第四章培养基及其制备.pptVIP

128 128 水解纤维质生物资源的酶 ? Cellulases – 内切-1,4-β-D-葡聚糖酶 – 外切-1,4-β-葡聚糖酶 – β-D-葡萄糖苷酶 ? Hemicellulases – 内切-1,4-β-D-木聚糖酶 – β-木糖苷酶 – 其它碳水化合物酶和酯酶 ? Ligninases – 木素过氧化物酶 – 锰过氧化物酶 – 漆酶 129 129 水解纤维质生物资源的酶 ? 在纤维质生物资源转化为生物基产品如乙醇 的过程中，纤维素酶的费用占据重要位置。 90年代后期，生产每加仑（1加仑=3.785L） 乙醇所用纤维素分解酶的费用为5美元，而 2003～2004年酶转化费用仅为原来的1/10， 生产每加仑乙醇所需酶的费用降低到50美分 。 Company(andpartners) Amountofgrant Project Genencor $17million Biomassconversionto ethanol Novozymes $14.8million High-efficiencyenzyme systems 130 130 Selected DOE project Genencor Novozyme Price goal: 10-15￠/gal 131 131 纤维素酶是怎样工作的？ 内切葡聚糖酶 外切葡聚糖酶 β-葡萄糖苷酶 132 132 降解阿拉伯木聚糖所需的酶 木糖苷酶 阿拉伯糖苷酶 阿魏酸酯酶 乙酰木聚糖酯酶 葡萄糖醛酸酶 133 133 解决酶成本高的应对措施 ? 提高现有酶的催化效率 ? 筛选新的活力更高的酶 ? 制备更适合于预处理底物的优化的复合酶体 系 ? 降低酶的生产成本 第六节 前体物质、抑制剂和促 进剂 ? 发酵培养基中某些成分的加入不促进微 生物的生长，只是有助于调节产物的形 成，这些添加的物质包括前体，抑制剂 和促进剂。 134 134 135 135 一、生物合成的前体物质 ? 指某些化合物加入到发酵培养基中，能 被微生物在生物合成过程中结合到产物 分子中去，其自身结构并无多大变化， 但产量却因前体的加入有较大提高。 136 136 137 137 二、抑制剂 ? 加入后会抑制某些代谢途径的进行 ，使另一途径活跃，从而获得人们 所需要的某种代谢产物，或使正常 代谢的某一代谢中间物积累。 ? 最初应用于甘油发酵，抗生素工业 应用最多。 138 138 139 139 三、促进剂 ? 指那些既不是营养物，又不是前体，但 能提高产量的添加剂，如酶生产中的诱 导物或表面活性剂等。 – 诱导剂能增加细胞的产酶速度，提高产酶 量，但不能从根本上改变细胞原有的蛋白 质模板，包括酶的底物，底物类似物，及 被转化为诱导物的前替物质。 140 140 – 表面活性剂（洗涤剂，吐温等）：可 以增加酶的产量，机理不十分清楚， 一般认为是因为： ? 改变了细胞膜的通透性 ? 同时增强了氧的传递速度，改变 了菌体对氧的有效利用。 141 141 96 – 加热方式：夹套间接蒸汽加热，夹套蒸汽 压力为0.3~0.6MPa – 升温速度：不低于1.5?C/min – 搅拌装置：为了防止物料沾锅和提高传热 效果，在靠近锅底处设有桨式搅拌器。搅 拌器的转速一殷在20~50r/min．圆周速度 3~4m/s – 材质：锅身、锥底和顶盖宜采用不锈钢。 球底宜采用紫铜。 – 净空高度：不小于500mm。 – 排气管截面积与锅身截面积之比： l/30~1/50 – 需设附件：人孔门，照明灯，液位、温度 测量装置，清洗装置，安全装置，排气管 蝶阀。 – 表面要求：锅盖、锅身和锅底内表面焊缝 应磨平抛光，应作耐腐蚀的酸性钝化处理 。外露表面抛光，不应有碰伤、划伤痕迹 。 96 97 97 ? 糊化锅的计算 – 糊化锅容积的确定 – 糊化锅加热面积的计算 参见《发酵工程与设备》p45~46 98 98 （2）糖化锅型式与结构 以不锈钢制造成圆筒形的锅 身，以球形、椭球形或锥形 夹套式底，以弧形或锥形顶 盖组合。夹套内用直接蒸汽 加热，夹套能耐 0.15~0.25MPa压力，锅内夹 底为了强化传热，较多采用 紫铜板。锅底部设有浆叶式 搅拌器，搅拌器由电机通过 立式涡轮减速箱，直接带动 搅拌浆叶旋转。锅顶有一排 汽升气管，锅顶盖设有移门 或密封人孔。 第四节 糖蜜原料的处理 一、糖蜜的来源与特点 1，来源 ? 甘蔗糖厂的副产物 ? 甜菜糖厂的副产物