1氨基酸工艺学复习题文档格式.docx

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甘氨酸：

甜味剂，如调制酒类、清凉饮料、速食食品等；

天冬氨酸甲酯（简称甜味素，AMP）：

由L-天冬氨酸和苯丙氨酸缩合而成，甜度是蔗糖的150倍，几乎不增加热量，可作为糖尿病、肥胖症等的疗效食品的甜味剂，防龋齿食品的甜味剂。

2.增香与除臭的作用

烘烤面包时，添加pro可强化面包的香气；

添加Lys或Ala使烘烤后具有蜂蜜般香味；

添加Val使烘烤后具有芝麻般香味；

利用L-Cys的美拉德反应，可以调制出牛肉、猪肉般的“肉香”。

羊肉、鱼、大豆等由于含有中级脂肪酸、挥发性胺或正己醛而具有特殊的异臭味或腥味，用以Val为主的矫味剂可除去。

利用L-Lys,6-位氨基的活泼性，也可以消除食品加工中产生的异臭味。

3.保持与保鲜的作用

作为抗氧化剂，有效地延长食品的保质期。

如Cys半胱氨酸、Lue亮氨酸、Trp色氨酸等适合用于油脂贮存过程中的抗氧化；

Pro脯氨酸、Met蛋氨酸与维E制成的复合抗氧化剂可防止虾、蟹的褪色和变黑；

Cys盐酸盐可以作为天然果汁的抗氧化剂。

Gly甘氨酸能抑制枯草杆菌、大肠杆菌的生长；

Lys可以用于水果及罐头制品的保鲜与保色。

8种必需氨基酸必需由食物供给。

在植物食品中添加一些必需氨基酸进行强化，使其营养价值接近动物蛋白的水平。

如Lys强化谷物食品，对婴幼儿而言，Lys能促进钙的吸收，加速骨骼生长，对婴幼儿的生长发育十分有益

9在饲料工业中的应用

如用玉米和大豆粕饲养小猪时，Lys是第一限制性氨基酸，Trp是第二限制性氨基酸；

使用无鱼粉日粮饲养鸡时，Met、Lys、Thr和Trp分别是第一、第二、第三和第四限制性氨基酸。

在猪的饲料中添加0.04%～0.22%的L-Lys，猪可增重20%～35%；

在饲料中添加0.1%的Met，可使饲料中蛋白质的利用率提高3%左右，有效的提高禽类的产蛋率或猪的瘦肉率。

4在农业中的应用

1.杀虫剂

2.例如：

甘氨酸乙酯的二硫代磷酸盐杀灭蚜虫或螨虫；

Gly、Ala、Cys、Thr、高精氨酸等有抑菌作用，其铜盐络合物效果更佳，效果可提高30-40倍。

2.引诱剂

氨基酸可作为引诱剂起作用，达到聚而歼之的目的。

例如：

Glu是地中海蝇的性引诱剂；

Lys是蚊子的性引诱剂。

新型除草剂；

N-3，4-二氮丙氨酸乙酯是除野燕麦的优良除草剂，硫代氨基酸酯是广谱性除草剂。

3植物生长的促进剂；

Glu可促进大豆增产；

Cys刺激玉米的生长发育；

Met盐是黄瓜、菜豆、苹果、橙树的生长刺激剂。

三．在化学工业中的应用

1在化妆品中的应用；

Gly、Ala、Asp、Ser等可组合成皮肤的保湿因子；

Cys及其衍生物可作为冷烫发中的还原剂，也是去头屑洗发液的重要成分；

添加Asp及其衍生物，可防止皮肤的老化。

2聚氨基酸在化工中的作用；

作为固体皮膜及微孔性材料，其水蒸气透过性能良好。

利用生物可降解性，制造“绿色塑料”，可用于食品包装、一次性餐具等。

利用其具有极强的保湿性，制取化妆液。

利用聚氨基酸衍生物压电效应，作为带电防止剂添加到高分子材料中，降低制品的易带电性质

第二章

1、谷氨酸发酵水解糖的要求

1.严格控制原料质量

2.正确控制淀粉乳的浓度

3.水解完全，不含糊精

4.糖液清、色泽浅、保持一定的透光率

5.糖液新鲜

6.降低糖液蛋白质的含量

7.质量标准

（1）色泽：

浅黄、杏黄通明液体；

（2）糊精反应：

无；

（3）还原糖含量：

18%左右

（4）DE值：

90%以上；

（5）透光率：

60%以上

（6）pH：

4.6-4.8

2制糖发的种类和优缺点

2

3双酶法水解淀粉的优点

1.副产物少，水解糖纯度高，DE在98%以上；

2.反应条件温和，对设备要求不高；

3.淀粉液浓度高（34～40%）；

4.制得的糖液颜色浅，无苦味、质量高，有利于糖液的充分利用；

5.酶制剂中菌体细胞自溶，使糖液营养丰富，简化发酵培养基，有利于谷氨酸发酵稳定。

6.同样适用于大米或粗淀粉原料。

43、DE值与DX值

DE值：

葡萄糖值，工业上用DE值表示淀粉的水解程度或糖化程度。

DX值：

糖液中葡萄糖含量占干物质的百分率

5双酶法制糖流程和各指标

1液化指标

（1）液化要均匀；

（2）蛋白絮凝效果好；

（3）液化程度适当，一般液化DE值控制在12%~16%；

2糖化指标

pH4.2±

0.1

温度60±

1℃

酶用量150U/g

糖化时间32-40h

用无水酒精检验无糊精时，糖化结束。

调pH4.8-5.0，加热到70-80℃，维持15min

5谷氨酸生物合成途经

具体途经‘

（1）葡萄糖经EMP途径和HMP途径生产丙酮酸。

（2）生成的丙酮酸，一部分在丙酮酸脱氢酶系的作用下氧化脱缩生成乙酰COA，另一部分经CO2固定化在磷酸烯醇式丙酮酸和苹果酸酶作用下生成草酰乙酸或苹果酸（三）

（3）草酰乙酸和乙酰COA在柠檬酸合成酶催化下，缩合成柠檬酸，进入三羧酸循环，柠檬酸在顺乌头酸作用下生成异柠檬酸、异柠檬酸在异柠檬酸脱氢酶的作用下生成α-酮戊二酸。

（4）α-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶作用下经还原氨基化作用合成谷氨酸。

6生物素调节机制

7现有谷氨酸生产菌主要是棒状杆菌属、短杆菌属、小杆菌属及节杆菌属中的细菌。

8我国北京棒杆菌、天津短杆菌、鈍齿棒杆菌

9谷氨酸生产菌发酵过程中不同阶段形态变化

10谷氨酸感染噬菌体后的形态变化

（一）发酵前期感染噬菌体的菌体形态

细胞数量明显减少，细胞不规则，发圆，发胖，缺乏“V”字排列；

有明显的细胞碎片，严重时出现拉丝、拉网，相互堆在一起，几乎找不到完整的菌体细胞，类似蛛网或鱼翅状；

生产上表现为排气口二氧化碳迅速下降，OD值下跌，pH上升、耗糖缓慢等异常发酵现象。

（二）、发酵中、后期感染噬菌体的菌体形态

细胞形态不规则，边缘不整齐，有的边缘似乎有毛刺状的东西，有细胞碎片。

生产上的表现：

OD值下降，泡沫多，黏度大，耗糖缓慢。

时补充营养物，大多可完成发酵。

11谷氨酸生产菌的育种思路

代谢调节控制育种通过特定突变型的选育，达到改变代谢通路、降低支路代谢终产物的产生或切断支路代谢途径及提高细胞膜的透性，使代谢流向目的产物积累方向进行。

1.切断或减弱支路代谢

2.解除自身的反馈抑制

3.增加前体物的合成

4.提高细胞膜的渗透性

5.强化能量代谢

6.利用基因工程技术构建谷氨酸工程菌株

谷氨酸育种具体方案：

1切断或减弱支路代谢：

（一）减弱HMP途径后段酶活性的突变株

（二）选育减弱乙醛酸循环的突变株：

选育琥珀酸敏感型突变株、选育不利用乙酸突变株

利用基因工程技术，使异柠檬酸裂解酶活力降低

（三）、选育不分解利用谷氨酸菌株

即选育以谷氨酸为唯一碳源菌体不能生长或生长微弱的突变株。

2解除自身的反馈抑制：

（一）选育耐高渗透压菌种：

耐高糖（20-30%）、耐高谷氨酸（15-20%）

耐高糖、高谷氨酸（20%+15%）

（三）解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶反馈调节：

抗谷氨酸结构类似物、耐高谷氨酸、谷氨酰胺抗性菌株

3.增加前体物的合成：

（一）强化柠檬酸到α-酮戊二酸代谢菌株：

选育抗氟化钠、氟乙酸菌株、选育柠檬酸合酶强的突变株

4、选育细胞膜渗透性好的菌株：

选育二氨基庚二酸缺陷型、抗VP类衍生物：

香豆素、芦丁、油酸缺陷型、甘油缺陷型、温度敏感型。

4、选育强化CO2固定反应的菌株：

以琥珀酸为唯一碳源生长快的菌株、丙酮酸缺陷型、天冬氨酸缺陷型突变株、选育氟丙酸敏感性突变株、克隆丙酮酸羧化酶的基因

5、强化能量代谢：

选育呼吸抑制剂抗性菌株，抗丙二酸、氰化钾抗性菌株。

选育ADP磷酸化抑制剂抗性菌株，2，4二硝基酚、砷抗性菌株。

寡霉素抗性菌株。

6利用基因工程技术构建谷氨酸工程菌株：

（一）选育抗嘌呤、嘧啶类似物的突变株。

13、获得菌种的方法；

（一）原生质体融合；

钝齿棒杆菌B9细胞个体大、易于提取；

产酸率低）和津短杆菌TG-866产酸率高。

（二）诱变育种

（三）重组DNA技术⑴；

Tsuchida鸟枪法成功构建高产乳糖发酵短杆菌

14谷氨酸生物合成的具体调节机制

1、各种酶的优先合成与反馈调节

1.反馈抑制和反馈阻遏

2.磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶

3.柠檬酸合成酶

4.异柠檬酸脱氢酶

5.a-酮戊二酸脱氢酶

6.谷氨酸脱氢酶

二、糖代谢的调节

（一）能荷控制；

（二）生物素对糖代谢的调节；

三、氮代谢的调节

降低蛋白质的合成能力，使合成的谷氨酸不能转化成其他氨基酸或参与蛋白质合成。

15细胞膜渗透性控制

控制细胞通透性的方法；

（1）一种是通过控制脂肪酸和甘油的合成，实现对磷脂合成的控制，使得细胞不能形成完整的细胞膜；

（2）一种是通过干扰细菌细胞壁的形成，使得细胞不能形成完整的细胞壁，丧失了对细胞膜的保护作用。

在膜内外渗透压差等因素影响下，细胞膜物理性损伤，增大膜的通透性。

16生物素调节机制

15种子扩大培养过程中，影响种子质量的主要因素有哪些？

是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，在经过逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。

（2分）

种子质量的优劣，主要取决于菌种本身的遗传特性和培养条件两个方面。

也就是说既要有优良的菌种，又要有良好的培养条件才能获得高质量的种子。

（2分）培养条件主要有培养基构成、温度、pH、溶解氧、接种量和种龄等。

（2分