食品发酵学思考题(整理)..doc

食品发酵学
《绪论》
1、发酵和酿造的特点。
安全简单、原料广泛、反应专一、代谢多样
2、食品发酵有哪些方式
⑴根据涉及发酵用微生物种类分类:①自然发酵;②单菌纯种发酵;③混菌纯种发酵;
⑵根据培养基性质:①液态发酵;②半固态发酵;③固态发酵;
3、根据其产品性质,发酵与酿造可分为哪几种类型?
生物代谢产物发酵、酶制剂发酵、生物转化发酵、菌体制造
《第四章》
发酵动力学:它以化学热力学和化学动力学为基础,研究发酵过程中变量在活细胞作用下变化的规律,以及各种发酵条件对这些变量变化速度的影响。
菌体的生长比速(比生长速率):单位时间内,单位菌体消耗基质或形成产物或形成菌体的量称为比速。
临界稀释率:连续培养过程中菌体发生洗出时的稀释率称为临界稀释率,以DC表示。
最适稀释率:指细胞或产物的生产能力达最大时的稀释率。
倍增时间:细胞群体数量增加一倍的时间为倍增时间。
在连续培养时,当流速增加,开始X呈线形下降,当D达临界值时X=0,达到“清洗点”,细胞被洗出,称冲溃现象。
1、 Monod方程的表达式,其使用条件如何?各参数的意义。
2、分批发酵菌体生长与产物形成有如几种模式,并各举一实际生长的实例。
第Ⅰ型-生长产物合成偶联型:菌体培养酒精发酵
第Ⅱ型-生长产物合成半偶联型:柠檬酸、丙酸
第Ⅲ型-生产与产物合成非偶联类型:各种抗生素、微生物***等物质的生产。
3、发酵热:发酵过程中释放出来的净热量。
表达式:
4、发酵热的计算方法有:
1)测定一定时间冷却水流量和进出口温度;2)通过发酵液的温度升高进行计算
3)根据化合物的燃烧值计算
5、温度对发酵过程的影响:
⑴温度对微生物生长的影响: 不同微生物的生长对温度的要求不同。随着温度上升,微生物的生长和繁殖加快,但随着温度的上升,酶失活的速度也加快,菌体衰老提前,发酵周期缩短,这对发酵生产是极为不利的。微生物受高温的伤害比低温的伤害大,即超过最高温度,微生物很快死亡;低于最低温度,微生物代谢受到很大抑制,并不马上死亡。
⑵温度对产物形成的影响
①温度影响产物形成反应速率:温度对参与繁殖、呼吸、产素的生物过程的酶的影响是不同的。所以适合微生物生长的温度并不一定是适合产物形成的温度。
②温度影响产物合成的方向
⑶温度影响发酵液的物理性质:温度不但影响微生物的各种反应速率,还通过发酵液的物理性质间接地影响微生物生长和生物合成。
温度对微生物发酵的控制方法:①根据不同的菌种选择;②根据生长阶段选择;③最适温度会因通气条件不同而变化;④根据菌生长情况;⑤最适温度的选择还要考虑培养基的成份及浓度
6、发酵过程中引起pH值变化的因素有:
①基质代谢;②产物形成;③菌体自溶;④其它:通气,染菌。
pH值变化对发酵有的影响:⑴影响微生物的生长繁殖【①pH影响酶的活性;②pH值影响微生物细胞膜所带电荷的改变,从而改变细胞膜的透性③pH值影响培养基某些营养成分和中间代谢物的解离,从而影响微生物对这些物质的利用】⑵影响微生物的形态;⑶pH影响代谢产物的形成的数量和方向;⑷影响产物的稳定性
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molO2/(kg干细胞·s )。用Qo2 表示。
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(呼吸)的最低溶氧浓度。
摄氧率:指单位体积培养液在单位时间内的消耗氧的量,以 r 表示,单位为[molO2/m3·s] 。
7、发酵过程中影响氧传递的速率的因素有哪些,怎么影响?
①提高通入空气中氧分压:通过在通气中掺入纯氧或富氧,或增大罐压可提高氧的饱和浓度C*
②通气流量:增大通气量时,空气的线速度也增大,从而增加了氧传递系数。但过大的空气线速度会使搅拌叶轮桨叶不能打散空气,气流形成的大气泡在轴的周围逸出,使搅拌效率和溶氧速率都大大降低。
③搅拌:搅拌是提高溶氧系数的行之有效的方法。
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c搅拌使发酵液呈湍流运动;。
④空气分布管类型:空气分布管的形式、喷口直径及管口与罐底距离的相对位置对氧溶解速率有较大的影响。
⑤培养液粘度:培养液的粘度增大,传质阻力增大,氧传递速率下降。
⑥表面活性剂:培养液中消泡用的油脂等具有亲水端和疏水端的表面活性物质分布在气液界面,增大了传递的阻力。
⑦离子强度:一般在电解质溶液中生成的气泡比在水中小,有较大的比表面积。在同一条件下,电解质溶液的KLa比水大。
⑧菌体浓度:随着微生物生长,发酵液中细胞浓度增加,KLa值变小。
二氧化碳现象:环状芽孢杆菌等已经发芽的孢子在开始生长的时候,对CO2有特殊需要。CO2还是大肠杆菌