微生物酶制劑生產(chǎn)工藝及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-01-14 19:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 %、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。 – 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。 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 ，當(dāng)有 Ca2+存在時(shí)穩(wěn)定 pH范圍可以擴(kuò)大到 57。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%。 ? 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 32128mg / mL。 ? 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)能增加許多酶的產(chǎn)量。 表面活性劑能增加細(xì)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(hù)酶的活性 。生產(chǎn)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(chǎn)中所用的表面活性劑還須對人、畜無害。此外各種產(chǎn)酶促進(jìn)劑的效果還受到菌種，種齡、培養(yǎng)基組成的影響。酶的發(fā)酵生產(chǎn)中發(fā)酵效果除了受到菌種產(chǎn)酶性能的影響外，還受到發(fā)酵溫度、 pH、溶氧量等條件的影響。 ? (2) 培養(yǎng)條件 ① 發(fā)酵溫度 – 發(fā)酵溫度的變化主要隨著微生物代謝反應(yīng)、發(fā)酵中通風(fēng)、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(xì)胞物質(zhì)和酶時(shí)的生化反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)；培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)被大量分解時(shí)的生化反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。發(fā)酵初期合成反應(yīng)吸收的熱量大于分解反應(yīng)放出的熱量，發(fā)酵液需要升溫。當(dāng)菌體繁殖旺盛時(shí)，情況則相反，發(fā)酵液溫度就自行上升，加上通風(fēng)攪拌所帶來的熱量，這時(shí)，發(fā)酵液必須降溫，以保持微生物生長繁殖和產(chǎn)酶所需的適宜溫度。 – 微生物生長繁殖和產(chǎn)酶的最適溫度隨著菌種和酶的性質(zhì)不同而異，生長繁殖和產(chǎn)酶的最適溫度往往不一致。一般細(xì)菌為 37 ℃ ，霉菌和放線菌為 2830 ℃ ，一些嗜熱微生物需在 40~50 ℃ 下生長繁殖，如紅曲霉生長溫度 3537℃ ，而生產(chǎn)糖化酶的最適溫度為 3740 ℃ 。 – 在酶生產(chǎn)中，為了有利于菌體生長和酶的合成，也有進(jìn)行變溫生產(chǎn)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(jìn)行培養(yǎng)，蛋白酶產(chǎn)量比不升溫者高 66%。據(jù)報(bào)道，酶生產(chǎn)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(jìn)行 α －淀粉酶生產(chǎn)時(shí)，在 55 ℃ 培養(yǎng)所產(chǎn)生的酶的穩(wěn)定性比 35 ℃ 好。 – 種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基的 pH直接影響酶的產(chǎn)量和質(zhì)量。在發(fā)酵過程中，微生物不斷分解和同化營養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)排出代謝產(chǎn)物。由于這些產(chǎn)物都與 pH有直接關(guān)系，因此發(fā)酵液 pH在不斷發(fā)生變化。生產(chǎn)上根據(jù) pH的變化情況常作為生產(chǎn)控制的根據(jù)
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