《微生物发酵产酶》PPT课件

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1、酶工程第二章微生物发酵产酶提取分离法微生物细胞发酵产酶酶的生产方法生物合成法植物细胞发酵产酶化学合成法动物细胞发酵产酶细胞培养方式固体培养发酵液体深层发酵固定化细胞发酵固体培养发酵以麸皮、米糠等为主要原料，加入其它必要的营养成分，制成固体或半固体的麸曲，经过灭菌、冷却后，接种产酶微生物菌株，在一定条件下进行发酵，以获得所需的酶。适合霉菌的培养和发酵产酶，(原料便宜,操作简单,但传递营养物质困难,产量相对少)。液体深层发酵采用液体培养基，在生物反应器中，经灭菌、冷却后，接种产酶细胞，在一定条件下进行发酵，生产得到所需酶。(酶的产率高，质量稳定，产品

2、回收率高，是目前酶发酵的生产的主要方式。)固定化细胞发酵20世纪70年代后发展的技术，把微生物固定在水不溶性的载体上，进行多批次连续或间歇发酵。这种发酵具有：细胞密度大，产酶能力高；发酵稳定性好，可反复使用或连续使用较长时间；细胞固定在载体上，流失较少，可在高稀释率条件下连续发酵；发酵液含菌体少，利于产品分离。(额外成本高,须一定操作)第一节产酶微生物的特点第二节酶发酵工艺条件及控制第三节固定化细胞发酵产酶第一节产酶微生物的特点一、产酶细胞的基本条件一般来说，能用于酶发酵生产的细胞必需具备的条件：1、酶的产量高2、容易培养和管理（生长速率高、营养

3、要求低）3、产酶稳定性好（不易退化）4、利于酶的分离纯化5、安全可靠（不是致病菌）1)凡从可食部分或食品加工中传统使用的微生物生产的酶,安全!2)由非致病微生物制取的酶,需作短期毒性实验。3)非常见微生物制取的酶,需做广泛的毒性实验,包括慢性中毒实验。二、酶发酵生产常用的微生物1、枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）枯草芽孢杆菌是应用最广泛的产酶微生物之一。枯草杆菌是芽孢杆菌属细菌。细胞成干状，大小为（0.7—0.8）㎛*（2—3），㎛，单个，无荚膜，周生鞭毛，运动，革兰氏染色阳性。菌落粗糙，不透明，污白色或微带黄色。用于生产α—淀粉

4、酶、蛋白酶、β—葡聚糖酶、碱性磷酸酶等。例如，枯草杆菌BF7658是国内用于生产α—淀粉酶的主要菌株；枯草杆菌AS1.398可用于生产中性蛋白酶和碱性磷酸酶。枯草杆菌生产的α—淀粉酶和蛋白酶都是胞外酶。而碱性磷酸酶存在于细胞间质之中。2、大肠杆菌（Escherichiacoli）形态：短杆或长杆状，0.5～1.0×1.0～3.0um，革兰氏阴性，运动(周毛)或不运动，无芽孢，一般无荚膜。菌落呈白色至黄白色，扩展，光滑，闪光。Escherich属菌株和大多数大肠杆菌是无害，但也有些大肠杆菌是致病的，会引起腹泻和尿路感染。大肠杆菌的名声主要因它易于在

5、实验室操作、生长迅速，而且营养要求低。应用：大肠杆菌能作为宿主供大量的细菌病毒生长繁殖大肠杆菌也是最早用作基因工程的宿主菌工业上生产谷氨酸脱羧酶、天冬酰胺酶和制备天冬氨酸、苏氨酸及缬氨酸，限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、核酸外切酶，胞内酶3、黑曲霉（Aspergillusniger）黑曲霉可用于生产多种酶，有胞外酶也有胞内酶。如糖化酶、α—淀粉酶、酸性蛋白酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶、核糖核酸酶、脂肪酶、纤维素酶、橙皮苷酶、柚苷酶等。4、米曲霉（Aspergillusoryzae）米曲霉可用于生产糖化酶和蛋白酶，这在我国传统

6、的酒曲和酱油曲中得到广泛应用。此外，米曲霉还用于生产氨基酰化酶、磷酸酯酶、核酸酶P1、果胶酶等。5、青霉（Penicillium）青霉菌分布广泛，种类很多。其中产黄青霉（Penicilliumchrysogenum）用于生产葡萄糖氧化酶、苯氧甲基青霉素酰化酶（主要作用于青霉素V）、果胶酶、纤维素酶CX等，桔青素（Penicilliumcitrinum）用于生产5—磷酸二酯酶、脂肪酶、葡萄糖氧化酶、凝乳蛋白酶、核酸酶S1、核酸酶P1等。6、木霉（Trichoderma）木霉是生产纤维素酶的重要菌株。木霉产生的纤维素酶中包含有C1酶、CX酶和纤维二糖

7、酶等。此外，木霉中含有较强的17α羟化酶，常用于甾体转化。7、根霉（Rhizopus）根霉用于生产糖化酶、α—淀粉酶、转化酶、酸性蛋白酶、核糖核酸酶、脂肪酶、果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶等。根霉有强的11α羟化酶，是用于甾体转化的重要菌株。8、毛霉（Mucor）毛霉的菌丝体在基质上或基质内广泛蔓延，菌丝体上直接生出孢子囊梗，分枝较小或单生，孢子囊梗顶端有膨大成球形的孢子囊，囊壁上常带有针状的草酸钙结晶。毛霉用于生产蛋白酶、糖化酶、α—淀粉酶、脂肪酶、果胶酶、凝乳酶等。9、链霉菌（Streptomyces）链霉菌是生产葡萄糖异构酶的主要菌株，还可以

8、用于生产青霉素酰化酶、纤维素酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、几丁质酶等。此外，链霉菌还含有丰富的16α羟化酶，可用于甾体转化。10、啤酒酵母