发酵产物的提取与精制..

谷氨酸发酵的工艺流程
《谷氨酸发酵的工艺流程》
谷氨酸是一种重要的氨基酸，广泛应用于食品、医药和化工等领域。

发酵工艺是生产谷氨酸的主要方法之一，下面将介绍谷氨酸发酵的工艺流程。

1. 选择菌株：选择适合发酵生产的菌株是谷氨酸发酵工艺的第一步。

通常采用属于放线菌属或棒状杆菌属的菌株进行发酵。

这些菌株具有较高的谷氨酸产量和较好的耐受性。

2. 发酵培养基的配制：发酵培养基是支撑谷氨酸发酵的重要基础。

一般包括碳源、氮源、无机盐、生长因子等组成成分。

常用的碳源包括葡萄糖、麦芽糖等，氮源包括氨基酸、尿素等。

3. 发酵条件控制：发酵过程中的温度、pH值、氧气供应等条件都会影响谷氨酸的产量。

通常采用恒温发酵，温度一般控制在28-32摄氏度。

同时控制好培养基的pH值，通常在6.5-7.5之间。

氧气供应也是非常重要的，通过控制搅拌速度和通气量来保证充足的氧气供应。

4. 发酵过程监测：在发酵过程中需要对微生物生长、培养基中各种成分的消耗和产物的生成进行持续监测。

通过检测微生物生长曲线和培养基中各成分的浓度变化来掌握发酵情况，及时调整发酵条件以提高产量。

5. 发酵产物的提取与精制：发酵结束后，需要对发酵产物进行
提取和精制。

通常采用离心、过滤等方法将微生物分离，然后通过酸碱调节、浓缩、结晶等工艺步骤来得到纯净的谷氨酸产物。

通过以上工艺流程，谷氨酸发酵生产可以实现高效、稳定的产量，并且能够得到高纯度的产物，满足市场需求。

《发酵工程》学习通课后章节答案期末考试题库2023年1.在发酵过程中，pH的变化有一定规律，一般来说，延迟期：pH值基本不变；对数生长期：pH值下降；产物生产阶段：pH变化较小，基本趋于稳定；菌体自溶阶段：随着基质的耗尽，菌体蛋白酶的活跃，培养液中氨基氮增加，致使pH又上升。

参考答案:对2.是菌种退化的重要原因之一参考答案:连续传代3.使用高压锅灭菌时，打开排汽阀的目的是参考答案:排尽锅内冷空气4.大多数芽孢细菌形成芽孢在哪个时期参考答案:对数期5.从自然界中筛选菌种时，采样后通常会对样品进行预处理，请问如果采集到的目的微生物在样品中的含量非常少时，就需要用到一种特殊的方法，即对样品中的微生物进行。

参考答案:富集培养6.在发酵中有关氧的利用正确的是参考答案:微生物只能利用发酵液中溶解氧7.菌种分离方法常用的有、、单孢子或单细胞分离法等。

参考答案:稀释分离法###划线分离法###涂布分离法8.我们在选择培养基的灭菌温度时，一般采用参考答案:高温快速9.什么是富集培养法？参考答案:根据微生物的生理特点，通过控制培养基的营养成分或培养条件，使目的微生物迅速地生长繁殖、数量增加，由原来自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种，以利于分离到所需要的菌株。

10.通过影响微生物膜的稳定性，从而影响营养物质吸收的因素是参考答案:pH11.如果在发酵过程中，发酵液经检验发现耐热的芽孢杆菌，则导致染菌原因的最大可能是参考答案:培养基或设备灭菌不彻底12.高温对培养基成分的有害影响，表现在参考答案:形成沉淀###破坏营养###提高色泽###改变培养基的pH值###降低培养基浓度13.通气搅拌强度大，泡沫就会减少参考答案:错14.最适氧浓度是指最适合产物合成的溶解氧浓度范围。

参考答案:对15.抗生素的合成是在微生物生长的参考答案:稳定期16.能影响发酵过程中温度变化的因素是参考答案:微生物分解有机物释放的能量###机械搅拌###水分蒸发###发酵罐散热17.使用淀粉质原料生产酒精时，通常会对原料进行蒸煮，蒸煮的过程是淀粉的和过程、参考答案:糊化###液化18.菌种的选育方法包括2大类，分别为：、参考答案:自然选育###菌种改良；遗传选育19.发酵过程中污染杂菌的途径可能有参考答案:种子带菌###无菌空气带菌###设备渗漏###培养基和设备灭菌不彻底###操作不当20.生产酒精的原料有参考答案:淀粉###糖蜜###纤维素###工业废液21.补料有利于控制微生物的中间代谢，补料的内容有参考答案:碳源###氮源###微量元素或无机盐###诱导酶的底物22.（）、（）参考答案:连续灭菌###分批灭菌23.目前发酵过程已经实现在线测量和控制的参数是参考答案:温度###pH值###溶解氧浓度###消泡###流量24.在生产中，连续灭菌也叫（）参考答案:连消25.菌种分离方法常用的有、、单孢子或单细胞分离法等。

第十二章发酵工程下游工程技术第一节发酵液的预处理与固-液分离1.1 概述发酵产物的提取与精制属于发酵工程的下游加工技术。

下游加工亦称发酵后处理，是指从发酵液或酶反应中分离纯化目的产物并加工成成品的过程。

在多数情况下是从稀的发酵液中回收目的产物，整个过程有多项单元操作组成，其中有许多是经典的化工单元操作。

上游加工下游加工一、下游加工过程的重要性1.获得商业产品的关键环节。

2.促进发酵工程上游加工技术或工艺的改进。

3.拥有市场竞争力的重要保证。

二、下游加工过程的特点1. 发酵液是复杂的多相系统，属非牛顿液体，从中分离所需产品困难大。

2. 发酵产品在培养液中具有浓度低，稳定性差，对酸碱等外界环境十分敏感，容易失活。

3. 下游加工过程代价昂贵，产品回收率不是很高。

4. 发酵过程复杂，要求下游加工工艺应具有相当的适应性，以确保最终产品的纯度和质量。

三、下游加工的原则和要求原则：1）短时间内处理2）分离时尽量低温3）选择生物物质稳定的pH4）要程序化进行清洗，消毒，包括厂房，设备，管路要求：1）达到所需的纯度2）成本要低，得率高3）工艺过程要简便，对分离物质特性清楚4）废弃物要易处理，能够做到综合利用（零排放；清洁生产）5）实验室产品能够放大生产四、下游加工工程的一般流程1. 粗分离阶段（1）发酵液的预处理和固-液分离。

（2）产物的初分离。

2.纯化精制阶段（3）产物的高度纯化。

（4）成品加工。

1.2 发酵液的预处理与固-液分离一、发酵液的一般特征1. 含水量高，一般可达90％～99%，处理体积大。

2. 产品浓度低。

3. 悬浮物颗粒小，密度与液体相差不大。

4. 固体粒子可压缩性大，一压缩就变形。

5. 液体黏度大，大多为非牛顿型流体。

易吸附在滤布上。

6. 产物性质不稳定，不耐热、酸碱敏感、易被氧化、易被微生物污染及酶分解。

二、发酵液预处理的目的和要求1.预处理的目的（1）改变发酵液的物理性质，促进悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离器的效率；（2）尽可能使产物转入便于后处理的某一相中（多数是液体）；（3）去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作。

微生物制药试题+参考答案一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、常用的生理碱性物质（）不仅可以调节发酵液pH值，还可以补充氮源。

A、葡萄糖B、硫酸铵C、硝酸钠D、NaOH正确答案：C2、铁离子对青霉素合成有毒，在生产过程中，浓度要控制在（）以下。

A、10-20μg/mlB、0-10μg/mlC、20-30μg/mlD、30-40μg/ml正确答案：A3、培养基灭菌方式主要可分间歇、连续灭菌，实际操作时哪种灭菌温度更高（）A、没有规律B、两者无差别C、间歇灭菌D、连续灭菌正确答案：D4、属于生物次级代谢产物的药物是（）。

A、维生素B、核苷酸C、抗生素D、氨基酸正确答案：C5、在发酵过程中，不断进行通气和为调节发酵液的pH而加入酸碱溶液外，与外界没有其它物料交换。

这种培养方式操作简单，是一种最为广泛使用的方式，称之为（）。

A、分批发酵B、连续发酵C、半连续发酵D、补料分批发酵正确答案：A6、用于谷氨酸发酵的培养基中需添加的生长因子是（）A、氨基酸B、生物素C、碱基D、核苷酸正确答案：B7、链霉素的提取采用（）A、离子交换法B、沉淀法C、萃取法D、膜过滤正确答案：A8、（）是在每批培养基全部流入发酵罐后，就在罐内通入蒸汽加热至灭菌温度，维持一定时间，再冷却到接种温度。

A、空消B、实消C、连消D、连续灭菌正确答案：B9、生产谷氨酸的培养基中，其中（）要保持在适量状态，若缺乏，则菌体生长十分缓慢，若过量，则为乳酸发酵。

A、生长因子B、水和无机盐C、碳源D、氮源正确答案：A10、生产链霉素的菌种是（）A、绿色链霉菌B、白色链霉菌C、金色链霉菌D、灰色链霉素正确答案：D11、青霉素发酵时，适宜pH是（）A、4.4-4.6B、7.4-7.6C、5.4-5.6D、6.5-6.9正确答案：D12、谷氨酸发酵培养基的碳氮比一般为（）A、100:15～30B、100:4～5C、100:0.2～0.3D、100:21～42正确答案：A13、管碟法测抗生素效价时，量-反应直线斜率越小，直线越平缓，生物反应的灵敏度（ )A、不变B、越低C、越高正确答案：C14、单位体积培养液在单位时间内消耗氧的量称为( )A、呼吸强度B、摄氧率C、最大比耗氧速率D、比好氧速率正确答案：B15、（）的特点是微生物所处的环境是不断变化的，可进行少量多品种的发酵生产。

发酵工业：就是利用生物的生命活动产生的酶，对无机或有机原料进行酶加工（生物化学反应过程），获得产品的工业。

其主体是利用微生物进行生化反应的工业。

现代发酵工程：现代发酵工程是将传统发酵技术和现代DNA重组、细胞融合等新技术相结合并发展起来的现代生物技术，并通过现代化学工程技术，生产有用物质或直接用于工业化生产的一种大工业体系。

高技术：世界所拥有的先进技术构成的一个强大的、活跃的技术群体，叫做高技术。

高技术凝聚着人类早期的发明和近期的创造，代表着当代的科技文明。

生物技术：关于生物技术，目前能广泛接受的定义是由国际经济合作及发展组织在1982年提出来的。

生物技术是应用自然科学和工程学的原理，依靠生物作用剂的作用将物料进行加工以提供产品或为社会服务的技术。

生物工程：狭义的生物工程仅指以基因工程技术为核心的现代生物技术的总称。

广义的生物工程：泛指运用生物科学知识及工程学的原理，开发利用生物材料为人类社会提供产品和服务的工程技术自然选育:是指生产中根据菌种自发突变进行菌种筛选的过程。

诱变育种:是通过物理或化学等诱变剂处理，使诱变对象细胞内的遗传物质发生变化，分为点突变或染色体畸变。

点突变分为碱基对置换和码组错位突变；染色体畸变包括缺失、倒位、重复、易位及染色体数目变化等结构变化，通过分离筛选获得具有优良性状的变异菌株。

菌种退化现象：菌种退化通常是指在较长时期保藏后，菌株的一个或多个生理性状和形态特征减退或消失的现象。

在生产实践中体现的是菌种的发酵力（如糖、氧的消耗）或繁殖力（如孢子的产生）下降，或是发酵产品的得率降低。

菌种退化：是指群体中退化细胞在数量上占一定比例后，所表现出菌种生产性能的下降。

因此,完全有可能采取一些相应措施，使退化菌株复壮培养基：是提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要的按一定比例配制的多种营养物质的混合物。

酸解法：又称酸糖化法，它是以酸（无机酸或有机酸）为催化剂，在高温高压下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法。

第一节萃取第二节吸附第三节离子交换法第四节膜分离法第五节层析法第六节浓缩第七节沉淀法第八节结晶第九节干燥第十节蒸馏第十章发酵产物的提取与精制方法1 萃取一、原理•以分配定律为基础。

即，物质因溶解度不同，从一种溶剂转入另一溶剂而被分离。

•分配定律：在恒温、恒压下，一种物质在两种溶剂中的分配浓度比是常数。

常数中溶质的浓度下层溶剂中溶质的浓度上层溶剂===BA C CB A K )()(•为了提出经过多次操作后,能较完全地提取物质的结论，我们不妨假设：•原溶液体积为：V(ml)•被提取物质的总重量：W0(g)•每一次提取所用的提取液的体积：S(ml)(萃取液的体积)。

•提取一次后，被提取物质在原溶液中剩余量：W1(g)•由此有：•在提取过程中，经一次提取后分配系数K的表达式为：SKV KVW W SW W V W K +⋅=⇒-=01101)()(经过第二次提取后，分配系数的表达式为：20212212)()()(SKV KV W W S KV KVW W SW W V W K +⋅=⇒+⋅=⇒-=•依次类推：可得经几次提取后，原溶液中残留物质量W n 。

nn SKV KV W W )(0+⋅=•如果知道某物质的分配系数和给定的提取率，则可计算出能达到此条件的最适萃取次数。

二、常用溶媒萃取工艺（1）单级提炼法（2）多次提炼法（3）多极对流萃取•萃余相顺序通过各级，并与新鲜溶剂接触进行萃取，传质推动力大，萃取效果好；•各级所得萃取相分别排出，然后汇集在一起脱除溶剂得萃取液，溶剂回收循环使用，溶剂回收设备简单；•因每级均加入新鲜溶剂，故溶剂耗用量大，回收费用高，而且萃余液组分浓度低。

一、下游加工技术的重要性➢1.产品分离纯化是最终获得商业产品的环节。

➢2.投资费用高（抗生素、乙醇、柠檬酸占60%）。

➢3.分离纯化技术落后会阻碍发酵工程技术的发展。

（4）分馏萃取右边重相富集溶质左边萃取相从重相中萃取溶质（5）微分萃取（塔式萃取）溶媒逆流萃取，溶质随流动相连续变化可用较少的萃取剂达到较高的萃取率，应用较广①喷淋塔优点：•结构简单，塔体内除各流股物料进出的连接管和分散装置外，别无其它内部构件。

一．填空题第一章1.发酵工业的发展经历了（自然发酵），纯培养技术的建立，（好气性）发酵技术的建立，人工诱变育种，（代谢控制）发酵技术的建立，开拓新型发酵原料时期，与（基因操作）技术相结合的现代发酵工程技术等六个阶段2.工业发酵方式根据所用菌种是单一或是多种可以分为单一（纯种发酵）和（混合）发酵。

3.微生物培养（发酵）方式，可以分为（分批培养）（发酵），（连续培养）（发酵），补料分批培养（发酵）三种类型。

4.（发酵工程）是连接生物技术上下游过程的重要枢纽；（发酵工程）是生物技术产业化的一个主要途径。

5.发酵工程发展史可分为三个发酵技术阶段：在1910以前为（自然）发酵技术阶段；深层培养生产青霉素属于（近代）发酵技术阶段；现代生物技术的技术特征就是以（基因工程）为首要标志。

第二章1.常用工业微生物可分为：（细菌）、酵母菌、霉菌、（放线菌）四大类。

2.在培养基中掺入可溶性淀粉、酪素或CaCO3可以分别用于检测菌株产（淀粉）酶、产（蛋白）酶或产（酸）能力的大小。

3.（自然选育）是指对自然界中的微生物（未经人工诱变或杂交处理的情况下）进行分离和纯化，择优选取微生物菌种的方法。

4.工业微生物育种的基本方法包括自然选育、（诱变育种）、代谢控制育种、（基因重组）和定向育种等；原生质体融合技术、基因工程技术而进行的诱变育种称为（杂交育种）。

5.由于自发突变的作用而引起某些优良特性变弱或消失的现象称（菌种衰退）。

6.常用菌种保藏方法有（斜面）、沙土管、（液体石蜡）、真空冷冻等保藏法等。

7.（自然选育）方法简单易行，但获得优良菌种的几率小，一般难以满足生产的需要。

8.获得纯培养的方法有（稀释法）、划线法、（单细胞）挑选法、选择培养基分离法等方法。

9.富集培养目的就是让（目的菌）在种群中占优势，使筛选变得可能。

10.工业微生物菌种可以来自（自然分离），也可以来自从微生物菌种保藏机构与（工业单位）获取。

11.从自然界（获得目的菌的）分离和筛选微生物菌种，一般分为采样、（富集培养）、纯种分离、（初筛和复筛）等步骤。

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食品科学技术：发酵工程找答案（强化练习）1、填空题对于白味美思，特别是清香产品，一般采用新鲜的，贮存期短的白葡萄原酒，为此，贮存期间应添加（），以防止白葡萄酒的氧化.正确答案：二氧化硫2、名词解释核仁正确答案：细胞核中一个（江南博哥）没有膜包裹的圆形或椭圆形小体，这一区域rRNA含量很高，是合成核糖体的场所3、问答题微生物工程的发展经历了哪几个时期？正确答案：1.自然发酵时期2.纯培养技术的建立3.通气搅拌好气性发酵工程技术建立4.人工诱变育种与代谢调控发酵工程技术的建立5.发酵动力学、发酵的连续化自动化工程技术的建立6.基因工程阶段。

或答微生物酶反应生物合成和化学合成反应相结合工程技术建立4、单选下列酒的品种中，属于黄酒的是：（）.A.绍兴酒B.茅台C.汾酒D.五粮液正确答案：A5、判断题发酵产物的提取和精制过程也就是产物浓缩和纯化过程正确答案：对6、名词解释鸟枪法技术正确答案：将目的DNA随机地处理成大小不同的片段，再将这些片段的序列连接起来的测序方法7、名词解释生物芯片正确答案：是根据生物分子间特异相互作用的原理，将生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对DNA、RNA、多肽、蛋白质以及其他生物成分的高通量快速检测。

8、问答题酱油酿造过程中色、香、味、体的形成机理是什么？正确答案：酱油是由曲霉、酵母和乳酸菌等微生物综合作用的产物。

原料中的淀粉质经米曲霉分泌的淀粉酶的糖化作用，水解成糊精和葡萄糖。

这些糖对酱油的色、香、味、体起重要作用。

糖化作用完全，酱油的甜味好，体态浓厚，无盐固形物高。

色：酱油色素的形成，有两条主要的途径：一是糖与氨基酸结合发生美拉德反应，形成褐色物质；二是酶促褐变反应，由曲生成的多酚氧化酶将蛋白质的水解产物酪氨酸氧化成黑色素。

味：原料中的蛋白质经过米曲霉所分泌的蛋白酶作用，分解成氨基酸，构成酱油的鲜味。

香：乳酸菌利用葡萄糖发酵生成乳酸、醋酸、琥珀酸、葡萄糖醛酸等。

酵母菌发酵葡萄糖生成酒精。