微生物發(fā)酵產(chǎn)酶(存儲(chǔ)版)
【正文】 ↓ ↓ ↓ 培養(yǎng) 配制培養(yǎng)基 ↓ (滅菌 ) [ 發(fā)酵液 ] [ 成品曲 ] ↓ ↓ ↓ 下游加工 {液態(tài)酶制劑 } ↓ {固體粗酶制劑 } {各種精制酶制劑 } 酶發(fā)酵生產(chǎn)的一般工藝流程圖 一、生產(chǎn)種子的制備 生產(chǎn)種子： 由原始保藏菌種，經(jīng)過(guò) 活化 ， 擴(kuò)大培養(yǎng) ，用于發(fā)酵罐接種的大量菌體。 碳源 、 氮源 、 無(wú)機(jī)鹽 、 生長(zhǎng)因素 、 水 等。 基本功能：構(gòu)成細(xì)胞的成分； 構(gòu)成酶產(chǎn)品的組分； 作為酶的激活劑。 例： 醬油曲霉生產(chǎn)蛋白酶， 28℃ 時(shí)蛋白酶產(chǎn)量比在 40 ℃ 條件下高 2~4倍，在 20℃ 條件下發(fā)酵，則蛋白酶產(chǎn)量更高，但細(xì)胞生長(zhǎng)速率較慢。 黑曲霉 α淀粉酶 糖化酶 pH值中性 ↑ ↓ pH值偏酸性 ↓ ↑ （ 4）影響 pH值的因素 ① 一般來(lái)說(shuō)，培養(yǎng)基成分中 C/N比高 ，發(fā)酵液傾向于 酸性 ，pH低； C/N比低 ，發(fā)酵液傾向于 堿性 ， pH高。 濕度的調(diào)節(jié)控制 用固體培養(yǎng)基生產(chǎn)酶制劑時(shí)，一般前期濕度低些，培養(yǎng)后期濕度大些，有利于產(chǎn)酶。 （二）控制阻遏物的濃度 解除終產(chǎn)物阻遏的方法 降低培養(yǎng)基中酶作用產(chǎn)物的濃度； 添加終產(chǎn)物的類(lèi)似物。 。 誘導(dǎo)物的濃度： 必須控制在適當(dāng)濃度。微生物一般只能利用溶解氧。 （ 2） 微生物生長(zhǎng)的最適 pH值與產(chǎn)酶最適 pH值往往不同。 發(fā)酵培養(yǎng)： 是供菌種生長(zhǎng)繁殖和發(fā)酵產(chǎn)物合成之用。 來(lái)源：① 有機(jī)氮 ：常利用農(nóng)副產(chǎn)品的籽實(shí)榨油后的副產(chǎn)品，如豆餅、花生餅、菜子餅等； ② 無(wú)機(jī)氮 ：含氮的無(wú)機(jī)化合物，如（ NH4） 2SONH4NO3 、 NaNO3和（ NH4） 3PO4等。 擴(kuò)大培養(yǎng)應(yīng)注意的事項(xiàng)： （ 1）盡量 減少傳代次數(shù) ，以降低菌種衰退和污染的可能性； （ 2）培養(yǎng)基成分一般應(yīng)比發(fā)酵培養(yǎng)基的 氮源 豐富； （ 3）培養(yǎng)時(shí)間一般控制在微生物生長(zhǎng)的 對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期 ，及時(shí)接入下一級(jí)培養(yǎng)或發(fā)酵罐； （ 4）嚴(yán)格控制 培養(yǎng)條件 （ pH、溫度、通氣量等），加強(qiáng)培養(yǎng)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 現(xiàn)代酶制劑的大規(guī)模生產(chǎn)以 液體深層發(fā)酵法 為主。 酵母 啤酒酵母 ：丙酮酸脫羧酶、醇脫氫酶等。在氣生菌絲上產(chǎn)生簡(jiǎn)單的長(zhǎng)而直立的分生孢子梗 , 分生孢子為球形至卵形 ,呈綠色 ,藍(lán)色或黃色 ,即通常看到的各種青霉菌落特有的顏色。 ? 據(jù)統(tǒng)計(jì)，在 550種酶制劑中有近 1/3是霉菌產(chǎn)生的。 放線菌產(chǎn)酶舉例 鏈霉菌： 葡萄糖異構(gòu)酶、青霉素酰化酶、纖維素酶、堿性蛋白酶、中性蛋白酶、幾丁質(zhì)酶等。 ? 應(yīng)用：有機(jī)酸 (食醋等）葡萄糖異構(gòu)酶 (高果糖漿 ) 枯草芽孢桿菌（ Bacillus subtilis） ? 直狀、近直狀的桿菌，周生或側(cè)生鞭毛， 革蘭氏陽(yáng)性，無(wú)莢膜。 選擇與改造 第二節(jié) 產(chǎn)酶微生物的特點(diǎn) 用于酶發(fā)酵生產(chǎn)的微生物必需具備的條件： （ 1）酶的產(chǎn)量高 （ 2）容易培養(yǎng)和管理 （ 3）產(chǎn)酶穩(wěn)定性好 （ 4）利于酶的分離純化 （ 5）安全可靠 新開(kāi)發(fā)的酶必須按規(guī)定進(jìn)行下表的各項(xiàng)檢查 項(xiàng)目 試驗(yàn)動(dòng)物 急性中毒 鼠 ,大白鼠 口服 4周 大白鼠 12月 狗 致癌試驗(yàn) :24月 兩重嚙齒動(dòng)物 畸胚組織發(fā)生試驗(yàn) (24月 ) 兩重嚙齒動(dòng)物 生產(chǎn)病原性試驗(yàn) 四種動(dòng)物 皮膚刺激性試驗(yàn) (膚 ,眼 ) 兔子 ,人 抗原性 人 （一）常用的產(chǎn)酶微生物 細(xì)菌 大腸桿菌 （ Escherichia coli） 形態(tài)：桿狀，革蘭氏陰性，運(yùn)動(dòng)或不運(yùn)動(dòng)，無(wú)芽孢，一般無(wú)莢膜。該類(lèi)型酶所對(duì)應(yīng)的 mRNA穩(wěn)定性很好，可以在細(xì)胞生長(zhǎng)進(jìn)入平衡期后的相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)行酶的生物合成。 （ 2）該酶對(duì)應(yīng)的 mRNA是相當(dāng)穩(wěn)定 的。大部分組成酶和部分誘導(dǎo)酶的生物合成屬于同步合成型。 結(jié)構(gòu)基因（ Structural gene） : 決定某一多肽的 DNA模板，與酶有各自的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中的遺傳信息可轉(zhuǎn)錄為 mRNA，再翻譯為蛋白質(zhì)。 優(yōu)點(diǎn)：細(xì)胞密度高，可反復(fù)使用，利于產(chǎn)品分離純化 缺點(diǎn)：需要特殊的固定化細(xì)胞反應(yīng)器，只適用胞外酶生產(chǎn) 固定化原生質(zhì)體發(fā)酵（
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