生化生产工艺学简答题与论述题

酸解法：又称酸糖化法，是以酸为催化剂在高温下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法。

酶解法：是利用专一性很强的的淀粉酶剂糖化酶将淀粉水解为葡萄糖的方法。

酸酶法：先将淀粉酸水解为糊精和低聚糖，然后再用糖化酶进一步水解为葡萄糖的工艺。

酶酸法：将淀粉乳先用淀粉酶液化到一定程度，再用酸水解成葡萄糖工艺。

复合反应：在淀粉酸水解过程中，水解生成的葡萄糖受酸和热的催化影响，能通过糖苷键的聚合，失掉水分子，生成二塘、三塘、和其他低聚糖等。

淀粉的糊化：指淀粉受热后，淀粉颗粒吸水膨胀，晶体结构消失，相互接触变成糊状液体，即使停止搅拌，淀粉也不会再沉淀的现象。

淀粉的老化：指分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列生成新的氢键的过程，也就是重结晶过程。

糖化：利用糖化酶将淀粉液化产物糊精和低聚糖进一步水解成葡萄糖的过程。

饱和溶氧浓度：在一定温度和压力下，空气中的氧在水中的溶解度。

(mol/m3)临界溶氧浓度：当培养基中不存在其他限制性基质时，不影响好氧性微生物生长繁殖的最低溶解氧的浓度。

(mol/m3)比耗氧速率（呼吸强度）：单位质量的干细胞在单位时间内消耗氧的量。

用Qo2摄氧率r：指单位体积培养液在单位时间内的消耗氧的量。

氧的满足度：溶解氧浓度与临界氧浓度之比生物反应过程：一般将由生物细胞或生物体的组成成分参与的生产过程。

全档板条件：指在搅拌发酵罐中增加挡板或其他附件时，搅拌功率不在增加，而漩涡基本消失。

发酵染菌：在发酵过程中，生产菌以外的其他微生物侵入了发酵液，从而使发酵过程失去了真正意义上的纯种培养。

“倒种”：当种子受到杂菌污染又无备用种子时，为了保证发酵生产正常进行，从发酵罐内的发酵液中挑取一部分当作种子，接入到新的发酵罐进行发酵生产，叫“倒种”。

设备渗漏主要是指发酵罐、补糖罐、冷却盘管、管道阀门等，由于化学腐蚀、电化学、磨蚀、加工制作不良等原因形成微小漏孔后发生渗漏染菌。

死角:是指由于操作、设备结构、安装及其他人为因素造成的屏碍等原因，引起蒸汽不能有效的到达预定的灭菌部位，从而不能达到彻地灭菌的目的。

生产上把这些不能彻底灭菌的部位称为死角。

分批培养：又称分批发酵，是指在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后，接入少量的微生物菌种进行培养，使微生物生长繁殖，在特定的条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法倍增时间：微生物细胞浓度增加一倍所需要的时间，也叫增代时间。

二次或隐性生长：由于细胞的溶解作用，一些新的营养物质，诸如细胞内的一些糖类、蛋白质等被释放出来，又作为细胞的营养物质，从而使存活的细胞继续缓慢地生长。

补料分批培养：指在分批培养过程中，间歇或连续地补加新鲜培养基的培养方法，又称半连续培养或半连续发酵，是介于分批培养过程与连续培养过程之间的一种过渡培养方式。

连续培养：指以一定的速度向培养系统内添加新鲜的培养基，同时以相同的速度流出培养液，从而使培养系统内培养液的液量维持恒定，使微生物细胞能在近似恒定状态下生长的微生物培养方式发酵热：发酵过程中释放出来的引起温度变化的净热量称为发酵热。

发酵热包括了生物热、搅拌热、蒸发热以及辐射热等。

生物热：微生物细胞在生长繁殖过产生的大量热成为生物热流加补料：是指在发酵过程中补充某些营养成分以维持生产菌的代谢活动和合成产物的需要。

合成培养基是根据天然培养基的成分，用化学物质对细胞体内生存环境中各种已知物质在体外人工条件的模拟，经过反复实验筛选、强化和重新组合后形成的培养基。

动物细胞培养是将动物组织或细胞从机体取出，分散成单个细胞，给予必要的生长条件，模拟体内生长环境，使其在体外继续生长和繁殖。

悬浮培养：指细胞在培养器中自由悬浮生长的过程。

贴壁培养：指必须贴附在固体介质表面上生长的细胞培养培养，主要用于非淋巴组织和许多单倍体等贴壁依赖性细胞的培养。

灌注培养是把细胞接种后进行培养，一方面连续向反应器中注入新鲜的培养基，同时又连续不断地取出等量的培养液，但是过程中不取出细胞，细胞仍留在反应器内，使细胞处于一种营养不断的状态。

优点：采用灌注培养的优越性不仅在于大大提高了细胞生长密度，而且有助于产物的表达和纯化。

分批式培养是指先将细胞和培养液一次性装入反应器内进行培养，细胞不断生长，同时产物也不断形成，经过一段时间的培养后，终止培养。

流加式培养（补料分批式）是指先将一定量的培养液装入反应器，在适宜的条件下接种细胞，进行培养，使细胞不断生长，产物不断形成，而在此过程中随着营养物质的不断消耗，不断地向系统中补充新的营养成分，使细胞进一步生长代谢，直到整个培养结束后取出产物。

植物细胞培养是指在离体条件下将愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中，将组织振荡分散成游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖来获得大量细胞群体的方法。

愈伤组织：植物因受创伤而在伤口附近产生的薄壁组织细胞固定化是将细胞包埋在惰性支持物的内部或贴附在它的表面细胞破碎：就是通过采用不同手段破坏细胞外围使细胞内含物释放出来，转入液相中，以便于进行产物的分离纯化。

发酵液的预处理：在提取前还必须使菌体、悬浮固形物、固体发酵液开，即进行过滤或离心分离，并加入一些物质或采取一些措施，以改变发酵液的性质，便于以后的提取的过程。

前体：直代谢中间体的前一阶段的物质。

半连续式培养又可称为反复分批式培养，是指在分批式培养的基础上，将分批培养的培养液部分取出，并重新补充加入等量的新鲜培养基，从而使反应器内培养液的总体积保持不变的培养方连续式培养是指将细胞种子和培养液一起加入反应器内进行培养，一方面新鲜的培养液不断加入反应器内，另一方面又将反应器液连续不断地取出，使反应条件处于一种恒定状态。

膜分离：依据被分离的分子大小和膜孔大小进行分离细胞破碎：就是通过采用不同手段破坏细胞外围使细胞内含物释放出来，转入液相中，以便于进行产物的分离纯化。

“上游过程”：将微生物发酵、酶反应过程或动植物细胞大量培养称为~。

“下游过程”：产物回收、粗分离、纯化及加工等的后续过程称为~原生质体：植物的体细胞经过纤维素酶处理后可去掉细胞壁，获得的去壁细胞称为~生化生产工艺学：是一门利用生物代谢过程并借助于对代谢过程的控制来获得生物产品的过程为研究对象的学科。

生化反应过程：原料的预处理；生物催化剂的制备；生物反应的主体设备；生物化工产品的分离与精制。

生化生产过程：是利用生命体或生命体的生命过程来实现生化产品的开发。

生物技术是应用自然科学及工程学的原理，依靠微生物、动物、植物体作为反应器将物料进行加工以提供产品来为社会服务的技术。

机械消泡：是靠机械强烈振动和压力的变化，促使气泡破裂或借助于机械力将排出气体中的液体加以分离回收从而达到消泡目的。

全挡板条件：在搅拌发酵罐中增加挡板或其他附件时，搅拌功率不再增加，而漩涡基本消失。

生化生产过程的特点：生产过程在常温下进行，操作条件温和；原料常以淀粉、糖蜜为主，并加入少量其他营养物质；整个过程中的反应在单一的生物反应器中进行；能够很容易地生产复杂的高分子化合物；能高选择性地生产所需复杂化合物，能控制在特定部位上的氧化、还原、官能团导入等反应；生产产品的生物体有时也是产物，培养液一般不会对人和动物有害；生产过程的灭菌决定生产的成败；通过改良生物体的生产性能，利用原有的生产设备使生物能力提高。

生化生产过程中的共同特点：都是利用生物体的生命活动来获得产品，从原料转变为产品的过程都包括了一系列的生化反应过程、分离工程和操作方式等。

第三章1根据原料淀粉的性质及采用的催化剂不同，淀粉水解为葡萄糖的方法有酸解法、酶解法以及酸酶结合法等三种.。

2酸解法的优点：生产方便，设备要求简单，水解时间短，设备生产能力大缺点：由于水解在高温高压及一定酸度下进行的，故要求设备耐高温、耐高压、耐腐蚀，存在副反应导致淀粉转化率低。

3酶解法：可分为两步：第一步（液化），利用α-淀粉酶将淀粉液化；第二步（糖化），利用糖化酶将糊精或低聚糖进一步水解转化为葡萄糖。

4酶解法优点：①在酶的作用下进行的，反应条件较温和，不需要耐高温高压或耐酸腐蚀的设备；②酶作为催化剂的特点是专一性强，副反应少，故水解糖液纯度高，淀粉转化率高；③可在较高的淀粉乳浓度下水解，并且可以采用粗原料。

④用酶解法制得的糖液较纯净，颜色浅、无苦味、质量高，有利于糖液的充分利用。

缺点：酶解法反应时间较长，设备要求较多，且酶是蛋白质，易引起糖液过滤困难5．酸解法原理：①淀粉水解为葡萄糖②葡萄糖由于酸和热作用一部分葡萄糖产生复合反应（通过α—1,6糖苷键生成异麦芽等复合二糖→低聚糖）和分解反应（葡萄糖分解为5-羟基糠醛→有机酸、有色物质）。

6酸法水解淀粉中，加酸的方法有哪几种，其中哪一种较好，为什么？①将所有的酸一次投入淀粉浆中，泵入糖化锅；②将全部酸用水稀释，先放入锅内，再泵入粉浆进行糖化；③将部分酸（如1/3左右）用水稀释放入锅内，其余酸放入粉浆中，再泵入糖化锅糖化。

第③种比较好，因为锅内有部分沸腾的酸水，可避免先进锅的料液结块，料液进入锅内即可越过糊化温度点进行水解所得糖化液颜色较浅。

7淀粉原料中可能含有哪些杂质，它们的存在对制得的糖液的质量和酸的催化作用有影响吗？为什么？答：（1）杂质：蛋白质、脂肪、纤维、磷酸盐及Ca、Mg、K等无机化合物。

（2）影响：蛋白质和磷酸盐的缓冲作用强降低氢离子的有效浓度，降低催化作用；蛋白质和脂肪通过水解生成氨基酸、甘油、和脂肪酸等非糖物质，氨基酸与葡萄糖生成氨基葡萄糖，能引起细菌的细胞收缩，对细胞的生长有用影响。

同时为水解的蛋白质在发酵时容易产生泡沫，对发酵不利。

8淀粉酶解法的两个步骤酶水解位置水解次序水解产物液化淀粉酶 1,4糖苷键无先后次序葡萄糖、麦芽糖异麦芽糖、麦芽三糖、低聚糖糖化糖化酶 1,4和1,6 从非还原性葡萄糖糖苷键末端开始11．比较酸法液化与酶法中喷射液化法？答：两者的淀粉乳液浓度一样、DE15％—18％一样，前者PH1.8—2、液化温度135℃、10min液化，后者PH6.5、液化温度95—140℃、10﹣120min液化（1）酸法：适合任何精制淀粉，所得糖化液过滤性好；但副反应生成的有色物质及复合糖类，淀粉转化率低，糖液质量差，糖液中含有微量醇和不容糊精。

（2）喷射液化法：液化效果好，液化液澄清透明，质量好，葡萄糖收率高。

12．说说喷射液化的基本条件和优点？基本条件：淀粉乳液浓度30％，PH6.5、液化温度95—140℃、10﹣120min液化，DE15％—18％优点：液化效果好，液化液澄清透明，质量好，葡萄糖收率高。

13低压蒸汽喷射液化工艺及条件1）工艺流程调浆------配料-----一次喷射液化-----液化保温------二次喷射------高温维持------二次液化------冷却------（糖化）2）工艺的特点：利用喷射器将蒸汽喷射入淀粉乳薄膜，在短时间内通过喷射器快速升温145℃，完成糊化、液化，使形成的“不溶性淀粉颗粒”在高温下分散，数量也大为减少，从而使所得的液化液既透明又易于过滤，淀粉的出糖率也高，同时采用了真空闪急冷却，增高了液化液的浓度。