【文章內容簡介】 能增加許多酶的產量 。表面活性劑能增加細胞的通透性，處在氣－液界面改善了氧的傳遞速度，還可以保護酶的活性。生產上常采用非離子型表面活性劑，如聚乙二醇、聚乙烯醇衍生物、植酸類、焦糖、羧甲基纖維素、苯乙醇等。離子型的表面活性劑對微生物有害。用于食品、醫(yī)藥的酶的生產中所用的表面活性劑還須對人、畜無害。 重要 液體深層發(fā)酵 的工藝控制 ? 酶的發(fā)酵生產中發(fā)酵效果除了受到 菌種產酶性能（ 內因 ） 的影響外，還受到 發(fā)酵溫度 、 pH、 溶氧量 等條件的影響。 ? (1) 溫度對產酶的影響 ? 發(fā)酵過程中溫度的變化 主要隨著微生物代謝反應、發(fā)酵中通風、攪拌速度的變化而變化的。 ? 微生物在生長發(fā)育中，不斷地吸收培養(yǎng)基營養(yǎng)成分來合成菌體的細胞物質和酶時的生化反應都是 吸熱反應 ；培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質被大量分解時的生化反應都是 放熱反應 。發(fā)酵初期合成反應吸收的熱量大于分解反應放出的熱量，發(fā)酵液需要升溫。當菌體繁殖旺盛時，情況則相反，發(fā)酵液溫度就自行上升，加上通風攪拌所帶來的熱量，這時，發(fā)酵液必須降溫，以保持微生物生長繁殖和產酶所需的適宜溫度。 ? 微生物生長繁殖和產酶的最適溫度隨著菌種和酶的性質不同而異， 生長繁殖和產酶的最適溫度往往不一致 。一般細菌為 37 ℃ ，霉菌和放線菌為 28～ 30 ℃ ，一些嗜熱微生物需在 40~50 ℃ 下生長繁殖，如紅曲霉生長溫度 35~37℃ ，而生產糖化酶的最適溫度為37～ 40 ℃ 。 ? 在酶生產中，為了有利于菌體生長和酶的合成，也有進行 變溫生產 的。例如以枯草桿菌 ，培養(yǎng)溫度必須從 31 ℃ 逐漸升溫至 40 ℃ ，然后再降溫到 31℃ 進行培養(yǎng)，蛋白酶產量比不升溫者 高 66%。據(jù)報道，酶生產的溫度對酶活力的穩(wěn)定性有影響，例如用嗜熱芽孢桿菌進行 α－淀粉酶生產時，在 55 ℃ 培養(yǎng)所產生的酶的穩(wěn)定性比 35 ℃ 好。 ? (2) pH對產酶的影響 ? 種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基的 pH直接影響酶的產量和質量。在發(fā)酵過程中，微生物不斷分解和同化營養(yǎng)物質，同時排出代謝產物。由于這些產物都與 pH有直接關系，因此發(fā)酵液 pH在不斷發(fā)生變化。 生產上常根據(jù) pH的變化情況作為生產控制的根據(jù)。 ? 一般來說，培養(yǎng)基成分中 碳 /氮 (C/N)比高 ，發(fā)酵液傾向于酸性， pH降低 ； C/N低，發(fā)酵液傾向于堿性， pH升高 。pH的這些變化情況，常常引起細胞生長和產酶環(huán)境的變化，對產酶帶來不利的影響。因此生產中常采用一些控制pH的方法， 通常有 ：添加 緩沖液 維持一定的 pH； 調節(jié)通風量 維持發(fā)酵液的氧化還原電位于一定范圍；調節(jié)培養(yǎng)基的 初始 pH，保持一定的 C / N比；當發(fā)酵液 pH過高時用糖或淀粉來調節(jié)， pH過低時，通過氮調節(jié)。 ? (3) 通風量對產酶的影響 ? 其實通風量的多少應根據(jù)培養(yǎng)基中的 溶解氧 而定。一般來說，在 發(fā)酵初期 ，雖然幼齡細胞呼吸強度大，耗氧多，但由于菌體少， 相對通風量可以少些 ；菌體 生長繁殖旺盛期時 ，耗氧多， 要求通風量大些 ； 產酶旺盛時 的通風量因菌種和酶種而異， 一般需要強烈通風 ；但也有例外，通風量過多反而抑制酶的生成。因此，菌種、酶種、培養(yǎng)時期、培養(yǎng)基和設備性能都能影響通風量，從而影響酶的產量。目前用于酶制劑生產的微生物都為好氣性微生物，生產上普遍采用自動測定和記錄溶解氧的儀表。 ? (4) 攪拌的影響 ? 對于好氣性微生物的深層發(fā)酵，除了需要通氣外，還需要攪拌。 ? 攪拌有利于熱交換、營養(yǎng)物質與菌體均勻接觸，降低細胞周圍的代謝產物，從而有利于新陳代謝；同時可打破空氣氣泡，使發(fā)酵液形成湍流，增加湍流速度， 從而提高溶氧量 ，增加空氣利用率。但攪拌速度主要因菌體大小而異，由于攪拌產生剪切力，易使細胞受損。同時攪拌也帶來一定機械熱，易使發(fā)酵液溫度發(fā)生變化。攪拌速度還與發(fā)酵液黏度有關。 ? (5) 泡沫的影響 ? 發(fā)酵中往往產生較多的泡沫。泡沫的存在 阻礙了 CO2的排除，影響溶氧量 ，同時泡沫過多影響補料，也易使發(fā)酵液溢出罐外造成 跑料 。因此，生產上必須采用消泡措施。一般除了機械消泡外，還可利用消泡劑。消泡劑主要是一些天然的礦物油類、醇類、脂肪酸類、胺類、酰胺類、醚類、硫酸酯類、金屬皂類、聚硅氧烷和聚硅酮，其中以聚甲基硅氧烷最好。我國常用聚氧丙烯甘油醚或泡敵 (聚環(huán)氧丙環(huán)氧乙烷甘油醚 )。理想的消泡劑，其表面相互作用力應低，而且應難溶于水，還不能影響氧的傳遞速率和微生物的正常代謝。 ? (6) 濕度 ?用固體培養(yǎng)基生產酶制劑時，一般前期濕度低些，培養(yǎng)后期濕度大些，有利于產酶。 酶的 分離純化 酶的分離純化工作，是酶學研究的基礎。酶的純化過程，就目前而言，還是一門實驗科學。一個特定酶的提純往往需要通過許多次小實驗進行摸索，沒有通用的規(guī)律可循。酶的純化過程與一般的蛋白質純化過程相比，又有其本身 獨有的特點 ：一是特定的一種酶在細胞中的 含量很少 ，二是酶可以通過測定活力的方法加以 跟蹤 ，前者給純化帶來了困難，而后者卻能使我們迅速找出純化過程的關鍵所在。 酶原料的選擇 ? 一般來說，為了使純化過程容易進行，總是 選擇目的酶含量最多的生物組織 為原料來進行提取純化的。當然，也要考慮原料的來源、取材方便、經(jīng)濟等因素。在分離純化動物 Cu， Zn－SOD(超氧化物歧化酶 )時，一般就以含 Cu， Zn－ SOD很高的動物血球為原材料。 Mn－ SOD主要存在于線粒體中，所以，龍蝦、靈芝草、人體組織適宜于作為提取 Mn－ SOD的原材料。但龍蝦、靈芝草等非常昂貴，人體組織也很難得到，因而，除非是特殊目的的純化，一般不選用這些材料提取酶。 酶的提取 生物組織的破碎 ? 各種生物組織的細胞有著