核酸及其发酵1工艺

核酸及其发酵工艺

制作人：王晴杨金花周丽李婷一、核酸简介

由许多核苷酸聚合而成的生物大分子化合物，为生命的最基本物质之一。最早由米歇尔于1868年在脓细胞中发现和分离出来。核酸广泛存在于所有动物、植物细胞、微生物内、生物体内核酸常与蛋白质结合形成核蛋白。不同的核酸，其化学组成、核苷酸排列顺序等不同。根据化学组成不同，核酸可分为核糖核酸，简称RNA和脱氧核糖核酸，简称DNA。DNA 是储存、复制和传递遗传信息的主要物质基础，RNA在蛋白质牲合成过程中起着重要作用，其中转移核糖核酸，简称tRNA，起着携带和转移活化氨基酸的作用；信使核糖核酸，简称mRNA，是合成蛋白质的模板；核糖体的核糖核酸，简称rRNA，是细胞合成蛋白质的主要场所。核酸不仅是基本的遗传物质，而且在蛋白质的生物合成上也占重要位置，因而在生长、遗传、变异等一系列重大生命现象中起决定性的作用。

核酸在实践应用方面有极重要的作用，现已发现近2000种遗传性疾病都和DNA结构有关。如人类镰刀形红血细胞贫血症是由于患者的血红蛋白分子中一个氨基酸的遗传密码发生了改变，白化病毒者则是DNA分子上缺乏产生促黑色素生成的酷氨酸酶的基因所致。肿瘤的发生、病毒的感染、射线对机体的作用等都与核酸有关。70年代以来兴起的遗传工程，使人们可用人工方法改组DNA，从而有可能创造出新型的生物品种。如应用遗传工程方法已能使大肠杆菌产生胰岛素、干扰素等珍贵的生化药物

二、核酸的历史与发展

1869年，F.Miescher从脓细胞中提取到一种富含磷元素的酸性化合物,因存在于细胞核中而将它命名为"核质"(nuclein)。核酸(nucleic acids)，但这一名词于Miescher的发现20年后才被正式启用,当时已能提取不含蛋白质的核酸制品。早期的研究仅将核酸看成是细胞中的一般化学成分，没有人注意到它在生物体内有什么功能这样的重要问题。

1944年，Avery等为了寻找导致细菌转化的原因，他们发现从S 型肺炎球菌中提取的DNA与R型肺炎球菌混合后，能使某些R型菌转化为S型菌，且转化率与DNA纯度呈正相关，若将DNA预先用DNA酶降解，转化就不发生。结论是:S型菌的DNA将其遗传特性传给了R型菌，DNA就是遗传物质。从此核酸是遗传物质的重要地位才被确立，人们把对遗传物质的注意力从蛋白质移到了核酸上。

核酸研究中划时代的工作是Watson和Crick于1953年创立的DNA 双螺旋结构模型。模型的提出建立在对DNA下列三方面认识的基础上：

1.核酸化学研究中所获得的DNA化学组成及结构单元的知识，特别是Chargaff于1950-1953年发现的DNA化学组成的新事实；DNA中四种碱基的比例关系为A/T=G/C=1；

2.Ｘ线衍射技术对DNA结晶的研究中所获得的一些原子结构的最新参数；

3.遗传学研究所积累的有关遗传信息的生物学属性的知识。综合这三方面的知识所创立的DNA双螺旋结构模型，不仅阐明了DNA分子的结构特征，而且提出了DNA作为执行生物遗传功能的分子，从亲代到子代的DNA 复制(replication)过程中，遗传信息的传递方式及高度保真性。其正确性于1958年被Meselson和Stahl的著名实验所证实。DNA双螺旋结构模型的确立为遗传学进入分子水平奠定了基础，是现代分子生物学的里程碑。从此核酸研究受到了前所未有的重视。

三十多年来，核酸研究的进展日新月异，所积累的知识几年就要更新。其影响面之大，几乎涉及生命科学的各个领域，现代分子生物学的发展使人类对生命本质的认识进入了一个崭新的天地。双螺旋结构创始人之一的Crick于1958年提出的分子遗传中心法则(centraldogma)揭示了核酸与蛋白质间的内在关系，以及RNA作为遗传信息传递者的生物学功能。并指出了信息在复制、传递及表达过程中的一般规律，即DNA→RNA→蛋白质。遗传信息以核苷酸顺序的形式贮存在DNA分子中，它们以功能单位在染色体上占据一定的位置构成基因(gene)。因此，搞清DNA顺序无疑是非常重要的。1975年Sanger发明的DNA测序（DNAsequencing)加减法为实现这一企图起了关键性的作用。由此而发展起来的大片段DNA顺序快速测定技术──Maxam 和Gilbert的化学降解法(1977年)和Sanger的末端终止法(1977年)，已是核酸结构与功能研究中不可缺少的分析手段。我国学者洪国藩于1982年提出了非随机的有序DNA测序新策略，对DNA测序技术的发展作出了重要贡献。目前，DNA 测序的部分工作已经实现了仪器的自动化操作。凭借先进的DNA测序技术及其它基因分析手段，人类正在进行一项以探明自身基因组(genome)全部核苷酸顺序（单倍基因组含3×109碱基对)为目标的宏伟计划──人类基因组图谱制作计划(human genome mapping project)。据称，此项计划的实现，将对全人类的健康产生无止境的影响。Watson-Crick模型创立36年后的1989年，一项新技术──扫描隧道显微镜(scanning tummeling microscopy, STM)使人类首次能直接观测到近似自然环境中的单个DNA分子的结构细节，观测数据的计算机处理图像能在原子级水平上精确度量出DNA分子的构型、旋转周期、大沟(major groove)及小沟(minor groove)。这一成果是对DNA 双螺旋结构模型真实性的最直接而可信的证明。此项技术无疑会对人类最终完全解开遗传之谜提供有力的帮助。可喜的是，我国科学家在这项世界领先的研究中也占有一席之地。

三、核酸的作用

。

核酸是食品添加剂、治疗冠心病和病毒性病医药品原料、农牧业的植物生长刺激剂与饲料添加剂以及生化试剂成分之一，我国核酸生产制品的原料约95%进口。核酸的一些衍生物，具鲜味可超过味精十倍至上百倍，用作第二、第三代增味剂的肌苷酸和鸟苷酸，我国每年需要进口，我国核酸类药品ATP每年进口。

从20世纪50年代末，大量的研究表明，核酸及其降解物、衍生物具有良好的治疗作用，如：

1、嘌呤和嘧啶类的生化产品: 有较好的抗肿瘤作用，抑制癌细胞的增值

2、核苷类生化产品：调节糖、脂肪及蛋白质代谢的重要因子，降低血中胆固醇，增加肝糖原的积。用于治疗动脉硬化、脂肪肝、各种肝炎等

3、核苷酸类生化产品：从猪、牛所提取的RNA制品，对治疗慢性肝炎、肝硬化和改善肝癌症状有一定的疗效。

1、嘌呤和嘧啶类的生化产品: 有较好的抗肿瘤作用，抑制癌细胞的增值

2、核苷类生化产品：调节糖、脂肪及蛋白质代谢的重要因子，降低血中胆固醇，增加肝糖原的积。用于治疗动脉硬化、脂肪肝、各种肝炎等

3、核苷酸类生化产品：从猪、牛所提取的RNA制品，对治疗慢性肝炎、肝硬化和改善肝癌症状有一定的疗效。

四、核酸的化学成分

?核酸是生物体内的高分子化合物。它包括

?脱氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid,DNA）

?核糖核酸（ribonucleicacid,RNA）

?DNA和RNA都是由一个一个核苷酸(nucleotide)头尾相连而形成的。RNA平均长度大约为2000个核苷酸，而人的DNA却是很长的，约有3X109个核苷酸。

?单个核苷酸是由含氮有机碱(称碱基)、戊糖(即五碳糖)和磷酸三部分构成的。

?当然核酸分子中的核苷酸都以形式存在，但在细胞内有多种游离的核苷酸，其中包括一磷酸核苷、二磷核苷和三磷酸核苷。

五、核酸的分类

1、肌苷酸

?结构式:

?外观:白色或类白色结晶性粉末，无臭；味微苦

?分子式：C10H12N4O5

?是一种高效助鲜剂，在谷氨酸钠（味精）中添加2%，鲜度可以增加3.2倍

2、三磷酸腺苷

?结构式:

?在生物化学中，三磷酸腺苷(Adenosine triphosphate, ATP)是一种核苷酸，作为

细胞内能量传递的“分子通货”，储存和传递化学能。ATP在核酸合成中也具有重要作用。

?分子式C10H16N5O13P3，化学简式C10H8N4O2NH2(OH)2(PO3H)3H

3、鸟苷酸

?化学结构：C10H12N2Na2O8P·x2O

外观和感官：清澈透明

?可作为生产核酸类药物中间体，保健食品及生化试剂，并可作为鲜味剂，加入味精制成特鲜味精或直接作其它食品的调味剂。

六、核酸的相关性质

a.化学：

①酸效应：在强酸和高温，核酸完全水解为碱基，核糖或脱氧核糖和磷酸。

在浓度略稀的的无机酸中，最易水解的化学键被选择性的断裂，一般为连接嘌呤和核糖的糖苷键，从而产生脱嘌呤核酸。

②碱效应

1. DNA：当PH值超出生理范围（PH7~8）时，对DNA结构将产生更为微妙的影

响。碱效应使剪辑的互变异构态发生变化。这种变化影响到特定碱基间的氢键作用，结果导致DNA双链的解离，称为DNA的变性

2. RNA：PH较高时，同样的变性发生在RNA的螺旋区域中，但通常被

RNA的碱性水解所掩盖。这是因为RNA存在的2`-OH参与到对磷酸脂键中磷酸分子的分子内攻击，从而导致RNA的断裂。

③化学变性：

一些化学物质能够使DNA/RNA在中性PH下变性。由堆积的疏水剪辑形成的核酸二级结构在能量上的稳定性被削弱，则核酸变性。

b.物理：

④黏性：DNA的高轴比等性质使得其水溶液具有高黏性，很长的DNA分子

又易于被机械力或超声波损伤，同时黏度下降。

⑤浮力密度：可根据DNA的密度对其进行纯化和分析。在高浓度分子质量

的盐溶液（CsCl）中，DNA具有与溶液大致相同的密度，将溶液高速离心，则CsCl 趋于沉降于底部，从而建立密度梯度，而DNA最终沉降于其浮力密度相应的位置，形成狭带，这种技术成为平衡密度梯度离心或等密度梯度离心。

c.光谱学：

⑥减色性：dsDNA相对于ssDNA是减色的，而ssDNA相对于dsDNA是增

色的。

⑦DNA纯度：A260/A280。

d.热力学：

⑧热变性：dsDNA与RNA的热力学表现不同，随着温度的升高RNA中双链

部分的碱基堆积会逐渐地减少，其吸光性值也逐渐地，不规则地增大。较短的碱基配对区域具有更高的热力学活性，因而与较长的区域相比变性快。而dsDNA热变性是一个协同过程。分子末端以及内部更为活跃的富含A-T的区域的变性将会使其赴京的螺旋变得不稳定，从而导致整个分子结构在解链温度下共同变性。

⑨复性：DNA的热变性可通过冷却溶液的方法复原。不同核酸链之间的互补部分的复性称为杂交。

（一）变性

在一定理化因素作用下，核酸双螺旋等空间结构中碱基之间的氢键断裂，变成单链的现象称为变性（denaturation）。引起核酸变性的常见理化因素有加热、酸、碱、尿素和甲酰胺等。在变性过程中，核酸的空间构象被破坏，理化性质发生改变。由于双螺旋分子内部的碱基暴露，其A260值会大大增加。A260值的增加与解链程度有一定比例关系，这种关系称为增色效应（hyperchromic effect）。如果缓慢加热DNA 溶液，并在不同温度测定其A260值，可得到“S”形DNA熔化曲线（melting curve）。从DNA熔化曲线可见DNA变性作用是在一个相当窄的温度内完成的。

当A260值开始上升前DNA是双螺旋结构，在上升区域分子中的部分碱基对开始断裂，其数值随温度的升高而增加，在上部平坦的初始部分尚有少量碱基对使两条链还结合在一起，这种状态一直维持到临界温度，此时DNA分子最后一个碱基对断开，两条互补链彻底分离。通常把加热变性时DNA溶液A260升高达到最大值一半时的温度称为该DNA的熔解温度（melting temperature Tm），Tm是研究核酸变性很有用的参数。Tm一般在85～95℃之间，Tm值与DNA分子中G C含量成正比。

核酸的变性、复性和杂交

（二）复性

变性DNA在适当条件下，可使两条分开的单链重新形成双螺旋DNA的过程称为复性（renaturation）。当热变性的DNA经缓慢冷却后复性称为退火（annealing）。DNA复性是非常复杂的过程，影响DNA复性速度的因素很多：DNA 浓度高，复性快；DNA分子大复性慢；高温会使DNA变性，而温度过低可使误配对不能分离等等。最佳的复性温度为Tm减去25℃，一般在60℃左右。离子强度一般在0.4mol/L以上。

?三）杂交

?具有互补序列的不同来源的单链核酸分子，按碱基配对原则结合在一起称为杂交（hybridization）。杂交可发生在DNA-DNA、RNA-RNA和DNA-RNA之间。杂交是分子生物学研究中常用的技术之一，利用它可以分析基因组织的结构，定位和基因表达等，常用的杂交方法有Southern印迹法，Northern印迹法和原位杂交（insitu hybridization）等。

◆1经典的核酸提取方法

◆经典的核酸提取方法是随着分子生物技术的发展而发展起来的。从质粒中提取核酸采用SDS碱裂解法：将细菌悬浮液暴露于高pH值的强阴离子洗涤剂中，会使细胞壁破裂，染色体DNA和蛋白质变性，将质粒DNA释放到上清中。尽管碱性溶剂使碱基配对完全破坏，闭环的质粒DNA双链仍不会彼此分离，这因为它们在拓扑学上是相互缠绕的。只要OH-处理的强度和时间不要太过，当pH值恢复到中性时，DNA双链就会再次形成。在裂解过程中，细菌蛋白质破裂的细胞壁和变性的染色体DNA会相互缠绕成大型复合物，后者被SDS包盖，当用钾离子取代纳离子时，这些复合物会从溶液中有效地沉淀下来。离心除去变性剂后，就可从上清中回收复性的质粒DNA。从真核细胞中提取核酸可采用蛋白酶K和苯酚处理细胞裂解液。用去垢剂如SDS溶解细胞膜并使蛋白质变性，再用蛋白酶K消化细胞或组织，核酸

通过有机溶剂苯酚抽提进行纯化。

◆2二氧化硅吸附提取核酸的方法

◆3氧化铝吸附提取核酸的方法

◆ 4 磁珠吸附提取核酸的方法

八、鸟苷酸的发酵工艺

一、酶解法生产工艺

酵母菌体

抽提

RNA提取液

桔青酶

RNA溶液

5?-磷酸二酯酶

4种5?-单核苷酸混合液制曲

阳柱分离，无离子水洗脱

5’-UMP 5’-CMP 5’-GMP 5’- AMP

?(一)、酶解法的原理

?酶解法生产5?-核苷酸起始于日本，50~60年代研制成功。其技术关键是筛选到产生5?-磷酸二酯酶的菌株。5?-磷酸二酯酶可催化RNA成寡核苷酸分子的核糖上3…碳原子羟基与磷酸之间形成的二酯键断裂，随之生成4种5?-单核苷酸。1957年，日本科学家从桔青酶中分离出5?-磷酸二酯酶，从而发展形成酶解法生产5?-鸟苷酸。60年代中期，我国开始此项工作的研究，中国科学院微生物研究所所筛选到5?-磷酸二酯酶的优良菌株，首次在我国采用酶解法生产出了5?-鸟苷酸。1978年，南京发酵厂和江苏省化工设计研究所共同研制出酶解法从面包酵母制取鸟苷酸的工艺路线。他们生产出的强力味精产品质量合格，纯度最高达到90%左右。

（二）磷酸二酯酶的制备

将核算降解为5?-单核苷酸，关键的一步是找到大量产生5?-磷酸二酯酶的菌株。5?-磷酸二酯酶可由桔青酶或金色链霉菌产生。

桔青酶在察氏斜面培养基培养3~4天，即可制作麸皮去，30℃培养5日左右曲子成熟。制作的曲子用水浸泡，保温适当时间后进行抽提，提取液即为初酶液。

5?-磷酸二酯酶也可采用液体深层发酵法获得，使用菌种也为桔青酶，其工艺流程为：

?斜面菌种培养种子培养发酵培养滤液。此种发酵液的酶活可达600U/ML。

?利用金色链霉菌生产5?-磷酸二酯酶一般采用液体深层发酵法。金色链霉菌不仅含有5?-磷酸二酯酶，同时还含有脱氨酶，脱氨酶可使4种单核苷酸中的5?-腺苷酸、经脱氨后生成5?-肌苷酸，因此，在使用该菌生产助鲜剂时，由于含有两种酶，则可以同时得到肌苷酸和鸟苷酸。

?（三）核酸提取

?1、鲜酵母制备：以糖蜜或亚硫酸纸浆废液培养面包酵母，经离心后得湿菌体即为鲜酵母。

?2、抽提：目前采用的可分为浓盐法和碱解法两种方法进行提取。

?①浓盐法：将鲜酵母加适量水后，加NaCL至其浓度为10%左右，保温，搅拌，离心取上清液。调pH后离心收集沉淀物，洗涤除杂即可得到核酸泥。

?②碱解法：将新鲜酵母压榨成酵母泥，加NaOH水溶液，在一定温度下低速搅拌。离心去掉菌体碎渣。上清液调，离子交换树脂对不同的5?-单核苷酸pH，搅拌时加MgCl2，离心后取沉淀物溶于水中。

?（四）核酸酶解

?将一定浓度的核酸溶液加温，并加入5?-磷酸二酯酶。经酶解一定时间后升温。

离心后可得5’-单核苷酸的混合液。

?（五）5?-鸟苷酸的分离

鸟苷酸的分离一般采用离子交换树脂法。该方法的原理是：

在一定条件下，离子交换树脂对不同的5’-单核苷酸有不同的吸附力。随着pH值的变化，不同单核苷酸上的氨基解离的程度不同，这样可按不同顺序依次洗脱下来。

?具体作法：

?树脂处理阳离子树脂柱分离去除5?-GMP 去阴离子树脂柱洗脱5?-GMP。

?目前，国内外大力开展固定化5?-磷酸二酯酶和脱氨酶的固定化技术。国外由于采用固定化酶技术，使成本降低，核酸降解率稳定，有利于单核苷酸的分离和精制。缺点和酶活力回收率不高，载体成本高，应用5?-磷酸二酯酶降解酵母核酸，核苷酸转化率可达70%以上。

?四、用途

?5?-鸟苷酸与5?-肌苷酸有相同的助鲜作用，而且与适量的谷氨酸钠按不同比例混合时，其鲜味更优于5?-肌苷酸。当味精中添加鸟苷酸钠为2%、3%、4%、6%、8%、和12%时，其鲜味分别提高4.6、5.5、6.2、7.4、8.4、9.9倍。目前国内配制的特鲜味精多为粉末状。黑龙江省佳木斯市生物制药厂已研制出谷氨酸钠颗粒大小相近的特鲜味精产品。

80年代以来，国内外在研制特鲜酱油方面也使用了5?-鸟苷酸，大大提高了酱油的鲜味。上海市酿造六厂在我国首先将呈味鸟苷酸应用于酱油生产，并正式投产和在市上销售。沈阳味精厂和青岛味精厂生产的复合味精内含有2%的5?-鸟苷酸钠。

在医疗上，5?-鸟苷酸钠用于治疗白细胞减少，血小板下降及肝炎等症状。

调味品发酵工艺学复习资料

第一章味精 1.谷氨酸发酵机制： 谷氨酸的生物合成途径大致是：葡萄糖经EMP途径或HMP途经生成丙酮酸，再氧化成乙酰辅酶A，然后进入TCA，再通过乙醛酸循环、CO2固定作用，生成a-酮戊二酸，a-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化及有NH4+存在的条件下生成谷氨酸。 在微生物的代谢中，谷氨酸比天冬氨酸优先合成。谷氨酸合成过量时，谷氨酸抑制谷氨酸脱氢酶的合成，使代谢转向合成天冬氨酸；天冬氨酸合成过量后，反馈抑制磷酸烯醇丙酮酸羧化酶的活力，停止草酰乙酸的合成。所以，在正常情况下，谷氨酸并不积累。 2.谷氨酸的大量积累： 代谢调节控制；细胞膜通透性的特异调节；发酵条件的适合 3.GA生物合成的内在因素 ①产生菌必须具备以下条件：α—KGA脱氢酶酶活性微弱或丧失（为什么α—KGA是谷氨酸发酵的限制性关键酶？这是菌体生成并积累α—KGA的关键，从上图可以看出，α—KGA是菌体进行TCA循环的中间性产物，很快在α—KGA脱氢酶的作用下氧化脱羧生成琥珀酸辅酶A，在正常的微生物体内他的浓度很低，也就是说，由α—KGA进行还原氨基化生成GA的可能性很少。只有当体内α—KGA脱氢酶活性很低时，TCA循环才能够停止，α—KGA才得以积累。）； ②GA产生菌体内的NADPH的再氧化能力欠缺或丧失（1、NADPH是α—KGA还原氨基化生成GA必须物质，而且该还原氨基化所需要的NADPH是与柠檬酸氧化脱羧相偶联的。2、由于NADPH的再氧化能力欠缺或丧失，使得体内的NADPH有一定的积累，NADPH对于抑制α—KGA的脱羧氧化有一定的意义。）； ③产生菌体内必须有乙醛酸循环（DCA）的关键酶——异柠檬酸裂解酶（该酶是一种调节酶，或称为别构酶，其活性可以通过某种方式进行调节，通过该酶酶活性的调节来实现DCA循环的封闭，DCA 循环的封闭是实现GA 发酵的首要条件） ④菌体有强烈的L—谷氨酸脱氢酶活性（L—谷氨酸脱氢酶，实质上GA产生菌体内该酶的酶活性都很强，该反应的关键是与异柠檬酸脱羧氧化相偶联） 4.GA发酵的外在因素

谷氨酸生产工艺

生物工程专业综合实训 （2016 年 11 月

谷氨酸生产工艺 摘要： 谷氨酸做为一种人体所必须的氨基酸，在生命的生理活动周期中具有很大的作用。不仅参与各种蛋白质的合成，组成人体结构，还做为味精可以给我们带来味蕾上的享受。现代生产谷氨酸的工艺主要是利用微生物发酵提取而来。不同的发酵方法和不同的发酵条件会造成产量的很大不同。本次谷氨酸的生产工艺，主要是掌握发酵方法和发酵条件的控制，还有各种仪器的使用方法。通过测得的数据来观察菌种的生长变化，同时谷氨酸发酵工艺各个工段的原理和使用方法。关键词：谷氨酸；发酵；工艺；等电点。

引言 谷氨酸是一种酸性氨基酸，是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一，在代谢上具有重要意义。不论在食品、化妆品还是医药行业，谷氨酸都有很大的用途。 谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。医学上谷氨酸主要用于治疗肝性昏迷，还用于改善儿童智力发育。食品工业上，味精是常用的仪器增鲜剂，其主要成分是谷氨酸钠盐。过去生产味精主要用小麦面筋（谷蛋白）水解法进行，现改用微生物发酵法来进行大规模生产。不论在食品、化妆品还是医药行业，谷氨酸都有很大的用途。 谷氨酸钠俗称味精，是重要的鲜味剂，对香味具有增强作用。谷氨酸钠广泛用于食品调味剂，既可单独使用，又能与其它氨基酸等并用。用于食品内，有增香作用。甘氨酸具有甜味，和味精协同作用能显着提高食品的风味。谷氨酸作为风味增强剂可用于增强饮料和食品的味道，不仅能增强食品风味，对动物性食品有保鲜作用。

一、谷氨酸简介 谷氨酸一种酸性氨基酸。分子内含两个羧基，化学名称为α-氨基戊二酸。谷氨酸是里索逊1856年发现的，为无色晶体，有鲜味，微溶于水，而溶于盐酸溶液，等电点3.22。大量存在于谷类蛋白质中，动物脑中含量也较多。谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。医学上谷氨酸主要用于治疗肝性昏迷，还用于改善儿童智力发育。食品工业上，味精是常用的仪器增鲜剂，其主要成分是谷氨酸钠盐。过去生产味精主要用小麦面筋（谷蛋白）水解法进行，现改用微生物发酵法来进行大规模生产。 谷氨酸是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一，在代谢上具有重要意义。L －谷氨酸是蛋白质的主要构成成分，谷氨酸盐在自然界普遍存在的。多种食品以及人体内都含有谷氨酸盐，它即是蛋白质或肽的结构氨基酸之一，又是游离氨基酸，L型氨基酸美味较浓。 L－谷氨酸又名“麸酸”或写作“夫酸”，发酵制造L－谷氨酸是以糖质为原料经微生物发酵，采用“等电点提取”加上“离子交换树脂”分离的方法而制得。 谷氨酸产生菌主要是棒状类细菌，这类细菌中含质粒较少，而且大多数是隐蔽性质粒，难以直接作为克隆载体，而且此类菌的遗传背景、质粒稳定尚不清楚，在此类细菌这种构建合适的载体困难较多。需要对它们进行改建将棒状类细菌质粒与已知的质粒进行重组，构建成杂合质粒。受体菌选用短杆菌属和棒杆菌属的野生菌或变异株，特别是选用谷氨酸缺陷型变异株为受体，便于从转化后的杂交克隆中筛选产谷氨酸的个体，用谷氨酸产量高的野生菌或变异菌作为受体效果更好。供体菌株选择短杆菌及棒杆菌属的野生菌或变异株，只要具有产谷氨酸能力都可选用, 但选择谷氨酸产量高的菌株作为供体效果最好。这样就可以较容易地在棒状类细菌中开展各项分子生物学研究。有了合适的载体及其转化系统后，就可通过DNA体外重组技术进行谷氨酸产生菌的改造。这对以后谷氨酸发酵的低成本、大规模、高质量有较大的发展空间。

第一次作业参考答案

第一次作业参考答案 1、、电能生产的主要特点有哪些？ 答：电能生产的主要特点可以归纳为以下三点。①电能生产的连续性特点；由于电能不能大量储存，电能的生产、输送和消费是同时完成的。②电能生产瞬时性的特点；这是因为电能的传输速度非常快（接近光速），电力系统中任何一点发生故障都马上影响到整个电力系统。③电能生产重要性的特点；电能清洁卫生、易于转换、便于实现自动控制，因此国民经济各部门绝大多数以电能作为能源，而电能又不能储存，所以电能供应的中断或减少将对国名经济产生重大影响。 2、对电力系统运行的基本要求是什么？ 答：对电力系统运行的基本要求有：①保证对用户的供电可靠性；②电能质量要好；③电力系统运行经济性要好；④对环境的不良影响要小。 3、电力系统中负荷的分类（I、II、III类负荷）是根据什么原则进行的？各类负荷对供电可靠性的要求是什么？ 答：电力系统中负荷的分类是根据用户的重要程度和供电中断或减少对用户所造成的危害的大小来划分的，凡供电中断将导致设备损坏、人员伤亡、产品报废、社会秩序还乱、政治影响大的用户的用电设备称为I类负荷；凡供电中断或减少将导致产品产量下降、人民生活受到影响的用户的用电设备称为II类负荷；I类、II类负荷以外的负荷称为III类负荷。 I类负荷对供电可靠性的要求是任何情况下不得中断供电； II类负荷对供电可靠性的要求是尽可能不中断供电； III类负荷可以停电。 4、标出下图所示电力系统中发电机、变压器的额定电压。（图中已标出线路的额定电压）

答：上述电力系统中发电机、变压器的额定电压如下： G ：10.5KV ；T1：10.5/242KV ；T2：220/121/38.5KV ；T3：35/6.3KV 5、为什么110KV 及以上的架空输电线路需要全线架设避雷线而35KV 及以下架空输电线路不需全线架设避雷线？ 答：因为110KV 及以上系统采用中性点直接接地的中性点运行方式，这种运行方式的优点是：正常运行情况下各相对地电压为相电压，系统发生单相接地短路故障时，非故障相对地电压仍为相电压，电气设备和输电线路的对地绝缘只要按承受相电压考虑，从而降低电气设备和输电线路的绝缘费用，提高电力系统运行的经济性；缺点是发生单相接地短路时需要切除故障线路，供电可靠性差。考虑到输电线路的单相接地绝大部分是由于雷击输电线路引起，全线路架设避雷线，就是为了减少雷击输电线路造成单相接地短路故障的机会，提高220KV 电力系统的供电可靠性。 35KV 及以下系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地的中性点运行方式，即使雷击输电 线路造成单相接地时，电力系统也可以继续运行，供电可靠性高，所以无需全线架设避雷线。 6、在下图所示的电力系统中已知KV U 3/10=φ，A U C 3530=φω,如要把单相接地时流过接地点的电流补偿到20A ，请计算所需消弧线圈的电感系数。 解： 单相接地故障时的相量图如下：

华南理工发酵工艺学试题

华南理工大学20XX年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目名称：发酵工艺学 适用专业：发酵工程 一、选择题（每小题１分，21题共21分）daaba,abbbb,caaac,aaadb,c 1、细菌对革兰氏染色的不同反应主要是由于革兰氏阳性和阴性细菌在（）的结构和化学组成上的差别所引起的。 A细胞核B细胞质C细胞膜D细胞壁E鞭毛 2、霉菌的有性孢子是（） A.孢囊孢子 B.卵孢子C节孢子D厚垣孢子 E.分生孢子 3、干热法常用于（）灭菌。 A.盐溶液 B.细菌培养基 C.油料物质 D.医院的毛毯 4、与细菌耐药性有关的遗传物质是（）。 A鞭毛B质粒C细菌染色体D毒性噬菌体E异染颗粒 5、要制备原生质体，可采用（）来破壁。 A溶菌酶 B.纤维素酶 C.蜗牛酶 D.甘露聚糖酶 E.果胶酶 6、BOD有助于确定（）。 A.废水的污染程度 B.土壤的过滤能力 C. 100ml水样中的细菌数 D.生态系统中的生物群类型 7、下列脂肪酸中，属必需脂肪酸的是： A、油酸 B、亚油酸 C、软脂酸 D、棕榈酸 8、醛缩酶作用的底物是下列哪种物质？ A、6-磷酸葡萄糖 B、6-磷酸果糖 C、1，6-二磷酸果糖 D、1，3-二磷酸甘油酸 9、一分子葡萄糖经EMP途径与TCA循环进行彻底氧化可产生几分子ATP？ A、18分子ATP B、38分子ATP C、35分子ATP D、15分子A TP 10、果糖激酶所催化的反应生成下列哪种中间产物？ A、1-磷酸果糖 B、6-磷酸果糖 C、1，6-二磷酸果糖 D、3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮 11、下列哪个酶是调控柠檬酸循环运转速度的变构酶？ A、顺乌头酸梅 B、异柠檬酸脱氢酶 C、苹果酸脱氢酶 D、柠檬酸脱氢酶 12、利用PRPP作为合成前体的氨基酸有： A、Phe和Try B、Try和His C、Try和Tyr D、Tyr和His 13、tRNA分子具有下列何种功能： A、识别密码子 B、识别反密码子 C、识别氨基酸 D、将mRNA接到核糖体上 14、脂肪酸全合成过程中，延伸的二碳单位的直接供体是： A、乙酰CoA B、丙二酰CoA C、丙二酰ACP D、胆碱-CDP 15、酵解途径中各步反应是以下列哪种条件进行？ A、需要氧气 B、需要二氧化碳 C、不需要氧气 D、需要氮气 16、甘油生物合成主要是下列哪种物质引起的？ A、氢氧化钠 B、硫酸铵 C、酶 D、亚硫酸盐 17、强酸型阳离子交换树脂中含有以下哪种成分？ A、磺酸基 B、磷酸基 C、羧基 D、酚羟基 18、使用化学消泡剂时应选用以下哪种类型？

酒精工艺学复习题(材料详实)

酒精发酵工艺学复习题 一、填空题（请把答案填写到空格处） 1．酒精生产常用的淀粉质原料有玉米、甘薯、木薯等。 2. 酒精生产常用的谷物原料有玉米、高粱、大麦等。 3. 酒精生产常用的薯类原料有甘薯、木薯、马铃薯等。 4．木质纤维素的主要组成成分是纤维素、半纤维素、木质素。 5．常用的原料粉碎方法有湿式粉碎、干式粉碎两种。 6．常用的原料除杂方法有筛选、风选、磁力除铁三种。 7．常用的原料输送方式有机械输送、气流输送、混合输送三种。 8. 酒精厂常用的粉碎设备是滚筒式粉碎机、锤式粉碎机。 9．酒精厂常用的输送机械有皮带输送机、螺旋输送器、斗式提升机三种。 10．玉米淀粉和甘薯淀粉的糊化温度分别是（65~75）℃、（53~64）℃。 11．双酶法糖化工艺中使用的两种酶制剂是耐高温α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶。 12．淀粉质原料连续糖化工艺分成混合前冷却糖化工艺、真空冷却糖化工艺、二级真空冷却糖化工艺三种。 13. 酒精发酵过程中产生的副产物主要有甘油、杂醇油、琥珀酸等。 14．酒精发酵常污染的细菌有醋酸菌、乳酸菌、丁酸菌。 15．酒精蒸馏塔按作用原理可分为鼓泡塔、膜式塔。 16．从精馏塔提取杂醇油的方式可以是液相取油，也可以是气相取油。 17．酒精蒸馏塔按其塔板结构可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔。 18．酒精的化学处理是提高酒精质量的一种辅助措施，常用的化学试剂是高锰酸钾、氢氧化钠。19．无水酒精的制备方法有氧化钙吸水法、离子交换树脂法、共沸法、分子筛法等。 20. 共沸法制备无水酒精常用的共沸剂是苯、环己烷。 21. 连续发酵可分为_全混（均相）连续发酵、梯级连续发酵两大类。 二、判断题（正确打√，错误打×） 1．酒母培养罐和酒精发酵罐的构造是一样的。× 2. 酒化酶是参与淀粉水解和酒精发酵的各种酶和辅酶的总称。（×） 3. 薯干的果胶质含量较多，使发酵醪中甲醇含量较高。（√） 4. 减少发酵过程中二氧化碳的产生量就能提高酒精生成量。（×） 5．采用高细胞密度酒精发酵时，必须定期向发酵罐中供应氧气。（√） 6．异戊醇在酒精中的挥发系数随着酒精浓度的增大而减小，但始终大于1。（×） 7．只要酒精发酵正常，发酵醪中就不会有甘油生成。（×） 8. 玉米中蛋白质含量较多，使发酵醪中杂醇油含量较高。（×） 9. 甲醇不是由酵母菌代谢活动产生的，而是由原料中的果胶质分解而来。（√） 10. 甲醇是由酵母菌代谢活动产生的。（×）

发酵工艺流程

发酵工艺标准操作流程 (SOP) 一生产前准备 每次生产前按品种配方将所需原料称重准备齐全,并确认生产原料库存量,保证原料库存量足够下次生产所需、 二生产前检查 1检查蒸汽、压缩空气、冷却水进出的管路就是否畅通,所有阀门就是否良好,并关闭所有阀门、 2检查电路、控制柜、开关的状态,确保控制柜运行正常、 3检查空压机油表油表及轴承、三角带、气缸等就是否正常,确保空压机运行正常、 4检查发酵罐搅拌减速机的油量及密封轴降温水就是否正常、 三总过滤器灭菌 当蒸汽总管路上的压力为0、2-0、25MPa时,打开总过滤器进气阀输入蒸汽,同时打开出气阀的跑分阀、排气阀、排污阀,当三个阀均排出蒸汽时,调整进气阀、排污阀,稳定总过滤器压力0、15-0、2MPa,此时打开压力表下跑分,计时灭菌2-2、5小时、灭菌结束后启动空压机,当空气输入管道压力大于总过滤器压力时,关闭蒸汽阀,打开空气阀,将空气出入总过滤器,然后调整进气阀与排污阀,稳定总过滤器压力在0、15-0、2MPa,保持通气在15-20小时,当出气阀跑分与排污阀放出的空气为干燥空气时,完成灭菌、 四分过滤器灭菌 1当蒸汽管路压力为0、2-0、25MPa时,打开蒸汽过滤器的进气阀与排污阀,当蒸汽管路中无蒸汽凝结液后,再将蒸汽输入空气管路,然后打开分过滤器的进气阀、排污阀及出气阀上的跑分,当所有阀门均有蒸汽排出后,调整进气与排污阀,就是压力稳定在0、11-0、15MPa,计时灭菌30-35分钟、灭菌结束后,关闭蒸汽过滤器进出气阀、排污阀,并立即将空气输入预过滤器,使空气通过预过滤器进入到分过滤器,再调整分过滤器排污阀使压力稳定在0、11-0、15MPa,备用、

年产2万吨谷氨酸发酵生产的初步设计

年产2万吨谷氨酸发酵生产的初步设计

第一章总论 一、设计项目： （1）设计课题：年产2万吨谷氨酸发酵工厂的初步设计 （2）厂址：某市 （3）重点工段：糖化 （4）重点设备：糖化罐 二、设计范围： （1）厂址选择及全厂概况介绍（地貌、资源、建设规模、人员）；（2）产品的生产方案、生产方法、工艺流程及技术条件的制定；（3）重点车间详细工艺设计、工艺论证、设备选型及计算；（4）全厂的物料衡算； （5）全厂的水、电、热、冷、气的衡算； （6）车间的布置和说明； （7）重点设备的设计计算； （8）对锅炉、电站、空压站等提出要求及选型； （9）对生产和环境措施提出可行方案。 三、要完成的设计图纸： （1）全厂工艺流程图一张； （2）重点车间工艺流程图一张； （3）重点车间设备布置立面图一张；

（4）重点车间设备布置平面图一张； （5）重点设备装配图一张。 四、设计依据： （1）批准的设计任务书和附件可行性报告，以及可靠的设计基础资料。 （2）我国现行的有关设计和安装的设计规范和标准 （3）广东轻工职业技术学院食品系下达的毕业设计任务书 五、设计原则： （1）设计工作要围绕现代化建设这个中心，为这个中心服务。首先要有加速社会主义四个现代化早日实现的明确指导思想，做到精心设计，投资省，技术新，质量好，收效快，收回期短，使设计工作符合社会主义经济建设的总原则。 （2）要学会查阅文献，收集设计必要的技术基础资料，要善于从实际出发去分析研究问题，加强技术经济的分析工作。（3）要解放思想，积极采用技术，力求设计上具有现实性和先进性，在经济上具有合理性，尽可能做到能提高生产率，实现机械化和自动化，同时兼顾社会和环境的效益。 （4）设计必须结合实际，因地制宜，体现设计的通用性和独特性相结合，工厂生产规模、产品品种的确定，要适应国民经济的需求，要考虑资金的来源，建厂的地点、时间、三废综合

氨基酸发酵工艺学试卷A答案

《氨基酸发酵工艺学》试卷A答案 一、名词解释（每小题3分，共18分） 1、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。 2、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％ 3、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 4、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 5.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。 6.临界溶氧浓度：指不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度。 二、单项选择题（每小题2分，共20分） 1.B 2.B 3.C 4.A 5.B 6.B 7.D 8.C 9.D 10.A 三、填空题（每空1分，共20分） 1.蛋白质水解液抽提法，化学合成法，酶法，微生物发酵法 2.控制磷脂的合成添加表面活性剂油酸缺陷型甘油缺陷型温度敏感型（能写出任意三条即可） 3.长菌型细胞转移期细胞产酸型细胞 4.α-型结晶β-型结晶自然起晶加晶种起晶 5.等电点法离子交换法锌盐法

6.离子交换法菌体钙离子 四、简答题（每小题6分，共30分) 1、淀粉水解糖制备中，酸解法的工艺流程？ 答：淀粉、水、盐酸→调浆→进料→水解→冷却、中和→脱色→过滤→糖化液 2、酸法制备淀粉水解糖的质量要求有哪些？ 答：（1）糖液透光率＞90％（420nm） （2）不含糊精、蛋白质（起泡物质）。 （3）转化率＞90％。 (4) 还原糖浓度＞16％ （5）糖液不能变质 3、氨基酸发酵菌种为什么要定期分离纯化？有什么意义？ 定期分离纯化的原因：因为工业生产菌种酵母自身发生了退化，退化的原因：（1）菌种的自发突变在10-8左右 （2）由于菌种大多为诱变菌种，容易受外界环境的影响，发生回复突变。 菌种纯化的意义：（1）保证产品的稳产、高产 （2）进行生产育种。 4、氨基酸生产中，泡沫对发酵的影响？ ①发酵液逃逸 ②感染 ③降低装填系数，设备利用率降低

发酵工艺学复习资料

1、菌种扩大培养： 种子扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种过程，称为种子扩大培养。这些纯种培养物称为种子。 2、双酶法糖化工艺： 包括淀粉的液化和糖化两个步骤，液化是利用液化酶使淀粉糊化。粘度降低，并水解到糊精和低聚糖的程度，然后利用糖化酶将液化产物进一步水解成葡萄糖的过程。 3、淀粉老化： 分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列形成新的氢键的过程，也就是复结晶 4、淀粉水解糖： 在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖的过得称为淀粉的“糖化”，所制得的糖液你为淀粉水解糖。 5、双边发酵工艺： 边糖化边发酵，其持点是采用较低温度使淀粉糖化和酒精发酵同时进行。 发酵周期较长，淀粉利用率低，但产品香气足、风味好，当前一部分厂仍在采用。, 6、二高三低现象： pH高、残糖高、OD值低、温度低、谷氨酸低。 7、发酵转换： 培养条件不适宜，几乎不产生谷氨酸，而得到大量菌体或者谷氨酸发酵转换为累积乳酸，琥珀酸，缬氨酸，谷氨酰胺等。 8、过度氧化作用： 过度氧化作用是指发酵过程中当乙醇即将耗尽而有氧存在时，代谢途径发生改变，醋酸进一步氧化成CO2和水的作用。 9、淀粉糊化： 淀粉乳受热，淀粉颗粒膨胀，当温度上升到一定程度时，淀粉颗粒的偏光十字消失，颗粒急骤膨胀，体积增大几百倍，粘度迅速增高，变成粘稠的糊状物（淀粉糊） 10、双边发酵： 在酿造过程中，在糖化的同时，酒精发酵也同时进行。 11、DE值：

糖化液中的还原糖含量（以葡萄糖计算）占干物质的百分率 %100?=干物质含量 还原糖含量值DE 12、谷氨酸的生物合成途径包括哪些途径？ 以葡萄糖为原料的代谢途径，以醋酸和正石蜡为原料的代谢途径 13、在食醋酿造过程中,工厂最常用的醋酸杆菌是什么？ 醋酸杆菌(AS1.41 沪酿1.01) 14、现有的谷氨酸生产菌主要是有哪些种属？ 短杆菌属 棒杆菌属 小杆菌属 节杆菌属 15、在味精工业谷氨酸发酵中常用的碳源和氮源有什么？ 在谷氨酸发酵中，国内常用的碳源为淀粉水解糖，国外常用的为糖蜜。 氮源为尿素，液氨和氨水。 16、谷氨酸发酵的代谢控制育种有哪些？ 1.日常菌种工作：定期分纯 小剂量诱变刺激 高产菌制作安瓿管 2.选育耐高渗压菌株：耐高糖，耐高谷氨酸，耐高糖、高谷氨酸 17、谷氨酸发酵过程中污染的原因分析。

2m3谷氨酸发酵罐设计

江西科技师范学院 生物工程专业《化工原理课程设计》说明书 题目名称2m3 产谷氨酸发酵罐的设计 专业班级2009 级生物工程（1）班 学号 学生姓名唐盼阙素云周婷 指导教师常军博士 2011 年10 月31 日

目录 一、设计方案的确定1 谷氨酸的生产工艺流程1 生产原料1 发酵菌株1 培养基的制备2 二、发酵罐主体设计计算2 发酵罐主要条件及主要技术指标2 罐体选型、几何尺寸的确定、罐体主要部件尺寸的设计计算3发酵罐的选型3 发酵罐容积的确定 3 发酵罐装液量的确定3 冷却装置的设计3 罐体选料4 罐体壁厚4 封头壁厚计算5 夹套直径5 挡板的设计5 搅拌器的设计5 搅拌器的计算5 搅拌轴功率的计算 6 管道设计8 通风管管径计算8 进出物料管8 冷却水进出口管径 8 管道接口8 仪表接口8 三、其他附件选型9 四、附录及图纸10 附录1计算结果汇总表10 附录2计算结果汇总表10 五、总结11 六、参考文献及资料12

一、设计方案的确定 谷氨酸的生产工艺流程 谷氨酸的生产主要包括以下工作：谷氨酸发酵的原料处理和培养基的配制； 子培养；发酵工艺条件的控制；谷氨酸提取；谷氨酸的精制。 发酵法生产谷氨酸的工艺流程如下： 图1 谷氨酸生产工艺流程图 生产原料 谷氨酸生产时发酵原料的选择原则：首先考虑菌体生长繁殖的营养；考虑到有利于谷氨酸的大量积累；还要考虑原料丰富，价格便宜；发酵周期短，产品易提取等因素。目前谷氨酸生产上多采用尿素为氮源，采用分批流加，以生物素为生长因子。国内大多数厂家用淀粉为发酵原料，主要有玉米、小麦、甘薯、大米等，其中甘薯的淀粉最为常用。少数厂家用糖蜜为发酵原料，主要有甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜。 发酵菌株 现有谷氨酸生产菌分属于棒状杆菌属、短杆菌属、小杆菌属及节杆菌属。目前工业上应用的谷氨酸产生菌有谷氨酸棒状杆菌、乳糖发酵短杆菌、散枝短杆菌、黄色短杆菌、噬氨短杆菌等。目前国内各味精厂所使用的谷氨酸生产菌主要有（1）纯齿棒状杆菌及其 （2）天津短杆菌T613及其诱变株FM-415、CMTC6282、诱变株B9、B9-17-36、F-263等菌株； S9114等菌株；（3）北京棒杆菌及其诱变株D110等菌株。本实验选择北京棒杆菌。

数值分析第一次作业及参考答案

数值计算方法第一次作业及参考答案 1. 已测得函数()y f x =的三对数据：（0，1），（－1，5），（2，－1）， （1）用Lagrange 插值求二次插值多项式。（2）构造差商表。（3）用Newton 插值求二次插值多项式。 解：(1)Lagrange 插值基函数为 0(1)(2)1 ()(1)(2)(01)(02)2 x x l x x x +-= =-+-+- 同理 1211 ()(2),()(1)36 l x x x l x x x = -=+ 故 2 20 2151 ()()(1)(2)(2)(1) 23631 i i i p x y l x x x x x x x x x =-==-+-+-++=-+∑ （2）令0120,1,2x x x ==-=，则一阶差商、二阶差商为 011215 5(1) [,]4, [,]20(1) 12 f x x f x x ---= =-= =----- 0124(2) [,,]102 f x x x ---= =- 实际演算中可列一张差商表： （3）用对角线上的数据写出插值多项式 2 2()1(4)(0)1*(0)(1)31P x x x x x x =+--+-+=-+ 2. 在44x -≤≤上给出()x f x e =的等距节点函数表，若用二次插值求x e 的近似值，要使 截断误差不超过6 10-，问使用函数表的步长h 应取多少 解： ()40000(), (),[4,4],,,, 1.x k x f x e f x e e x x h x x h x x th t ==≤∈--+=+≤考察点及

(3) 2000 4 43 4 3 () ()[(()]()[()] 3! (1)(1) (1)(1) 3!3! .(4,4). 6 f R x x x h x x x x h t t t e t h th t h e h e ξ ξ =----+ -+ ≤+??-= ≤∈- 则 4 36 ((1)(1) 100.006. t t t h - -+± << Q在点 得 3.求2 () f x x =在［a,b］上的分段线性插值函数() h I x，并估计误差。 解： 22 22 11 1 111 22 11 11 1 () () k k k k h k k k k k k k k k k k k k k k k k k x x x x x x I x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x ++ + +++ ++ ++ + --- =+= --- ?-? -=+- - [] 2 11 22 11 ()()()[()] 11 ()() 44 h h k k k k k k k k R x f x I x x x x x x x x x x x x x h ++ ++ =-=-+- =--≤-= 4.已知单调连续函数() y f x =的如下数据 用插值法计算x约为多少时() 1. f x=（小数点后至少保留4位） 解：作辅助函数()()1, g x f x =-则问题转化为x为多少时，()0. g x=此时可作新 的关于() i g x的函数表。由() f x单调连续知() g x也单调连续，因此可对() g x的数值进行反插。的牛顿型插值多项式为 1()0.110.097345( 2.23)0.451565( 2.23)( 1.10) 0.255894( 2.23)( 1.10)(0.17) x g y y y y y y y - ==-+++++ -++-

发酵工艺学试卷

试卷一 一、名词解释 铁混浊：由于葡萄酒中的氧化亚铁被氧化成氧化铁，氧化铁与单宁结合，则生成青色的鞣酸铁沉淀，即所谓的铁沉淀。 煮沸强度：又称蒸发强度，是指单位时间内所蒸发的水分占混合麦芽汁的百分比例，要求为8%—10%。 上霉：指在曲坯表面，因霉菌生长繁殖而长出霉点。 生啤：生啤酒：又叫鲜啤酒，这种啤酒不经过杀菌，具有独特的啤酒风味。 熟啤：普通啤酒都是要杀菌(巴氏杀菌)，杀了菌之后叫熟啤酒。 扎啤：扎啤就是经过微孔膜过滤的啤酒。 二、填空 1．葡萄酒按酒液的颜色，可分为红葡萄酒和白葡萄酒两大类，根据酒液含糖分多少，分为干葡萄酒和甜葡萄酒两种。2．根据酵母在啤酒发酵液中的性状，可将它们分为：上面啤酒酵母，下面啤酒酵母。 3．大曲中的微生物以霉菌占绝大多数，小曲中的微生物主要是霉菌和酵母。 4．白酒酿造分为清渣和续渣两种方法。 三、选择 1．葡萄酒受污的酒液中，常见的乳酸菌不包括（D）。

A．明串珠菌 B．乳酸杆菌 C．足球菌D．枯草杆菌 2．酿造酱油的生产，主要以（ A ）为主要原料。 A．大豆或豆粕等植物蛋白质 B．面粉等淀粉质 C．大米或高粱D．优质大麦芽 3．微生物生长繁殖减慢，曲坯品温逐渐下降的阶段称为（ A ）。A．后火 B．大火 C．起潮火 D．凉霉 4传统法酿醋工艺中，老陈醋的配制以（ A ）为发酵剂。 A．大曲 B．小曲 C．麸曲 D．麦曲 四、简答 1．列举我国八大名白酒。 答：贵州茅台酒，山西汾酒，四川泸州老窖特曲酒，陕西西凤酒，四川五粮液，四川全兴大曲酒，安徽古井贡酒，贵州遵义董酒。2．说明酱油中风味物质的来源。 答：蛋白质的水解，淀粉的分解，脂肪的分解，纤维素的分解。 六、论述 1．试述啤酒发酵过程中对绿麦芽的质量要求及其质量控制措施？

人力资源开发与管理-第一次作业及答案

《人力资源开发与管理》第一次作业答案 一、单项选择题。本大题共10个小题，每小题2.0 分，共20.0分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.与员工同甘共苦、同舟共济，反映了以下人本管理的哪方面基本内容（） A.人的管理第一 B.以激励为主要方式 C.积极开发人力资源 D.培育和发挥团队精神 2.假设你是一个大公司的中层管理人员，如果你获得提升，在以下几种选择继任者的标 准中，你会优先考虑哪一条（） A.是否具有较高的学历与较强的业务能力 B.能否得到部门成员及上级领导的普遍认同 C.能否保持你原先形成的管理风格 D.是否具备创新开拓能力 3.刚进公司的几个大学生很自然地形成了一个团队，大家兄弟相待，一起解决各自遇到 的难题，包括各自负责的经营工作。几年下来，这个团队的凝聚力很强，每个人都非常珍视这个团队。又过几年，这个团队的成员普遍得到较好的发展，但地位、收入等方面并没有形成多大的差距，然而大家却都感到团队的凝聚力没有以前那么强大了。 你认为造成松散的原因是什么（） A.团队成员的能力增强了，独立性提高了 B.没有更高层次的目标推动 C.团队成员之间因工作繁忙而沟通太少 D.没有及时吸收新的团队成员 4.某保险公司X市分公司为开发一项新业务，从不同部门抽调若干员工组建了一个项目 团队，为激励他们高度热情地投身于新工作，你认为选择哪一种沟通媒介最合适（） A.电子邮件

B.电话 C.面谈 D.简报 5.你是一家连锁快餐集团属下的一个分店经理，集团公司为你确定了今年上半年的经营 目标：从今年1月1日到6月30日之间，将销售额相对去年同期提高6%。你认为（） A.该目标已经给分店经理一个明确无误的指令，是一个可考核的执行性目标。 B.该目标没有提出一个度量目标是否完成的客观标准，所以需要进一步改进。 C.该目标没有平衡利润与销售增长之间的关系，可能给分店经理以误导，需要改 进。 D.该目标没有规定清楚如何达成目标的步骤、措施和资源配置，需要进一步改进。 6.失业保险所属的员工福利类型是（） A.企业福利 B.法定福利 C.生活福利 D.有偿假期 7.张莉今年26岁，是某电脑公司市场开发部经理，思路敏锐，干劲十足，不久前刚获 得某名牌大学硕士学位，目前工资待遇相当高。假如你是张莉的领导，你认为以下哪一种激励方式最能增进她的工作绩效（）？ A.采取以个人工作绩效为考核依据的奖励制度 B.减少对她的监督，使她有更多的决策和行动自由。 C.对她的成绩给予公开表扬。 D.提高她地位的象征(例如，更豪华的办公室，新的头衔，专用秘书等)。 8.一般员工提出辞职时，组织应该（） A.为员工解决困难把他争取回来

发酵工艺学试题库

发酵工程发展史包括:传统发酵技术: 自然发酵、纯培养技术的建立、深层培养技术的建立、人工诱变育种、基因工程菌、发酵动力学、发酵的连续化自动化工程技术的建立 反馈调节包括：反馈抑制和反馈阻遏 在通气不充足时，糖和脂肪的氧化不完全，产生有机酸类的中间产物,这些都使培养基的pH 值下降。 如果无机氮源被同化，则培养基pH值会发生不同变化:生理酸性盐(被微生物利用后生酸的盐)的铵盐利用后，与其结合的酸游离，使pH值下降;生理碱性盐的硝酸盐(或有机酸盐)被利用后，则释放碱使其pH值上升。 啤酒按灭菌方式分 ◆熟啤酒：经过巴斯德灭菌不含活体酵母（瓶，3-6个月；易拉罐，1年） ◆鲜啤酒：不经过巴斯德灭菌含活体酵母（存不大于7天） ◆纯生啤酒：特殊过滤以除去活体酵母（可长达1年） 啤酒发酵的原料包括: 麦芽、辅料（德、挪不加）、酒花、水 麦芽粉碎方法 1 干法粉碎 2 回潮干法湿法 4 连续浸渍湿法粉碎(70年代) 发芽力：发芽三天发芽麦粒百分率, 96% 活性物质产生菌的筛选的步骤： 筛选步骤： 样品采集样品预处理增殖培养菌种初筛菌种复筛性能鉴定传代稳定性实验菌株终选 代谢控制发酵： 利用遗传学或其他生化方法，人为的在DNA水平上来改变和控制微生物的代谢，使得有用的产物大量积累的发酵称为代谢控制发酵。 诱导作用 定义：生物与一种化学物质--诱导物接触的结果大大地增加了酶合成的速度。 分解代谢物阻遏 1、定义：培养基中某种基质的存在会减少（阻遏）细胞中相应酶的合成速率。如葡萄糖、精氨酸等受分解代谢物阻遏的酶. 反馈抑制：是一生物合成途径的最终代谢物抑制那一途径的前面第一或第二个酶的活性。反馈阻遏：终产物或其结构类似物阻止了催化途径中一个或几个酶的合成。 能荷 能荷= {[ATP]+ [ADP]}/ {[ATP]+ [ADP] + [AMP]} 能荷不仅调节形成ATP的分解代谢酶类的活性，而且调节利用ATP的生物合成酶类的活性。异柠檬酸脱氢酶和磷酸果糖激酶受高能荷的抑制，而丙酮酸羧化酶、乙酰CoA羧化酶等在同一高能荷下被激活。 巴士德效应：啤酒酵母对各种可发酵性糖类的发酵均是通过EMP途径代谢生成丙酮酸后，进入无氧酵解或有氧循环，酵母在有氧TCA循环可获得更多生物能（38ATP），此时无氧发酵代谢就会抑制，这种抑制厌氧发酵代谢称为“巴士德效应”。 临界氧浓度：一般指不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度。 浸麦度（%） 浸麦后大麦的含水率即浸麦度(%) 浸后大麦总含水量 = ———————×100% 浸后大麦质量

发酵工艺学名词解释

名词解释：1.发酵：通过微生物的生长和代谢活动，产生和积累人们所需代谢产物的一切微生物培养过程。 2.发酵工艺：指工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺。 3.前体：在微生物代谢产物的生物合成过程中，有些化合物能直接被微生物利用构成产物分子结构的一部分，而化合物本身的结构没有大的变化，这些物质称为前体。 4.热阻：指微生物在某一特定条件下的致死时间。 5.对数残留定律：指在一定温度下，微生物受热后，活菌数不断减少，其减少速度随残留活菌数的减少而降低，且在任何瞬间，菌的死亡速率与残存的活菌数成正比。 6.实消：将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所有设备一起进行加热灭菌的操作过程称为实罐灭菌。 7.连消：培养基在发酵罐外经过一套灭菌设备连续加热灭菌，冷却后送入已灭菌的发酵罐内，这种工艺过程称为连消灭菌。 8.空消：无论是种子罐、发酵罐还是液氨罐、消泡罐，当培养基尚未进罐前对罐进行预先灭菌，为空罐灭菌。 9.液化：用ɑ-淀粉酶将淀粉转化为糊精和低聚糖。 10.糖化：用糖化酶将糊精和低聚糖转化葡萄糖。 11.种子制备：将固体培养基上培养出的孢子或菌体转入到液体培养基中培养，使其繁殖成大量菌丝或菌体的过程。 12.菌种保藏：根据菌种的生理、生化特性，人工创造条件使菌体的代谢活动处于休眠状态。 13.呼吸临界氧浓度：在溶解浓度低时，呼吸强度随溶氧浓度的增加而增加，当溶氧浓度达到某一值后，呼吸强度不再随溶解氧浓度的增加而变化，把此时的溶解氧浓度称为呼吸临界氧浓度。 14.溶解氧饱和度：在一定温度和压力下，空气中的氧在水中的溶解度。 15.氧传递系数：比表面积与以浓度差为推动力的氧传质系数的乘积。 16.分批发酵：指一次性投入料液，发酵过程中不补料，一直到放罐。 17.补料分批发酵：指在发酵过程中一次或多次补入含有一种或多种营养成分的新鲜料液，以达到延长发酵周期，提高产量的目的。 18.连续发酵：指在特定的发酵设备中进行的，一边连续不断地输入新鲜无菌料液，同时一边连续不断地放出发酵料液。 简答题：1发酵过程有哪些特征谈谈你对发酵工程技术应用前景的想法 特征：1.原料广 2.反应条件温和，易控制 3.产物单一，纯度高 4.投资少，效益好想法：随着生物技术的发展，发酵工程的应用领域也在不断扩大，基因工程及细胞杂交技术在微生物育种上的应用，将使发酵用菌种量达到前所未有的水平；生物反应器技术及分离技术的相应进步将发酵工业的某些神秘特征；由于物理微生物数据库、发酵动力学、发酵传递学的发展，将使人们能够清楚的描述与使用微生物。（个人的，你也可以自已） 2.发酵工业对菌种的要求 答：1.菌种不能是病源菌 2.发酵周期短，生产能力强 3.发酵过程中不产生或少产生与目标产物性质相似的副产物 4.原料来源广泛价格低廉，菌种能高效地将原料转化为产品5.对需添加剂的前体有耐受能力，且不能将前体作为一般碳源利用 6.遗传性状稳定，菌种不易变异退化 7培养条件易于控制 3.菌种选育有哪些方法 答：1.自然选育 2、诱变选育 3.原生质体技术育种 4.基因工程技术育种 4.自然选育、诱变选育的概念，一般步骤，影响诱变的主要因素。

谷氨酸发酵生产工艺

目录1.谷氨酸发酵生产工艺简介 1.1工艺流程 1.2工艺参数 1.3工艺要求 2串级控制系统特点与分析 2.1串级系统特点 2.2串级控制结构框图及分析 3控制方案 3.1总体方案 3.2系统放图 3.3待检测点的控制系统流程图 4仪表的选型 4.1热交换器 4.2仪表清单 5控制算法选择 5.1控制规律 5.2调节器正反作用的选择 6总结 7参考文献 附图

串级控制系统-----两只调节器串联起来工作，其中一个调节器的输出作为另一个调节器的给定值的系统。 例：加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统 1. 基本概念即组成结构

串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定，后一个调节器的输出送往调节阀。 前一个调节器称为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量（主被控参数），即工艺控制指标；后一个调节器称为副调节器，它所检测和控制的变量称副变量（副被控参数），是为了稳定主变量而引入的辅助变量。 整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。 在该反应中，主要控制的指标是釜温。但由于测量元件的测量滞后，以及由于测量套管插入其内，在套管的外表面有反应发生，很容易造成釜温的假象。因此在升温-恒温控制的过程中需要热水和冷水的交换切换，以便使谷氨酸发酵充分反应，提高产品质量。 主、副变量，主、副控制器（调节器），主、副对象，主、副检测变送器，主、副回路。 作用在主、副对象上的干扰分别为一、二次干扰 系统特点及分析 * 改善了过程的动态特性，提高了系统控制质量。 * 能迅速克服进入副回路的二次扰动。 * 提高了系统的工作频率。 * 对负荷变化的适应性较强 串级控制系统的特点：

第一次作业及答案

第一次作业 一、单项选择题 1．需求规律说明（B ）。 A．药品的价格上涨会使药品质量提高B．计算机价格下降导致销售量增加 C．丝绸价格提高，游览公园的人数增加D．汽车的价格提高，小汽车的销售量减少 E．羽毛球的价格下降，球拍的销售量增加 2．当羽毛球拍的价格下降时，对羽毛球的需求量将（C ）。A．减少B．不变 C. 增加D．视具体情况而定E．以上都有可能 3．其他条件不变，牛奶价格下降将导致牛奶的（D ）。 A．需求下降B．需求增加C．需求量下降D．需求量增加E．无法确定 4．当出租车租金上涨后，对公共汽车服务的（A ）。 A．需求增加B．需求量增加C．需求减少D．需求量减少E．无法确定 5．以下几种情况中，（B ）项是需求规律的例外。 A．某商品价格上升，另一商品需求量也上升B．某商品价格上升，需求量也上升 C．消费者收入增加，对某商品的需求增加

6．消费者偏好改变，对某商品的消费量随着消费者收入的增加而减少，则该商品是（ D ）。 A．替代品B．互补品C．正常品D．低档品E．无法确定 7．供求规律说明（D ）。 A．生产技术提高会使商品的供给量增加 B．政策鼓励某商品的生产，因而该商品的供给量增加 C．消费者更喜欢某商品，使该商品的价格上升 D．某商品价格上升将导致对该商品的供给量增加 E．以上都对 8. 假如生产某种商品所需原料的价格上升了，这种商品的( B )。A．需求曲线将向左移动B．供给曲线向左移动C．供给曲线将向右移动 9. 政府为了扶持农业，对农产品规定高于均衡价格的支持价格。政府要维持支持价格，应 该采取下面的相应措施（ C ）。 A．增加对农产品的税收B．实行农产品配给制C．收购过剩的农产品 10. 政府把价格限制在均衡价格以下可能导致( A )。 A．黑市交易B．大量积压C．买者买到了希望购买的商品 11. 当需求的增加幅度远大于供给增加幅度的时候，( B )。

(完整版)谷氨酸发酵

1）生物素营养缺陷型 ?作用机制:生物素是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,进而影响脂肪酸的合成.当磷脂合成量少到正常的1/2左右时,细胞变形,Glu向膜外泄漏. ?控制关键:使用该类突变株必须限制发酵培养基中生物素亚适量(5-10 g/L).在发酵 初期(0-8小时),细胞正常生长,当生物素耗尽后,在菌的再次倍增时,开始出现异常形态细胞,即完成了细胞从生长型到积累型转换. 2）油酸营养缺陷型 ?作用机制:油酸营养缺陷型丧失了合成油酸的能力,通过控制油酸使磷脂合成量减少 到正常量的1/2左右. ?控制关键:保证在培养基中油酸亚适量,完成细胞从生长型到生产型的转换. （3）添加表面活性剂 ?添加表面活性剂(如吐温60)或不饱和脂肪酸(C16-18),也能造成细胞渗漏,积累谷氨 酸. ?机理:两者在脂肪酸合成时对生物素有拮抗作用,导致磷脂合成不足,形成不完整的细 胞膜. ?关键:控制好脂肪酸或表面活性剂的时间和浓度,必须在药剂加入后,在这些药剂存在 下进行分裂,形成产酸型细胞. （4）添加青霉素 ?机理:青霉素抑制谷氨酸生产菌细胞壁后期的合成,细胞膜在失去保护,在渗透压的作 用下受损,向外泄露谷氨酸. ?控制关键:一般在进入对数生长期的早期(3-6小时)添加.添加青霉素后倍增的菌体不 能合成完整的细胞壁,完成细胞功能的转换. 谷氨酸发酵强制控制工艺 ?为了稳产,克服培养基原料中某些成分不易控制带来的影响,在谷氨酸发酵时可采取 “强制控制”的方法,如:“高生物素高吐温”或“高生物素高青霉素”的方法. ?控制方法:在发酵培养基中预先配加一定量(过量)的纯生物素,大大地削弱每批原料 中生物素含量变化的影响,高生物素、大接种量能促进菌体迅速增殖.再在菌体倍增的早期加入相对高的吐温或青霉素,形成产酸型细胞.固定其它条件,确保高产稳产。谷氨酸发酵 ? 1.适应期:尿素分解出氨使pH上升.糖不利用.2-4h. 措施:接种量和发酵条件控制使适应期缩短. ? 2.对数生长期:糖耗快,尿素大量分解使pH上升,氨被利用pH又迅速下降.溶氧急剧 下降后维持在一定水平.菌体浓度迅速增大,菌体形态为排列整齐的八字形.不产酸.12h. 措施:及时供给菌体生长必须的氮源及调节pH,在pH7.5-8.0时流加尿素;维持温度30- 32℃ ? 3.菌体生长停止期:谷氨酸合成. 措施:提供必须的氨及pH维持在7.2-7.4.大量通**,控制温度34-37 ℃. ? 4.发酵后期:菌体衰老,糖耗慢,残糖低. 措施:营养物耗尽酸浓度不增加时,及时放罐. 发酵周期一般为30h. 二、谷氨酸发酵的生化过程