应可以促进微生物的呼吸作用,增强能量产生,从而支持微生物的快速生长和代谢产物的合成。
而在厌氧发酵中,氧气的存在可能会抑制某些微生物的生长,影响产物的形成。
2. 阐述发酵过程中温度控制的重要性及其对微生物生长和产物形成的影响。
答案:温度控制是发酵过程中的关键因素之一。
适宜的温度可以促进微生物的酶活性,从而加速代谢过程,提高产物的产量和质量。
温度过高或过低都可能导致酶活性下降,影响微生物的生长速率,甚至导致细胞死亡,从而影响发酵效率和产物的产量。
四、计算题1. 假设一个发酵罐的体积为100升,初始pH值为6.0,通过添加1升pH为12.0的NaOH溶液后,求发酵罐内混合溶液的最终pH值。
答案:首先计算NaOH溶液的摩尔浓度,然后根据pH值计算H+离子浓度,最后应用Henderson-Hasselbalch方程计算最终pH值。
假设NaOH 完全离解,其摩尔浓度为0.1M。
混合溶液的H+离子浓度为10^(-6.09) M,最终pH值为6.09。
复习题及答案 生物工艺 发酵 期末 考试

对数残留公式p93tO N N t lg .k 2.303=式中:t---灭菌时间(秒) ;k---反应速度常数,与菌的种类和加热温度有关(s -1)No---灭菌开始时,污染的培养基中杂菌个数(个) Nt---经过灭菌时间t 后,残存活菌个数(个 )连续发酵p161是指以一定的速度向培养系统内添加新鲜的培养基,同时以相同的速度流出培养液,从而使培养系统内培养液的量维持恒定,使培养物能在近似恒定状态下生长的培养方式。
各速率p144菌体生长速v x:单位时间内细胞重量的变化;X dt dXx •==μv式中: X---细胞浓度,g/L; t---时间,h ; μ---比生长速率,h -1基质消耗速率v s :单位时间内基质的变化量。
SX x SY v /v -=x v -------菌体生长速率 S X Y /----菌体得率系数产物生成速率:单位时间内产物的变化量 。
Vp=dt dX Y dt dP X P /=各比速率比生长速率:是菌体浓度除菌体的生长速率和菌体浓度除菌体的繁殖速率。
在平衡条件下,比生长速率的定义为:dt dXX 1u =, X--菌体浓度,t--时间。
比生长速率μ除受细胞自身遗传信息支配外,还受环境因素的影响。
基质比消耗速率(γ,g /g 菌体·h)qs :指每克菌体在一小时内消耗营养物质的量。
它表示细胞对营养物质利用的速率或效率。
dtdSX q S1=产物比生成速率(pq ,g /g 菌体·h):)(X c v q pp =,单位质量细胞在单位时间内生成产物的速率,它表示细胞合成产物的速度或能力,可以作为判断微生物合成代谢产物的效率。
dt dP Xq P 1=微生物耗氧速率p188指单位体积培养液在单位时间内的吸氧量,以r 表示,单位mmol O 2/(L.h)。
微生物在发酵过程中的耗氧速率取决于微生物的呼吸强度和单位体积菌体浓度。
r=X Q .o 2 式中r--微生物耗氧速率,mmol O 2/(L.h); 2o Q --菌体呼吸强度,mmol O 2/(g.h) X--发酵液中菌体的浓度,g/L摄氧率p188摄氧率(OUR):单位体积的发酵液在单位时间内的吸氧量,mmol O 2/(L.h),摄氧率(耗氧速率)取决于微生物的呼吸强度和单位体积菌体浓度。
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发酵工程部分题库及答案1、举出几例微生物大规模表达的产品, 及其产生菌的特点?A.蛋白酶表达产物一般分泌至胞外,能利用廉价的氮源,生长温度较高,生长速度快,纯化、分离及分析快速;安全性高,得到FDA的批准的菌种。
B.单细胞蛋白生长迅速,营养要求不高,易培养,能利用廉价的培养基或生产废物。
适合大规模工业化生产,产量高,质量好。
安全性高,得到FDA的批准的菌种。
C. 不饱和脂肪酸生长温度较低,安全性高,能利用廉价的碳源,不饱和脂肪酸含量高,D.抗生素生产性能稳定,产量高,不产色素,,能利用廉价原料F. 氨基酸代谢途径比较清楚,代谢途径比较简单2、工业化菌种的要求?A能够利用廉价的原料,简单的培养基,大量高效地合成产物B有关合成产物的途径尽可能地简单,或者说菌种改造的可操作性要强C. 遗传性能要相对稳定D. 不易感染它种微生物或噬菌体E. 产生菌及其产物的毒性必须考虑(在分类学上最好与致病菌无关)F. 生产特性要符合工艺要求4、讨论:微生物(包括动、植物)可以生产我们所需的一切产品,但是涉及到工业化生产,对于某一种特定的产品,为何只有特定的微生物才具有大量表达的潜力?在不同的环境条件下,微生物细胞对遗传信息作选择性的表达,实现代谢的自动调节。
代谢的协调能保证在任何特定时刻、特定的细胞空间,只合成必要的酶系(参与代谢的多种酶)和刚够用的酶量。
一旦特定物质的合成达到足够的量,与这些物质合成有关的酶就不再合成了。
并且,已合成的酶的活力受到许多调节机制的控制,以确保新陈代谢全面协调,、为细胞的经济运行提供保证。
因此,细胞固有的生产关系支持细胞自身的增殖(生产细胞),不支持(人的)目的产物的过量生产(生产特定的初级代谢产物)。
而工业化生产要求特定表达某种或某类物质,只有正常代谢被打破,代谢协调失常的微生物才能达到要求5、自然界分离微生物的一般操作步骤?样品的采取→预处理→培养→菌落的选择→初筛→复筛→性能的鉴定→菌种保藏6、从环境中分离目的微生物时,为何一定要进行富集培养?自然界中目的微生物含量很少,非目的微生物种类繁多,进行富集培养,使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖,数量增加,由原来自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种,使筛选变得可能。
发酵工艺复习题及参考答案

答:微生物对发酵液中溶解氧浓度有一个最低要求,这个浓度叫临界氧浓度。
20.菌体生长速率
答:每小时单位质量的菌体所增加的菌体量。
21.生物热(Q生物)
答:产生菌在生长繁殖过程中所产生的大量热能。
22.搅拌热(Q搅拌)
答:由于机械搅拌,高速运转造成液体之间、液体和设备之间的摩擦,从而产生热能。
3.有机氮源主要有、、。
答:尿素、动植物粉类、玉米浆
4.有机氮源中的动、植物粉类主要有、、、和。
答:黄豆粉、棉子粉、菜子粉、玉米粉、鱼粉
5.培养基按用途分为、、。
答:孢子培养基、种子培养基、发酵培养基
6.在培养基中碳源不足,易出菌体,甚至;氮源不足,则易出现菌体繁殖量。
答:过早衰老、自溶、偏少
7.在选用天然农副产品原材料时,要做到定、定、定、定、定。
28.发酵过程中的中间分析项目主要有、、、、、。
答:抗生素效价、pH、糖含量、氨基氮和氨氮、磷、菌丝浓度和黏度
29.基因工程菌常用的培养方法有、、、、。
答:分批式培养、流加式培养、连续培养、透析培养、固定化培养
30.废水的处理方法有、和。
答:物理、化学、生物处理
二、单项选择题
1.生产酵母菌的发酵属于()
A.碳B.氮C.氧D.水
答:C
26.有利于氧溶解的条件是()
A.温度升高B.温度降低C.容质含量增加D.降低罐压
答:B
27.有利于氧溶解的条件是()
A.温度升高B.增大罐压C.容质含量增加D.降低罐压
答:B
28.导致pH上升的因素是()
A.酸性物质的生成B.碱性物质的消耗C.添加硫酸铵D.添加氨水
答:D
29.导致pH下降的因素是()
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发酵工艺学原理复习题参考答案(2011级)第二章1.比较固体培养与液体培养的优缺点。
固体培养优点:(1)酶活力高。
(因为菌丝体密度大)(2)生产过程中无菌程度要求不是很严格。
(3)对于固体培养,通常用于固体发酵,由于产物浓度大,易于分离,可以有效的降低产品分离成本。
缺点:(1)生产劳动强度较大,占地面积大,不宜自动化生产。
(2)周期长。
(3)培养过程中环境条件控制较难。
(4)生产过程中,由于无菌程度较低,其菌种菌类不纯。
液体培养优点:(1)生产效率高,便于自动化管理。
(2)生产过程中温度、溶氧、pH值等参数可以实现全面控制。
(3)通常生产液体种子,整个生产周期较短。
缺点:(1)无菌程度要求高,相对生产设备投资较大。
(2)对于某些种类的发酵,液体培养因投资大、生产密度大而难以实现。
2.说明菌种扩大培养的条件。
菌种扩大培养条件因不同的菌种差异是非常大的,通常是与菌种的性质有关的,也与后续的发酵工艺有关。
但是,与发酵工艺却有着很大的差别。
1.培养基:种子培养基因不同的微生物种类差别是很大的,同一种微生物因不同的扩大培养过程(一级、二级)其培养基往往也有较大差异。
通常,对于种子用的培养基,摇瓶与种子罐用的培养基也不相同,摇瓶要求培养基用的原材料精细,碳源浓度较低而且是用微生物较易利用的碳源;对于种子罐用培养基,要求使用接近大生产用的原材料,氮源浓度较高,有利于菌体的增殖。
2.温度种子扩大培养的温度,从试管到三角瓶到种子罐,其温度也应逐步调整,最后接近大生产的温度,目的在于使菌种逐渐适应。
需要指出的是:(1)许多微生物其最适生长温度与最适发酵温度往往有差异的,例如:谷氨酸发酵,谷氨酸产生菌的最适合生长温度为:30℃,而产物合成温度为32-34℃(2)种子扩大培养的温度的选择,应该考虑的是菌体的快速增殖上,一方面可以缩短周期,另一方面有利于抑制其他杂菌的生长。
3.氧的供给菌种扩大培养的目的就是提供大量的强壮的菌体,因此在扩培过程要求菌体增殖速度越快越好,增殖期消耗的底物葡萄糖越少越好,从这个意义上讲,扩培过程中应提供足够的氧气,无论是厌氧发酵还是好氧发酵。
足够的溶氧取决于:搅拌转速、通气量、搅拌轴功率等4.pH值菌种扩大培养的pH值很重要,直接影响到菌体的正常生长,需要注意以下两点:(1)扩培选择的pH值是菌体的最适生长pH值,往往与发酵最适pH值不同。
(2)培养基灭菌后,通常其pH值要下降0.5——1.0个单位3.菌种扩大培养的目的和意义是什么?(1)提供大量而新鲜的、具有较高活力的菌种。
(空气过滤设备有效时间是有限的)减少染菌的机会降低能耗、缩短发酵周期,、a目的是:b、为了使培养菌在数量上取得绝对的优势,抑制杂菌的生长。
)让菌种从固体试管、液体试管、三角瓶、种子罐、发酵罐逐级扩大,逐步适应大环境(2 的生产。
)菌种经过扩大培养,可以提高生产的成功率,减少“倒罐”现象。
(3增加了生产对于不合格的严禁使用,通过连续的扩大培养,每一级都要进行严格的检查,的可靠性。
工业生产用菌种的基本要求有什么?4.)具有稳定的遗传学特性(1 )微生物生长和产物的合成对于基质没有严格的要求(2 值等)3)生长条件易于满足(“临界溶氧浓度”pH((4)对于细菌,希望具有抗噬菌体的能力。
(5)具有较高的各种酶活力,可以在一定的范围内提高生长速率和反应速度,进而可以缩短发酵周期,降低生产成本。
(6)对于胞外产品,细胞膜具有良好的渗透性,或者细胞膜的渗透性可以调节,细胞不易发生菌体自溶。
对于胞内产品,要求菌体易分离和收集,菌体易破碎;要求在细胞破碎时不易破碎,对于基因工程菌,通常目的产物存在于包含体内,对于包含体,。
而在目的产物的分离提出时,则易破碎5.微生物发酵常用的菌种有哪些?细菌类:短杆菌:GA,Gln,lys1.……枯草芽孢杆菌:淀粉酶(BF7658)、碱性蛋白酶等地衣芽孢杆菌:HASS(耐高温α-淀粉酶) α-Amylase苏云金芽孢杆菌:BT生物农药……梭状芽孢杆菌:丙酮、丁酸等的发酵2.酵母菌啤酒酵母:酿酒酵母、辅酶类物质的发酵酒精酵母:汉逊酵母:食品工业,用于乙酸乙酯的发酵假丝酵母:scp生产,石油发酵3.霉菌黑曲霉:柠檬酸工业、酿酒业(UV-11,UV-48)、酶制剂工业(糖化酶)黄曲霉:酱油生产(3042),面酱青霉菌:青霉素的生产红曲霉:红曲制造,用于南方红曲酒(女儿红)的生产;使用红色色素的生产;豆腐乳的生产等赤霉菌:赤霉素的生产,是一种植物生长激素4.放线菌:各种抗生素,链、土、庆大等第三章1.微生物发酵培养基的碳源主要有哪几种?(1)淀粉及其水解糖液(2)含有淀粉及其水解产物的废弃物:味精废水、粉丝生产废水等)化工石油产品:醋酸、甲醇、乙醇、甲烷等3(.(4)纤维素2.微生物发酵培养基的氮源主要有哪几种?①无机氮源:氨水、尿素(有脲酶微生物)、(NH4)2SO4、NH4NO3、NH4CL等②有机氮源:豆粕、玉米浆、酵母粉、酵母浸出物、鱼粉、菌体蛋白、玉米蛋白粉等3.淀粉的水解方法主要有什么?试进行优缺点比较?酸法水解的主要副产物是什么?淀粉的水解方法主要有酸法、酶法以及介于这两者之间的酸酶法、酶酸法。
酸法:(优)生产方法简单易行;对设备要求简单;水解时间短;生产能力大。
(缺)反应条件比较强烈;产生的副产物较多。
双酶法:(1)酶促反应条件温和,水解产生的副产物少,对微生物的生长有利。
双酶法淀粉水解首先使用耐高温α-淀粉酶进行淀粉的液化,此时水解液中的葡萄糖很少,不具备生成副产物的物质条件。
(2)淀粉水解产率较高,通常糖的转化率可以提高10%以上。
(3)可以直接使用粮食进行双酶法水解,因为双酶法水解的条件温和,对于粮食中的蛋白质等其他物质的破坏较少。
(4)双酶法水解使用的淀粉乳浓度较高,可以达到20Be以上,而采用酸法水解,淀粉乳的浓度通常只有12Be。
酸法水解的主要副产物:(1)双分子葡萄糖脱水,形成复合二糖,分别是异麦芽糖、龙胆二糖。
前者不利于产物的结晶提出;后者对于菌体的生长有抑制作用。
(2)一分子葡萄糖脱水,形成5-羟甲基糠醛,对于菌体的生长有抑制作用。
(3)一分子葡萄糖和-NH2反应,形成氨糖,是淀粉水解糖液有色物质的主要来源。
4.双酶法淀粉的水解通常使用哪2种酶?其作用特点分别是什么?α-淀粉酶:又称为淀粉液化酶,只作用于淀粉α-1,4葡萄糖苷键,其作用特点是可以快速将长链的淀粉水解成短链糊精,其水解速度随着淀粉链长度的降低而变得越来越慢,换言之,该酶不可能将淀粉完全水解成葡萄糖,因此该酶的淀粉水解产物中以短链的糊精为主,含有少量的葡萄糖。
淀粉α-1,4;1,6葡萄糖苷酶:又称糖化酶,可以水解淀粉分子的α-1,4或α-1,6葡萄糖苷键,其作用特点是,淀粉的分子链越短水解速度越快,水解产物为葡萄糖。
5.培养基工业灭菌的方法主要是采用蒸汽灭菌,其灭菌的原理是什么?灭菌过程符合对数残留定律,写出理论灭菌时间的计算公式。
灭菌就是杀死一切微生物,包括微生物的营养体和芽孢,在工业生产中,对于培养基、管道、设备的灭菌,通常采用蒸汽加热到一定的温度,并保温一段时间的灭菌方法,称之为湿热灭菌。
借助蒸汽释放的热能使微生物细胞内蛋白质、酶、核酸分子内部的化学键特别是氢键受到破坏,引起不可逆的变性,致使微生物死亡。
在有水分存在的情况下蛋白质更易受热而凝固变性。
湿热灭菌的显著优点是:使用方便,无污染,而且其冷凝水可以直接冷凝在培养基中,也可以通过管道排出。
t = 2.303/k * lnN/N : 理论灭菌时间S0:实际生产中20-30min℃间歇灭菌: 1218-20min 在维持罐中保温℃ 15-30s 连续灭菌: 137生物反应器灭菌的操作要点有什么?6.将配置好培养基打入生物反应器内进行实消,操作要点如下:)定期检查设备、管道有无渗漏,主要是:冷却管道,夹套。
(1)培养基升温时,打开所有的排气阀门,排掉空气,当培养基的温度升到灭菌温度时,2(目的是进汽或出汽,进入保温操作阶段,此时要求与反应器相连的所有管道处于两个状态:对管道进行灭菌。
℃时,停1003)培养基升温时开动搅拌系统,以使培养基内部传热均匀,当温度升温到(℃时,培养基的沸止搅拌,一方面是为了保护轴承,另一方面,当培养基的温度升温到100 腾,可以起到搅拌作用。
4)注意辅助设备的灭菌:空气过滤器、计量罐、流加管道与流加液贮罐,空气流量计等。
( 30分钟。
—121℃,时间:0.10MPa(5)保温期间,要求罐压:0.09—,温度:118)灭菌结束后,需要立即引入无菌空气,保证罐内压力后方可冷却,目的是防止培养基(6 的冷却使罐内形成负压,易染菌。
,通常体积可增加7)配制培养基时,应充分考虑培养基在灭菌时的稀释(体积的增加)(左右,灭菌时间越长,体积增加的越多。
20%.以化学反应动力学为基础,说明高温短时灭菌可以减少培养基营养成分损失7 的原因。
培养基的灭菌过程实际上是营养成分破坏、菌体死亡的两个平行性反应,(大但增加的幅度对于平行性反应,反应温度的提高,其两个平行性反应的速度常数都增加,小)却不同,其比值可以表示为: (5) …… lg(k2/k1)/lg(k,2/ k,1)= E / E,的值为实验证明:营养成分为破坏的反应的活化能E83.6*103 J/mol — E, = 8.36而菌体死亡的活化能E芽孢:E = 418*103 J/molE =无芽孢:E = 209—250*103 J/mol显然,(5)式的比值〉1,说明提高温度对于第二个平行反应,即菌体死亡的反应是有利的。
提高温度,虽然两个平行性反应的反应速度常数都提高了,但是,达到同样的灭菌效果,所需要的时间却缩短了,由于第一个反应也就是营养成分破坏的反应速度常数增加的少,因此,有利于减少培养基在灭菌过程中营养成分的破坏。
换言之,高温短时灭菌对于培养基营养成分是有利的。
8.掌握以下几个概念:: t = 2.303/k * lnN/N 理论计算中培养基的灭菌过程所用的时间理论灭菌时间S 0式中——N0,NS:分别表示灭菌前、灭菌后培养基中菌体的浓度(个/ml)表示灭菌过程中菌体死亡的速度常数 --k ::即微生物的热致死规律,在一定温度下,微生物热死遵循分子反应速度理对数残留定律论,在微生物受热失活的过程中,微生物不断被杀死,活菌数不断减少,其减少速度随活菌dN/dt=K*N 残量的减少而降低。
—.实消:将配置好的培养基放在发酵罐或其他容器中,通入蒸汽将培养基和所用设备一起灭菌的操作过程。
优点:不需要特定的设备,操作、管理比较灵活。
空消:在生物反应器内没有物质时对其进行灭菌。
意义:由于空消时反应器内的死角少,蒸汽的传热效率高,对于反应器灭菌效果好,通常在较长时间没有使用的反应器、染菌的反应器、更换菌种时都要进行空消。