第三章-酶的发酵生产.pptVIP

一、酶的发酵生产：指利用产酶细胞在适宜的发酵工艺条件下生产酶制剂的过程。二、产酶细胞的来源：微生物细胞、植物细胞、动物细胞。三、优良的产酶细胞应具备的条件1、酶的产量高2、容易培养和管理3、产酶稳定性好4、利于酶的分离纯化5、安全可靠四、酶的发酵生产类型（一）固体培养发酵（传统的方法）一般适合于真菌发酵。（二）液体深层发酵：①适用性强，可用于各种细胞的悬浮培养和发酵。②易于人为控制。③机械化程度高，酶产品质量好，酶产率及回收率较高。（三）固定化细胞发酵（70年代后期）1、优点：重复使用、易于分离、易于机械化、抗逆性强、效率高。2、缺点：产品质量不够稳定、易受传质和氧的限制。（四）固定化原生质体发酵（80年代中期）第二节发酵工艺条件及控制一、产酶细胞的保藏（低温）二、细胞活化与扩大培养①营养②对酶生物合成具有调节作用③原料的供求和价格①根据不同的细胞要求选择；②注意C/N比。产酶培养基常需添加一定量的无机盐，主要有：P、S、K、Mg、Ca、Na盐等。第三节酶生物合成的模式二、菌种的分离纯化①根据微生物的生态特征，从自然界中取样，分离出所需菌种。比如土壤。②从发酵生产材料中进行分离，比如分离产纤维素酶的菌种，可以从沤制的稻草或秸秆上分离。三、富集培养①当样品中所需菌种含量较低时，可以控制pH、温度和营养成分等条件让所需微生物大量繁殖，以利筛选；比如，要分离产淀粉酶的菌种，而所取的土壤样品中此菌种含量低，可以向样品中加入少量淀粉，并控制条件使此菌种大量繁殖。②当样品中所需菌种含量较高时，可以直接进入分离纯化工作。四、菌种纯化将样品制备适当的稀释液，用接种环蘸取样品稀释液在培养基平板上分区划线分离，然后培养直至单个菌落出现。五、菌株产酶性能鉴定透明圈直径与产酶的关系：lg[E]/D=k·R/r·△[C]/lgt其中：[E]：产酶浓度；D：菌体量；R：水解圈；r：菌落直径；△：琼脂厚度；[C]：底物浓度；t：培养时间；k：常数。以麸皮、稻草、米糠等农副产品为营养源，加少量水，制成固体培养基，接种，在适宜温度下，使菌株产酶后，取少量固体发酵基质浸出液测定酶活力。六、菌种变异——提高菌种的产酶活力1、物理或化学方法诱变2、基因工程方法七、酶的发酵生产通过实验确定菌种产酶的最佳发酵条件，如碳源、氮源、温度、pH等。然后进行小试中试大规模生产第五节动植物细胞发酵产酶⑴动植物细胞比微生物细胞大得多。⑵动植物细胞对剪切力敏感，其中动物细胞没有细胞壁，更为敏感。⑶动植物细胞生长速率与代谢速率低，生长倍增时间和发酵时间均长。⑷动物细胞营养要求高，需血清或其他代用品。二、植物细胞发酵确定材料制备悬浮细胞高产细胞株的筛选发酵产酶三、动物细胞发酵产酶1、动物细胞没有细胞壁，显得十分脆弱，必须小心地控制温度、pH值、渗透压以及溶解氧等外界条件。2、营养要求复杂，成本较高，目前主要用于珍贵药物的生产，如胶原酶、血纤蛋白溶酶原活性剂等。第六节酶制剂的工业制备法加热、调节pH、絮凝剂等措施改变发酵液的物理性质，加快悬浮液中固形物沉降的速度，使产物转入便于以后处理的相中（多数为液相）；除去部分杂质。通过沉降、离心分离，过滤、错流过滤等方法将发酵液与固形物分离。错流过滤：混合物流动方向和过滤层是平行的，混合物流从过滤层表面上流过时，滤清液透过滤膜而达到过滤的目的。①细胞分离②细胞破碎（匀浆法、研磨、溶胞）③细胞碎片分离（离心分离、萃取、过滤、错流过滤）④酶液三、酶液的脱色发酵液色素的来源：1、微生物代谢过程分泌的；2、培养基（如糖蜜、玉米浆等）带来的。常用脱色的方法：离子交换剂、离子交换纤维、活性炭等吸附法。四、发酵液的浓缩与初步提纯采用沉淀、吸附、萃取、超滤等方法除去与目标产物性质有很大差异的杂质，使产物浓缩，提高产品质量。五、精制精制：高度纯化采用对产品有高度选择性的分离技术，以除去与产物化学和物理性质相近的杂质。典型的纯化方法有层析、电泳、亲和、离子交换等。六、成品加工成品加工是为了获得质量合格的产品。常用技术：无菌过滤、浓缩、超滤、冷冻干燥、喷雾干