Starter Cultures & Fermented Products Practice Questions (Q26-30) - Dairy Science

ICAR PG Dairy Science 09 Jul 2023Shift 1

Arranging Order +4 −1

Bacteriophage attack of a starter culture involve a cycle of events. Among the options which is the correct sequence of events in the lytic cycle?

(A) Injection

(B) Packaging/Assembly

(C) Adsorption

(D) RNA and Protein synthesis

Choose the correct answer from the options given below:

स्टार्टर संवर्धन पर बैक्टीरियोफेज के हमले में घटनाओं का एक चक्र शामिल होता है। दिए गए विकल्पों में से लैटिक चक्र (lytic cycle) में घटनाओं का सही क्रम कौन सा है?

(A) अंतःक्षेपण / इंजेक्शन (Injection)

(B) पैकेजिंग / संयोजन (Packaging/Assembly)

(C) अधिशोषण / सोखना (Adsorption)

(D) आरएनए और प्रोटीन संश्लेषण (RNA and Protein synthesis)

नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनिए:

(A), (B), (C), (D) (A), (B), (C), (D) (A), (C), (B), (D) (A), (C), (B), (D) (C), (A), (D), (B) (C), (A), (D), (B) (C), (A), (B), (D) (C), (A), (B), (D)

Sequential stages of the viral lytic replication cycle:

Adsorption (C): Phage tail fibers specifically recognize and bind to receptor proteins/polysaccharides on the bacterial cell wall (requires $Ca^{2+}$ ions).
Injection (A): The phage sheath contracts, penetrating the cell wall and injecting viral DNA/RNA into the bacterial cytoplasm.
Viral transcription and translation (D): Host cellular machinery is hijacked for phage mRNA transcription and synthesis of viral capsid proteins and replication enzymes.
Packaging/Assembly (B): Newly synthesized viral genomes are packaged into capsids, and tails are attached to assemble complete virions prior to cell lysis.

Therefore, the correct chronological sequence is (C), (A), (D), (B), matching option 3.

बैक्टीरियोफेज के लैटिक चक्र (Lytic Cycle) की घटनाओं का क्रम:

अधिशोषण (C - Adsorption): बैक्टीरियोफेज सबसे पहले जीवाणु कोशिका भित्ति के ग्राही से जुड़ता है।
अंतःक्षेपण (A - Injection): फेज का डीएनए/जीनोम जीवाणु कोशिका के अंदर प्रवेश कराया जाता है।
संश्लेषण (D - RNA and Protein synthesis): जीवाणु की मशीनरी द्वारा वायरल आरएनए, एंजाइम और संरचनात्मक प्रोटीनों का संश्लेषण होता है।
पैकेजिंग/संयोजन (B - Packaging/Assembly): नए बने जीनोम और प्रोटीन मिलकर नए परिपक्व वायरस कणों (virions) का निर्माण करते हैं, जिसके बाद कोशिका फट जाती है।

अतः सही क्रम (C), (A), (D), (B) है, जो विकल्प 3 में दिया गया है।

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ICAR PG Dairy Science 09 Jul 2023Shift 1

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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ICAR PG Dairy Science 14 Jul 2023Shift 1

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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ICAR PG Dairy Science 14 Jul 2023Shift 1

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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ICAR PG Dairy Science 14 Jul 2023Shift 1

Match the Following +4 −1

Match List-I with List-II:

Choose the correct answer from the options given below:

सूची-I को सूची-II के साथ सुमेलित कीजिए:

नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनिए:

List - I सूची - I A		List - II सूची - II I
A	Propagation of starter culture आरंभक संवर्धन का प्रवर्धन	I	Horral-Elliker test होरल-एलिकर परीक्षण
B	Bacteriophage बैक्टीरियोफेज	II	Conjugation संयुग्मन
C	Cheese starter पनीर आरंभक	III	Calcium ions कैल्शियम आयन
D	Plasmid प्लास्मिड	IV	Burst size बर्स्ट साइज

(A)-(I), (B)-(III), (C)-(II), (D)-(IV) (A)-(I), (B)-(III), (C)-(II), (D)-(IV) (A)-(II), (B)-(I), (C)-(III), (D)-(IV) (A)-(II), (B)-(I), (C)-(III), (D)-(IV) (A)-(I), (B)-(II), (C)-(IV), (D)-(III) (A)-(I), (B)-(II), (C)-(IV), (D)-(III) (A)-(III), (B)-(IV), (C)-(I), (D)-(II) (A)-(III), (B)-(IV), (C)-(I), (D)-(II)

Key microbiological and genetic terms associated with dairy starter cultures:

Propagation of starter culture in phage-inhibitory media (PIM/PRM) is based on chelating calcium ions, which are essential for phage adsorption and multiplication: (A)-(III).
Bacteriophage multiplication dynamics are quantified by burst size (the average number of phage progeny released per infected bacterial cell): (B)-(IV).
Cheese starter activity and vitality are traditionally evaluated using the Horral-Elliker test (measuring acid production within $3.5\text{ hours}$): (C)-(I).
Plasmids in lactic acid bacteria (carrying traits like lactose fermentation and bacteriocin production) can be horizontally transferred via conjugation: (D)-(II).

Option analysis:
(I), (B)-(III), (C)-(II), (D)-(IV): Incorrect.
(II), (B)-(I), (C)-(III), (D)-(IV): Incorrect.
(I), (B)-(II), (C)-(IV), (D)-(III): Incorrect.
(III), (B)-(IV), (C)-(I), (D)-(II): Correct matching.

डेयरी आरंभक संवर्धन और आनुवंशिकी से संबंधित प्रमुख संकल्पनाएं:

आरंभक संवर्धन के प्रवर्धन में फेज-रोधी माध्यम कैल्शियम आयनों को बांधने पर आधारित होते हैं, क्योंकि फेज गुणन के लिए कैल्शियम आवश्यक होता है: (A)-(III)।
बैक्टीरियोफेज के गुणन को बर्स्ट साइज (प्रति संक्रमित कोशिका से मुक्त होने वाले फेजों की संख्या) द्वारा मापा जाता है: (B)-(IV)।
पनीर आरंभक की गतिविधि और अम्ल उत्पादन क्षमता का परीक्षण होरल-एलिकर परीक्षण द्वारा किया जाता है: (C)-(I)।
लैक्टिक अम्ल जीवाणुओं में प्लास्मिड का स्थानांतरण संयुग्मन (कॉन्जुगेशन) द्वारा किया जा सकता है: (D)-(II)।

विकल्प विश्लेषण:
(I), (B)-(III), (C)-(II), (D)-(IV): गलत सुमेलन है।
(II), (B)-(I), (C)-(III), (D)-(IV): गलत सुमेलन है।
(I), (B)-(II), (C)-(IV), (D)-(III): गलत सुमेलन है।
(III), (B)-(IV), (C)-(I), (D)-(II): सही सुमेलन है।