發(fā)酵調(diào)控學(xué)復(fù)習(xí)題

發(fā)酵調(diào)控學(xué)復(fù)習(xí)題2023年一、簡答題發(fā)酵調(diào)控學(xué)的原理境，使其產(chǎn)生期望的目的產(chǎn)物。制定優(yōu)化掌握方案。同時(shí)把握各類典型代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)與調(diào)整的參數(shù)。檸檬酸的發(fā)酵生產(chǎn)原理酵法：①、外表發(fā)酵法。將原料先放入煮沸過內(nèi)參加水煮沸，一次加皇血鹽和EDTA二鈉鹽煮沸，配成培育基液，參加適量的硫酸銨、磷酸二氫鉀作為氮源和養(yǎng)分鹽，將培育基液在45-50度下送入發(fā)酵室，接入黑曲霉干孢，發(fā)酵，②、固〔ACAM〕N,N-亞甲基雙丙烯酰胺〔BIS〕溶于水后與微生物細(xì)胞混合，參加四甲基乙二胺和過硫酸30min使其適應(yīng)以糖蜜為原料的深層發(fā)酵，并提高菌株的產(chǎn)酸率和轉(zhuǎn)化率，對(duì)蜜糖進(jìn)展預(yù)處理、發(fā)酵、提取，得檸檬酸。乳酸的生物發(fā)酵生產(chǎn)原理550oC發(fā)酵三-五天得粗乳酸。EMP代謝途徑發(fā)酵，乳酸是代謝唯一產(chǎn)物，異型發(fā)酵：微生物經(jīng)由Bifidus途徑和PK途徑生成乳酸、CO2和乙醇。生產(chǎn)的僅乳腈法(也叫乙醛氫氰酸法)和丙稀腈法?！不蛑苯佑萌殡嬗帽脤⑷殡娲蛉胨飧?，注入硫酸、水，使乳腈水解得到粗乳酸。然后再將粗乳酸送人酯化釜，參加乙醇酯化，經(jīng)精餾、濃縮、分解得精乳酸。肌苷酸的生物發(fā)酵生產(chǎn)原理枯草桿菌通過HMP途徑供給合成嘌呤、嘧啶和芳香族氨基酸的根本前體物5-磷酸核糖。要積存肌苷合成的前體，就得盡可能抑制EMP途徑，增加HMP途徑。GMPGMPIMPSAMP合成AMP，再經(jīng)AMP脫氨酶作用生成IMP。腺嘌呤、黃嘌呤雙重缺陷型、并對(duì)8-氮22.3g/L1％次黃嘌呤則產(chǎn)33.1g／L。5四環(huán)素的生物發(fā)酵生產(chǎn)原理四環(huán)素生產(chǎn)承受合成金霉素的金色鏈霉菌菌種，通過在特定的培育條件下，掌握以上的四環(huán)素。金霉素在化學(xué)構(gòu)造上與四C-7ClH7-氯四環(huán)素。金霉素鏈霉菌是金霉素的產(chǎn)生菌，但當(dāng)培育基中存在抑氯物質(zhì)時(shí)，由于氯的摻入受阻，而使得金霉素鏈霉菌的生物合成方向發(fā)生變化，并使四環(huán)素成為M-促進(jìn)劑〔硫醇苯駢噻唑〕作為氯化霉的抑制劑，以溴化鈉作為競爭性抑制劑進(jìn)展四環(huán)素的定向發(fā)酵。6、尿苷的生物發(fā)酵生產(chǎn)原理從頭合成途徑〔denovosynthesis〕：體內(nèi)嘌呤核苷酸的合成代謝中，利用磷酸核呤核苷酸稱為從頭合成途徑。補(bǔ)救合成途徑〔salvagepathway〕：利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過簡潔的反響過程，合成嘌呤核苷酸。磷酸核糖-1-焦磷酸〕→AMP+PPi磷酸核糖-1-〕→IMPPPi磷酸核糖-1-焦磷酸〕→GMP+PPi鳥苷的生物發(fā)酵生產(chǎn)原理T10411.0g/I，對(duì)13.8％。3470h19g/L。17.7g／L。7、紅霉素的生物發(fā)酵生產(chǎn)原理入制粒機(jī)制成圓柱形顆粒后進(jìn)入圓丸機(jī)制成潮濕的圓形顆粒，再進(jìn)入高效硫化床枯燥機(jī)進(jìn)展枯燥，枯燥后進(jìn)入篩分機(jī)，其中篩上物料進(jìn)入包衣機(jī)噴灑一層包衣液，篩下物料回到高速混合機(jī)混合。包衣后物料送入枯燥機(jī)枯燥，過篩，篩上物V型高速混合機(jī)。8、青霉素的生物發(fā)酵生產(chǎn)原理自然青霉素：青霉素生產(chǎn)分菌種發(fā)酵和提取精制①菌種發(fā)酵：將產(chǎn)青霉菌接種培育25℃下培育，得青霉菌孢子培育物。孢子制成懸浮液接種到培育基2724～28h，將種子培育液接種到含有苯乙酸前體7天。②提取精制：將青霉素發(fā)酵液pH2～2.5的條件下，進(jìn)展逆流萃取，得丁酯萃取液，轉(zhuǎn)入成鹽劑，經(jīng)共沸蒸餾即可得。半合成青霉素：以6APA為中間體與多種化學(xué)合成有機(jī)酸進(jìn)展?；错?，可制得各種類型的半合成青霉素。9、谷氨酸的生物發(fā)酵生產(chǎn)原理氨化作用而得到。淀粉的酸水解工藝10-11?Bx0.5-0.8pH1.5。225min。pH4.0-5.0〔避開產(chǎn)生焦糖又保證過濾，中和為沉淀膠體〕。0.6-0.870℃及酸性條件下攪拌后過濾。淀粉的酶法糖化工藝15?Bx，pH6.0α-淀粉8530min6024h，過濾后可供配制培育基。C的生物發(fā)酵生產(chǎn)原理D山梨醇為原料,由生黑葡萄糖酸桿L山梨糖,經(jīng)過酮化,化學(xué)氧化和水解幾步反響VC的重要前體-2-酮基-L古龍酸,VC。11、發(fā)酵終點(diǎn)的推斷方法。要確定一個(gè)合理的放罐時(shí)間，必要考慮以下幾個(gè)因素：考慮經(jīng)濟(jì)因素:要以最低的本錢獲得最大生產(chǎn)力量的時(shí)間為最適發(fā)酵時(shí)間產(chǎn)品質(zhì)量因素:酵時(shí)間太短，勢必有過多的尚未代謝的養(yǎng)分物質(zhì)〔如可溶性蛋白〕殘留在發(fā)酵液中。發(fā)酵時(shí)間太長，菌體會(huì)自溶.故要考慮發(fā)酵周期長短對(duì)產(chǎn)物提取工藝的影響.特別因素:.應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)時(shí)實(shí)行措施〔如轉(zhuǎn)變溫度或補(bǔ)充養(yǎng)分等〕，并適當(dāng)提前或拖后放罐時(shí)間。確定放罐的指標(biāo)有：產(chǎn)物的產(chǎn)量、過濾速度、氨基氮的含量、菌絲形態(tài)、pH值、發(fā)酵液的外觀和粘度等。發(fā)酵終點(diǎn)的把握，就要綜合考慮這些參數(shù)來確定。12、厭氧代謝的特點(diǎn)能量代謝分解代謝合成代謝13、補(bǔ)料、分批發(fā)酵的特點(diǎn)度的優(yōu)點(diǎn)：〔1〕可以除去快速利用碳源的阻遏效應(yīng)，并維持適當(dāng)?shù)木w濃度，使不至于加劇供氧的沖突；〔2〕抑制養(yǎng)分的缺乏，避開發(fā)酵過早完畢。酵罐的體積限制，補(bǔ)料發(fā)酵雖補(bǔ)充養(yǎng)分或前體的缺乏，但有害代謝物的不斷積存，產(chǎn)物合成最終難免受到阻遏。分批發(fā)酵--操作簡潔，周期短，染菌的時(shí)機(jī)削減，生產(chǎn)過程、產(chǎn)品質(zhì)量易把握。存在基質(zhì)抑制問題，消滅二次生長現(xiàn)象。如對(duì)基質(zhì)濃度敏感的產(chǎn)物，或次級(jí)代謝物抗生素用分批發(fā)酵不適宜；因其周期較短，一般在1-3天，產(chǎn)率較低。養(yǎng)分易于耗竭，無法維持下去。14、連續(xù)發(fā)酵的特點(diǎn)受到限制，培育液中的菌體濃度能保持肯定的穩(wěn)定狀態(tài)。與傳統(tǒng)的分批發(fā)酵相比，連續(xù)培育有以下優(yōu)點(diǎn)：濃度，使不至于加劇供氧的沖突；避開培育基積存有毒代謝物；可以提高設(shè)備利用率和單位時(shí)間的產(chǎn)量，節(jié)約發(fā)酵罐的非生產(chǎn)時(shí)間；便于自動(dòng)掌握。高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。但連續(xù)培育也有缺點(diǎn)：長時(shí)間的連續(xù)培育難以保證純種培育；菌種發(fā)生變異的可能性較大。工藝簡單，易污染，菌種突變難推測。15、舉例說明溫度對(duì)發(fā)酵生產(chǎn)方向的影響例如，在四環(huán)類抗生素發(fā)酵中，金色鏈絲菌能同時(shí)產(chǎn)生四環(huán)素和金霉素，在30℃時(shí)，它合成金霉素的力量較強(qiáng)。隨著溫度的提高，合成四環(huán)素的比例提高。當(dāng)溫35℃時(shí)，金霉素的合成幾乎停頓，只產(chǎn)生四環(huán)素。---前高溫，后低溫。〔簡單答復(fù)〕四環(huán)素，0-30h高溫，30-150h低溫，150h以后高溫。青霉素，0-5h，30℃；5-40h，25℃；40-125h，20℃；125-165h，25℃；比恒溫培育產(chǎn)量提15%。。產(chǎn)物合成方向---金色鏈霉菌，30℃以下，合成金霉素力量強(qiáng)，35℃下，只合成四環(huán)素。20℃下，氨基酸合成途徑的終產(chǎn)物對(duì)第一個(gè)酶的反響抑制作用比正常溫促進(jìn)終產(chǎn)物合成。16、舉例說明補(bǔ)料對(duì)發(fā)酵生產(chǎn)方向的影響酵罐的體積限制，補(bǔ)料--分批發(fā)酵雖可通過補(bǔ)料補(bǔ)充養(yǎng)分或前體的缺乏，但由于有害代謝物的不斷積存，產(chǎn)物合成最終難免受到阻遏。二、論述題〔假設(shè)消滅在簡答題局部，按簡答題要求答〕pH在發(fā)酵過程中的變化及調(diào)控特點(diǎn)微生物生長過程中機(jī)體內(nèi)發(fā)生的絕大多數(shù)的反響是酶促反響，而酶促反響都有一個(gè)最適pH范圍，在此范圍內(nèi)只要條件適合，酶促反響速率最高，微生物生長速率最大，因此微生物生長也有一個(gè)最適生長的pH范圍。此外微生物生長還有一個(gè)最低與最高的pH范圍，低于或高出這個(gè)范圍，微生物的生長就被抑制，微生pH通過影響細(xì)胞質(zhì)膜的透性、膜構(gòu)造的穩(wěn)定性和物質(zhì)的溶解性或電離性來影響?zhàn)B分物質(zhì)的吸取，從而影響微生物的等)。在偏堿性條件下，OH-OH-對(duì)養(yǎng)分物質(zhì)的溶解度和離解狀態(tài)，細(xì)胞外表電荷平衡和細(xì)胞的膠體性質(zhì)等方面均會(huì)產(chǎn)生重大影響；在酸性條件下H+可以與養(yǎng)分物質(zhì)結(jié)合，并能從可交換的結(jié)合物或細(xì)胞外表置換出某些陽離子，從而影響細(xì)胞構(gòu)造的穩(wěn)定性；同時(shí)由于PH值較Mn2+、Ca2+、Mo2+等溶解度增加，導(dǎo)致它們?cè)谌芤褐械臐舛仍黾?，從而?duì)機(jī)體產(chǎn)生不利的作用。2、糖在發(fā)酵工程中的調(diào)控特點(diǎn)糖化酶從非復(fù)原性末端水解a-1,6糖苷鍵。終點(diǎn)確定：DE值達(dá)最高時(shí)〔DE值不再上升時(shí)〕，停頓沒反響〔加熱至80°C，a-1,6糖苷鍵起復(fù)合反響而降低。糖化的ph值〔4.0-5.0〕打算于所用糖化劑的性質(zhì)。CoA、酮戊二酸或草酰乙酸，為三羧酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的限制因素。CoA。假設(shè)草酰乙酸過量，從丙酮酸轉(zhuǎn)化為蘋果酸的補(bǔ)給反響便會(huì)受到抑制，從而避開它進(jìn)一步積存，只有生成天冬氨酸，削減草酰乙酸的量，才能使抑制消逝。OD對(duì)發(fā)酵過程影響的特點(diǎn)培育的方式等。微生物次級(jí)代謝物生物合成的原理前體存在，在適當(dāng)條件下它們便流向次級(jí)代謝物生物合成的專用途徑。在某些狀況下單體構(gòu)造單位被聚合，形成聚合物，如聚酮化物、寡肽和聚醚類抗生素等〔3〕這些特有的生物合成中間產(chǎn)物需作后幾步的構(gòu)造修飾，修飾的深度取決于產(chǎn)生菌的生理?xiàng)l件。〔4〕這些特有的生物合成中間產(chǎn)物需作后幾步的構(gòu)造修飾，修飾的深度取決于產(chǎn)生菌的生理?xiàng)l件PHPH在2.0~2.5，菌蓋PH區(qū)域，菌體合成檸檬酸的活動(dòng)都是在這低PHPH值上升而長菌不產(chǎn)酸，然而黑曲霉是好氧菌，談?wù)勀愕目捶?。要是淺盤發(fā)酵，外表發(fā)酵是氣相傳養(yǎng)，因此傳養(yǎng)效率高，所以只要保持室內(nèi)有適CO2會(huì)影響菌體的生CO23%以下即可。50cm左右，比淺風(fēng)。Vc、青霉素、四環(huán)素、紅霉素、鳥苷、肌苷酸、谷氨酸阻遏，1、磷酸果糖激酶〔PFK〕活性的調(diào)整是一種調(diào)整酶或者稱之為關(guān)鍵酶，其