食品生物技术导论复习题.doc

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定向改造的原理。答:在待进化蛋白质基因的PCR扩增反响中,利用TaqDNA多聚酶不拥有3’→5’校正功能的性质,配合适合条件,以很低的比率向目的基因中随机引入突变,建立突变库,依靠定向选择的方法,选出所需性质的优化蛋白质,进而清除其余突变体。6、按改造的规模和程度,蛋白质改造方法可分为哪三类,并解说内容。答:按改造的规模和程度分:①初级改造→个别氨基酸的改变和一整段氨基酸序列的删除、置换或插入;②高级改造→蛋白质分子的剪裁,如构造域的拼接;③重新设计合成新式蛋白质。7、什么是构造域?什么是构造域拼接?答:在蛋白质的二级构造与三级构造之间还有一个构造层次,就是构造域。它是蛋白质分子的一种基本构造单位,由α螺旋、β折叠等二级构造构成的三维空间构造。构造域拼接是通过基因操作把位于两种不一样蛋白质上的几个构造域拼接在一同,形成交融蛋白,兼拥有本来两种蛋白的性质。8、寡核苷酸介导的PCR诱变技术的基根源理答:将目的基因克隆到质粒载体上,质粒分置于两管中,每管各加入两个特定的PCR引物,一个引物与基因内部或其邻近的一段序列完好互补,另一引物和另一段序列互补,有一个核苷酸发生了突变;两管中,不完好配对的引物与两条相反的链联合,即两个突变引物是互补的。因为两个反响中引物的地点不一样,所以PCR扩增后,产物有不一样的尾端。将两管PCR产物混淆,变性、复性,则每条链会与另一管中的互补链退火,形成有两个切口的环状DNA,转入大肠杆菌后,这两个切口均可被修复。若同一管子中的两条DNA链联合,会形成线性DNA分子,它不可以在大肠杆菌中稳固存在,只有环状DNA才能在大肠杆菌中稳固存在,而绝大部分的环状分子都含有突变基因。9、举例说明如何利用蛋白质工程来提升蛋白质的稳固性?答:延长酶的半衰期;提升酶的热稳固性(①引入二硫键。采纳定位突变技术是溶菌酶肽链第三位上的异亮氨酸Ile-3转变为半胱氨酸Cys-3,建立了一对二硫键,熔点温度提升②转化氨基酸残基。酿酒酵母的磷酸丙糖异构酶经过寡核苷酸介导的定向诱变技术,把随意一个Asn(天门冬酰***)突变为Thr(苏氨酸)或Ile(异亮氨酸)加强该酶的热稳固性。);延长药用蛋白质的保质期;抵抗因为重要氨基酸氧化惹起的活性丧失。10、列举蛋白质工程在食品工业中的应用实例。答:①除去酶的被克制特征。1985年,美国科学家借助寡核苷酸介导的定位诱变技术,用19种其余氨基酸分别替代枯草芽孢杆菌蛋白酶分子第222位残基上简单遇到氧化的Met(蛋氨酸),获取了一系列活性差别很大的突变酶,此中,将Met置换为Ala(丙氨酸)后获取的突变酶拥有很好的抗氧化能力,可作为增添剂或清洗剂。②转变氨基酸残基,改良蛋白质热稳固性。酿酒酵母的磷酸丙糖异构酶经过寡核苷酸介导的定向诱变技术,把随意一个Asn(天门冬酰***)突变为Thr(苏氨酸)或Ile(异亮氨酸)有助于加强该酶的热稳固性。③提升酶的催化活性。对嗜热脂肪芽孢杆菌的Tyr-tRNA合成酶进行定位突变,改变了其与底物联合的特异性,提升了催化效率。第五章酶工程1、什么是酶工程?答:酶工程:利用酶催化作用进行物质转变的技术,是酶学理论、基因工程、蛋白质工程、发酵工程相联合而形成的一门新技术。2、为何酶制剂的生产主要以微生物为资料?答:①微生物种类多,酶种丰富,且菌株易诱变,菌种多样;②微生物生长生殖快,酶易提取,特别是胞外酶;③根源宽泛,价钱廉价;④微生物易得,生长周期短;⑤能够利用微电脑技术控制酶的发酵生产,可进行连续化,自动化,经济效益高;⑥能够利用以基因工程为主的分子生物学技术,选育和改造菌种,增添产酶率和开发新酶种。打破酶合成调理体制限制的方法答:一般有3种:控制条件,包含增添引诱物和降低隔绝物浓度;遗传控制,包含基因突变和基因重组;也有其余如增添表面活性剂、产酶促使等一些方法。4、什么是酶的化学修饰,为何要进行酶的化学修饰?答:酶的化学修饰:指经过酶分子的改造以达到构造改性之目的,又称为生物分子工程。原因:利用化学手段将某些化学物质或基团联合到酶分子上,或将酶分子的某部分删除或置换,以改变酶的性质,创建出一些天然酶所不拥有的优秀性能,提升其生物活性,加强在不良环境下的稳固性。5、酶化学修饰的主要种类答:(一)酶的表面修饰:①,酶的小分子修饰:利用一些适合的小分子修饰来修饰酶分子侧链上特定的功能基团可使没稳固性提升;②酶的大分子修饰,依据修饰分子的大小和对酶分子的作用方式可分为大分子的非共价修饰和大分子的共价修饰两类;③分子内交联,增添酶分子表面交联键的数量是稳固酶的方法之一;④分子间交联,用双功能或多功能试剂使不一样的酶关系起来产生杂化酶;⑤反相胶团微囊化:把表面活性剂溶解在非极性的有机溶剂中就可自觉形成球形反相胶团,该方法能使酶在有机相中稳固催化。(二)酶的内部修饰:①非催化活性基团的修饰,经过修饰酶的非催化残基,可改变酶的动力学性质,改变酶对特别稀疏物的约束能力;②酶蛋白主链修饰,天然酶并不是都处于最正确的催化构象状态,将酶分子的某部分删除有可能加强酶活力,到现在,酶蛋白主链的修饰主要靠酶法;③催化活性基团的修饰,利用化学手段将酶分子的某部分删除置换,也有可能改变酶的催化性质。6、什么是固定化酶,固定化酶的优弊端答:固定化酶:利用物理的或化学的方法使酶与水不溶性大分子载体联合或把酶包埋在此中,使得酶在水中溶性凝胶或半透膜的微囊体进而致使流动性降低。长处:①极易将底物、产物分开;②在大部分状况下,能够提升酶的稳固性;③没反响过程能够严格控制;④产物中没有没有没得残留,简化了工业设施;⑤更适于多酶反响;⑥增添产物得率,提升产物质量;⑦酶使用效率高,成本降低;⑧能够在较长时间内进行频频分批反响和装柱连续反响;弊端:①固定化时,酶的活力有损失;②增添了固定化的成本,工厂先期投资大;③只好用于水溶性底物,并且较适于小分子底物,对大分子底物不适合;④与完好菌体比,不适于多酶反响,特别是需要辅因子的反响;⑤胞内酶一定经过酶的分别手续。7、酶的固定化方法及原理答:一、吸附法:①物理吸附法:经过氢键和π电子等物理作用,将酶固定在水不溶载体上。②离子吸附法:将酶同含有离子互换基的水不溶载体相联合;二、包埋法:将聚合物单体和酶溶液混淆,再借助于聚合促使剂的作用进行聚合,使酶包埋于聚合物中已达到固定化。(分为聚丙烯酰***凝胶包埋法、辐射包埋法、卡拉胶包埋法、大豆蛋白质包埋法、微胶囊法);三、共价键联合法:将酶与聚合物载体以共价键联合;四、交联法:利用双/多功能试剂在酶分子间或酶与载体间,或酶与惰性蛋白质间进行交联反响以拟订固定化酶。8、什么是酶反响器,列举酶反响器种类答:酶反响器是利用游离酶或固定化酶将底物转变为产物的装置。种类:一、游离酶反响器;二、固定化酶反响器:①间歇式搅拌罐,又叫间歇式酶反响器;②连续式搅拌罐,又称为连续搅拌釜式反响器;③固定床反响器;④流化床反响器;⑤膜型反响器;⑥第二代酶反响器。9、举例说明酶工程在食品工业中的应用。答:一改进啤酒工艺,提升啤酒质量:固定化生物催化剂酿造啤酒新工艺,固定化酶用于啤酒澄清,增添蛋白酶和葡萄糖氧化酶,提升啤酒稳固性,β-葡萄糖酶提升啤酒的持泡性,降低啤酒中双乙酰含量,改进工艺,生产干啤酒;二改进果酒、果汁饮料的生产工艺:果汁提取,果汁澄清,果酒澄清、过滤;三食品保鲜:利用葡萄糖氧化酶保鲜,蛋类制品的脱糖保险,利用溶菌酶保鲜;四酶用于乳品加工:干酪生产,分解乳糖,黄油增香,因此奶粉;五酶用于肉类和与鱼类加工:改良组织、嫩化肉类,转变荒弃蛋白,脱腥,脱色;六酶用于焙烤食品。第六章发酵工程1、发酵工程的定义答:指利用生物细胞(或酶)的某种特征,经过现代化工程技术手段进行工业规模化生产的技术。2、发酵产品的4种种类?举例说明答:①生物细胞的培育与发酵产品,如食用菌、乳酸菌、活菌疫苗、生物杀虫剂;②生物酶的发酵生产,如淀粉酶、果胶酶等;③生物细胞代谢产物的发酵产品,如氨基酸、核苷酸等;④生物转变发酵,如类固醇、前列腺素的生产等。3、发酵培育基加热灭菌的实质应用种类,及两种方法的优弊端答:①发酵培育基的分批式灭菌法——实消,特色:发酵培育基在发酵罐中灭菌,无需专一灭菌设施,操作简单,对蒸汽的要求较低。可是灭菌时间长培育基的营养成分因为过热而遭到怕损坏,设施利用率低,大型发酵罐很难做到高温短时灭菌的要求;②发酵培育基的连续式灭菌法——连消,特色:需特意的灭菌设施如连消塔等,可采纳高温短时灭菌,培育基营养成分损坏少,发酵罐利用率高,蒸汽负荷均衡,蒸汽压力一般要求高于五个标准大气压,易采纳自动控制,减小劳动强度提升发酵生产率。但灭菌设施较复杂,投资大,并且全部设备须预先进行空罐灭菌,如发酵罐、加热器、保持罐、冷却器等。4、发酵菌种扩大培育的一般工艺流程?答:①实验室阶段菌种的扩大培育:原种活化→试管固体或液体培育→三角瓶液体振荡培育(或茄子瓶斜面培育)(或三角瓶固体浅层培育)[一级种子]→②生产车间菌种的扩大培育:种子罐培育[二级种子]→扩大的种子罐培育[三级种子]→发酵罐。5、什么是发酵动力学?答:发酵工程的一个重要构成成分,它以化学热力学和化学动力学为基础,研究发酵过程中细胞的生长、质基的耗费和产品生成的动向均衡及内在规律。6、描绘发酵过程的3种反响比速?分别写出其公式答:①基质的耗费比速:单位时间内单位菌体耗费的基质σ=-ds/X;②菌体的生长比速:dt单位时间内单位菌体形成菌体的量μ=dx/X;产物形成比速:③单位时间内单位菌体形成dt产物的量π=dp/X(S是底物,X是菌体,P是产物)。dt7、什么是发酵热,其产热要素和散热要素有哪些答:发酵过程中开释的净热量称为发酵热。产热要素:生物热、搅拌热;散热要素:蒸发热、辐射热。8、惹起发酵过程中pH上涨和降落的要素有哪些,pH值的控制有哪些方法。答:上涨原由:①培育基中的碳氮比失衡,氮源过多,氨基酸开释致使PH上涨;②存在生理碱性物质;③中间补料时,氨水或尿素加入过多。降落原由:①培育基中的碳氮比率不妥,碳源过多,培育基中有机酸累积;②消泡油加得过多;③微生物生理酸性物质的存在。PH控制方法:调理培育基的原始PH,加入缓冲物质;采纳代谢速度不一样的碳氮比率和种类;在发酵过程中加入弱酸或弱碱;实时补料;向培育液中加入碳酸钙中和酸根;流加液氨或氨水;流加尿素。控制PH应急举措:改变搅拌速度或通风量,以改变溶解氧浓度,控制有机酸的的累积量及代谢速度;改变温度;改变罐压和通风量,改变二氧化碳浓度;改变加入消泡油用量和加糖量。9、什么是发酵最适温度,发酵过程中温度对发酵过程的影响?答:发酵最适温度:指派微生物生长最快,产物累积最快的温度范围。影响:温度对微生物的影响;温度对微生物酶的影响;温度对微生物培育液的物理性质的影响;温度对代谢产物的生物合成方向的影响;对代谢产物累积和细胞生长的影响。10、什么是临界氧浓度和最适氧浓度,发酵过程的一般溶氧变化规律是什么答:临界氧浓度:不影响微生物呼吸时的最低溶解氧浓度称为临界溶解氧浓度;最适氧浓度:指溶解氧浓度对生物合成的一个最适范围。变化规律:一般来说,发酵早期,菌体大批增殖,耗氧量大,此时氧量供小于求,溶解氧浓度显然降落,同时菌体摄氧量则出现顶峰。发酵中,关于分批发酵来说溶解氧浓度变化比较小,因为菌体已生殖到必定程度,呼吸强度变化不大。到了发酵后期,因为菌体衰灭,呼吸强度减弱,溶解氧浓度也会逐渐上涨。菌体开始自溶后,溶解氧浓度上涨更为显然。11、发酵过程泡沫控制有哪两种方法,其长处分别是什么。答:①化学消泡法,长处:消泡成效好,作用快速,用量少,不耗能,也不需要改造现有设备;②机械消泡法,长处:不需要加入其余物质,进而减少了染菌时机和对下游工艺的影响;物理消泡法,用的较少。