氨基酸工艺学思考题

1、1章1 简述淀粉的组成 答：淀粉是一种碳水化合物，经分析后得知组成淀粉的化学元素有碳、氢、氧，其百分比为碳44.4%，氢6.2%，氧49.4%。淀粉分子是由许多葡萄糖脱水缩聚而成的高分子化合物，用(C6H10O5)n这个实验式来表示。 2 分析玉米淀粉生产中浸泡工序的目的 答：玉米子粒坚硬，有胚，需经浸泡工序处理后，才能进行破碎。玉米通过浸泡，可以软化子粒，增加皮层和胚的韧性；水分通过胚和皮层向胚乳内部渗透，溶出水溶性物质；在浸泡过程中，使粘附在玉米表面上的杂质脱落。3 简述淀粉水解糖生产的意义 答：糖化：淀粉葡萄糖；淀粉水解糖：通过糖化制得的水解糖液；氨基酸生产菌种不能直接利用淀粉。4 简述

2、淀粉制葡萄糖的基本原理 答：淀粉分子是由许多葡萄糖脱水缩聚而成的高分子化合物，可通过加水脱聚制成葡萄糖。5 DE值dextrose equivalent value、DX值dextrose value 答：工业上用DE值（葡萄糖值）表示淀粉的水解程度或糖化程度。糖化液中还原性糖全部当做葡萄糖计算，占干物质的百分比称为DE值。糖液中葡萄糖含量占干物质的百分率为DX值。6 葡萄糖的复合反应 答：在淀粉糖化过程中，生成的一部分葡萄糖受酸和热的催化作用，就通过糖苷键相聚合，失掉水分子，生成二糖、三糖或其他低聚糖等，这种反应称为葡萄糖复合反应。2 C6H12O6C12H22O11+H2O7 淀粉的水解方

3、法有哪些? 答：酸解法、酸酶法、酶酸法、双酶法。8 简述双酶法制糖的特点 答：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，糖液得到充分利用；酶解反应条件温和；可以在较高的淀粉浓度下水解；酶解法可用粗原料；双酶法制得的糖液颜色浅，较纯净，无苦味，质量高，有利于糖液的充分利用；缺点：9 淀粉液化starch liquefacation，淀粉糊化starch gelatinization，淀粉老化retrogradation 答：为了增加糖化酶作用的机会，加快糖化反应速度，用-淀粉酶将大分子的淀粉水解成糊精和低聚糖的过程称为淀粉的液化。   &#

4、160;  由于颗粒的膨胀，晶体结构消失，体积膨胀大，互相接触，变成糊状液体，虽然停止搅拌，淀粉也不会再沉淀，这种现象称为“糊化”。       淀粉的老化实际上是分子间氢键已经断裂的糊化淀粉又重新排列形成新氢键的过程，也就是一个复结晶过程。10 简述双酶法制糖工艺中控制淀粉液化程度的原因 答：液化超过一定程度，不利于糖化酶生成络合结构，影响催化效率，糖化液的最终DE值低。液化程度太低:导致粘度大，难于操作；影响糖化速度；易老化，对于糖化，特别是糖化液过滤性相对较差。  液化程度也不能

5、太高，因为葡萄糖淀粉酶是先与底物分子生成络合结构，而后发生水解催化作用。 2章1、简述谷氨酸生物合成途径。答:谷氨酸的生物合成包括糖酵解作用，戊糖磷酸途径，三羧酸循环，乙醛酸循环和丙酮酸羧化支路等。2、谷氨酸合成的代谢途径包括那些调节机制？答:优先合成与反馈调节:优先合成-磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的调节；柠檬酸合成酶的调节；异柠檬酸脱氢酶的调节；-酮戊二酸脱氢酶的调节；谷氨酸脱氢酶的调节。糖代谢调节:生物素对糖代谢速率的影响；生物素对CO2固定反应的影响；生物素对乙醛酸循环的影响。氮代谢调节 3、简述谷氨酸生产中乙醛酸循环的作用 答:谷氨酸生产中乙醛酸循环通过代谢，提供四碳二羧酸及菌体合成所需的

6、中间产物等。 4、列举控制细胞膜通透性的方法和机制 答：（1）控制磷脂的合成:生物素缺陷型机制:生物素作为催化脂肪酸生物合成最初反应的关键酶乙酰CoA羧化酶的辅酶，参与了脂肪酸的合成，进而影响磷脂的合成。添加表面活性剂机制:表面活性剂、高级饱和脂肪酸的作用，并不在于它的表面效果，而是在不饱和脂肪酸的合成过程中，作为生物素的拮抗物具有抑制脂肪酸的合成作用。通过拮抗脂肪酸的生物合成，导致磷酸合成不足，结果形成磷脂不足的细胞膜，提高了细胞膜对谷氨酸的渗透性。油酸缺陷型机制:由于油酸缺陷突变株阻断了油酸的后期合成，丧失了自身合成油酸的能力，即丧失了脂肪酸生物合成能力，必须由外界供给油酸才能生长。故油酸

7、含量的多少，直接影响到磷脂合成量的多少和细胞膜的通透性；通过控制油酸亚适量，使磷酸合成量减少到正常量的1/2左右时，细胞变形，谷氨酸分泌于细胞外。（2）控制细胞壁的合成机制:添加青霉素可抑制谷氨酸产生菌细胞壁的后期合成，主要是抑制糖肽转肽酶，影响细胞壁糖肽的生物合成。5、简述谷氨酸生产菌的生化特点 答:-酮戊二酸氧化能力微弱；谷氨酸脱氢酶活性强；细胞膜对谷氨酸的通透性强。6、简述生物素对糖代谢速率的影响 答:生物素对糖代谢速率的影响，主要是影响糖降解速率，而不是影响EMP与HMP途径的比率。7、简述生物素亚适量对乙醛酸循环的影响 答:乙醛酸循环的关键酶异柠檬酸裂解酶受葡萄糖、琥珀酸阻遏，为醋酸

8、所诱导。以葡萄糖为原料发酵生产谷氨酸时，通过控制生物素亚适量，几乎看不到异柠檬酸裂解酶的活性。原因是丙酮酸氧化能力下降，醋酸的生成速率慢，所以为醋酸所诱导形成的异柠檬酸裂解酶就很少。再者，由于异柠檬酸裂解酶受琥珀酸阻遏，在生物素亚适量条件下，因琥珀酸氧化能力降低而积累的琥珀酸就会反馈抑制该酶的活性，并阻遏该酶的合成，乙醛酸循环基本上是封闭的，代谢流向异柠檬酸-酮戊二酸谷氨酸的方向高效率地移动。8、优先合成Preferential synthesis、反馈抑制feedback inhibition、反馈阻遏(feedback repression) 优先合成:就是对于一个分支合成途径来讲，由于催

9、化某一分支的酶活性远远大于另一分支反应的酶活性，结果先合成酶活性大的那一分支的终产物。   反馈抑制:指最终产物抑制作用，即在合成过程中有生物合成途径的终点产物对该途径的酶的活性调节所引起的抑制作用。   反馈阻遏:指在合成过程中有生物合成途径的终点产物对该途径的一系列酶的量调节所引起的阻遏作用。反馈阻遏是转录水平的调节，产生效应慢。9、营养缺陷型auxotroph、生物素缺陷型biotin auxotroph、油酸缺陷型oleic acid auxotroph、 甘油缺陷型glycerol auxotr

10、oph、温度敏感突变株temperature sensitive mutant 营养缺陷型:野生菌株由于发生基因突变，致使合成途径中某一步骤发生缺陷，从而丧失了合成某些物质的能力，必须在培养基中外源添加该营养物质才能生长的突变型菌株。 生物素缺陷:指只有在加入了生物素的培养基中才能生长的菌株。  油酸缺陷型:野生菌株由于发生基因突变，致使菌株丧失了合成油酸的能力，必须在添加了油酸的培养基中才能生长的菌株。 甘油缺陷型:野生菌株发生基因突变，致使菌株丧失了合成甘油的能力，必须在加入了甘油的培养基中才能生长的菌株。  温度敏感性突变株:指

11、通过诱变得到的在低温下生长，而在高温下却不能生长繁殖的突变株。10、生物素对生物素缺陷型谷氨酸生产菌株氮代谢如何调节？ 答:在生物素亚适量时，几乎没有异柠檬酸裂解酶活力，琥珀酸氧化能力弱，苹果酸和草酰乙酸脱羧反应停滞，同时又由于完全氧化降低的结果，使ATP形成量减少，导致蛋白质合成活动停滞，在铵离子适量存在下，使得菌体生成积累谷氨酸。生成的谷氨酸也不通过转氨作用生成其他氨基酸和蛋白质。在生物素充足条件下，异柠檬酸裂解酶活力增强，琥珀酸氧化能力增强，丙酮酸氧化力加强，乙醛酸循环的比例增加，草酸乙酸，苹果酸脱羧反应增强，蛋白质合成增强，谷氨酸减少，合成的谷氨酸通过转氨作用生成的其他氨基酸量增加。3

12、章1目前所用谷氨酸生产菌有哪些类型2简述谷氨酸生产菌的主要特征3国内谷氨酸生产菌有哪些类型4分析酮基丙二酸抗性突变株高产谷氨酸的原因。5分析氟丙酮酸敏感性突变株高产谷氨酸的可能原因。6简述选育谷氨酸生产菌的代谢控制策略7谷氨酸生产菌的选育方法有哪些？并简述各自的主要实验步骤8为什么要进行种子扩大培养？9写出种子扩大培养的一般流程。10影响种子质量的主要因素有哪些？并进 行分析4章1.简述谷氨酸发酵中碳源的作用，氮源的作用，碳氮比范围为多少？ 碳源是供给菌体生命活动所需的能量和构成菌体细胞以及合成谷氨酸的基础。   氮源是合成菌体蛋白质，核酸等含氮物质和合成谷氨酸氨

13、基的来源。   谷氨酸发酵的碳氮比为100/（15-30）2. 生长因子growth factor，生物素biotin，临界溶解氧分压critical dissolved oxygen partial pressure 生长因子:从广义来说，凡是微生物生长必不可少的微量有机物质，如氨基酸，嘌呤，嘧啶，维生素等均称为生长因子。  生长素:生物素作为酶的组成成分，参与机体的三大物质-糖、脂肪和蛋白质的代谢，是动物机体不可缺乏的重要营养物质之一。   临界溶氧浓度:谷氨酸产生菌与其它好气性微生物一样，对培养液的溶解氧浓度

14、有一个最低的要求，在此溶解氧浓度以下，微生物的呼吸速率随溶解氧浓度降低而显著下降，此一溶解氧浓度称为临界溶解氧浓度。3.温度及pH对谷氨酸发酵分别有哪些影响 温度的影响:影响酶的活性；影响生物合成的途径；影响发酵液的物理性质，以及菌株对营养物质的分解吸收等。   pH的影响:影响酶的活性；影响微生物细胞膜所带电荷；影响培养基某些营养物质和中间代谢产物的离解，影响微生物对这些物质的利用；pH的改变往往引起菌体代谢途径的改变，使代谢产物发生变化。4.分别说明图4-1和图4-3反应的生物学信息 答:图4-1表示:在临界溶解氧浓度下，氧成为微生物生长的限制性基质，在此范围

15、内微生物的耗氧速率符合米氏方程。    图4-3表示:在一定范围内，供氧量增加，X,Qo2,Qo2×X等都随之增大，但过量供氧，X,Qo2,  均下降。5.谷氨酸发酵调节pH常用的方法有哪些 调节pH常用的方法:添加碳酸钙法尿素流加法液氨添加法6.从微生物生理学角度考察谷氨酸发酵需氧的原因 答:经过好气性的能量代谢可以有效地获得菌体生长和氨基酸生物合成所需的ATP，以完成生物氧化作用；氨基酸生物合成过程中产生的NAD(P)H2需要在氧存在下被氧化成NAD(P)。7.发酵生产中泡沫的危害有哪些 如果泡沫过多，会引起发酵液大量溢

16、出而造成浪费和污染，泡沫上升到罐顶，可能从轴封渗漏，造成杂菌污染；泡沫过多就必须减少发酵罐的装填系数，降低了设备利用率；泡沫过多影响氧的传递，影响通气搅拌效果；当泡沫稳定时，代谢气体不能及时排出，影响菌体的正常呼吸作用，甚至使菌体自溶。8发酵过程中泡沫形成的相关因素有哪些 泡沫形成一方面与搅拌、通气有关，另一方面与培养基性质有关。9生产上消泡的方法有哪些 答:物理方法:利用改变温度等方法，使泡沫黏度或弹性降低，从而使泡沫破裂。机械消泡:借助机械力将泡沫打破，或借助压力变化使泡沫破裂；化学消泡:在发酵液中加一种消泡剂以消除起泡因素。10谷氨酸发酵过程中菌体有哪些主要的变化时期？列出各时期的特点

17、答:适应期:菌体个体长大，但没有分裂，此时糖等基质基本不耗或很少消耗；对数生长期:耗糖速度逐渐加快；pH上升后又下降；温度上升；排气中CO2浓度显著增加；耗氧量增加。转化期:耗糖加快，谷氨酸生成迅速增加，耗氧速率加快，并接近最大值，放热也达到最大值，且泡沫显著增加。产酸期:菌形几乎都伸长，膨大，边缘不完整，像花生形；大量积累谷氨酸，耗糖与产酸相适应，产酸达最大值。11谷氨酸生产接种量的多少会造成哪些影响 答：接种量是影响发酵过程的重要因素之一。接种量少，菌体增殖缓慢，吐温添加时间延长，发酵周期也拉长；接种量过多，菌体增殖迅速，营养消耗快，产酸期短，后期产酸速度不高。5章1 谷氨酸发酵生产受噬菌

18、体污染的异常现象有哪些 答：谷氨酸发酵生产受噬菌体污染一般会出现“二高三低”，即pH高，残糖高，OD值低，温度低，谷氨酸产量低。2 烈性噬菌体virulent phage，温和噬菌体temperate phage，检测噬菌体有哪些方法 答:根据噬菌体与宿主细胞的关系，可将其分为烈性噬菌体和温和噬菌体。  侵染宿主细胞后使细胞裂解的称为烈性噬菌体。  不裂解宿主细胞，并随宿主细胞分裂而传递其DNA的，称为温和噬菌体。3 谷氨酸噬菌体的主要特性 噬菌体对理化因素的抵抗力比一般细菌的繁殖体强，如能耐受乙醚，氯仿，乙醇和低温，冷冻等，但对紫外线、X射线等敏感，易

19、受热变性(6070,1015min)。4 防治噬菌体应采取哪些措施 定期检查噬菌体，严禁活菌体任意排放，杀灭环境中噬菌体，杀灭压缩空气中噬菌体，避免噬菌体侵染菌种，避免噬菌体侵入设备。5 谷氨酸发酵感染噬菌体后有哪些挽救措施 并罐法菌种轮换或使用抗生菌株放罐重消法罐内灭噬菌体法6 发酵过程中杂菌污染的可能原因有哪些 答:发酵生产染菌的原因很多，以机械搅拌发酵罐生产为例，如果灭菌蒸汽不带水且压力足够，又不存在菌种染菌或设备安装问题，归结起来不外乎是空气质量差，设备出现渗漏以及灭菌、接种、移种等操作失误。7 怎样判断杂菌污染产生的因素 答：如果发酵罐都染菌，其原因可能是公用的种子，净化空气、补料、

20、消沫剂带菌，或者公共设备存在染菌。如果部分或个别发酵罐、种子罐染菌，可能是料液或设备灭菌不彻底，净化空气带菌，移种管路或者发酵罐密封部件渗漏或存在死角；染菌如果发生在发酵中期，原因可能是移种管路或净化空气带入少量杂菌，发酵罐有隐患，消沫剂或补料灭菌不彻底以及有关管路存在杂菌。8 谷氨酸发酵杂菌污染的补救措施有哪些 (1)前期出现轻度染菌:降温培养，降低pH，补加适量的培养液或加入分割的主发酵液，确立生产菌的生长优势，从而抑制杂菌的生长繁殖，使发酵转入正常；补加培养液，并进行实罐灭菌，于100维持15min，待发酵液温度降至发酵温度时重新接种发酵。    

21、 (2)发酵前期出现严重染菌且发酵液中糖分较高:若发酵液中糖分较高，先进行实罐灭菌，于100维持15min，待发酵液温度降至发酵温度时重新接种发酵；若发酵液中糖分较低，则补加培养液，进行实罐灭菌，重新接种发酵；若发酵液中糖分很低，无法补救则倒罐。    (3)中期染菌:降低发酵温度，适当降低通风量，停止搅拌，少量补糖，提前放罐。    (4)发酵后期轻度染菌:加强发酵管理，让其发酵完毕，适当提前放罐，向已染菌的发酵液中补充一定量的菌种扩培液，增强生产菌的生长优势，抑制杂菌繁殖，以争取较好的发酵成绩。 (5

22、)发酵后期严重染菌:若发酵液中残余糖分已经不多，则应立即放罐，以免进一步恶化，造成更大的损失，并对空罐进行彻底的清洗、灭菌；倒罐时应将发酵液于120灭菌30min方可放弃。9 杂菌污染的预防措施有哪些 答:(1)空气的净化:减少滤前空气的尘粒，减少滤前空气的油水含量，保证压缩空气的温度，妥善装填过滤介质，选用高效滤材，保持一定的气流速率。    (2)培养基和设备的灭菌:合理调配培养基，保证灭菌温度和时间，保证设备无积污和渗漏，保证流动蒸汽质量，尽量减少泡沫，正确进行空气保压。    (3)发酵设备的安装:防止轴封

23、渗漏，合理安装罐内装置，合理安装管路，阀门的连接，管路的布置，管路的试漏，管路的吹洗。     (4)培养物的移接:严格进行斜面和摇瓶菌种的无菌操作，严格进行种子罐的无菌操作。6章1 常用的提取谷氨酸的方法有哪些？说明每种方法的原理2 简述离子交换法提取谷氨酸的工艺流程3 简述水解等电点法提取谷氨酸的原理4 低温浓缩提取谷氨酸的原理5 简述离子交换法提取谷氨酸的上柱方式及各自特点6 离子交换双柱法提取谷氨酸的工艺特点和优点7 分析强酸性阳离子交换树脂提取谷氨酸时，上柱液pH值为何不调到等电点3.22以下，而是pH568 分析离子交换法提取谷氨酸

24、发生结柱的原因9 离子交换法提取谷氨酸时，树脂的再生方式如何选择10 简述等电点-离子交换法提取谷氨酸的原理11、常温稀溶液中不同离子对强酸性阳离子树脂的亲和力大小顺序如下： Ca2+ Mg2+ K+ NH4+ Na+ AlaLeuGluAsp1）列出溶液上柱后以上离子被树脂先后交换的顺序； 2）列出以上离子在洗脱液中先后流出的顺序。7章1 味精monosodium glutamate2 简述谷氨酸制味精的工艺流程3 由谷氨酸制味精中和的原理4 分析谷氨酸制味精中和液的pH理论上 应控制在6.96的原因5 简述谷氨酸制味精中和液除铁的方法及原理6 简述谷氨酸制味精中和液脱色的方法及原理7 简述谷氨酸制味精中和溶液特性与过饱 和系数的关系8 工业生产味精有哪些起晶方法9 味精的结晶工艺流程10 味精生产中的异常现象及其处理方法（三、五、六）8章1、 简述谷氨酸生产工艺污染的来源2、 谷氨酸发酵废母液提取菌体蛋白的方法有哪些？3、 目前对于谷氨酸发酵废母液的处理方法有哪些？谈谈自己的想法9章1、微生物代