氨基酸发酵

氨基酸发酵生产技术 1临界氧浓度：微生物的好氧速率受发酵液中溶解氧浓度的影响，各种微生物对发酵液的溶氧浓度有一个最低的要求，这一氧浓度叫做“临界氧浓度”。 发酵热：习惯上将发酵过程中释放出来的引起温度变化的净热量称为发酵热。 生物热：在微生物生长繁殖过程中，本身产生的大量热称为生物热。 呼吸强度:指单位质量干菌在单位体积时间内所吸取的氧量。以QO2示，单位为mmmolO2|（g干菌体.h）。 致死温度：杀死微生物的极限温度。 2、淀粉水解糖制备的有哪些？淀粉制备葡萄糖的生产技术中，酶解法有哪些优缺点？ 解：制备方法有：酸解法、酶解法、酸酶结合法。 酶解法的优缺点： （1）、由于酶具有较高的专一性，淀粉水解的副产物较少因而水解糖液纯度较高，DE值可达98%以上，淀粉转化率高； 　（2）、酶解法是在酶的作用下进行的，不需要耐高温、高压、酸腐蚀的设备； 　（3）、可以在较高的淀粉浓度下水解，水解糖液的还原糖含量可达到30%以上； 　（4）、酶解法制得的糖液颜色较浅，较纯净，无苦味，质量高，有利于糖液的充分利用。 　缺点：酶解法有一定的局限性，表现为反应时间长，要求设备较多，酶本身是蛋白质，易引起糖液过滤困难。 　3、酶解法中液化原理，一次加酶喷射液化的工艺。 　液化原理：淀粉颗粒的结晶性结构对酶作用的抵抗力非常强，α-淀粉酶不能直接作用于淀粉，在作用之前，需要加热淀粉乳，使淀粉颗粒吸水膨胀、糊化，破坏其结晶性的结构。 　一次加酶喷射液化工艺流程:（Novo公司 丹麦DDs公司） 4、培养基灭菌的方法有哪些？ 解：（1）、加热灭菌法； a、干热灭菌（灼烧灭菌法、干空气灭菌法）；b、 湿热灭菌（利用饱和热蒸汽进行灭菌的方法）。 （2）、辐射灭菌法； 利用电磁波、紫外线、Ｘ射线、γ射线或放射性物质产生的高能粒子进行灭菌的方法。 （3）、过滤除菌法；采用介质过滤的方法阻截微生物达到除菌目的。 （4）、化学药剂灭菌法；利用某些化学药剂渗透到微生物细胞内进行氧化、还原、水解等化学作用，引起细胞内蛋白质变性、酶类失活或细胞溶解而杀灭微生物的方法。 5、连消与实消比较有哪些优缺点？ 解：优点：（1）采用高温短时灭菌，培养基破坏较小。 （2）提高发酵罐周转率。 （3）使用蒸可采用自动控制，减轻劳动强度。 （4）使用蒸汽均衡 。 6、种子扩大培养的目的是什么？写出一个谷氨酸二级扩大培养的流程。 解：目的：为发酵罐提供相当数量的代谢旺盛的种子。 二级扩大培养流程：斜面菌种——一级种子培养——二级种子培养——发酵罐 7、机械搅拌从哪几方面改善溶氧速率？ 解：（1）搅拌能把空气泡打碎成为微小气泡，增加了氧与液体的接触面积，而且小气泡的上升速率要比大气泡慢，因此相应地增长了氧与液体的接触时间； （2）搅拌使液体做涡流运动，使气泡不是直线上升而是做螺旋运动上升，延长了气泡的运动路线，即增加了气液的接触时间； （3）搅拌使发酵液呈湍流运动，从而减少了气泡周围液膜的厚度，减少液膜的阻力，因此增大了Kla值。 （4）搅拌使菌体分散，避免结团，有利于固液传递中的接触面积的增加，使推动力均一，同时，也减少菌体表面液膜的厚度，有利于氧的传递。 8、温度对微生物发酵的影响有哪些？ 解：主要表现在对 细胞生长、产物形成、发酵液的物理性质、生物合成方向的方面的影响。 9、PH对微生物发酵的影响有哪些？ 解：主要表现为：1）影响酶的活性； 2）影响细胞膜的电荷状态； 3）影响培养基某些组分和中间代谢产物的解离； 4）影响某些生物合成途径的方向。 10、泡沫对发酵的危害有哪些？ 解：1）过多泡沫产生，若消除不及时将造成大量逃液，导致产物的损失和周围环境的污染； 2）若泡沫从搅拌的轴封渗出，增加发酵染菌的机会； 　　3）泡沫增多使发酵罐的装填系数减少； 4）持久稳定的泡沫影响通气搅拌的正常进行，使溶氧效果降低，同时代谢气体不容易排出，影响菌体正常的呼吸作用，程度严重时可导致自溶，将会形成更多的泡沫； 5）泡沫液位上升后，将部分菌体粘附在发酵液面的罐壁上，不能及时回到发酵液中，使发酵液中菌体量减少，影响发酵的产率； 　　6）为了消除泡沫。通常加入消泡剂，过多的消泡剂将给产物提取带来困难。 11、为什么使用生物素缺陷型菌株进行谷氨酸发酵时，限制培养基中生物素浓度可以达到控制细胞膜的渗透性？ 解：生物素参与了脂肪酸的生物合成，进而影响了磷脂的合成和细胞膜的形成。生物素是催化脂肪酸合成起始反应的关键酶乙酰CoA羧化酶的辅酶，对脂肪酸的形成起促进作用。选育生物素缺陷性菌株，阻断生物素合成，提高了细胞膜对谷氨酸的通透性。 12、谷氨酸发酵流加糖的目的是什么？ 解：为了提高单位发酵容积的产量，避免发酵初糖浓度过高，抑制菌体生长和影响谷氨酸生成，对发酵工艺进行优化，采用适合的初糖浓度，而在发酵过程中进行流加高浓度糖液。 13、离子交换树脂的分类？ 解：按照活性离子分类：1）阳离子交换树脂（活性离子是阳离子，即这种树脂能和阳离子发生交换） 2）阴离子交换树脂（活性离子是阴离子，能和阴离子发生交换）， 按功能团分：1）强酸性阳离子树脂； 2）弱酸性阳离子树脂； 3）强碱性阴离子树脂； 4）弱碱性阴离子树脂。 14、离子交换的原理是什么？ 解：离子交换是以一种合成材料作为吸附剂(称为离子交换剂)吸附分离溶液中离子的过程。 15、影响离子交换树脂的选择性的因素？ 解：主要有：1）离子价数； 2）溶液浓度的影响； 3）离子的水化半径； 4）树脂物理结构的影响； 5）有机溶剂的影响； 6）树脂与交换离子间的辅助力。 16、影响谷氨酸等电点的结晶的主要因素有哪些？ 解：主要因素：发酵液的纯度和结晶操作条件。 1） 发酵液性质对结晶晶型的影响（谷氨酸含量，菌体，杂菌和噬菌体，残糖， 发酵液杂质）； 2） 温度对结晶晶型的影响（温度越低，析出的a-型结晶纯度越高）； 3） 降温速度对结晶晶型的影响（加酸时要控制温度缓慢下降，不能回升）； 4） 加酸速度..影响（加酸速度要缓慢，使pH缓慢下降，Glu的溶解度也逐渐降低）； 5） 投晶种与育晶对结晶晶型的影响； 6） 搅拌对结晶晶型的影响（不宜太快、太慢）； 17、写出超滤膜除菌体、低温等电点以及离子交换三者结合提取谷氨酸流程？ 18、深层过滤除菌的作用？ 调浆罐 2-泵 3-喷射器 4-维持管道 5-闪冷罐 6-泵 7-卧式隔板层流罐 5- 1—调浆罐；2—泵；3—喷射器； 4—闪冷罐；5—泵；6—立式层流罐 PAGE 3