【正文】 酶的最適水解溫度 （ 50℃ ） 一致。 ② 纖維素酶糖化時存在的問題 纖維素酶糖化纖維素的最大困難：糖化速度 “慢” 原因：３點(diǎn) ： 結(jié)晶；木質(zhì)素 =“絕緣層” 解決：粉碎；堿處理 ： β糖苷酶活性最低 解決：高酶活菌種選育 ： 纖維二糖； G；木糖 當(dāng)木糖濃度５％，對纖維素的抑制率達(dá)到 10％ 解決：解除反饋抑制：混菌發(fā)酵 ③解決辦法： 解除纖維二糖、 G及木糖引起的抑制作用的途徑： 設(shè)法“移走 G” ：降低水解液中小分子糖的濃度 實(shí)例： 水解產(chǎn)糖 發(fā)酵耗糖 同步進(jìn)行 采用 “糖化 +發(fā)酵” 工藝：在酒精發(fā)酵生產(chǎn)中，用發(fā)酵 G形成乙醇的方法，降低糖化液中 [G]。 不溶性纖維素 是怎樣完成誘導(dǎo)的尚不清楚。 類似淀粉酶中的 β 淀粉酶 ：二糖外切 Cx酶： 相當(dāng)于淀粉酶中的 α淀粉酶 內(nèi)切酶，任意內(nèi)斷型，將纖維素長鏈切斷，形成短鏈 Cx酶可為 C1提供更多的非還原必性末端。 ①酶法糖化：纖維素酶： ： 細(xì)菌、放線菌、 霉菌 及擔(dān)子菌都能產(chǎn)生纖維素酶。 有效的化學(xué)處理劑： NaOH, 醇 NaOH，醇 酸，Na2SNaOH(復(fù)合液處理效果最佳 )； 堿處理： 降低結(jié)晶度 ； 溶解木質(zhì)素 （類似造紙工業(yè)堿法處理）； 問題： 環(huán)境污染！ 解決方法：堿法造紙黑液生產(chǎn)腐殖酸！ ③ 微生物處理： 效果不佳 ，但酶活低； （木腐菌）分解木質(zhì)素的能力較強(qiáng) 白腐菌分泌的 胞外氧化酶 能將木質(zhì)素分子的某些鍵打開。 ： “爆米花” 采用物理法 增大纖維素酶與纖維素的接觸面 。糖化效果與粉碎度有關(guān)。 要提高纖維素的糖化速度，必須： ①將天然纖維素粉碎 : 增加比表面，球磨機(jī)等，能耗高 ②除去木質(zhì)素： 除掉纖維素外部 “絕緣層” ，使酶能與纖維素接觸 ③破壞纖維素的晶態(tài)結(jié)構(gòu)： 總目的：增加酶與纖維素的接觸面 除去木質(zhì)素后， → 纖維素與酶的有效接觸面積增大→ 糖化明顯加速 糖化速度 =f（結(jié)晶度，有效比表面，內(nèi)部孔隙及其分布，聚合度等）。 二 .纖維素 中國： 10億 t/a纖維物質(zhì)；全球更多。 ④淀粉酶的性質(zhì)： ，各種淀粉酶含量不同 : 米曲霉： α 淀粉酶多，不耐酸，其它 3種酶少； 黑曲霉： α 淀粉酶少，耐酸性強(qiáng)，其它 3種酶多； 枯草桿菌： α 淀粉酶多，其它 3種酶少；耐熱（ 75～ 105℃ ） ，來源不同時，生化性質(zhì)不同 : 如不同來源的糖化酶對淀粉的分解程度不同 不同淀粉酶產(chǎn)生菌酶組成比較 產(chǎn)生菌 α 淀粉酶量 其它 3種淀粉酶量 α －淀粉酶耐酸性 １ 米曲霉 多 +++ 少 + 弱 ２ 黑曲霉 少 + 多 +++ 強(qiáng) ３ 枯草桿菌 多 +++ 少 + 耐熱 ⑤ 非發(fā)酵糖的形成 “葡萄糖轉(zhuǎn)移糖苷酶” ：可使 G與 G，或 G與麥芽糖 進(jìn)行 1， 6鍵結(jié)合，生成 異麥芽糖 等 非發(fā)酵糖 。 ： 功能： 打開 α 1， 4糖苷鍵，產(chǎn)生 葡萄糖 直鏈淀粉水解產(chǎn)物： G 作用：每次切下一個“ G” 單元， → 生成 G，不生成麥芽糖。 [唾液、胰臟、麥芽里也含有 α淀粉酶 ]。 上述副反應(yīng)導(dǎo)致葡萄糖的 無效化 。 優(yōu)點(diǎn)： 水解速度快，應(yīng)用普遍 應(yīng)用： AA發(fā)酵，核苷酸發(fā)酵均采用此法。 注意： 量多時有毒性，應(yīng) 流加 。 ： 機(jī)理不清，但效果明顯。培養(yǎng)基中需加入： 實(shí)例： 青霉素 G/V合成： 苯乙酸 /苯氧乙酸 。H 2O 許多抗生素發(fā)酵中通 NH3， 注意： NH3時防止局部 過堿 ： 少量多次，加強(qiáng)攪拌； 除菌： 因?yàn)榘彼泻写罅磕蛪A微生物 → 引起污染。 ② 含氮生理酸堿性鹽： 引起 pH變化 A.（ NH4） 2SO4 ： NH4+利用 ， SO42+2H+→H 2SO4, pH下降（生理酸性鹽） ： NO3利用 → Na++OH→NaOH ， pH上升（生理堿性鹽） 生理酸、堿性鹽配合理使用： 矯正 pH，意義重大 實(shí)例： ：加 NaNO3， → 菌體粗壯、培養(yǎng)時間短、糖化力高，酶活性強(qiáng)。 ④尿素： 成分單一，無上述復(fù)雜有機(jī) N的作用。 玉米來源、加工方法不同，漿之化學(xué)成分不同 ③ 酵母膏、蛋白胨、魚粉、蠶蛹粉，血粉： 對不同微生物有不同的生物效應(yīng)。 “坐享其成” 產(chǎn)地、加工方法均影響餅粉的物質(zhì)組成：！?。? 低溫壓榨： 4050℃ ； 中溫壓榨： 8090℃ ； 高溫壓榨： ≥ 100℃ ； 溶媒浸出： ②玉米漿 生產(chǎn)玉米淀粉、酒精發(fā)酵的副產(chǎn)物，其中固體含量達(dá) 50%左右，還含有較多有機(jī)酸， pH≈ 。 、繁殖所需 N素： → 細(xì)胞建造 ； “目的產(chǎn)物”所需 N素： → 產(chǎn)物成分 “目的產(chǎn)物”所需“ 前體、調(diào)節(jié)物 ”： → 有機(jī) N源在工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基中十分重要！ N源 ① .餅粉類 ：黃豆餅粉，花生餅粉，棉籽餅粉，玉米漿，蛋白胨，酵母粉，魚粉，蠶蛹粉等。原因： CH3COONa+2O2→2CO 2↑+H2O+NaOH → 不同 C源在降解氧化時，對 pH的影響不同： →pH 下降： 供 O2不足條件下； /脂 → pH下降： 供 O2不足條件下； 鹽 → pH上升 ： Na++OH→ NaOH ： C14C18： 可用于有機(jī)酸、 AA、維生素、酶制劑生產(chǎn)。 注意事項(xiàng)： 培養(yǎng)基中淀粉含量大于 %時，易結(jié)塊，應(yīng)該先用淀粉酶 糊化液化 ，然后再混合，配制、滅菌。 糖蜜分為甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜兩種，成分不同，使用時要查閱有關(guān)資料。 167。 ② 含有目標(biāo)代謝產(chǎn)物合成必需的前體、活性因子： ③ 培養(yǎng)基要適當(dāng)豐富與完全： 防止 “大量速效養(yǎng)分抑制次級代謝產(chǎn)物合成” “兩快、兩多” 菌體： 生長快而健壯，細(xì)胞數(shù)量多： 目的： 代謝產(chǎn)物合成速度快，數(shù)量多： 四 .培養(yǎng)基類型的其他分法 （ 一 ） .按純度劃分 ： 生理研究，用化學(xué)試劑配； ： 用植物、動物或微生物等天然有機(jī)材料或農(nóng)副產(chǎn)品下腳料配制。 發(fā)酵級數(shù) 依據(jù)的 3大原則： ①菌種的性質(zhì) （ 孢子數(shù)、孢子發(fā)芽率及生長率）： 單位體積或重量的孢子 濃度大、發(fā)芽快、生長快的菌種，發(fā)酵級數(shù)少，否則，級數(shù)多； ②發(fā)酵罐中種子的最低接種量： 接種量少者，級數(shù)少；否則，級數(shù)多（多次繁殖才能得到足夠的接種量）； ③種子罐容積（ V1）與發(fā)酵罐的容積（ V2）比 ： 容積差異或 V2/V1比值愈大，級數(shù)愈多。 ： ① C、 N源物質(zhì)： 不宜過多，尤其是 C源，多了易引起 pH波動； ②無機(jī)鹽濃度： 亦要適當(dāng)控制，以免引起菌種特性變化。 ： 能用于工業(yè)生產(chǎn)的微生物培養(yǎng)基 二 .確定培養(yǎng)基組成的原則??！ 有利于細(xì)胞快速繁殖；有利于積累大量的發(fā)酵產(chǎn)物。 發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基概述 一 .概念