第三章酶的生产 第一节菌种选育 第二节酶的生产方式 第三节培养基 第四节灭菌 ☆第五节发酵过程的控制 第六节酶的工业提取 第七节酶的改造与模拟
第三章 酶的生产 ❖第一节 菌种选育 ❖第二节 酶的生产方式 ❖第三节 培养基 ❖第四节 灭菌 ❖第五节 发酵过程的控制 ❖第六节 酶的工业提取 ❖第七节 酶的改造与模拟
第一节菌种选育 菌样采集 二富集 菌种纯化和分离 ■四新种性能的测试 五高产菌株的选育 ■1诱变育种 ■2基因重组育种
第一节 菌种选育 一 菌样采集 二 富集 三 菌种纯化和分离 四 新种性能的测试 五 高产菌株的选育 1 诱变育种 2 基因重组育种
第二节酶的生产方式 ■固体发酵法又称为麸曲培养法,该法是利用麸 皮和米糠为主要原料,添加豆饼等,加水拌成 半固体状态,供微生物生长和产酶用。适合于 霉菌酶的生产。常用的有浅盘法、转桶法和厚 层通气法 ■液体发酵法 有液体表面发酵和液体深层发酵,后者常用
第二节 酶的生产方式 固体发酵法又称为麸曲培养法，该法是利用麸 皮和米糠为主要原料，添加豆饼等，加水拌成 半固体状态，供微生物生长和产酶用。适合于 霉菌酶的生产。常用的有浅盘法、转桶法和厚 层通气法。 液体发酵法 有液体表面发酵和液体深层发酵，后者常用
固体厚层通气发酵法的工艺流程: 麸皮等原料 试管斜面菌种 拌料 三角瓶曲种 ↓3↓ 蒸料 浅盘曲种 散冷 接种→堆放→放入曲房→摊平→间歇通风培养 连续通风培养 加澄清←酶液←用水抽提←成品曲 促进剂 弃去滤渣 粉碎 ↓木↓ 盐析 粗制酶 于燥 粉碎 精制酶
液体深层通气发酵法的工艺流程 空气进口 试管斜面菌种 除尘器 茄子瓶斜面四种 空气压缩机 孢子悬浮液 种子罐培养 ↓ 贮气罐 r-发酵罐培养 次冷却 酶的预处理一→盐析一→沉淀 过滤 粗粉碎 油水分离器 盐析喷雾干燥喷雾造粒超滤 烘干 浓 次冷却沉淀混酶粉测成品活力 细粉碎 ↓(或机械 去雾器过滤测成品活力成品浓缩) 过筛 烘干成品粗制酶测成品混酶粉 加热 粉碎糟制酶 测成品活力 成品 总过滤器 测成品活力 成品 (浓缩酶液)↓ 分过滤器一 制酶 [粗制酶
第三节培养基 培养基是供微生物生长、繁殖和代谢的需 要及合成酶的营养物质。培养基成分和配比合 适与否。对微生物的生长、酶的生物合成和提 取工艺,甚至最后对成品的产量和质量都会 生相当大的影响。良好的培养基配比可以充分 发挥生产菌种合成酶的能力,使之获得最大的 生产效果。一个优良的发酵培养基,通常要经 过长期生产实践的考验,并不断予以改进才能 确立。而且培养基的配比,决不是一成不变的 它随着生产实践的不断进展、原料来源及成本 菌种不断更新与发酵条件的不断改进而随时加 以调整或改变
第三节 培养基 培养基是供微生物生长、繁殖和代谢的需 要及合成酶的营养物质。培养基成分和配比合 适与否。对微生物的生长、酶的生物合成和提 取工艺，甚至最后对成品的产量和质量都会产 生相当大的影响。良好的培养基配比可以充分 发挥生产菌种合成酶的能力，使之获得最大的 生产效果。一个优良的发酵培养基，通常要经 过长期生产实践的考验，并不断予以改进才能 确立。而且培养基的配比，决不是一成不变的， 它随着生产实践的不断进展、原料来源及成本、 菌种不断更新与发酵条件的不断改进而随时加 以调整或改变
培养基的营养要求 ■水、碳源、氮源、无机盐和生长素,它们被称 为微生物培养基的五要素 ■1.水培养基需要以水为介质,微生物的生长 必须有水,水是组成微生物细胞的主要成份 水在培养基中的主要功用有: (1)水是良好的溶剂 ■(2)水是生活细胞中一切反应的媒介物 (3)水能维持细胞中的渗透压 ■(4)水是热的良好导体 ■发酵所用的水主要为自来水,还有深井水和江 河水等
一、培养基的营养要求 水、碳源、氮源、无机盐和生长素，它们被称 为微生物培养基的五要素。 1.水 培养基需要以水为介质，微生物的生长 必须有水，水是组成微生物细胞的主要成份。 水在培养基中的主要功用有： （1）水是良好的溶剂。 （2）水是生活细胞中一切反应的媒介物。 （3）水能维持细胞中的渗透压。 （4）水是热的良好导体。 发酵所用的水主要为自来水，还有深井水和江 河水等
■2.碳源 碳源是用来供给微生物细胞生命活动所需要的能量 和构成菌体细胞以及各种代谢产物的物质基础(代谢产 物中的碳架)。因此,碳源不仅需要量大,而且是主要 的营养要素,是酶制剂发酵的主要原料之一。大量的农 副产物是主要的有机碳原料。微生物的营养类型不同, 对碳源要求也不同 ■3.氮源 氮源是组成蛋白质和核酸的主要元素。微生物细胞 的原生质是由蛋白质、核酸、脂类和水组成的,酶自身 亦为蛋白质。因此,氮源是必不可少的重要原料。氮的 来源可分为无机氮(硫酸氨、尿素等)和有机氮,豆饼 花生饼粉等农副产物则是常用的有机氮源,其他还有鱼 粉,蛋白陈等
2.碳源 碳源是用来供给微生物细胞生命活动所需要的能量 和构成菌体细胞以及各种代谢产物的物质基础（代谢产 物中的碳架）。因此，碳源不仅需要量大，而且是主要 的营养要素，是酶制剂发酵的主要原料之一。大量的农 副产物是主要的有机碳原料。微生物的营养类型不同， 对碳源要求也不同。 3．氮源 氮源是组成蛋白质和核酸的主要元素。微生物细胞 的原生质是由蛋白质、核酸、脂类和水组成的，酶自身 亦为蛋白质。因此，氮源是必不可少的重要原料。氮的 来源可分为无机氮（硫酸氨、尿素等）和有机氮，豆饼、 花生饼粉等农副产物则是常用的有机氮源，其他还有鱼 粉，蛋白陈等
■4无机盐和微量元素 ■主要元素-磷、硫、镁、钾、钙等 ■微量元素一铁、锰、锌、铜等 ■5生长因子和产酶促进剂 ■凡能调节微生物代谢活动的徼量有机物,都 称为生长因子,一般指B族维生素 ■如果添加少量物质,就能显著增加酶的产量, 这些物质通常称为产酶促进剂。大部分是诱 导物或者表面活性剂。诱导剂一般是底物或 者底物类似物
4.无机盐和微量元素 主要元素--磷、硫、镁、钾、钙等。 微量元素—铁、锰、锌、铜等。 5.生长因子和产酶促进剂 凡能调节微生物代谢活动的微量有机物，都 称为生长因子，一般指B族维生素。 如果添加少量物质，就能显著增加酶的产量， 这些物质通常称为产酶促进剂。大部分是诱 导物或者表面活性剂。诱导剂一般是底物或 者底物类似物
■二、培养基的种类 ■1斜面培养基能够使菌种生长繁殖快、健壮,不容易 引起菌种变异。 ■2种子培养基供菌种生长和繁殖用。营养要丰富和完 全,但营养物质的浓度又不可以太高,以免影响种子 的质量,因为种子的质量是决定发酵成败的关键之 ■3发酵培养基供菌种生长和发酵产物合成用,要求营 养适当丰富和完全,适合菌种的生理特性和要求,使 菌种迅速生长、健壮,能在较短的周期内发挥产酶菌 合成发酵产物的能力;同时要注意成本和粮耗。发酵 培养基还要配合发酵装备、培养工艺和通气搅拌性能 而选择
二、培养基的种类 1 斜面培养基 能够使菌种生长繁殖快、健壮，不容易 引起菌种变异。 2 种子培养基 供菌种生长和繁殖用。营养要丰富和完 全，但营养物质的浓度又不可以太高，以免影响种子 的质量，因为种子的质量是决定发酵成败的关键之一。 3 发酵培养基 供菌种生长和发酵产物合成用，要求营 养适当丰富和完全，适合菌种的生理特性和要求，使 菌种迅速生长、健壮，能在较短的周期内发挥产酶菌 合成发酵产物的能力；同时要注意成本和粮耗。发酵 培养基还要配合发酵装备、培养工艺和通气搅拌性能 而选择