第三章酶的发酵生产
第三章 酶的发酵生产
第一节酶的生产菌种 ·1.酶发酵生产的细胞必需具备如下条件 ①酶的产量高; ②产酶稳定性好; ③容易培养和管理;发酵周期短,营养需求 简单; ④产物杂质少,利于酶的分离纯化; ⑤安全可靠,非致病性
第一节 酶的生产菌种 • 1．酶发酵生产的细胞必需具备如下条件 ①酶的产量高； ②产酶稳定性好； ③容易培养和管理；发酵周期短，营养需求 简单； ④产物杂质少，利于酶的分离纯化； ⑤安全可靠，非致病性
1.不同类型、植物、动物细胞的特性比较 微生物细胞 植物细胞动物细胞 细菌酵母霉菌 细胞大小 20~300 10~100 倍增时间 025 1.15 2~6.9 20~74 15~100 营养要求 简单 较简单 复杂 细胞壁 有 有,坚硬 无 对剪切力 大多不敏感 敏感很敏感 主要产物醇、有机酸、氨基酸、核苷色素、香激素、疫 酸、抗生素、酶多糖、色素、精、药物苗、单克 菌体 隆抗体
1．不同类型、植物、动物细胞的特性比较 微生物细胞 植物细胞 动物细胞 细菌 酵母 霉菌 细胞大小 1～10 20～300 10～100 倍增时间 025～ 1 1.15～ 2 2～6.9 20～74 15～100 营养要求 简单 较简单 复杂 细胞壁 有 有，坚硬 无 对剪切力 大多不敏感 敏感 很敏感 主要产物 醇、有机酸、氨基酸、核苷 酸、抗生素、酶多糖、色素、 菌体 色素、香 精、药物 激素、疫 苗、单克 隆抗体
动植物细胞培养缺点 ①动植物细胞体积大、对剪切力敏感,要求特 殊生物反应器 动物细胞培养方法:悬浮培养,依附培养,固定 化细胞培养。 植物细胞培养方法:悬浮培养,摇瓶,通用式发 酵罐,气升式、鼓泡式、旋转圆筒式。 ②动植物细胞生长速率、代谢速率低,发酵周 期长,对防止杂菌污染的技术要求高 ③动物细胞营养要求苛刻
动植物细胞培养缺点 • ① 动植物细胞体积大、对剪切力敏感，要求特 殊生物反应器。 动物细胞培养方法：悬浮培养，依附培养，固定 化细胞培养。 植物细胞培养方法：悬浮培养，摇瓶，通用式发 酵罐，气升式、鼓泡式、旋转圆筒式。 • ② 动植物细胞生长速率、代谢速率低，发酵周 期长，对防止杂菌污染的技术要求高。 • ③ 动物细胞营养要求苛刻
2.常见酶发酵生产用微生物 Bacillus subtilis:α-淀粉酶,中性蛋白酶 Esherichia coli(胞内酶):β一半乳糖苷酶,谷氨 酸脱羧酶,天门冬酸酶,苄青霉素酰化酶,限制性 核酸内切酶,DNA聚合酶,DNA连接酶,核酸外切 酶 ° Aspergillus niger:糖化酶,果胶酶,纤维素酶, 半纤维素酶,葡萄糖,氧化酶,酸性蛋白酶,柚苷 酶, Aspergillus oryzae:淀粉酶,中性蛋白酶,果胶酶, 氨基酰化酶、脂肪酶,磷酸二酯酶 尺 rhizopus:糖化酶,转化酶,脂肪酶,酸性蛋白酶, 半纤维素酶
2．常见酶发酵生产用微生物 • Bacillus subtilis：-淀粉酶，中性蛋白酶 • Esherichia coli（胞内酶）：－半乳糖苷酶，谷氨 酸脱羧酶，天门冬酸酶，苄青霉素酰化酶，限制性 核酸内切酶，DNA聚合酶，DNA连接酶，核酸外切 酶 • Aspergillus niger：糖化酶，果胶酶，纤维素酶， 半纤维素酶，葡萄糖，氧化酶，酸性蛋白酶，柚苷 酶， • Aspergillus oryzae：淀粉酶，中性蛋白酶，果胶酶， 氨基酰化酶、脂肪酶，磷酸二酯酶 • Rhizopus：糖化酶，转化酶，脂肪酶，酸性蛋白酶， 半纤维素酶
Mucor:蛋白酶,糖化酶,脂肪酶,凝乳酶 · Penicilliun(产黄青霉):葡萄糖氧化酶,青霉 素酰化酶,果胶酶,纤维素酶,桔青霉,5一磷 酸二酯酶,脂肪酶,葡萄糖氧化酶,核酶酶,凝 乳蛋白酶, Trichoderma:纤维素酶,17-羟化酶 Streptomyces:葡萄糖异构酶,中性蛋白酶,几 丁质酶 Saccharomyces cerevisiae:转化酶 Candida:脂肪酶,转化酶,尿酶,乳糖酶 脆壁酵母:乳糖酶
• Mucor：蛋白酶，糖化酶，脂肪酶，凝乳酶 • Penicillium（产黄青霉）：葡萄糖氧化酶，青霉 素酰化酶，果胶酶，纤维素酶，桔青霉，5‘－磷 酸二酯酶，脂肪酶，葡萄糖氧化酶，核酶酶，凝 乳蛋白酶， • Trichoderma：纤维素酶，17-羟化酶 • Streptomyces：葡萄糖异构酶，中性蛋白酶，几 丁质酶 • Saccharomyces cerevisiae：转化酶 • Candida：脂肪酶，转化酶，尿酶，乳糖酶 • 脆壁酵母：乳糖酶
工业规模应用的微生物酶和它们的某些来源 酶产酶微生物用途 枯草芽胞杆菌 地衣芽胞杆菌淀粉液化,织物退浆 α-淀粉酶米曲霉 消化助剂,加酶洗涤剂 葡萄糖淀米曲霉,黑曲制造葡萄糖,发酵、酿 粉酶 霉,米根霉酒等工业的淀粉水解糖 中性蛋白枯草芽胞杆菌,皮革、毛皮加工,食品 酶 米曲霉 加工,调味品制造、助 消化、消炎、啤酒澄清 碱性蛋白地衣芽胞杆菌加酶洗涤剂 酶 植酸酶黑曲霉,华赤 哔母丁程菌株倫料添加齐
工业规模应用的微生物酶和它们的某些来源 酶 产酶微生物 用途 α-淀粉酶 枯草芽胞杆菌 地衣芽胞杆菌 米曲霉 淀粉液化，织物退浆， 消化助剂，加酶洗涤剂 葡萄糖淀 粉酶 米曲霉，黑曲 霉，米根霉 制造葡萄糖，发酵、酿 酒等工业的淀粉水解糖 中性蛋白 酶 枯草芽胞杆菌， 米曲霉 皮革、毛皮加工，食品 加工，调味品制造、助 消化、消炎、啤酒澄清 碱性蛋白 酶 地衣芽胞杆菌 加酶洗涤剂 植酸酶 黑曲霉，毕赤 酵母工程菌株 饲料添加剂
OPO3H2 0P03H: 3·鶴 EC.3133) HippO 0P01H2+H0 H=5.0 OP0,H: OPO H 肌醇6酸盐 肌醇.5.4.3.2和1碎酸盐+无机正酸盐
工业规模应用的微生物酶和它们的某些来源 纤维素酶里氏木霉、黑曲水洗和生产,何料添加剂, 半纤维素木霉、曲霉、根饲料添加剂,消化植物细 酶 霉 胞壁,低聚木糖生产 β葡聚糖枯草芽胞杆菌,黑曲 霉, Penicilliun 酶 emersonii 啤酒酿造,饲料添加剂 异淀粉醢产气克雷伯氏菌 芽孢杆菌 ’淀粉加工 乳糖酯乳酸酵母,米曲霉,乳品工业(处理牛乳和乳 黑曲霉,米根霉清) 果胶酥霉、文菌清,麻类绸之西澄 水果加工,果汁、果
工业规模应用的微生物酶和它们的某些来源 纤维素酶 里氏木霉、黑曲 霉 水洗布生产，饲料添加剂， 消化植物细胞壁 半纤维素 酶 木霉、曲霉、根 霉 饲料添加剂，消化植物细 胞壁，低聚木糖生产 β葡聚糖 酶 枯草芽胞杆菌，黑曲 霉，Penicillium emersonii 啤酒酿造，饲料添加剂 异淀粉酶 产气克雷伯氏菌， 芽孢杆菌 淀粉加工 乳糖酶 乳酸酵母，米曲霉， 黑曲霉，米根霉 乳品工业（处理牛乳和乳 清） 果胶酶 曲霉、欧文氏菌 水果加工，果汁、果酒澄 清，麻类纤维脱胶
工业规模应用的微生物酶和它们的某些来源 转化酶啤酒酵母、假丝酵母制造转化糖 凝乳酶米赫毛霉,大肠杆菌和 真菌生产的重组酶 制造乳酪 加酶洗涤剂,油脂加工 脂肪酶曲霉、根霉、酵母等“生物化工 葡萄糖氧 化酶青霉、曲霉 食品去氧、除葡萄糖, 测定葡萄糖 葡萄糖异凝结芽胞杄菌,白色 构酶链霉菌 生产果葡糖浆 青霉素酰 化醢 细菌、霉菌、放线菌制造6-氨基青霉烷酸
工业规模应用的微生物酶和它们的某些来源 转化酶 啤酒酵母、假丝酵母 制造转化糖 凝乳酶 米赫毛霉,大肠杆菌和 真菌生产的重组酶 制造乳酪 脂肪酶 曲霉、根霉、酵母等 加酶洗涤剂，油脂加工， 生物化工 葡萄糖氧 化酶 青霉、曲霉 食品去氧、除葡萄糖， 测定葡萄糖 葡萄糖异 构酶 凝结芽胞杆菌，白色 链霉菌 生产果葡糖浆 青霉素酰 化酶 细菌、霉菌、放线菌 制造6-氨基青霉烷酸