氨基酸发酵工艺学试题集

1、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 × 1005. 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

2、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-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

3、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56g / 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

4、。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

5、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

6、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-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，会生成酮戊二酸。 7. 谷氨酸的晶型分为-型结晶和-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

7、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-淀粉酶和糖化酶两种酶，其作用特点分别是内酶、只

8、能水解-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-酮戊二酸脱氢酶活力，使-酮戊二酸继续氧化能力微弱。 17. 谷氨酸发酵机理：谷氨酸以-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

9、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：适应期对数生长期转化期产酸期。 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

10、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

11、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. -淀粉酶既能水解淀粉分子中的-1，4葡萄糖苷键，也能水解-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（ph7.37.7）。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

12、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-型结晶和-型结晶，其中是-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

13、于菌体生长繁殖阶段。（ ） 15. 谷氨酸发酵产酸期最适的ph值为7.07.2。（ ） 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-淀粉酶活力应加入na+作保护剂，来提高-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

14、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3032。（ ） 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-型结晶和-型结晶。其中是-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7.07.4，若ph过低，会使酮戊二酸积累而不转化为谷氨酸。（ ）2

15、9.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。 ahu7251 bfm84-415 cas1.563 dwth-1 4. 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

16、不加食盐 a99 b95 c90 d80 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-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 。 aph高，温度高 bph高，残糖高 c残糖高，glu高 dod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 anh4+ 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。 aph6.26.4 bp

17、h6.87.0 cph7.07.2 dph7.37.6 9. l赖氨酸在水溶液中的等电点是 d 。 a2.4 b3.22 c6.96 d9.59 10. 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 。 adl-谷氨酸钠 b谷氨酸二钠 c焦谷氨酸钠 dl-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

18、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、离心分离等步骤，便制成了味精12. 与阳离子树脂进行交换时，在无其他离子干扰的情况下，下列哪种氨基酸优先被吸附 a ： a.赖氨酸（pi=9.74） b.亮氨酸（pi=5.98） c.谷氨酸 d. 天冬氨酸（pi=2.77） 13. 下列哪一种不属于必须氨基酸 d a. ile b. leu c. met d. arg 14. 关于谷氨酸发酵，下列说法不正确的是 c a.生产上所用谷氨酸产生菌的种类与lys产生菌基本一致 b.其两大类原料

19、的发酵工艺主要区别在于发酵过程是否需要添加青霉素、表面活性剂等c.与lys发酵相比较，谷氨酸发酵要消耗更多的氮源 d.加晶种起晶时，需要控制溶液的ph，以利于较大结晶颗粒的形成15. 氨基酸发酵过程中若发生噬菌体污染时会出现一些明显的变化，主要表现在 d a.发酵液光密度值急剧下降 b.发酵液泡沫增多、粘度增大，甚至呈胶体 cc源、n源以及氧的消耗减慢甚至停滞，排气中co2含量迅速下降d.以上说法都对 16. 从代谢控制育种的角度出发，下列关于选育高产谷氨酸菌株途径中可行的是 c a. 选育以琥珀酸或苹果酸为唯一碳源的菌株b选育不分解利用谷氨酸的突变株c. a和b d以上均不可行17. 以下是

20、对氨基酸工业的描述，其中说法正确的是 d a.氨基酸的生产最早是采用水解蛋白质的方法b.中国谷氨酸的生产量居世界第一 c. 除缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸国内不能实现产业化生产外，其他氨基酸均已完全实现国产化d以上说法都正确18. 谷氨酸发酵产酸期的最适温度一般为 c 。 a3032 b 3234 c3437 d384019. 在实际生产中，当发酵液谷氨酸含量和温度在 a 范围时，可避免出现-型结晶，等电点提取容易，收率高。 a4.5%6.5%；2530 b4.5%6.5%；3060 c10%15%；2530 d10%15%；306020. 以下发酵产品中不属于微生物代谢产物的是 d 。a 味精

21、b啤酒 c“人造肉” d人生长激素21 对谷氨酸发酵的叙述正确的是 d 。a. 菌体是异养厌氧型微生物 b培养基属于液态的合成培养基 c谷氨酸的形成与搅拌速度无关 d产物可用离子交换法提取 22用于谷氨酸发酵的培养基需添加的生长因子是 d 。a氨基酸 b碱基 c核苷酸 d生物素23. 某药厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，结果代谢产物没有谷氨酸而产生乳酸及琥珀酸，其原因是 d 。a温度控制不适 b通气量过多 c. ph呈酸性 d. 溶氧不足24. 下列可用于生产谷氨酸的菌种是 c 。a.谷氨酸棒状杆菌、金黄色葡萄球菌b链球菌、大肠杆菌c. 谷氨酸棒状杆菌，黄色短杆菌d大肠杆菌、乳酸菌5、 简单

22、题1. 造成采用两种原料发酵产谷氨酸工艺上的差别的原因是什么? 两大类原料的发酵工艺主要区别在于发酵过程是否需要添加青霉素和表面活性剂等（1分）。 由于糖蜜原料所含生物素丰富，发酵过程必须添加青霉素、表面活性剂等来抑制产生菌的细胞壁合成，从而抑制产生菌的过度生长；虽然各种来源不同的淀粉原料所含生物素不同，但所含 生物素量远远低于糖蜜，经过加工成淀粉再制成g溶液，用于配制发酵培养基时还需要添加生物素（4分）。 2. 谷氨酸扩大培养一般流程如何？并说明各级种子的质量要求 1）.谷氨酸扩大培养流程： 斜面菌种一级种子培养二级种子培养-发酵罐（2分）。2） .各级种子的要求： （1） . 斜面菌种：菌

23、种绝对纯，不得混有任何杂菌和噬菌体。 （2） . 一级种子：种龄910h；ph 6.87.0；净增od值在0.5以上；残糖1.0% 左右；无噬菌体污染；镜检要求菌体生长均匀、粗壮，排列整齐，革兰氏阳性反应。 （3） . 二级种子：8h以上；ph 7.07.2；净增od值在0.5以上；残糖1015g/l左右；无噬菌体污染；镜检要求菌体生长均匀、粗壮，排列整齐，革兰氏阳性反应（3分）。3. 简述并图解谷氨酸的生物合成途径 葡萄糖经糖酵解（emp途径）和己糖磷酸支路（hmp途径）生成丙酮酸，再氧化成乙酰辅酶a（乙酰coa），然后进入三羧酸循环，生成酮戊二酸。酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化及有nh+4存在的条件下，生成谷氨酸。4. 在谷氨酸发酵中如何控制细胞膜渗透性？ （每点需要展开，解释）生物素亚适量添加表面活性剂、高级饱和脂肪酸或青霉素选育温度敏感突变株、油酸缺陷型或甘油缺陷型突变株 5. 如何解释谷氨酸生产菌的育种思路？（每点需要展开解释）（1）切断或减弱支路代谢（2）解除自身的反馈抑制(3)增加前体物的合成(4)提高细胞膜的渗透性(5)强化能量代谢(6)利用基因工程技术构建谷氨酸工程菌株6. 谷氨酸发酵生产菌的主要生化特点？现有谷氨酸生产菌的主要特征:（1）细胞形态短杆形、棒形；（2）革兰氏阳性菌，无鞭毛，无芽孢，不能运动；（3）需氧型微生物；（4）生