生物工程名词解释

名词解释：第一章：1、生物工业分析：是采用一定方法和手段对生物工业产品、半产品及其原料进行全面客观评价的学科，也称发酵分析。2、样品：（由被检测的材料中提取的）从交付和选择的大量物质中以某种方式取出的一部分与整体的质量有相同性质的物质，以供分析检测使用，这部分物质称为样品。3、选择性采样：根据需要或以某种目的而有计划性的采集样品的方法。4、客观性采样：也称随机采样，在采样时，对全部材料的每一部分都具有均等的抽取机会的采样方式。5、有效数字：是指在测量中能够得到的有实际意义的数字即能有的确定数字再加一位估计数字。6、误差：测量值与真实值之间的数值查称为误差。7、随机误差：是指测量值受各种因素的随机变动而引起的误差，也称偶然误差。8、系统误差：是在测量过程中因某种因素按照确定的规律变化而引起的误差。9、准确度：是指在一定条件下多次测量的平均值与真实值接近的稳定性，反映了测量的正确性。10、精密度：是表示重复测定某一个量时能得到的测量值的离散程度。第二章：1、灰分：是指样品经高温灼烧后残留的物质，主要以无机物为主。2、灰化：是高温氧化分解有机物的过程，也即产生灰分的过程。3、水分活度：样品通性与纯水通性之比，即样品蒸汽压与纯水蒸汽压之比。4、物理栅现象（效应）：均匀样品干燥时，表面会形成一层密度的膜甚至硬壳，妨碍水分挥发，增加样品恒重的困难，该现象称为物理栅现象或物理栅效应。5、自由水：又称体相水，滞留水。不被植物细胞内胶体颗粒或大分子所吸附、能自由移动、并起溶剂作用的水。6、结合水：水在生物体和细胞内的存在状态之一，是吸附和结合在有机固体物质上的水，主要是依靠氢键与蛋白质的极性基（羧基和氨基）相结合形成的水胶体。第三章：1、碳水化合物：是元素组成符合Cm(H2o)n通式的一大类物质总称。2、还原糖：物质工业生产中，大多数生产菌种，只能以吸收和利用单糖或双糖进行生长和发酵，这类糖称为可发酵糖，其中除蔗糖外均具有还原性，故也称还原糖。3、费林氏反应：还原糖在碱性条件下能将二价铜离子还原生成氧化亚铜，此反应为费林氏反应。4、粗纤维：是指对酸和碱难溶的物质，主要成分为纤维素，少量木质素和半纤维素。第四章:1、凯氏定氮法：测定化合物或混合物中总氮量的一种方法。即在有催化剂的条件下，用浓硫酸消化样品将有机氮都转变成无机铵盐，然后在碱性条件下将铵盐转化为氨，随水蒸气馏出并为过量的酸液吸收，再以标准碱滴定，就可计算出样品中的氮量。2、蛋白休止：啤酒生产中，大麦在发芽和糖化过程中，蛋白质被蛋白酶水解的过程称为蛋白休止。3、粗蛋白：由凯氏定氮法测出的蛋白质的含量。4、双缩尿反应：双缩尿可在碱性条件下与二价铜离子络合生成紫色化合物，此反应称为双缩尿反应。 5、染料结合法：也称考马斯亮蓝染色法，根据蛋白质与染料相结合的原理设计的。因蛋白质分子中含有酸性基团（羧基）和碱性基团（氨基）可与碱性染料和酸性染料结合，而使染料色泽发生改变，从而可测定蛋白质的结合量，与标准曲线对比分析。综合：1、总酸度：指已解离的酸的浓度和未解离的酸的浓度之和。2、有效酸度：指已解离的酸的浓度，即溶液中氢离子的浓度，为真正的酸度，用pH值表示。3、显色剂：也称分光光度试剂，即能给出比色法所赖以鉴定的显色反应的试剂。4、比色法：以生成有色化合物的显色反应为基础，通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法。5、选择性试剂：试剂可与多种元素起反应。6、特效试剂：试剂在一定条件下只与一种元素起反应。问答题：第一章：1、简要说明生物工业分析的简要内容答：1.分析理论和技术的研究{改善传统分析方法（化学分析法、物理分析法、仪器分析法）建立新的分析方法（色谱分析、核磁共振法、光谱法等）}2.生物工业原料、中间代谢产物、产品的组成及其功能的分析3.生物产品的感官分析：通过人的味觉、嗅觉、视觉、触觉等对生物产的色、香、味、体进行的分析。特点：简单、快速、灵敏。4.生物工业中有害物质的分析{生物类：杂菌、真菌毒素、噬菌体等化学类：重金属、农药残留等。5.生物工业中的辅助原料及添加剂的分析，水、酶制剂、消泡剂、无机盐、酸、碱等。6.假冒伪劣产品的检测。2、生物工业分析的主要研究方法及其评价因素分别是什么？答：1．理论分析法：主要有物理、化学和仪器分析法。特点：准确度高、重现性好、易实现仪器化和自动化。评价因素：主要由于理化指数的分析。2.生物分析法：利用待测组分的生物特性进行的分析方法。如：微生物学、酶学、免疫学。特点：准确性较理化法差、操作繁琐、周期长、技术要求高。评价因素：主要用于卫生指标的分析及功能分析。3.感官分析法：利用人的感官对产品的外观及嗜好性进行的分析方法。缺点：准确性差、主观因素大。评价因素：主要由于感官指标的评价。3、正确采样的意义及原则分别是什么？答：1）意义：一般情况下，采样误差常大于分析误差。为保证样品能真正代表被调查对象，保证分析结果能正确代表调查对象的真实情况。2）原则：1.必须具有代表性2.要确定合适的取样量3.对取得样品要谨慎储存，以防组分变化。4、什么是样品的制备？样品的制备目的、方法及过程分别是什么？答：样品制备就是对原始样品的分取、粉碎、混匀和缩封的过程。制备过程：检样→原始样品→平均样品→试验样品制备方法：机械混匀、粉碎、过筛、研磨、搅拌。5、什么是样品的前处理？其目的和作用分别是？答：前处理：就是对试样进行物理、化学的处理，将待测成分提取、浓缩或稀释，并排除干扰，转变成分析所要求状态的过程。 目的和作用：将待测成分转化为量检测；完全提取待测成分；进样合适浓度；排除干扰因素；提高检测灵敏度。6、说明无机成分和有机成分的样品分析的特点有何不同？答：无机成分的分析特点：1.在大量存在有机物情况下的较小量或痕量物质的分析。主要以金属离子分析为主，包括P元素。2.无机成分稳定性较强，不易受微生物、热或化学物质等因素影响而破坏，易长期保存。3.干扰成分多，一方面为有机物，一方面为无机成分，需去除。有机成分的分析特点：1.有机成分组成复杂，在样品种的存在形式及含量范围差异很大。2.稳定性较差，易受热、微生物、化学等因素影响而破坏，不易保存。3.因有机成分种类多，性质各异，故前处理方法也很多，没有统卡尔-一的过程及方法。7、简要说明误差产生的原因及种类1）原因：采样、分析方法、分析仪器、分析试剂、操作技术、环境因素等。2）种类：系统误差，随机误差，过失误差。8、实验结果的表达方式有哪几种？答：有数值表示法、列表表示法、图形表示法、方程表示法。第二章：1、水分的测定方法主要有哪几种？各有什么优缺点？答：1）常压干燥法：此法应用最广泛，操作以及设备都简单，有相当高的精确度。但要求水分是唯一挥发成分，水分挥发要完全。2）真空干燥法：此法适用于在100摄氏度以上加热容易变质及含有不易除去结合水的产品，其测定结果比较接近真正水分。3）蒸馏法：此法热交换充分，受热后发生化学反应比重量法少，设备简单管理方便，但水与有机溶剂易发生乳化现象，样品中水分可能完全没有挥发出来，水分有时附在冷凝管壁上造成读数误差。4）卡尔-费休法：此法可测定微量水分，但此反应是可逆反应，需要控制反应进行的方向。2、干燥法测定水分的原理及对样品的要求分别是什么？答：原理：在一定的加热条件下，水分受热挥发逸失，测定干燥前后样品的减轻量即为灰分的含量。要求：1.在实验条件下，水为主要挥发物质，其他物质不挥发或挥发很少，可忽略不计。2.样品有一定细度3.在干燥过程中，其他成分性质稳定，若有化学变化也对样品的重量影响不大。3、说明干燥法测定水分的操作要点。答：1.取样：在采样时要特别注意防止水分的变化，比如对有些容易吸水的产品，在称量时要迅速。2.干燥条件的选择：温度，压力（常压、真空）干燥，时间。温度对热稳定和热不稳定的产品要进行区分。4、什么是初灰分？为什么灰分不能真正代表无机物含量？答：1、灰分是指样品经高温灼烧后残留的物质，主要以无机物为主。2、原因：1）样品种的有机物氧化分解后与金属离子结合以盐的形式残留下来。2）样品中的部分无机物可能挥发逸失。5、什么是助灰剂？说明助灰剂的作用及其种类。答：1、在样品灰化过程中有利于灰化进行而加入的物质。2、作用：1）加速高温氧化速度，加快灰化速度2）阻止某些无机成分挥发，提高灰分回收率3）防止灰分与坩埚发生吸附或反映带来的损失。3、种类：1）溶剂类：去离子水、乙醇，溶解作用。2）氧化剂：水、浓硫酸、浓硝酸等。3）分散介质：为固体惰性物质，如：氧化镁、碳酸钙。6、干燥法测定水分的误差来源有哪些？如何消除？ 答：1.样品中含有非水易挥发物质，对样品重量影响较大，误差较大。消除：改用减压干燥法或用其他方法。2.物理栅现象：均匀样品干燥时，表面会形成一层密质的膜甚至硬壳，妨碍水分挥发，增加样品恒重的困难呢，此现象称为物理栅现象。消除：加入海砂、石英砂，硅藻土等分散剂，增加水分扩散面积；将样品铺在铝箔袋或聚乙烯袋上进行干燥；采用微波或红外线干燥法或其他测定方法（电测定等）。3.因受热发生化学变化而带来重量的改变引起误差。消除：改用其他方法或减压干燥法。4.样品的细度不够，使水分挥发不完全。消除：样品要有一定的细度且大小均匀。5.干燥后样品在环境中吸潮带来误差。消除：在干燥器内冷却，在转移、称重时要迅速、准确。7、灰分测定的误差来源有哪些？如何消除？答：1.飞溅损失带来的误差（升温过快，导致反应很激烈；样品里有液体存在）。消除：缓慢升温，先炭化，后灰化，去除水分，先干燥，后灰化。2.挥发：高温下易挥发物质逸失而产生误差。消除：降低温度，加入助灰剂。3.反应或吸附损失：是灰分与坩埚之间发生反应或吸附作用而产生误差。消除：改变坩埚，选用不产生反应的坩埚，加入助灰剂。8、说明灰化过程中主要发生了哪些变化？答：1.水及挥发成分以气体形式逸失2.有机物中C、H、O、N等元素在灰化中被氧化形成CO2、H2O、NO2等气体而挥发。3.另一些组分以碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、卤化物等无机盐形式残留下来。4.最终形成灰分是难挥发的无机盐及氧化物。第三章：1、斐林氏反应测还原糖的原理及特点分别是什么？答：原理：还原糖在碱性条件下能将Cu2+还原生成Cu2O，根据消耗铜离子的量求得还原糖的量。特点：1.反应很复杂，反应中可生成各种具有2.反应产物中各组分含量与加热程度、溶液碱度等实验条件有很大关系，故反应必须在严格条件下进行操作。3.反应没有确切的计量关系，需按指定检索表查找并计算还原糖含量，或在相同条件下用标准溶液对照分析。2、简要介绍三种斐林氏反应的操作方法。答：1.直接滴定法：反应终点利用次甲基蓝作指示剂。当还原糖与Cu2+反应结束，过量一滴马上与次甲基蓝反应，使其蓝色消失，显示终点。2.高锰酸钾法：氧化亚铜与硫酸铁和硫酸反应生成硫酸铁和硫酸亚铁，红色消失；再用高锰酸钾在硫酸的作用下滴定氧化上部反应生成的硫酸亚铁，最后反应液颜色变为桔红色为终点。3.碘量法：用过量的Cu2+与碘化钾溶液反应生成碘。3、醛糖法测糖的原理是什么？答：葡萄糖醛酸在浓硫酸的作用下水解成带-COOH的糠醛或糠醛衍生物，而与咔唑发生缩合反应生成紫红色的化合物，该类化合物一般在～530nm处有吸收，其浓度与吸光度成正比关系，通过A-C曲线即可求出相应的含量了。4、液化型和糖化型淀粉酶酶活力的测定方法有何不同？答：1）液化型：a-淀粉酶，依碘色反应消失速度来衡量酶活力大小。2）糖化型：可水解淀粉a-1，4键和a-1，6键，从非还原性末端开始将葡萄糖水解下来，主要生成葡萄糖。5、说明粗纤维的测定方法（介绍一种）答：重量法：原理：在热的稀硫酸或稀碱作用下，样品中的淀粉、糖、果胶等物质经水解而除去，再用热的氢氧化钾处理，使蛋白质溶解、脂肪皂化而除去。然后用乙醇乙醚处理以除去单宁、色素及残余的脂肪并扣除水分，所得的残渣即为粗纤维，如其中含有无机物质，可经灰化后扣除。此法结果粗糙、重现性差；酸碱处理纤维时有不同程度的降解。6、蒽酮比色法可以同时测几种物质？答：葡萄糖、蔗糖、果糖、淀粉。第四章：1、凯氏定氮法测定蛋白质的原理及依据分别是？ 答：原理：将试样与浓硫酸共热消化，使有机氮转变成无机铵盐，然后碱化蒸馏，使氨气逸出并用标准酸吸收，再用酸碱滴定测出氮元素含量，再换算成蛋白质含量。依据：1.生物材料中除了蛋白质以外的大分子，如淀粉脂肪等均不含氮元素，故试样中氮元素含量代表了蛋白质中氮含量。2.各种蛋白质的含氮量几乎恒定，平均为16%，所以蛋白质的含量=氮元素含量*6.25。2、试说明凯氏定氮法使用浓硫酸、硫酸钾、汞、双氧水试剂的作用分别是什么？答：1）浓硫酸作消化剂，在338摄氏度以上分解生成SO2、H2O、O2，有机物中C元素与氧气反应被氧化，氢元素也被氧化，氮元素与二氧化硫和水反应生成氨气，氨气与过量的硫酸生成铵盐。2）硫酸钾作增温剂，可使温度升至400摄氏度以上。3）汞或氧化汞作催化剂，使硫酸释放出氧原子，可分解难消化的复杂化合物，提高氮的转化率。4）H2O2作氧化剂。注：催化和氧化时还要加入还原性的物质，如Zn，以防氨气被氧化为N2及发生暴沸。3、如何用凯氏定氮法测定硝基态氮的含量？答：凯氏定氮法主要用来测定有机氮含量的，因为它的原理就是消化将氮还原为氨再形成硫酸铵而后滴定。以亚硝酸盐、硝酸盐形式存在的氮在常规的凯氏定氮法中消化时将成为硝酸和亚硝酸损失，试验中加入水杨酸使硝态氮变成硝基水杨酸固定下来，加入硫代硫酸钠使其还原为氨基化合物，在浓硫酸作用下分解，最后变成硫酸铵，然后按凯氏定氮法就行了。4、试说明龙丁区分法是如何将啤酒蛋白质的分解产物进行区分和测定的？答：为准确的测定蛋白质的水解性，需对蛋白质水解产物进行区分，其中龙丁法最为常用，该法依水解产物的分子大小，肽链长短和反应性进行区分，可分为三个部分：A区：高分子氮，为可溶性的大分子含氮物质，可与单宁和钼酸钠结合生成沉淀物分子量大于5万，含量约占5%。B区：中分子氮，分子量在1万到5万之间，用钼酸钠沉淀的含氮物质和用单宁沉淀的含氮物质之差，含量约占15~30%。C区：小分子氮，分子量小于1万，主要为氨基酸和短肽含氮物质，用钼酸钠和单宁均不能沉淀，含量约占65~85%。测定时，先用凯氏定氮法测定总的含氮量，为N总再用钼酸钠将A、B区的含氮物质沉淀出来，用凯氏定氮法测定其含氮量，为NA+B，再用单宁将A区含氮物质沉淀出来，用凯氏定氮法测定其含氮量，为NA。则啤酒蛋白质的反解产物NC=N总-NA+BNA+B-NA=NB。5、氨基酸甲醛滴定法中甲醛的作用是什么？为什么？答：氨基酸是两性电解质，具有氨基和羧基，不能用NaOH直接滴定，先加入甲醛将氨基固定，掩蔽其碱性，只呈现羧基酸性，再用NaOH滴定。6、双缩脲显色法和茚三酮显色法分别是用于什么物质的测定？原理是什么？答：1）双缩脲显色法测定原理：蛋白质的肽链和双缩脲结构相似，也可以发生双缩脲反应，生成的有色物质，色泽深浅与蛋白质的浓度呈正比，可进行比色分析。（主要是分子中的N元素和Cu2+络合生成紫色络合物）这种方法只能测定可溶性蛋白质。2）茚三酮显色法原理：在微酸性条件下（PH4.5），氨基酸与茚三酮反应生成还原茚三酮和氨气，接着茚三酮、氨气和还原茚三酮反应生成紫色络合物（570nm），其颜色深浅与氨基酸的含量呈线性关系，亚氨基酸与茚三酮反应生成黄色化合物（440nm）。此法测定氨基酸。7、试对常用的蛋白质的五种测定方法的优缺点及原理进行比较说明。答：常用的蛋白质的五种测定方法为：凯氏定氮法、双缩脲法、福林酚比色法、紫外吸收法、染料结合法。1）凯氏定氮法优缺点：准确度高、重现性好。原理：将试样与浓硫酸共热消化，使有机氮转变成无机铵盐硫酸铵，然后碱化蒸馏，使氨气逸出并收集，用标准酸接收，再用酸碱滴定测出N元素含量，再换算成蛋白质含量。 2）双缩脲法优缺点：简便快捷、测定范围（1mg~10mg），灵敏度为1mg，干扰因素多，准确度不高，只能测定可溶性蛋白质。原理：蛋白质的肽链和双缩脲结构相似，也可以发生双缩脲反应，生成的有色物质，色泽深浅与蛋白质的浓度成正比关系，可进行比色分析。3）福林酚比色法：特点：简便、灵敏度高（10~20mg），应用广，但干扰多，时间较长，准确度不高。原理：此法所用试剂由甲：碱性铜试剂和伊乙：苯酚试剂组成。试剂甲与蛋白质络合产生紫色反应，试剂乙与蛋白质产生蓝色反应，两者叠加分别在A500nm（蛋白质含量高）和A750nm（蛋白质含量低）下进行比色分析。4）紫外吸收法：特点：快速、简便、灵敏度高、不消耗样品，测定后样品可回收利用，但干扰多，准确度差。原理：P123对蛋白质分子中络氨酸、色氨酸的紫外吸光性在280nm处分析，蛋白质分子中的肽键也有紫外吸光性，在238nm处分析。5）染料结合法：特点：快速、简便、干扰因素少、准确度高、灵敏度高（1ug），颜色稳定性强（1h内）。原理：因蛋白质分子含有酸性基团羧基和碱性基团氨基，可与碱性染料和酸性染料结合而使燃料色泽发生改变，从而可测定蛋白质的结合量（与标准曲线对比分析）。故为十多年来越来越普遍采用的蛋白质的测定方法。综合：1、生物材料中总酸度、有效酸度、挥发酸度的测定方法分别是什么？答：总酸度：一般使用标准的碱液进行中和滴定，可直接测定总酸度，用酚酞作指示剂。有效酸度：酸度计：可直接测出样品溶液中氢离子浓度，即pH值。pH试纸：用pH试纸依据其显示的颜色判断pH。挥发酸度：直接法：将样品加热，使挥发酸挥发，再冷凝收集后，用标准碱滴定。间接法：将样品加热，使挥发酸挥发，用标准碱滴定非挥发酸。2、酸性物质在生物工业中的作用有哪些？答：化肥工业：硫酸与氨反应生成硫酸铵，与磷矿粉反应生成过磷酸钙，每生产一吨硫酸铵要消耗750kg硫酸；一吨过磷酸钙要消耗360kg硫酸。有机合成工业：有机合成工业要用硫酸生成各种磺化产品、硝化产品，如每生产一吨锦纶需发烟硫酸1.7吨；生产一吨TNT消耗360kg硫酸。石油工业：石油产品精炼时要用硫酸除去产品中的不饱和烃等，例如每吨柴油要消耗31kg硫酸。金属工业：金属铜、锌、镉、镍的精炼，其电解液需用硫酸配制；电镀、搪瓷工业需用硫酸洗去金属表面的氧化物。无机盐工业：在无机盐工业中，硫酸作为一种最易大量获得、价格低廉的酸，用以生产各种硫酸盐、磷酸盐和铬酸盐等。原子能工业：大量硫酸用于离子交换法提取铀。3、双硫腙在微量元素测定中的作用是什么？有什么特点？在测定中需要注意哪些问题？答：1、显色剂2、络合性、还原性和选择性3、样品的消化必须完全，否则残余的有机物可能会与Hg结合而阻止或防碍双硫腙的萃取。消化液中的氧化性物质必须破坏掉，以免双硫腙试剂被氧化分解，使得Hg不能被定量萃取。4、如何将双硫腙由选择性试剂变为特效试剂？答：1、加掩蔽剂清除干扰离子的影响2、调pH值3、改变元素的氧化态5、生物材料中有害成分的分类及其来源途径分别是什么？答：1、分类：生物类（真菌毒素、杂菌）；化学类（重金属离子、农药、杀虫剂残留）2、来源：1、原料本身含有的2、生产中生成的3、生产中污染的4、人为因素造成的6、说明薄层层析法测定黄曲霉读数的原理？答：生物材料中AFTB1经提取、浓缩、薄层分离后，在波长365nm紫外光下产生蓝紫色荧光，根据其在薄层板上显示荧光的位置及最低检出量与标准样对比，即可定性定量分析。