微生物酶制劑生產工藝及其在食品工業(yè)中的應用-在線瀏覽
2025-01-28 19:38本頁面
【正文】 好氣菌。概括地說，酶的生產方法有提取法、發(fā)酵法 和 化學合成法 三種。它采用各種技術，直接從動植物或微生物的細胞或組織中將酶提取出來。 ?發(fā)酵法是 20世紀 50年代以來生產酶的主要方法。 發(fā)酵法一般包括 固體發(fā)酵、液體深層發(fā)酵、固定化細胞發(fā)酵 和原生質體發(fā)酵 等多種方式。 ? 種選擇 微生物 發(fā) 酵生 產 酶的方法同其他 發(fā) 酵行 業(yè)類似， 首先必 須選擇 合適的 產 酶菌株 ，然后采用適當 的培 養(yǎng) 基和培 養(yǎng) 方式 進 行 發(fā) 酵 ，使微生物生 長繁殖 并 合成大量所需的酶，最后 將 酶 分離 純 化 制成一定的酶制 劑 。但并不是所有的細胞都能用于酶的發(fā)酵生產。高產細胞可以通過篩選、誘變、或采用基因工程、細胞工程等技術而獲得；容易培養(yǎng)和管理，要求產酶細胞容易生長繁殖，并且適應性較強，易于控制，便于管理。一旦細胞退化，要經過復壯處理，使其恢復產酶性能。 ?安全可靠 要使用的細胞及其代謝物安全無毒，不會影響生產人員和環(huán)境，也不會對酶的應用產生其它不良的影響。為此，除了選擇性能優(yōu)良的產酶細胞以外，還必須滿足細胞生長、繁殖和發(fā)酵產酶的各種工藝條件，并要根據發(fā)酵過程的變化進行優(yōu)化控制。經過對原料發(fā)酵前處理，在一定的培養(yǎng)條件下微生物進行生長繁殖代謝產酶。同時還具有原料簡單、不易污染、操作簡便、酶提取容易、節(jié)省能源等優(yōu)點。 2) 液體培養(yǎng)法 液體培養(yǎng)法的優(yōu)點是：占地少、生產量大、適合機械化作業(yè)、發(fā)酵條件容易控制、不易污染，還可大大減輕勞動強度。 3) 產酶條件的控制 （ 1）培養(yǎng)基 培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分是微生物發(fā)酵產酶的原料，主要是 碳源、氮源 ，其次是 無機鹽、生長因子 和 產酶促進劑 等。 ? 當前酶制劑生產上使用的菌種大都是只能利用 有機碳 的異養(yǎng)型微生物。 ?不同的細胞對各種碳源的利用差異很大，所以在配制培養(yǎng)基時應根據不同細胞的不同要求而選擇合適的碳源。盡量選用具有誘導作用的碳源，盡量不用或少用有分解代謝物阻遏作用的碳源。 ? ② 氮源 ? 氮是生物體內各種含氮物質，如氨基酸、蛋白質、核苷酸、核酸等的組成成分。 – 不同的細胞對各種氮源的要求各不相同，應根據要求進行選擇和配制。 多數(shù)情況下將有機氮源和無機氮源配合使用才能取得較好的效果。只用有機氮源而不用無機氮源時產量也低，故一般除使用高濃度有機氮源外尚需添加 1%~3%的無機氮 源 。 ? 一般蛋白酶 (包括酸性、中性和堿性蛋白酶 ) 生產采用碳氮比低的培養(yǎng)基比較有利，例如黑曲霉 白酶生產采用由豆餅粉 %、玉米粉 %、魚粉%。而在淀粉酶生產中糖化酶生產培養(yǎng)基的碳氮比是最高的。很難說都是符合上述規(guī)律的。例如種子培養(yǎng)時，為了適應菌體生長繁殖的需要，要求提供合成細胞蛋白質的氮多些，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。例如在枯草桿菌 BF－ 7658生產 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)基的碳氮比適當提高，以促進淀粉酶的生成。在酶生產中常以磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀 等磷酸鹽作為磷源，以 硫酸鎂 為硫源和鎂源 。鈉離子有控制細胞滲透壓使酶產量增加的作用，酶生產的培養(yǎng)基中有時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，添加適量的硝酸鈉以促進酶生產。如玉米粉、豆粉為碳源時，添加 100 ppm Co2+和Zn2+，放線菌 166蛋白酶活力可增加 70%80%。其中包括某些氨基酸、維生素、嘌呤或嘧啶等。玉米漿中一般含有生長素 32128mg / mL。產酶促進劑大體上分為兩種： 一是 誘導物 ，二是 表面活性劑 。 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 。離子型的表面活性劑對微生物有害。此外各種產酶促進劑的效果還受到菌種，種齡、培養(yǎng)基組成的影響。 ? (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、發(fā)酵中通風、攪拌速度的變化而變化的。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。 – 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。 – 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。據報道，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，
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