食品生物技术完整版

名词解释： 发酵工程：在最适发酵条件下，在发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。 发酵单位：又称效价。是衡量发酵罐中目的产物的含量高低的指标，属于技术指标一把用u/ml,mg/l。一般情况下用于表示发酵水平的高低 生物转化：指外源化学物在机体内经多种酶催化的代谢转化 前体:指在产物合成过程中，被菌体直接用于产物合成而自身结构无显著改变的物质。最早是在青霉素生产中发现的 玉米浆（苯乙胺） 虾青素（甲羟戊酸） 消毒：在工业微生物中消毒指的是除去杂菌，除去会引起污染的微生物，在工业上是灭杀引起生产污染的微生物 灭菌：指的是杀死一切微生物(包括繁殖体和芽孢），不分病原和非病原微生物，杂菌和非杂菌。指把物体上的所有微生物（包括细菌芽孢在内）全部杀死的方法 透气比/VVM：单位时间（min）单位体积（m³）培养基中通入标准状况下空气的体积 在线检测：利用传感器检测不离开生产线的对参数实时监测 离线监测：检测样品离开生产线，检测后生成不在一起的检测 溶解氧：指溶解在水中的分子氧，以每升水中所含氧的毫克数来表示 临界溶氧浓度：不影响微生物呼吸时的最低溶氧浓度 Monod方程：随着细胞的大量繁殖，培养基中的营养物质迅速消耗至限制浓度，培养基中有害代谢产物积累增多，细胞的生长速率逐渐下降，进入减速期，当培养液中不存在抑制细胞生长的物质时，细胞的比生长速率和限制性基质浓度S的关系 活化：保藏菌种到斜面种子 扩大培养：斜面种子--三角瓶液体培养--种子罐 干热灭菌：利用高温对微生物有氧化、蛋白质变性和电解质浓缩作用而杀灭微生物，适用于玻璃及金属用具、沙土管灭菌 140~180 1~2h 湿热灭菌法：借助蒸汽释放的热能使微生物蛋白质酶核酸分子内部的化学键，特别是氢键受到破坏，引起不可逆变形，使微生物死亡。在有水分存在情况下，pr更易受热凝固变性，是用培养基和发酵设备灭菌。121 30min 饱和蒸汽；100度 水煮 热灭菌法：利用空气压缩时放出的热量进行保温杀菌。从压缩机到空气贮罐一段管道保温进行保温是空气达到高温后保持一段时间，保证卫生网死亡 辐射灭菌：声能，高能阴极射线、X射线、Y射线和紫外线都能破坏蛋白质活性起到杀菌作用 静电除菌：悬浮于空气中的微生物，微生物孢子大多有不同的电荷，没有带电荷而微粒在进入高压静电场是都会被电桥变成带电微粒 过滤除菌：微粒随电流通过滤层是，滤层纤维所形成的网格阻碍气流直线前进，使气流出现五十次改变运动速度和运动方向，绕过纤维前进，这些改变引起微粒对滤层纤维产生惯性冲击、阻拦，重力沉降，布朗扩散，静电吸引壁作用而微粒滞留子纤维表面，从而达到除菌目的。 影响氧传递的因素：微生物发酵中，通入发酵罐内的空气中含有的氧不断溶于培养液中，以供菌体细胞代谢之需。这种由气态氧转变为溶解态氧的过程与液体吸收气体的过程相同，所以可用描述气体溶解于液体的双膜理论的传质公式表示：N=kLa(C*-CL) N:O2的传递速率 C*：溶液中饱和溶解氧浓度 CL：溶液主流中的溶解氧浓度 kL:以浓度差为推动力的氧传质系数 a：比表面积 培养基灭菌机理：致死温度：杀死微生物的极限温度（最低或最高温度）2致死时间：在致死温度下，杀死全部微生物所需时间。 反应速率常熟K：K与菌种的特性有关，相同温度下，微生物越耐热，K值越小；相同温度下，微生物越不耐热，K值越大 同样的温差，如同样升高10℃，活化能越高，则K增加越多，K对温度越敏感。活化能为零，则为零级反应。K不随温度变化。 碳氮比：有机物中碳的总含量与氮的总含量的比 氮源过多，会使菌体生长过于旺盛，pH偏高，不利于代谢产物的积累；氮源不足，则菌体繁殖量少，从而影响产量。 碳源过多，则容易形成较低的pH（封压变大，CO2在水中溶解度变大），不利于菌体的生长，若碳源不足则会引起菌体的衰老和自溶。 速效碳源：能够被微生物直接利用的含碳化合物 迟效氮源：无机氮源或已蛋白质降解产物形式存在的有机氮源 速效氮源：可以直接被菌体吸收利用的氮源 内源调节：由发酵液中微生物分泌的代谢产物导致的发酵液pH的变化 外源调节：由外源添加的物质导致的发酵液pH的变化 如何调节：用难溶碳酸盐调节pH 渗透压：在半透膜两侧由于浓度差而导致的溶剂压力差。附上图 恰好能够阻止水分子通过半透膜从浓度较低的溶液移向浓度较高的液体的，在较高浓度溶液的液面上施加的额外压强。 湿热灭菌：微生物细胞是由蛋白质组成，加热可以导致蛋白质变性，从而达到微生物灭菌的目的。微生物对高温的敏感性大于对低温的敏感性，所以采用高温灭菌是一种有效的灭菌方法。细胞内蛋白质的凝固性与其本身的含水量有关，在菌体受热时，当环境和细胞内的含水量越大，蛋白质凝固越快。 优点：更低温度达到更好的效果。高温比低温易死，湿热比干热更易死。 易错PCR：指在扩增目的基因的同时加入碱基错配，导致目的基因随机突变 交错延伸：在PCR反应中把常规的退火和延伸合并为一步，缩短其反应时间，从而只能合成出非常短的新生链 ，经变性的新生链再作为引物与体系内同时存在的不同模板退火而继续延伸。 填空： 发酵方法的类别： 按微生物生长特性： 分批发酵 连续发酵 按培养基物理性状： 液体 固体 按对氧气需要： 厌氧 有氧发酵 按用途： 斜面培养基 种子培养基 发酵培养基 细菌：营养肉汤和营养琼脂培养基 牛肉膏和蛋白胨 菌种保藏的意义：菌种会退化 菌种保藏的原理：休眠体 菌种保藏的方法：斜面低温保藏 液体石蜡保藏 液氮冷冻保藏 临时保种 低温缺氧 慢速冻结 每min 30℃ 霉菌 酵母菌 有芽孢的细菌易保存 Q发酵=Q生物+Q搅拌—Q蒸发—Q辐射 微生物细胞的破碎：机械破碎法：高压匀浆法 珠磨法 超声波碎法 非机械破碎法：溶酶法 化学渗透法 除菌方法：辐射杀菌 热杀菌 静电除菌 过滤除菌法（空气中用得最多） 降低发酵液中的CL：减少通气量或搅拌转速 膜分离的四种方法： 透析、超滤、反渗透、电渗透 简答： 灭菌意义：如有杂菌 6.噬菌体——溶菌 5.杂菌降解所要产物 4.杂菌汤所产生的物质使提取产物时发生困难 3.杂菌污染终产品 2.杂菌生长速度快1.... 搅拌桨的作用：1产生轴向和横向流动，促进传质和传热2打碎气泡，增加气液接触面积，提高溶氧3消除泡沫4速度太快会导致剪切力增加，也会导致气泛 提高饱和溶解氧浓度C*的办法：①降温②溶液性质：溶质含量越高，氧溶解度越小③氧分压：在系统总压小于0.5MPa时，氧在aq中溶解度只与氧的分压成直线关系，气相中氧浓度越高，溶液中氧浓度也增加 温热灭菌 巴斯德灭菌：酒、啤酒、乳类、奶油和各种腌制食物的调制63℃ 30s 72℃15s 间歇灭菌：各种M的营养体在100℃下半小时即可被杀死，先杀亲本，等子代长大再杀而芽孢和孢子不会失去活力，当它们长成营养体再杀菌，连续灭菌3次 过滤除菌：用于压缩空气，酶溶液以及其他不耐热的微生物 0.01-0.45mm 辐射灭菌（超净工作台）：紫外线、X射线、Y射线 紫外灯刚灭菌有O3（臭味） 化学物质灭菌：使用范围：器皿、双手，实验室、无菌室的环境灭菌，不能用于培养基灭菌高锰酸钾：强氧化剂，使Pro氧化 （浸化） 漂白粉：强氧化剂，使Pro氧化变性 75%酒精：细胞脱水，Pro凝固 新洁尔灭：阳离子表面活性剂，膜损伤和蛋白质变性 甲醛：强还原剂，与氨基结合，蛋白质变性。 利用高锰酸钾的催化作用，促使甲醛迅速蒸发放出大量穿透力大，杀菌力弧的甲醛气体，进行空气消毒 发酵工程的产品：1.以微生物细胞为产物的发酵工业 2.以微生物代谢产物为产品的发酵工业 3.以微生物酶为产品的发酵工业 4.生物转化或修饰化合物的发酵工业 1、 生物技术包括哪些主要内容？基因工程在生物技术中作用和地位？ ① 主要内容：基因、细胞、酶、蛋白质、分子进化工程 ② 地位：是现代生物技术中的核心技术 ③ 作用： 基因工程的主要原理是应用人工方法将生物遗传物质——DNA分离出来，在体外进行切割、拼接和重组，然后通过运载工具将重组的基因导入某种宿主细胞或个体，从而改变宿主的遗传特性；有时还使导入新的遗传信息在宿主细胞中或个体中大量表达，以获得大量所需的基因表达产物（各种生理活性物质，如蛋白质、酶、多肽、抗生素等等）。 这种利用DNA重组技术来创造新物种或给予生物以特殊的技术称基因工程，由此可见，基因工程为生物技术中的其他内容如细胞工程、酶工程等提供了基础，为其它内容提供新的，具有特殊功能的细胞。 2、 简述生物技术在食品工业中的作用 ① 传统生物技术： 传统生物技术从很早起便为人们所开发和利用，并造福人类，如利用传统生物技术，人们使面包发酵，制作酒精饮料，果汁发酵、制醋和酿酒等。丰富了食物的风味和种类 ② 现代生物技术： 现代生物技术以基因工程为核心，带动了现代发酵工程、现代酶工程、现代细胞工程、蛋白质工程以及分子进化工程的发展，它的出现，为改造传统的食品生产、进行食品深度加工，开发新产品，提高食品质量和减少营养损失增添了新的活力 如其中的基因工程和细胞工程可改善食品原料农产品的品质和提高产量； 通过基因工程、发酵工程、酶工程、蛋白质工程和分子进化工程食品加工工艺高效化，提高食品附加值，提高农产品利用率，以及提高食品保健功能； 利用生物技术减少食品损失，保证食品的安全性和质量。 1、 何为限制性内切酶？II型限制性内切酶的基本特征有哪些？ 限制性内切核酸酶，简称限制酶，是指一类能够识别和切割双链DNA分子内核苷酸序列的内切核酸