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第二章

酶的生产与分离纯化

01产酶菌株的获得02酶生产的发酵技术第一节酶的发酵生产

产酶菌株01用于发酵生产的细胞需具备条件：02酶产量高。通过各种育种。03容易培养和管理。培养条件易于实现和控制。04产酶稳定性好。不易退化。05利于酶的分离纯化。细胞及其他杂质可分离。06安全可靠。使用的细胞及其代谢产物安全无毒。07一、产酶菌株的获得

产酶微生物⑴枯草芽孢杆菌应用最广的产酶微生物。α-淀粉酶、蛋白酶、β-葡聚糖酶、碱性磷酸酶等。⑵大肠杆菌一般都属于胞内酶。谷氨酸脱羧酶、用于测定谷氨酸含量；β-半乳糖苷酶，用于分解乳糖等。⑶黑曲霉糖化酶、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、柚柑酶等。⑷米曲霉糖化酶、蛋白酶酿酒；生产氨基酰化酶、磷酸二酯酶、核酸酶P2、果胶酶等。⑸青霉产黄青霉用于生产葡聚糖氧化酶、果胶酶、纤维素酶CX等；橘青霉用于生产5′-磷酸二酯酶、脂肪酶、葡萄糖氧化酶、凝乳蛋白酶等。⑹木霉是生产纤维素酶的重要菌株。有纤维素C1酶、CX酶和纤维素二糖酶等。木霉中含有较强的17-α-羟化酶，用于甾体转化。⑺根霉糖化酶、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。⑻毛酶蛋白酶、糖化酶、α-淀粉酶、脂肪酶、果胶酶、凝乳酶等。⑼链霉菌纤维素酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、几丁质酶等。17-α-羟化酶，用于甾体转化。⑽啤酒酵母啤酒、酒精、饮料酒和面包制作。生产转化酶、丙酮酸脱羧酶、醇脱氢酶等。⑾假丝酵母脂肪酶、尿酸酶、尿囊素酶、转化酶、醇脱氢酶等。17-α-羟化酶，用于甾体转化。

一、产酶菌株的获得2.产酶菌株的选育微生物发酵的优点（1）种类多，并可根据需求筛选最佳的产酶菌株；（2）繁殖快，利于生产进行；（3）培养易，生产成本经济；（4）可操控，连续化、自动化降低生产成本；（5）能改良，微生物具有很强的适宜能力，可通过遗传变异手段培育新的、更好的菌株，增加产品开发；微生物育种的方法诱变育种杂交育种原生质体融合基因工程育种

二、酶生产的发酵技术工艺流程保藏细胞固定化原生质体细胞活化培养基发酵无菌空气预培养原生质体细胞扩大培养固定化细胞分离纯化酶

培养基制备01碳源02氮源03无机盐04生长因子05微量元素06生产培养基与菌种培养基有很大区别。07二、酶生产的发酵技术

（1）工业上常用的碳源

01来源：工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料，花生饼02粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋03白胨、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒04糟。05成分复杂：除提供氮源外，有些有机氮源还提供大量的无机06盐及生长因子。07例玉米浆：①可溶性蛋白、生长因子（生物素）、苯乙酸08较多的乳酸09硫、磷、等微量元素等（2）有机氮源

工业上常用的氮源及含氮量（质量分数）%氮源含氮量氮源含氮量大麦1.5~2.0花生粉8.0甜菜1.5~2.0燕麦粉1.5~2.0甘蔗糖蜜1.5~2.0大豆粉8.0玉米浆4.5乳清粉4.5

一般微生物生长所需要的无机盐有：硫酸盐、磷酸盐、氯化物以及含有钠、钾、镁、铁等金属元素的化合物。05以上物质作为其生理活性物质的组成和生理活性作用的调节物。06微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co等。03（微生物生长所需浓度在10-6~10-8mol/L）04大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe等。01（微生物生长所需浓度在10-3~10-4mol/L）02（3）无机盐及微量元素

从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。功能：构成细胞的组成分，促进生命活动的进行。生长因子不是所有微生物都必需的，对于营养缺陷型才是必不可少的。有机氮源是这些生长因子的重要来源，多数有机氮源含有较多的B族维生素和微量元素及一些微生物生长不可缺少的生长因子.（4）生长因子

B1核黄素B6CoA

2.细胞活化与扩大培养二、酶生产的发酵技术斜面菌种培养摇瓶或茄子瓶培养一级种子的培养二级种子的培养发酵罐培养

首先需要考虑和试验发酵培养基的基础配方，使它们有个适当的配比，使发酵过程中的pH值变化在合适的范围内。C——pH调节B调节好基础料的pH。D发酵工艺调节A基础料中若含有玉米浆，pH呈酸性，必须调节pH。若要控制消后pH在6.0，消前pH往往要调到6.5~6.8。E二、酶生产的发酵技术

二、酶生产的发酵技术在基础料中加入维持pH的物质。如代谢产酸物质：葡萄糖（产酮酸）、（NH4)2SO4代谢产碱物质：NaNO3、尿素缓冲剂：CaCO3、磷酸缓冲液等生理酸、碱性物质：(NH4)2SO4→2NH3+2H2SO4NaN