酶的生产工艺.ppt

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1、主讲：卢昂组员：牛志鹏、朱聪、陈超英、李东根、王振立产酶细胞应具备的条件：酶的产量高容易培养和管理产酶性能稳定利于酶产品的分离纯化安全可靠酶类生产工艺淀粉酶脂肪酶蛋白酶纤维素酶第一节　工业用酶一、淀粉酶淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类的总称，广泛应用于饴糖生产、各种发酵生产的糖化工序、纺织工业的退浆工序、医药和造纸等方面。根据其作用方式的不同可分为：α-淀粉酶、β-淀粉酶、异淀粉酶和葡萄糖淀粉酶。其中以α-淀粉酶最常用。（一）发酵工艺菌种选择我国用发酵法生产淀粉酶的常用菌种为枯草芽孢杆菌，如BF-7658菌株。培养基枯草芽孢杆菌BF-7658的诱变菌株Ning作为试验

2、菌株，在10L发酵罐中，采用的培养基组成为:玉米粉7%，豆饼粉5%，磷酸氢二钠0.5%，硫酸铵0.4%，氯化钠0.15%。培养条件为:温度(37士1)·C，罐压0.05MPa，转速360r/min，风量1:(l-1.2)，培养时间28h，获得酶活力为397.2U/mL的α-淀粉酶。发酵过程种子培养和发酵培养（二）α-淀粉酶的提取工艺1.生产工艺流程2.提取工艺3.精制工艺1）热处理工业上发酵结束后，在搅拌下加人无水CaClO.8%(W/V)，升温至50-55°C，保温0.5h，冷至35-38°C，并调pH6.7-6.8，加(NH4)2S04或Na2S04盐析，静置

3、数小时，即可压滤收集酶饼。2)盐析热处理后可以直接加中性盐盐析，也可以将发酵液经压滤除去菌体和培养基残渣后再盐析。3)干燥滤饼一般先经烘房干燥，再用气流干燥而得成品。提取工艺精制工艺生产食品级产品需要进行提取和精制处理。提取的精制设备是板框压滤机和超滤器。使用板框压滤机除去发酵液中的菌体和杂质，得到较纯的酶液滤饼，含水量要求小于45%含酶小于100U。将得到的酶液再进行防腐和调配处理便成为产品。二、脂肪酶三酰基甘油基水解酶，可水解三酰甘油酯为甘油和脂肪酸广泛存在于动植物和微生物内微生物脂肪酶的种类很多，广泛存在于细菌，酵母和霉菌三、蛋白酶蛋白酶是指催化蛋白质肽键断

4、裂的一类酶，将蛋白质降解为蛋白胨、多肽及游离氨基酸，广泛存在于动植物以及微生物细胞内，按其作用形式可分为肽链内切酶、肽链外切酶。在蛋白酶的生产应用中按其作用条件分为酸性蛋白酶(如凝乳酶)和中性蛋白酶。工业最大用途洗涤剂，为碱性蛋白酶。蛋白酶的生产工艺流程生产菌发酵工艺提取工艺酶的质量测定1.生产菌蛋白酶分布广，但由于动植物资源有限，工业上生产蛋白酶制剂主要利用细菌和霉。酸性蛋白酶(最适pH2-5)产生菌主要是黑曲霉、米曲霉、根霉等;中性蛋白酶(最适pH7-8)产生菌主要是枯草芽孢杆菌、米曲霉、栖土曲霉、灰色链霉菌等;碱性蛋白酶(最适pH9-11)主要产生菌为枯草芽

5、孢杆菌、蜡状芽孢杆菌等。2.发酵工艺（1）培养基米曲霉的培养基:豆饼粉7.5%，(NH4)2S040.8%，水40%，KH2P040.25%，麸皮51.45%。黑曲霉的培养基(g/L):新鲜麸皮8.25，米糠4.5，豆饼粉1.5，(NH4)2S04O.3，K2HP04O.06，CaCl20.075，水8.6mL，pH5.5。（2）工艺流程（3）发酵条件装料量30g/250mL三角瓶，采用变温培养，32℃堆积培养48h，进行翻料，将温度调至28℃继续培养至120h。3.提取工艺取发酵原料，以缓冲溶液浸提后，离心获得粗酶粉。浓缩酶制备工艺流程为:发酵液→絮凝→离心→活

6、性炭脱色→纸板过滤→超滤浓缩。（1)絮凝取刚下罐的发酵液100mL，加人质量分数为0.1%的絮凝剂NaAl02，室温搅拌10min，然后倒人100mL量筒中观察沉降情况，并记录清液出现时间为分层时间，每隔5min测定清液高度，至120min为止。(2)离心将发酵液装人离心管中，在4℃条件下8000r/min离心。(3)脱色选择中颗粒活性炭进行发酵液脱色，用量为1%。(4)纸板过滤过滤纸板由孔径30-50µm的棉花纤维、石棉和硅藻土组成，纸板过撞机的压力为0.3MPa。(5)膜浓缩由于蛋白酶的分子质量为28kDa，因此选用聚丙烯膜的MMCO(截留分子质量)为20kP

7、a，操作压力为0.05MPa，温度控制在lO℃左右。4.酶的质量测定酶性质的测定:将一定量冷冻干燥后的酶粉溶于pH3.0乳酸缓冲溶液中，制成酶溶液，测定酶的最适温度和pH，通过Sephadex-G75凝胶过滤层析及SDS-PAGE蛋白质电泳分析，此蛋白酶的分子质量范围为55-60kDa。四、纤维素酶1、纤维素酶种类繁多，来源很广，不同来源的纤维素酶其结构和功能相差很大，广泛存在于生物体中，但人和大部分动物体内没有，而反刍动物体内有纤维素酶。用于生产纤维素酶的菌有木酶属、曲霉属和青霉属等。产生纤维素酶的菌种容易退化，导致产酶能力降低。2、纤维素酶应用广泛，在进行酒精

8、发酵时，纤