[工学]第二章 发酵产酶.ppt

配制培养基的注意事项： （1）培养基的碳氮比是培养基成分配比的重点； （2）碳源和氮源的选择，要注意避免碳分解代谢阻遏和氮分解代谢阻遏； （3）培养基中无机盐的选择要注意盐类引起的生理酸碱性反应； （4）发酵生产所用的培养基成分配比不可轻易改变。 微生物发酵产酶培养基举例 1、枯草杆菌BF7658 ａ-淀粉酶发酵培养基： 玉米粉 8% 豆饼粉 4% 磷酸氢二钠 0.8% 硫酸铵 0.4% 氯化钙 0.2% 氯化铵 0.15% 自然pH 2、黑曲霉糖化酶发酵培养基 玉米粉 10% 豆饼 4% 麸皮 1% pH 4.4~5.0 四、发酵条件的控制 1、温度的调节控制 （2）有些微生物生长最适温度与发酵产酶的最适温度有所不同。 例： 酱油曲霉生产蛋白酶，28℃时蛋白酶产量比在40 ℃条件下高2~4倍，在20 ℃条件下发酵，则蛋白酶产量更高，但细胞生长速率较慢。 为此，在有些酶的发酵生产过程中，要在不同的发酵阶段控制不同的温度，即在微生物生长阶段控制在生长的最适温度范围，而在产酶阶段控制在产酶最适温度范围。 （1）不同的微生物有不同的最适生长温度。 （3）温度的控制方法 一般采用热水升温，冷水降温。因此，在发酵罐中均设有足够传热面积的热交换装置，如排管、蛇管，夹套、喷淋管等。 2、pH值的调节控制 （1）不同微生物，其生长繁殖的最适pH值有所不同。 （2） 微生物生长的最适pH值与产酶最适pH值往往不同。 （3）有些微生物可以同时产生若干种酶，在生产过程中，通过控制培养基的pH，往往可以改变各种酶之间的产量比例。 黑曲霉 α-淀粉酶 糖化酶 pH值中性 ↑ ↓ pH值偏酸性 ↓ ↑ （4）影响pH值的因素 a、一般来说，培养基成分中C/N比高，发酵液倾向于酸性，pH低；C/N比低，发酵液倾向于碱性，pH高。 b、 不同盐的利用对pH也会产生影响。 （4）生产中控制pH值的方法 ②添加缓冲液维持一定的pH值（如磷酸盐）； ①调节培养基的原始pH，保持一定的C/N比； ③发酵液中pH过高，加糖或淀粉来调节。反之，加尿素或液氨； c、 pH值还与通气量有关。 ④通过调节通气量来实现。 3、溶解氧的调节控制 溶解氧指溶解在培养基中的氧。微生物一般只能利用溶解氧。 调节溶氧速率的方法 （1）调节通气量； （2）调节氧的分压； （3）调节气液接触时间； （4）调节气液接触面积； （5）改变培养液性质。 4、湿度的调节控制 用固体培养基生产酶制剂时，一般前期湿度低些，培养后期湿度大些，有利于产酶。 五、提高酶产量的措施 （一）添加诱导物 诱导酶的发酵生产，添加酶合成的诱导物，可以显著提高酶产量。 1、不同的酶有各自不同的诱导物；但有时一种诱导物可诱导生成同一酶系的若干种酶；同一种酶往往有多种诱导物。 2、诱导物的浓度：必须控制在适当浓度。 3、诱导物的分类 （1）酶作用的底物； （2）酶作用底物的类似物； （3）酶的反应产物； （4）底物和底物类似物的前体物。 （二）控制阻遏物的浓度 1、解除终产物阻遏的方法 降低培养基中酶作用产物的浓度； 添加终产物的类似物。 2、解除分解代谢产物阻遏的方法 控制培养基中葡萄糖等容易利用的碳源浓度，可采用其他较难利用的碳源（如淀粉等），或采用补料，分次流加碳源等方法，以控制碳源浓度在较低的水平，以利于酶产量的提高； 添加一定量的环腺苷酸（cAMP），可以解除分解代谢物阻遏作用。P39 （三）通过基因突变提高酶产量 使诱导型变成组成型； 使阻遏型变成去阻遏型。 （五）其他提高酶产量的方法 1、添加细胞渗漏增强物： 如吐温（Tween）、催通（Triton）等。 在培养基中添加1%的吐温（Tween），可使纤维素酶的产量提高10~20倍。 * 武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室 * 武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室 第二章 酶的微生物发酵生产 本章主要内容： 酶的生产方法； 酶生物合成的基本理论； 发酵产酶的工艺条件及控制； 酶发酵动力学； 固定化细胞和原生质体发酵产酶． 难点： 酶生物合成的诱导和阻遏； 发酵过程细胞生长与酶合成之间的关系。 重点： 酶生物合成的基本理论； 微生物发酵产酶工艺