乳酸发酵工艺答案(提纲)
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发酵工艺原理试题和答案一、选择题1.下列哪个不是发酵过程中产生的产物? A. 乳酸 B. 二氧化碳 C. 氧气 D. 酒精2.发酵是由哪类生物过程而来的? A. 呼吸 B. 光合作用 C. 分裂 D. 缩合3.使得食品变质的微生物是? A. 厌氧菌 B. 好氧菌 C. 细菌 D. 真菌4.酵素在发酵过程中扮演的角色是? A. 催化剂 B. 营养来源 C. 结构物质D. 能量二、填空题1.发酵过程中,糖类被分解成_________。
2.__________是发酵作用的催化剂。
3.乳酸发酵是由_____________产生的。
4.发酵过程中释放的气体是___________。
三、判断题1.发酵过程是一种无氧反应。
(T/F)2.发酵是由微生物引发的生化反应。
(T/F)3.酒精发酵是从乙醇生成葡萄糖的反应。
(T/F)四、问答题1.请简要描述酵素在发酵中的作用原理。
2.举例说明两种发酵过程的应用场景。
3.解释好氧发酵和厌氧发酵有何区别。
答案一、选择题1. C2. A3. D4. A二、填空题1.乙醇2. 酵素3. 乳酸杆菌4. 二氧化碳三、判断题1. F2. T3. F四、问答题1.酵素是一种生物催化剂,通过将底物分子在其活性部位发生特异性结合,使底物分子互相接近,从而使化学反应速率加快。
2.例如:酒精发酵用于啤酒酿造,乳酸发酵用于酸奶制作。
3.好氧发酵需氧气参与反应,产物为水和二氧化碳;厌氧发酵不需要氧气参与,产物为乙醇和二氧化碳。
发酵工艺原理复习题答案一、单项选择题1. 发酵过程中,微生物生长的四个阶段中,哪一个阶段的微生物代谢产物产量最高?A. 调整期B. 对数生长期C. 稳定期D. 衰减期答案:C2. 在发酵过程中,以下哪种营养物质是微生物生长所必需的?A. 碳源B. 氮源C. 无机盐D. 所有选项答案:D3. 下列哪种发酵罐设计最适合于大规模工业生产?A. 实验室规模的发酵罐B. 搅拌式发酵罐C. 气升式发酵罐D. 固定床发酵罐答案:B二、填空题1. 发酵过程中,微生物的______是影响发酵效率的关键因素之一。
答案:代谢途径2. 在发酵过程中,通过控制______和______可以优化微生物的生长环境。
答案:温度、pH值3. 发酵工业中常用的灭菌方法包括______和______。
答案:高压蒸汽灭菌、干热灭菌三、简答题1. 描述发酵过程中的氧气供应对微生物生长和产物形成的影响。
答案:氧气供应对微生物生长和产物形成至关重要。
在好氧发酵中,充足的氧气供应可以促进微生物的呼吸作用,增强能量产生,从而支持微生物的快速生长和代谢产物的合成。
而在厌氧发酵中,氧气的存在可能会抑制某些微生物的生长,影响产物的形成。
2. 阐述发酵过程中温度控制的重要性及其对微生物生长和产物形成的影响。
答案:温度控制是发酵过程中的关键因素之一。
适宜的温度可以促进微生物的酶活性,从而加速代谢过程,提高产物的产量和质量。
温度过高或过低都可能导致酶活性下降,影响微生物的生长速率,甚至导致细胞死亡,从而影响发酵效率和产物的产量。
四、计算题1. 假设一个发酵罐的体积为100升,初始pH值为6.0,通过添加1升pH为12.0的NaOH溶液后,求发酵罐内混合溶液的最终pH值。
答案:首先计算NaOH溶液的摩尔浓度,然后根据pH值计算H+离子浓度,最后应用Henderson-Hasselbalch方程计算最终pH值。
假设NaOH 完全离解,其摩尔浓度为0.1M。
混合溶液的H+离子浓度为10^(-6.09) M,最终pH值为6.09。
食品发酵与酿造模考试题含参考答案一、单选题(共70题,每题1分,共70分)1、下列乳酸提取过程说法正确的是?A、利用石灰乳调节乳酸发酵液pH至酸性B、沉降过滤过程温度不能低于55℃C、发酵液预处理过程不能利用絮凝剂D、利用钙盐法提取乳酸钙中的乳酸正确答案:B2、续渣法和清渣法主要区别在于()?A、发酵温度不同B、原料不同C、生料与母糟的处理方式D、发酵时间不同正确答案:C3、生产啤酒的主要原料是?A、高粱B、小麦C、玉米D、大麦正确答案:D4、发酵液中发酵产物萃取方法不包括?A、膜透析法B、超临界萃取法C、双水相萃取法D、有机溶剂萃取法正确答案:A5、下列哪种物质能导致DNA分子上减少或增加一两个碱基,引起碱基突变点以下全部遗传密码转录和翻译的错误?A、亚硝酸B、吖啶类化合物C、5-溴尿嘧啶D、硫酸二乙酯正确答案:B6、香气物质主要为乙酸乙酯,乳酸乙酯的清香型白酒是?A、五粮液B、西凤酒C、汾酒D、茅台酒正确答案:C7、下列说法中错误的是?A、种子罐中菌体的菌龄最好选择处于稳定期末的菌株B、在实验室种子培养阶段,培养基的原料比较精细C、发酵级数的确定受到发酵规模、菌体生长特性和接种量的影响D、在生产车间阶段,出于成本和驯化的角度考虑,培养基的原料基本接近发酵培养基正确答案:A8、细胞内cAMP被哪种酶合成?A、腺苷酸环化酶B、磷酸二脂酶C、cAMP激酶D、cAMP透过酶正确答案:A9、能逐个切下淀粉获得麦芽糖,但对1,6糖苷键无用,也不能越过1,6糖苷键切1,4糖苷键的淀粉酶是?A、β-淀粉酶B、葡萄糖淀粉酶C、异淀粉酶D、α-淀粉酶正确答案:A10、酶的提取是()的技术过程A、使胞内酶从含酶物料中充分溶解到溶剂或溶液中B、从含酶物料中分离获得所需酶C、从含酶溶液中分离获得所需酶D、使酶从含酶物料中充分溶解到溶剂或溶液中正确答案:D11、下列说法中正确的是?A、美拉德反应不是形成食醋色素的主要途径B、醋酸菌在生产食醋是生产菌,但在酒类发酵时却能引起败坏C、与乳酸异型发酵相比,乳酸同型发酵能产生的乳酸更多D、双歧杆菌发酵葡萄糖产乳酸途径属于磷酸酮糖途径正确答案:A12、微生物在单罐连续培养时达到稳定的平衡条件是()。
乳酸发酵技术一实验目的1.了解乳酸菌的生长特性和乳酸发酵的基本原理;2. 学习酸乳的制作方法。
二实验原理牛乳中的乳糖在酸奶菌种(保加利亚乳杆菌:嗜热链球菌=1:1)的乳糖酶的作用下,首先分解为葡萄糖和半乳糖两种单糖,然后这两种糖经乳酸发酵生成乳酸,使牛乳酸度增加,酪蛋白产生沉淀。
酸奶经过均质、消毒、发酵等过程加工而成的。
酸乳的品种很多,根据发酵工艺的不同分为凝固型酸乳和搅拌型酸乳两大类。
凝固型酸乳在接种发酵菌株后,立即进行包装,并在包装容器内发酵、成熟。
搅拌型酸乳先在发酵罐中接种、发酵,发酵结束后再进行无菌罐装并后熟。
三设备、仪器、材料(一)设备与仪器1.高压蒸汽灭菌锅2.超净工作台4.恒温水浴锅5.酸度计6.均质机7.培养箱8.塑料杯9.三角瓶(二)材料1.市售酸乳2.全脂奶粉3.市售白糖4. 食用果胶3.调味培养基1酸乳1000mL,50度糖浆l00mL,32波美度菠萝汁50mL,乳化发酵牛奶香精0.6 mL,乳化菠萝香精1.0 mL。
调味培养基2酸乳300mL,50度糖浆220mL,食用柠檬酸1.5g,耐酸型食用CMC1.5g,乳化发酵牛奶香精0.8 mL,乳化草莓香精1.0 mL,用饮用水定容为1000mL。
三实验步骤1.基料配制:将全脂乳粉、蔗糖和水以10:5:70的比例混匀,作为制作饮料的基料。
为了增加干物质含量,可用以下3种方法进行处理:将牛乳中水分蒸发l0%~20%,相当于物质增加1.5~3%;添加浓汁牛乳(如炼乳、牦牛乳或水牛乳等);按质量的0.5%~2.5%添加脱脂乳粉。
2.扩大培养:将分离到的嗜热乳酸链球菌、保加利亚乳杆菌用上述培养基进行扩大培养。
3.添加稳定剂:在基料中添加0.10~0.5%的明胶、果胶或琼脂作稳定剂,可提高酸乳的稠度和黏度,并可防止酸乳中乳清的析出。
根据口味和营养需要,适当添加甜味剂及维生素。
4.均质:用均质机在55~70℃和20MPa下将基料均质。
5.巴氏杀菌:通常在90℃下保持5 min。
第二章菌种选育、保藏与复壮(一)复习思考题1、什么是菌种选育?优良菌种选育的方法主要有哪些?3、微生物菌种保藏的目的(3个)、原理(2点)及常用的保藏方法(7种)。
4、造成菌种退化的原因是什么?生产中如何防止菌种的退化?(二)生产工艺流程第三章微生物的代谢调控理论及其在食品发酵中的应用(一)复习思考题1、什么是微生物代谢?微生物代谢过程的自我调节主要表现在哪些环节上?3、微生物代谢的反馈调节作用主要有哪些类型?在发酵生产中如何克服微生物代谢的反馈调节作用?(1)类型:反馈抑制和反馈阻遏(2)措施:1.改变微生物的遗传特性;2. 控制发酵的工艺条件;3.改变细胞膜的渗透性4、什么是代谢控制发酵?在发酵生产中改变微生物遗传特性来调控代谢的方法有哪些?5、通过控制细胞膜渗透性来提高发酵产物产量的原理是什么?(二)生产工艺流程第四章发酵工程学基础(一)复习思考题6、根据你所学的发酵工艺学知识,简述补料分批发酵的主要应用领域有哪些?7、发酵过程中引起发酵液温度变化的因素有哪些?对发酵过程有何影响?生产上发酵温度选择的依据是什么?(1)因素:生物热、搅拌热、辐射热、蒸发热(2)影响:温度影响细胞酶的活性、发酵液的性质、代谢产物的合成方向。
(3)依据:综合考虑微生物最适生长温度、发酵产物生成、通气条件等因素。
8、发酵液中溶解氧浓度对发酵过程有何影响?生产上如何控制发酵液溶解氧浓度?(1)影响:溶氧过高会引起能量过度消耗并对细胞产生危害、抑制代谢产物的合成、影响培养基的电位;溶氧过低影响微生物的呼吸,造成代谢异常。
(2)措施:配置搅拌叶和挡板,分散气体;改变通气量和搅拌速度,控制溶氧速率;控制发酵液黏度,改变传质阻力。
9、发酵过程中引起发酵液pH变化的因素有哪些?对发酵过程有何影响?生产上如何控制发酵液pH?(1)因素:①引起发酵液pH下降的因素—碳源过多、消泡油加多、生理酸性物质过多;②引起发酵液pH上升的因素—氮源过多、生理碱性物质过多、中间补料时,碱性物质添加过多。
1、在发酵过程中,哪种微生物是乳酸发酵的主要菌种?
A. 酵母菌
B. 乳酸菌
C. 醋酸菌
D. 大肠杆菌(答案:B)
2、下列哪项不是影响发酵产物积累的关键因素?
A. 发酵温度
B. pH值
C. 搅拌速度
D. 光照强度(答案:D)
3、在酒精发酵过程中,酵母菌将葡萄糖转化为酒精和哪种气体?
A. 氧气
B. 氮气
C. 二氧化碳
D. 氢气(答案:C)
4、下列哪种设备常用于发酵液的灭菌处理?
A. 离心机
B. 蒸馏塔
C. 灭菌锅
D. 发酵罐(答案:C)
5、发酵工程中,接种量的大小对发酵过程有何影响?
A. 接种量越大,发酵周期越短,产物产量越高
B. 接种量越小,发酵周期越长,产物纯度越高
C. 接种量适中,有利于发酵稳定进行和产物积累
D. 接种量对发酵过程无显著影响(答案:C)
6、下列哪项不是发酵培养基中常包含的营养成分?
A. 碳源
B. 氮源
C. 无机盐
D. 维生素C(特指作为非必需营养成分)(答案:D)
7、在发酵过程中,溶氧浓度的调节对哪类微生物的发酵至关重要?
A. 厌氧菌
B. 好氧菌
C. 兼性厌氧菌
D. 所有微生物(答案:B)
8、下列哪项技术不属于发酵工程中的下游处理技术?
A. 产物分离
B. 产物纯化
C. 菌种筛选
D. 产物干燥与包装(答案:C)。
乳酸发酵是一种厌氧发酵,如用纯糖为原料,其发酵工艺相当简单。
但是人们为了降低成本,往往采用各种廉价原料。
包括原料处理在内就显得工艺比较复杂。
另外淀粉质原料的发酵工艺还分为单行和并行两类,发酵时中和剂也各不相、石灰乳、氨气、NaOH等,相应的产品也有各种乳酸盐,所以有必同,有CaC03要分别加以讨论。
水解糖发酵工艺(一)原料的糖化1.淀粉水解原理淀粉是葡萄糖以α-1,4-糖苷键连接起来的多聚体,在催化剂(酸或酶)存在和适宜温度等条件下,易于水解成葡萄糖、麦芽糖、糊精等单体或低聚物。
淀粉在水解过程中也可以伴有单糖结合成双糖或三糖的复合反应,也有单糖分解成羟甲基糠醛等非糖物质的分解反应,这些反应可概括如下:淀粉↓水解反应葡萄糖复合反应↙↘分解反应复合二糖 5-羟甲基糠醛↑↓↓复合低聚糖有机酸、有色物质等上述副反应的产物,龙胆二糖、有色物质等是乳酸菌的非发酵性物质,从而会导致产率降低,分离困难、产品质量降低等不良后果。
因此合理控制水解条件,尽可能减少副反应发生,则是糖化工艺所要控制的关键。
2.淀粉水解方法发酵用水解糖液的基本要求是:糖液洗净,淡黄色或杏黄色,有一定的透光度(色度),少含糊精,糖液不变质等。
水解方法可分为酸解法、酶解法和酸酶结合法。
(1)酸解法这是以无机酸或有机酸为催化剂,在高温高压下水解淀粉的方法。
它的优点是设备体积小,时间短,设备生产能力大。
酸法水解的工艺流程为:原料——→调浆——→糖化——→冷却——→中和,脱色——→过滤——→糖液调浆的淀粉乳浓度一般采用10~11°Bé(含淀粉180~200g/1),盐酸用量为干淀粉的0.5~0.8%,生产上控制为PH1.5左右。
加酸方法为,先将1/3酸稀释后,放入糖化锅(称为底酸水),加热至沸,其余酸调入淀粉浆中加入锅内。
直接通蒸汽加热,控制锅内压力为300~500kpa。
水解终点的确定方法如下:DE100 B90 A ∣ C80 ∣∣∣70 ∣∣∣60 ∣∣∣1 20 30 40时间(min)从曲线中可以看出,当糖液的DE值·达到最高点(B点)后就不再上升,之后反而下降,这是由于副反应增加的缘故。
乳酸发酵的常用工艺
1.分批发酵工艺
是目前或相当一段时间内发酵乳酸的最主要工艺.在欧洲一直使用分批发酵工艺生产乳酸;在美国已使用了60年之久;在国内一直采用这一工艺。
①细菌发酵工艺
国内均采用德氏乳杆菌生产DL-乳酸,其优点是能大规模降低能耗。
玉米淀粉→高压喷射液化与糖化,糖化液→板框过滤,清糖液→发酵罐→调糖10%,添10%米糠,冷至50 ℃→接种,接种量为10% →4h后,用石灰粉调pH4.8 →加碳酸钙,继续发酵→整过程控温50 ℃ ,pH4.-5.5,每2h搅拌一次,每次
5-10min→发酵周期55-75h,转化率不低于90%。
②混合菌种工艺
大麦粉浓度180g/L,大麦芽0.8%→接种食淀粉乳杆菌和不产生淀粉酶的干酪乳杆菌混合发酵→37 ℃48h →乳酸浓度达36g/L,比单独提高20%.若发酵的同时加入糖化酶,转化率可提高1倍左右。
③米根霉工艺
米根霉能把葡萄糖转化为乳酸,亦能把淀粉转化为乳酸。
乳酸发酵的效率受菌丝体形状的影响很大,近来,采用菌丝菌球体进行生产,菌球体可反复使用;采用气升式发酵罐。
一个发酵周期结束,停止通气,菌球体即沉淀,放掉发酵液,并加入新鲜培养基,即可进行第二轮发酵.可连续进行9个周期。
2.连续发酵工艺
连续搅拌罐反应器;葡萄糖;德氏乳杆菌。
在稀释率D为0.35-0.4h-1,最大乳酸产率为8.93g/(L•h),最大生物量产率
为1.40g/(L•h)。
3.半连续发酵工艺
分割出一部分发酵液作为下一批发酵的种子.在一定次数的周期中,接种量越大产率越高.40%-50%接种量,及5-9次发酵周期,乳酸的产率可达5g/(L•h)。
乳酸发酵的新工艺
1.电渗析发酵法工艺
电渗析发酵系统主要有发酵罐、电渗析装置、pH控制装置、直流电源、微孔过滤装置、浓缩液储存罐、循环泵等组成。
发酵与电渗析分离耦合的工艺,优点是:在线分离,有效消除产物抑制;避免添加中和剂,使精制容易,缩短了发酵周期;无污染,过程简单,消耗工业原料少,易于实现自动化连续操作.
2.萃取发酵法
是根据一种溶质在两种互不相溶的液相溶剂中的溶解度不同而进行的分离方法。
萃取发酵是利用有机溶剂在线连续移去发酵产物,以达到降低终产物抑制作用的目的技术。
萃取发酵能耗低,选择性好。
3.膜循环发酵法工艺
这是一种连续发酵工艺。
把连续搅拌罐反应器与细胞循环膜组件相耦合。
通过膜组件除去发酵液中的乳酸,消除产物的抑制作用,提高乳酸产率。
4.同时糖化发酵工艺
同时糖化发酵工艺简化了单独用糖化酶糖化淀粉的工序,把糖化与乳酸发酵结合起来,在液化后加糖化酶的同时就进行乳酸发酵,从而节省整个工艺时间,节约了设备投资,降低了运行成本.另一好处是避免了初糖浓度过高造成的对发酵的抑制作用。
SSF还常用于廉价的纤维素原料。
米根霉,食淀粉乳杆菌本身产生糖化酶,能同时糖化发酵生产乳酸。