氨基酸作业及其答案.doc

1.简述淀粉和水加热分为哪几个阶段：（12分） 答：淀粉和水加热分为三个阶段： A.可逆的缓慢吸收组成，淀粉粘度几乎无变化，颗粒膨胀大； B.当温度至650C左右，淀粉颗粒不可逆很快吸收，颗粒膨胀50~100倍，粘度增大； C.当温度继续上升，淀粉颗粒变化无定形的空囊，大部分可溶性淀粉，从颗粒中颗粒脱落，称为半透明均质胶体。 2. 简述谷氨酸生产菌的主要特征？（17分） 答: 1.菌体的形态特征：棒、椭圆、短杆，在纤维中单位的成对的八字形的； 2.G+,无芽孢，不运动、无鞭毛； 3.在通气条件下才能产生谷氨酸。； 4.均需生物素作为生长因子，加硫胺素刺激AS1.299，比其他多； 5.脲酶反应，强，阳性； 6.不分解淀粉、脂肪、蛋白质； 7.发酵中有明显形态变化； 8.二氧化碳固定反应强； 9.a-酮戊二酸继续向下氧化能力强； 10.柠檬酸合成酶强； 11.不分解利用GA； 12.乙醛酸循环弱； 13.GA菌能裂解醋酸，不能裂解石蜡； 14.还原性CoⅡ(NADPH++H），再氧化进入呼吸链微弱； 15.平板，隆起要高，饱满，圆形白色； 16.GA生产菌耐高糖，耐GA； 17.产酸4%以上。 3. 谷氨酸积累应具备哪些那些理想途径，：（ 18分） 答：（1）一定的糖酵解速度，不能走向乳酸等的发酵。 （2）生成丙酮酸后，一部分氧化脱羧生成乙酰CoA，一部分固定CO2生成草酰乙酸或苹果酸，草酰乙酸与乙酰CoA在柠檬酸合成酶作催化作用下，缩合成柠檬酸，再经下面的氧化还原共轭的氨基化反应生成谷氨酸。 （3）生成的乙酰CoA不向脂肪酸途径转化，全部趋于合成柠檬酸。 （4）α-酮戊二酸氧化能力微弱，即不转化为琥珀酸，而成为马蹄形不完整的三羧酸环。 （5）异柠檬酸裂解酶活性弱，即不形成二羧酸环。 （6）异柠檬酸脱氢酶活性强。 （7）L-谷氨酸脱氢酶活性强，在NH3存在下，由α-酮戊二酸转化为谷氨酸。（这点特别重要） （8）NADPH再氧化能力欠缺。谷氨酸菌有两种该类酶，即异柠檬酸脱氢酶和L-谷氨酸脱氢酶。 （9）造成强的细胞膜透性，以便克服终产物反馈抑制和阻遏，使生产菌产生的谷氨酸不断地渗到细胞外进入培养基中。 4.简述谷氨酸生产中温度对发酵的影响及其控制（13分） 答：温度提高，反应速度加快，生长繁殖快，产物生成提前，但酶很容易受热失活，温度越高失活越快，菌体易老化，温度还能影响生物合成方向。谷氨酸菌生长最适温度30~32 0C，产生谷氨酸的最适温度一般比生长的温度高为34~37 0C .国内常用的GA菌最适温度： 谷氨酸发酵前期的长菌阶段和种子培养应满足菌体生长最适温度。菌体生长达一定程度后再开始产生氨基酸，因此菌体生长最适温度和氨基酸合成的最适温度是不同的。 菌体生长温度过高，则菌体易衰老，pH高，糖耗慢，周期长，酸产量低。 采取措施：少量多次流加尿素，维持最适生长温度，减少风量等，促进菌体生长。必要时补加玉米浆以促进菌体生长。发酵前期长菌阶段控制在30~32 0C ，发酵中后期为34~37 0C .在发酵的中后期菌体生长已基本停止，需要维持最适的产酸温度以利于GA的合成。 5. 在谷氨酸生产中如何克服生物素过量带来的问题？（28分） 答：（1）、 选用油酸缺陷型：在大量的研究工作中发现培养基中缺乏生物素时，只要加入油酸，就能起到和生物素相同的效果。生物素的作用在于影响细胞膜中的脂肪酸，而油酸的加入直接增加了合成磷脂所需的不饱和脂肪酸，所以选育油酸缺陷型就成为了重要的替代手段。当选用油酸缺陷型时，只要控制油酸的亚适量，就能控制细胞膜的透性，而与生物素的含量无关。 （2）、 选用甘油缺陷型：试验证明，限量甘油（0.02%）培养，细胞膜的磷脂含量只有非甘油缺陷型菌株的50%。只有甘油的加入量起作用，而与生物素以及油酸的含量无关。 这些现象都可以解释一个问题，那就是因为磷脂是由脂肪酸、甘油、磷酸和R（胆碱、乙醇酸、丝氨酸、肌醇）4部分组成，缺少其中的一个都不可能合成，控制其中之一，都可以控制磷脂的含量。 （3）、选育温度敏感性变异株： 当细菌进行诱变处理后，可以获得温度敏感性变异株。例如在30゜C时生长旺盛，而在较高温度（37゜C ）则不生长，或稍生长，而能大量生成谷氨酸。于是可用这样的变异株在富含生物素的培养基中，前期进行30゜C培养，当菌的生长达到最大时，提高温度至40゜C ，使其大量积累谷氨酸。 （4）、 在生物素丰富的条件下，添加聚氧乙烯乙二醇的棕榈酸（C18）、十七烷酸（C17）、硬脂酸（C16）等的饱和脂肪酸酯类或饱和脂肪酸，都能使大量谷氨酸排出于菌体外。表面活性剂、高级饱和脂肪酸的作用，不在于它的表面效果，而是在不饱和脂肪酸的合成过程中，作为抗代谢物具有抑制作用，对生物素或油酸又拮抗作用，阻遏脂肪酸生物合