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第三章 酶的生物合成 第一节 产酶微生物概述 第二节 微生物产酶的发酵工艺条件及控制 第三节 植物细胞培养产酶的特性、工艺条件及控制 第四节 动物细胞培养产酶的特性、工艺条件及控制 第一节 产酶微生物概述 一、 微生物产酶的特点 二、 产酶微生物的种类 三、 微生物酶的种类 四、 产酶微生物的来源 二、 产酶微生物的种类 1、 细菌 2、 放线菌 3、 酵母菌 4、 霉菌 三、 微生物酶的种类 第二节 微生物产酶的发酵工艺条件及控制 一、 产酶微生物的工业化要求及安全性 二、 微生物酶的发酵生产 三、 发酵的影响因素及其控制 第三节 植物细胞培养产酶的特性、工艺条件 及控制 一、 植物细胞培养产酶的特点 二、 植物细胞培养产酶的工艺条件 三、 培养的影响因素及其控制 第四节 动物细胞培养产酶的特性、工艺条件 及控制 一、 动物细胞培养产酶的特点 二、 动物细胞培养产酶的工艺条件 三、 培养的影响因素及其控制 思考题 为什么酶制剂的生产主要以微生物为材料？ 产酶微生物的工业化生产条件 微生物发酵产酶的一般工艺 发酵产酶的影响因素 一、 产酶微生物的工业化要求及安全性 1、产酶微生物的工业化生产条件 2、产酶微生物的安全性要求 1、 产酶微生物的工业化生产条件 产酶量高，酶的性质符合要求，而且最好是分泌型的胞外酶，以便于酶的提取 产酶菌不能是致病菌，在系统发育上与病原体无关，不产生毒素 菌株稳定，不易变异退化，不易感染噬菌体 能利用廉价原料，发酵周期短，易于培养，易于提取 基因工程菌株必须符合安全性要求 2、 产酶微生物的安全性要求 酶制剂生产时需通过安全检查 医药和食品酶制剂需进行毒性试验 尚未在法规机构GRAS(公认为安全的)的食品生产或加工的清单中的微生物，需申请许可证 申请许可证须包括以下资料： 酶及其来源微生物的描述 酶制备方法 酶制剂的组成 酶或微生物的毒理数据 申请许可证须包括以下资料： 酶及其来源微生物的描述 酶制备方法： 培养基的完全组成；生产设备；发酵条件(通气、 搅拌、温度等) 酶制剂的组成 单一酶、复合酶或是整个细胞 杂质如重金属、溶剂痕迹或来源于生产过程中的其他化学物质 用于分析组成和杂质浓度的分析方法的细节 酶或微生物的毒理数据 微生物必须是非致病性的 微生物一定不能产生真菌素或其他毒性化合物 微生物一定不能产生抗生素 二、 微生物酶的发酵生产 1、酶的发酵生产方法 2、培养基的配制 3、种子培养 4、微生物发酵产酶的一般工艺 1、 酶的发酵生产方法 (1) 固体培养法 (2) 液体培养法 1、酶的发酵生产方法 (1) 固体培养法 麸皮、米糠 + 其他成分 固体或半固体培养基 灭菌 发酵 优点：设备简单；操作方便；酶浓度高；适于 霉菌培养 缺点：劳动强度大；原料利用率低；生产周期 长；规模小 1、酶的发酵生产方法 (2) 液体培养法 将液体培养基置于发酵容器中，经灭菌、冷却后接入菌株进行发酵 目前酶发酵生产的主要方式 适于微生物，植物、动物细胞及工程菌的发酵 优点：机械化强度高；易于管理控制；生产效率高、质量好；规模大 2、 培养基的配制 配制原则 营养丰富，浓度恰当 各组分理化性质稳定，不互相反应 黏度适中，有适当的渗透压 所用原料利于目的产物的生物合成 不影响通气和搅拌，不影响产物的分离精制和底物处理 原材料因地制宜、质优价廉、成本低 3、种子培养 又称种子制备，是指将处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量纯种的过程，它是发酵的第一道工序 提供产量高、性能稳定、数量足且无杂菌污染的生产种子 从培养基、培养条件、种龄和接种量等方面控制种子质量 4、微生物发酵产酶的一般工艺 试管菌种培养 茄瓶菌种培养 孢子(菌体)悬液制备 种子罐菌种培养 发酵罐发酵 发酵液预处理 酶的分离纯化精制 摇瓶菌种培养 三、 发酵的影响因素及其控制 1、 温度 2、 pH 3、 溶解氧 4、 基质浓度 5、 泡沫 6、 发酵终点判断 1、 温度 影响酶催化反应速度和蛋白质性质；影响发酵液的物理性质(如黏度、基质和氧的