Given below are two statements, one is labelled as Assertion (A)...

Q.6

ICAR AIEEA PG Dairy Science 09 July 2023 (Shift 1) Paper (Q.113)

MCQ (Single Correct) +4 −1

Which of the following represent fermentation of lactose to lactic acid by homofermentative bacteria?

निम्नलिखित में से कौन सा सम-किण्वक (homofermentative) जीवाणुओं द्वारा लैक्टोज के लैक्टिक अम्ल में किण्वन की सही रासायनिक समीकरण को दर्शाता है?

$\text{Lactose} + 1\text{ H}_3\text{PO}_4 + 1\text{ ADP} \rightarrow 2\text{ Lactic Acid} + 2\text{ ATP} + 2\text{ H}_2\text{O}$ $\text{Lactose} + 1\text{ H}_3\text{PO}_4 + 1\text{ ADP} \rightarrow 2\text{ Lactic Acid} + 2\text{ ATP} + 2\text{ H}_2\text{O}$ $\text{Lactose} + 4\text{ ADP} + 4\text{ H}_3\text{PO}_4 \rightarrow 4\text{ Lactic Acid} + 4\text{ ATP} + 3\text{ H}_2\text{O}$ $\text{Lactose} + 4\text{ ADP} + 4\text{ H}_3\text{PO}_4 \rightarrow 4\text{ Lactic Acid} + 4\text{ ATP} + 3\text{ H}_2\text{O}$ $\text{Lactose} + 2\text{ ADP} + 2\text{ H}_3\text{PO}_4 \rightarrow 2\text{ Lactic Acid} + 2\text{ ATP} + 3\text{ H}_2\text{O}$ $\text{Lactose} + 2\text{ ADP} + 2\text{ H}_3\text{PO}_4 \rightarrow 2\text{ Lactic Acid} + 2\text{ ATP} + 3\text{ H}_2\text{O}$ $\text{Lactose} + 3\text{ ADP} + 3\text{ H}_3\text{PO}_4 \rightarrow 3\text{ Lactic Acid} + 3\text{ ATP} + 3\text{ H}_2\text{O}$ $\text{Lactose} + 3\text{ ADP} + 3\text{ H}_3\text{PO}_4 \rightarrow 3\text{ Lactic Acid} + 3\text{ ATP} + 3\text{ H}_2\text{O}$

Stoichiometry and energetic balance of homolactic lactose fermentation:

One molecule of lactose ($C_{12}H_{22}O_{11}$) is hydrolyzed into its two constituent hexose monomers: D-glucose and D-galactose.
In homofermentative lactic acid bacteria (e.g., Lactococcus lactis via the tagatose-6-phosphate or Leloir pathway), both glucose and galactose enter glycolysis (Embden-Meyerhof-Parnas pathway).
Each hexose yields 2 molecules of pyruvate, which are reduced by lactate dehydrogenase to 2 molecules of lactic acid, generating a net total of $4\text{ moles of Lactic Acid}$ per mole of lactose.
Glycolytic substrate-level phosphorylation yields a net of 2 ATP per hexose, producing a net total of $4\text{ ATP}$ from $4\text{ ADP} + 4\text{ H}_3\text{PO}_4$, with 3 moles of water generated in the overall balanced equation:
$$\text{Lactose} + 4\text{ ADP} + 4\text{ H}_3\text{PO}_4 \rightarrow 4\text{ Lactic Acid} + 4\text{ ATP} + 3\text{ H}_2\text{O}$$

Therefore, option 2 is the exact chemical representation.

सम-किण्वक जीवाणुओं में लैक्टोज किण्वन की स्टॉइकिओमेट्री:

लैक्टोज ($C_{12}H_{22}O_{11}$) का एक अणु टूटने पर ग्लूकोज और गैलेक्टोज के 2 हेक्सोज अणु देता है।
दोनों हेक्सोज अणु ग्लाइकोलिसिस (EMP पाथवे) में प्रवेश करते हैं और प्रत्येक हेक्सोज से 2 लैक्टिक अम्ल बनते हैं, जिससे कुल 4 लैक्टिक अम्ल के अणु प्राप्त होते हैं।
प्रति हेक्सोज 2 ATP का शुद्ध लाभ होता है, अतः कुल 4 ATP बनते हैं ($4\text{ ADP} + 4\text{ H}_3\text{PO}_4$ से)।
संतुलित रासायनिक समीकरण:
$$\text{Lactose} + 4\text{ ADP} + 4\text{ H}_3\text{PO}_4 \rightarrow 4\text{ Lactic Acid} + 4\text{ ATP} + 3\text{ H}_2\text{O}$$

अतः विकल्प 2 सही उत्तर है।

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Q.7

ICAR AIEEA PG Dairy Science 14 July 2023 Shift-1 Paper (Q.26)

Assertion & Reason +4 −1

Given below are two statements, one is labelled as Assertion (A) and other one labelled as Reason (R):

Assertion (A) : Leuconostoc spp. produce diacetyl from citrate metabolism, but Lactococcus lactis subsp. lactis do not do the same.

Reason (R) : The plasmid coding for citrate utilization genes are present in Leuconostoc, but not in Lactococcus lactis subsp. lactis.

In light of the above statements, choose the most appropriate answer from the options given below:

नीचे दो कथन दिए गए हैं, एक को अभिकथन (A) और दूसरे को कारण के रूप में चिह्नित किया गया है:

अभिकथन (A) : ल्यूकोनोस्टॉक प्रजातियां साइट्रेट चयापचय से डायसेटाइल का उत्पादन करती हैं, लेकिन लैक्टोकोकस लैक्टिस सबस्पेशीज लैक्टिस ऐसा नहीं करती हैं।

कारण : साइट्रेट उपयोग जीनों को कोड करने वाला प्लास्मिड ल्यूकोनोस्टॉक में मौजूद होता है, लेकिन लैक्टोकोकस लैक्टिस सबस्पेशीज लैक्टिस में नहीं।

उपरोक्त कथनों के आलोक में, नीचे दिए गए विकल्पों में से सबसे उपयुक्त उत्तर चुनिए:

Both (A) and (R) are correct and (R) is the correct explanation of (A). दोनों (A) और सही हैं और, (A) की सही व्याख्या है। Both (A) and (R) are correct but (R) is NOT the correct explanation of (A). दोनों (A) और सही हैं लेकिन, (A) की सही व्याख्या नहीं है। (A) is correct but (R) is not correct. (A) सही है लेकिन सही नहीं है। (A) is not correct but (R) is correct. (A) सही नहीं है लेकिन सही है।

Assertion (A) is correct: Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris utilizes citrate to synthesize the key butter aroma compound diacetyl, whereas typical non-flavor acid-producing Lactococcus lactis subsp. lactis lacks the ability to ferment citrate and does not produce diacetyl (only the specific biovar L. lactis subsp. lactis biovar diacetylactis possesses this trait).
Reason (R) is correct: The citrate permease and citrate lyase genes responsible for citrate transport and conversion are plasmid-encoded. Typical Lactococcus lactis subsp. lactis lacks the citrate-utilization plasmid, which is why it cannot metabolize citrate to diacetyl.

Therefore, both (A) and (R) are correct, and (R) correctly explains (A). Option analysis:

Correct. Both (A) and (R) are correct and (R) is the correct explanation of (A).
Incorrect because (R) provides the genetic rationale for (A).
Incorrect because (R) is true.
Incorrect because (A) is true.

अभिकथन (A) सही है: ल्यूकोनोस्टॉक प्रजातियां साइट्रेट चयापचय द्वारा मक्खन जैसी सुगंध देने वाले डायसेटाइल का निर्माण करती हैं, जबकि सामान्य लैक्टोकोकस लैक्टिस सबस्पेशीज लैक्टिस में यह क्षमता नहीं होती।
कारण (R) सही है: साइट्रेट उपयोग और परिवहन के लिए आवश्यक जीन प्लास्मिड पर स्थित होते हैं। यह प्लास्मिड ल्यूकोनोस्टॉक में पाया जाता है किंतु सामान्य एल. लैक्टिस सबस्पेशीज लैक्टिस में अनुपस्थित होता है।

अतः दोनों कथन सही हैं और कारण (R), अभिकथन (A) की सही व्याख्या करता है। विकल्प विश्लेषण:

सही। दोनों (A) और (R) सही हैं और (R), (A) की सही व्याख्या है।
गलत क्योंकि (R) सही स्पष्टीकरण है।
गलत क्योंकि (R) सही है।
गलत क्योंकि (A) सही है।

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Q.8

ICAR AIEEA PG Dairy Science 14 July 2023 Shift-1 Paper (Q.42)

MCQ (Single Correct) +4 −1

In homofermentative lactococci, ____ moles of lactic acid are produced from the metabolism of one mole of lactose.

समकिण्वक (होमोफर्मेंटेटिव) लैक्टोकोकी में, लैक्टोज के एक मोल के उपापचय से लैक्टिक अम्ल के कितने मोल उत्पन्न होते हैं?

$1$ $1$ $2$ $2$ $4$ $4$ $6$ $6$

Lactose is a disaccharide ($C_{12}H_{22}O_{11}$) consisting of glucose and galactose. Homofermentative lactococci take up lactose via a PEP-PTS system and cleave lactose-6-phosphate with phospho-beta-galactosidase into glucose and galactose-6-phosphate. Glucose is metabolized via the Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) pathway yielding $2\text{ moles}$ of lactic acid, and galactose-6-phosphate is metabolized via the tagatose-6-phosphate pathway yielding another $2\text{ moles}$ of lactic acid. Thus, one mole of lactose yields a total of $2 + 2 = 4\text{ moles}$ of lactic acid.

Option analysis:

$1$: Incorrect.
$2$: Incorrect. $2\text{ moles}$ are produced from one mole of a hexose (glucose or galactose), not the disaccharide lactose.
$4$: Correct. Metabolism of one mole of disaccharide lactose produces $4\text{ moles}$ of lactic acid.
$6$: Incorrect.

लैक्टोज एक डाइसैकेराइड ($C_{12}H_{22}O_{11}$) है जो ग्लूकोज और गैलेक्टोज से मिलकर बना होता है। समकिण्वक (होमोफर्मेंटेटिव) लैक्टोकोकी में लैक्टोज को फॉस्फो-बीटा-गैलेक्टोसिडेज एंजाइम द्वारा ग्लूकोज और गैलेक्टोज-6-फॉस्फेट में तोड़ा जाता है। ग्लूकोज EMP मार्ग द्वारा $2\text{ मोल}$ लैक्टिक अम्ल बनाता है और गैलेक्टोज टैगेटोझ मार्ग द्वारा अन्य $2\text{ मोल}$ लैक्टिक अम्ल बनाता है। इस प्रकार $1\text{ मोल}$ लैक्टोज से कुल $2 + 2 = 4\text{ मोल}$ लैक्टिक अम्ल प्राप्त होता है।

विकल्प विश्लेषण:

$1$: गलत।
$2$: गलत। $2\text{ मोल}$ केवल एक हेक्सोज शर्करा (ग्लूकोज) से प्राप्त होते हैं।
$4$: सही। लैक्टोज के एक मोल से कुल $4\text{ मोल}$ लैक्टिक अम्ल बनता है।
$6$: गलत।

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Q.9

ICAR AIEEA PG Dairy Science 14 July 2023 Shift-1 Paper (Q.56)

MCQ (Single Correct) +4 −1

Given below are two statements

Statement (I) : Diacetyl is formed by oxidative decarboxylation of alpha-acetolactate.

Statement (II) : The process of diacetyl formation is a chemical process taking place in presence of lactic acid at low pH.

In light of the above statements, choose the most appropriate answer from the options given below:

नीचे दो कथन दिए गए हैं

कथन (I) : डायसेटाइल का निर्माण अल्फा-एसिटोलैक्टेट के ऑक्सीडेटिव डीकार्बोक्सीलेशन द्वारा होता है।

कथन (II) : डायसेटाइल निर्माण की प्रक्रिया एक रासायनिक प्रक्रिया है जो कम pH पर लैक्टिक अम्ल की उपस्थिति में होती है।

Both Statement (I) and Statement (II) are true. कथन (I) और कथन (II) दोनों सही हैं। Both Statement (I) and Statement (II) are false. कथन (I) और कथन (II) दोनों गलत हैं। Statement (I) is true but Statement (II) is false. कथन (I) सही है लेकिन कथन (II) गलत है। Statement (I) is false but Statement (II) is true. कथन (I) गलत है लेकिन कथन (II) सही है।

In dairy fermentations (butter, dahi, buttermilk):

Statement (I) is true: Citrate-fermenting bacteria (such as Lactococcus lactis subsp. lactis biovar diacetylactis and Leuconostoc mesenteroides) metabolize citrate into pyruvate, which condenses with active acetaldehyde to form alpha-acetolactate. Alpha-acetolactate undergoes non-enzymatic, spontaneous oxidative decarboxylation in the presence of oxygen to form diacetyl, the premier butter aroma compound.
Statement (II) is true: This oxidative decarboxylation of alpha-acetolactate to diacetyl is a purely chemical (non-enzymatic) process that is strongly catalyzed by low pH and accelerated in the presence of lactic acid accumulated by the acid-producing starter culture.

Option analysis:
Both Statement (I) and Statement (II) are true: Correct.
Both Statement (I) and Statement (II) are false: Incorrect.
Statement (I) is true but Statement (II) is false: Incorrect.
Statement (I) is false but Statement (II) is true: Incorrect.

किण्वित दुग्ध उत्पादों में सुगंध निर्माण प्रक्रिया:

कथन (I) सही है: साइट्रेट किण्वक जीवाणु (जैसे लैक्टोकोकस लैक्टिस बायोवार डायएसिटाइलैक्टिस) साइट्रेट से अल्फा-एसिटोलैक्टेट बनाते हैं। अल्फा-एसिटोलैक्टेट के ऑक्सीडेटिव डीकार्बोक्सीलेशन से डायसेटाइल बनता है, जो मक्खन का मुख्य सुगंध यौगिक है।
कथन (II) सही है: अल्फा-एसिटोलैक्टेट से डायसेटाइल बनने की प्रक्रिया एक गैर-एंजाइमी रासायनिक प्रक्रिया है जो कम pH पर तथा स्टार्टर संवर्धन द्वारा उत्पादित लैक्टिक अम्ल की उपस्थिति में तेजी से संपन्न होती है।

विकल्प विश्लेषण:
कथन (I) और कथन (II) दोनों सही हैं: सही उत्तर है।
कथन (I) और कथन (II) दोनों गलत हैं: गलत।
कथन (I) सही है लेकिन कथन (II) गलत है: गलत।
कथन (I) गलत है लेकिन कथन (II) सही है: गलत।