【正文】 發(fā)酵條件及控制（ 工藝要求 ） 提高產(chǎn)酶的措施 ? 培養(yǎng)基 ? 培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分是微生物發(fā)酵產(chǎn)酶的原料，主要是碳源、氮源，其次是無機(jī)鹽、生長因子和產(chǎn)酶促進(jìn)劑等。 重要 微生物動(dòng)物（異養(yǎng)）異養(yǎng) 自養(yǎng)綠色植物（自養(yǎng)）碳源 糖類、脂肪 糖、醇、有機(jī)酸等 二氧化碳、碳酸鹽等 二氧化碳氮源 蛋白質(zhì)及其降解物 蛋白質(zhì)及其降解物、有機(jī)氮化物、無機(jī)氮化物、氮無機(jī)氮化物、氮 無機(jī)氮化物能源 與碳源同 與碳源同 氧化無機(jī)物或利用日光能利用日光能生長因子 維生素 有些需要維生素等生長因子不需要 不需要無機(jī)元素 無機(jī)鹽 無機(jī)鹽 無機(jī)鹽 無機(jī)鹽水分 水 水 水 水各種生物對營養(yǎng)的需求 （ 1）碳源 ? 作用： 碳素是 構(gòu)成菌體成分 的主要元素；也是 細(xì)胞貯藏物質(zhì) 和生產(chǎn) 各種代謝產(chǎn)物的骨架 ；還是菌體生命活動(dòng)的能量的主要來源 。 ? 常用碳源 ：常用碳源：糖類、醇類、脂類、有機(jī)酸、烴類、蛋白質(zhì)及其降解物。 ? 工業(yè)上應(yīng)用的碳源 主要是一些農(nóng)副產(chǎn)品：如甘薯、麩皮、玉米、米糠等淀粉質(zhì)原料。此外，以石油產(chǎn)品中 12～ 16碳的成分來作碳源，如以某些嗜石油微生物生產(chǎn)蛋白酶、脂酶，也已獲得成功。 重要 ? 不同的細(xì)胞對各種碳源的利用差異很大，所以在配制培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)根據(jù)不同細(xì)胞的不同要求而選擇合適的碳源（ 即碳源的合理選擇 ）。另外，選擇碳源除考慮營養(yǎng)要求外，還要考慮酶生物合成的 誘導(dǎo)作用 和 是否存在分解代謝物阻遏作用 。盡量選用具有誘導(dǎo)作用的碳源，盡量不用或少用有分解代謝物阻遏作用的碳源。 ? 例如， α－淀粉酶的發(fā)酵生產(chǎn)中，應(yīng)該選用有誘導(dǎo)作用的淀粉 作為碳源，而不用對該酶有分解代謝物阻遏作用的果糖作為碳源。 重要 ? （ 2）氮源 ? 氮是生物體內(nèi)各種含氮物質(zhì)，如氨基酸、蛋白質(zhì)、核苷酸、核酸等的組成成分。 ? 酶制劑生產(chǎn)中的氮源主要有 有機(jī)氮源 和 無機(jī)氮 源兩種，常用的有機(jī)氮源有：豆餅、花生餅、菜籽餅、魚粉、蛋白胨、牛肉膏、酵母膏、多肽、氨基酸等；無機(jī)氮源有： (NH4)2SO NH4Cl、NH4NO (NH4)3P0尿素等。 重要 ? 不同的細(xì)胞對各種氮源的要求各不相同，應(yīng)根據(jù)要求進(jìn)行選擇和配制。一般來說， 動(dòng)物細(xì)胞 要求有機(jī)氮， 植物細(xì)胞主要要求無機(jī)氮。多數(shù)情況下將有機(jī)氮源和無機(jī)氮源配合使用才能取得較好的效果。例如黑曲霉酸性蛋白酶生產(chǎn)，只用銨鹽或硝酸鹽為氮源時(shí)，酶產(chǎn)量僅為有胨時(shí)的 30%。只用有機(jī)氮源而不用無機(jī)氮源時(shí)產(chǎn)量也低，故 一般除使用高濃度有機(jī)氮源外尚需添加 1%~3%的無機(jī)氮源 。 重要 ? （ 3） 碳氮比 ? 在微生物酶生產(chǎn)培養(yǎng)基中碳源與氮源的比例是隨生產(chǎn)的 酶類 、 生產(chǎn)菌株 的性質(zhì)和 培養(yǎng)階段 的不同而改變的。 ? 一般蛋白酶 (包括酸性、中性和堿性蛋白酶 ) 生產(chǎn) 采用碳氮比低 的培養(yǎng)基比較有利，例如黑曲霉 采用由豆餅粉 %、玉米粉 %、魚粉 %。NH4Cl 1%、 CaCl2 %、 Na2HP04 %、豆餅石灰水解液 10%組成的培養(yǎng)基； 重要 ? 淀粉酶 (包括 α－淀粉酶、糖化酶、 β－淀粉酶等 )生產(chǎn)的碳氮比一般比蛋白酶生產(chǎn)略高 ，例如枯草桿菌TUD127α－淀粉酶生產(chǎn)采用由豆餅粉 4 %、玉米粉 8 %、Na2HP04 %、 (NH4)2SO4 %、 CaCl2 %組成的培養(yǎng)基。而在淀粉酶生產(chǎn)中糖化酶生產(chǎn)培養(yǎng)基的碳氮比是最高的。以上是蛋白酶和淀粉酶生產(chǎn)培養(yǎng)基碳氮比的一般規(guī)律，但是由于菌種很多而其性質(zhì)各異。很難說都是符合上述規(guī)律的。 重要 ? 在微生物酶生產(chǎn)過程中， 培養(yǎng)基的碳氮比 也因 培養(yǎng)過程 不同而異。例如種子培養(yǎng)時(shí)，為了適應(yīng)菌體生長繁殖的需要，要求提供合成細(xì)胞蛋白質(zhì)的氮多些，容易利用的氮源的比例大些， 種子培養(yǎng)基的碳氮比一般要比發(fā)酵培養(yǎng)基低些 。發(fā)酵時(shí)，不同發(fā)酵階段要求的碳氮比也是不同的。例如在枯草桿菌 BF－ 7658生產(chǎn) α－淀粉酶的發(fā)酵過程中，發(fā)酵前期要求培養(yǎng)基的碳氮比適當(dāng)降低，以利菌體生長繁殖，發(fā)酵中后期要求培養(yǎng)基的碳氮比適當(dāng)提高，以促進(jìn)淀粉酶的生成。 重要 ? （ 4） 無機(jī)鹽 ? 微生物酶生產(chǎn)和其他微生物產(chǎn)品生產(chǎn)一樣，培養(yǎng)基中需要有 磷酸鹽及硫、鉀、鈉、鈣、鎂等元素存在 。在酶生產(chǎn)中常以磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀等磷酸鹽作為磷源，以硫酸鎂為硫源和鎂源。鈣離子對淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等多種酶的活性有十分重要的穩(wěn)定作用，例如在無Ca2+存在時(shí)灰色鏈霉菌中性蛋白酶只在 pH7~，當(dāng)有 Ca2+存在時(shí)穩(wěn)定 pH范圍可以擴(kuò)大到 5～ 7。 鈉離子有控制細(xì)胞滲透壓使酶產(chǎn)量增加的作用 ，酶生產(chǎn)的培養(yǎng)基中有時(shí)以磷酸氫二鈉及硝酸鈉等形式加入，例如米曲霉 α－淀粉酶生產(chǎn)，添加適量的硝酸鈉以促進(jìn)酶生產(chǎn)。 ? 在天然培養(yǎng)基中，一般微量元素不必另外加入，但也有一些例外。如玉米粉、豆粉為碳源時(shí)，添加 100 ppm Co2+和 Zn2+，放線菌 166蛋白酶活力可增加 70%～ 80%。 重要 ? （ 5）生長因子 ? 微生物還需一些微量的像維生素一類的物質(zhì)，才能正常生長發(fā)育，這類物質(zhì)統(tǒng)稱生長因子 (或生長素 )。其中包括 某些氨基酸、維生素、嘌呤或嘧啶等 。酶制劑生產(chǎn)中所需的生長因子，大多是由天然原料提供，如玉米漿、麥芽汁、豆芽汁、酵母膏、麩皮、米糠等。玉米漿中一般含有生長素 32~128mg / mL。 重要 ? （ 6） 產(chǎn)酶促進(jìn)劑 ? 產(chǎn)酶促進(jìn)劑 是指在培養(yǎng)基中添加某種少量物質(zhì)，能顯著提高酶的產(chǎn)率，這類物質(zhì)稱為產(chǎn)酶促進(jìn)劑。 ? 產(chǎn)酶促進(jìn)劑大體上分為兩種： 一是誘導(dǎo)物 ， 二是表面活性劑 。表面活性劑，如吐溫－ 80的濃度為 %時(shí)