微生物酶制劑生產(chǎn)工藝及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用-文庫吧資料
2024-12-31 19:38本頁面
【正文】 液 pH過高時用糖或淀粉來調(diào)節(jié)， pH過低時，通過氮調(diào)節(jié)。 – 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低；C/N低，發(fā)酵液傾向于堿性， pH高。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。 – 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。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(chǎn)量比不升溫者高 66%。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 ℃ 。當(dāng)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(fēng)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(chǎn)酶所需的適宜溫度。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)被大量分解時的生化反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。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。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。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。 – 表面活性劑，如吐溫－ 80的濃度為 %時能增加許多酶的產(chǎn)量。 ? ⑥ 產(chǎn) 酶促 進劑 ? 產(chǎn)酶促進劑是指在培養(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)酶促進劑 。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。 ? 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 )。 ? 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。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+存在時灰色鏈霉菌中性蛋白酶只在 ，當(dāng)有 Ca2+存在時穩(wěn)定 pH范圍可以擴大到 57。 ④ 無機鹽 – 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。 發(fā)酵時， 不同發(fā)酵階段 要求的碳氮比也是不同的。 – 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。 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。 NH4Cl 1%、 CaCl2 %、 Na2HP04 %、豆餅石灰水解液 10%組成的培養(yǎng)基； ?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。 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。 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，酶產(chǎn)量僅為有胨時的 30%。一般來說，動物細(xì)胞要求有機氮，植物細(xì)胞主要要求無機氮。 – 酶制劑生產(chǎn)中的氮源主要有 有機氮源和無機氮 源兩種，常用的 有機氮源 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； 無機氮源 有：(NH4)2SO NH4Cl、 NH4NO (NH4)3P0尿素等。 ?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。 ?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 。有機碳的主要來源有：一是 農(nóng)副產(chǎn)品 中如甘薯、麩皮、玉米、米糠等淀粉質(zhì)原料；二是 野生 的如土茯苓、橡子、石蒜等淀粉質(zhì)原料。 ① 碳源 ? 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，還是菌體生命活動的能量的主要來源。其培養(yǎng)方法有 分批培養(yǎng) 、 流加培養(yǎng) 和 連續(xù)培養(yǎng) 三種，其中前兩種培養(yǎng)法廣為應(yīng)用，后者因污染和變異等關(guān)鍵性技術(shù)問題尚未解決，應(yīng)用受到限制。 缺點是不便自動化和連續(xù)化作業(yè)，占地多、勞動強度大、生產(chǎn)周期長。固體培養(yǎng)法比液體培養(yǎng)法產(chǎn)酶量高。 1) 固體培養(yǎng)法
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