酶的生产工艺.ppt

1、a，1。主讲人：吕昂，组员：牛志鹏、李东坤、王、阿、2。产酶细胞的条件：产酶量高，易于培养和管理，产酶产品性能稳定，酶产品分离纯化安全可靠，产酶技术，3，淀粉酶，脂肪酶，蛋白酶，纤维素酶，第一节工业用酶，2，产酶技术，产酶技术，产酶技术，产酶技术，产酶技术，产酶技术，产酶，根据其作用方式不同，可分为-淀粉酶，-淀粉酶，异淀粉酶和糖化酶。其中，-淀粉酶是最常用的。发酵技术，选择枯草芽孢杆菌，如BF-7658菌株，是我国常用的发酵生产淀粉酶的菌株。以枯草芽孢杆菌BF-7658的突变株宁为试验菌株。在10L发酵罐中，培养基由：玉米粉7%、豆饼粉5%、磷酸氢二钠0.5%、硫酸铵0.4%和氯化钠0.15

2、%组成。在：、0.05兆帕、360转/分钟、1 : (l-1.2)空气流量和28小时的培养条件下，获得了酶活力为397.2升/毫升的-淀粉酶。生产过程2。提取过程3。精制过程中，A、7、1)在热处理中进行工业发酵后，加入无水氯化钙。2)盐析热处理后，可直接加入中性盐进行盐析，或在盐析前过滤发酵液除去菌体和培养基残渣。3)干燥后的滤饼通常在干燥室中干燥，然后通过气流干燥得到成品。提取过程，A，8，精制过程，生产食品级产品需要提取和精制。萃取精制设备为板框压滤机和超滤机。采用板框压滤机去除发酵液中的细菌和杂质，得到了较纯的酶液滤饼，其含水量应小于45%，酶含量应小于100U.所得酶液经过防腐和调配

3、处理后成为产品。脂肪酶、三酰基甘油水解酶、可水解的三酰基甘油酯转化为甘油和脂肪酸广泛存在于动物、植物和微生物中。微生物脂肪酶种类繁多，广泛存在于细菌、酵母和霉菌中。a，10，3，蛋白酶是指一种对蛋白质肽键的断裂进行催化，将蛋白质降解为蛋白胨、多肽和游离氨基酸的酶，广泛存在于动物、植物和微生物细胞中。在蛋白酶的生产和应用中，根据其作用条件可分为酸性蛋白酶(如凝乳酶)和中性蛋白酶。最大的工业洗涤剂是碱性蛋白酶。A，11，蛋白酶的生产工艺，产酶细菌发酵过程中酶的质量测定，A，12，1。生产菌和蛋白酶分布广泛，但由于动植物资源有限，细菌和霉菌主要用于蛋白酶制剂的工业化生产。产酸性蛋白酶(最适pH2-5

4、)的细菌主要是黑曲霉、米曲霉、根霉等。产中性蛋白酶(最适pH7-8)的菌株主要是枯草芽孢杆菌、米曲霉、土曲霉、灰色链霉菌等。碱性蛋白酶(最适pH9-11)主要由枯草芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌产生。A，13，2。发酵工艺，(1)培养基米曲霉：豆饼粉7。5%，(NH4)2S04 0.8%，水40%，KH2PO4 0.25%，麸皮51。45%。黑曲霉的培养基(克/升)为：新鲜麸皮8.25，米糠4.5，豆饼粉1。5，(NH4)2S 04 O3，K2HP04 O06，氯化钙0.075，水8。(2)工艺流程(3)发酵条件：装30g/250mL三角瓶，采用变温培养，32堆积培养48h，翻料，调节温度至28，继续

5、培养120h。A，14，3。提取工艺：取发酵原料，用缓冲液提取，离心得到粗酶粉。浓缩酶的制备工艺为：发酵液絮凝离心活性炭脱色纸板过滤超滤浓缩。(1)将100毫升刚从罐中排出的发酵液絮凝，加入0.1%的絮凝剂NaAl02，在室温下搅拌10分钟，然后倒入100毫升量筒中观察沉淀，记录上清液出现的时间作为分层时间，每隔5分钟测量上清液的高度，直到120分钟。(2)离心机。将发酵液放入离心管中，在4离心8000转/分钟。(3)选用颗粒活性炭脱色，投加量为1%。(4)纸板过滤纸板由棉纤维、石棉和硅藻土组成，孔径为30-50m，纸板通过碰撞机的压力为0.3兆帕(5)膜浓度由于蛋白酶的分子量为28千道尔顿，

6、聚丙烯膜的MMCO为20千帕斯卡，操作压力为0.05兆帕，温度控制在10左右。A，15，4。酶质量的测定，酶性质的测定：将一定量的冻干酶粉末溶于pH 3.0的乳酸缓冲溶液中制备酶溶液，并确定酶的最适温度和pH 3。通过Sephadex-G75凝胶过滤层析和SDS-PAGE蛋白电泳分析，该蛋白酶的分子量范围为55-60kDa。纤维素酶有很多种，它们的来源非常广泛。不同来源的纤维素酶在它们的结构和功能上有很大的差异，这些差异在生物体中广泛存在，但是在人类和大多数动物中没有发现，而在反刍动物中发现了纤维素酶。用于产生纤维素酶的细菌包括木霉、曲霉和青霉。纤维素酶产生菌容易降解，导致产酶能力下降。2.纤

7、维素酶被广泛使用。在进行酒精发酵时，添加纤维素酶可以提高原料利用率，改善葡萄酒质量。由于纤维素酶难以纯化，它还含有半纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶等。3.自然界中的许多真菌都能分泌纤维素酶，纤维素酶由许多酶组成，具有很高的协同作用。纤维素酶通常分为三类：内切葡聚糖酶(Cx)、外切葡聚糖酶(C1)和葡萄糖苷酶(G)。A，17，(1)产生细菌，1。产生纤维素酶的基本细菌主要是霉菌，包括木霉、曲霉和青霉。此外，反刍动物瘤胃细菌、嗜纤维菌、黄单胞菌、蒙古菌和梭菌也能产生纤维素酶。2.选育菌种选育是纤维素酶生产的一项重要基础工作，国内外许多专家做了大量的研究。以绿色木霉10号、绿色木霉5n-91014、康宁木

8、霉NT-IS和黑曲霉XX-ISA为出发菌株，通过紫外线和亚硝基胍等理化因子诱变，获得高产菌株NTlS-H、NTlS-HLXT-lSH和XT-lSH。轻工业部食品质量监督检验中心南京站对木霉NT-ISH固体培养物的活性进行了测试，滤纸活性为3670U/g，氯离子活性为24460U/g，Cx活性为1800U/g，达到了国际先进水平。A，18，(2)培养基，1。试管斜面培养基：将菌株接种在5g/dL麸皮汁斜面培养基上，在28C下使用3天或在4C下保存。2.初始摇瓶培养基为33，360麸皮2g/dL、镧铈19/dL、KH2P04 0.2g/dL、蛋白胨0.4g/dL、酵母粉0.02g/dL、其他微量元

9、素和自来水，配制成100毫升自然pH3。优化瓶装培养基：麸皮335克/分升，乳酸菌134克/分升，磷酸二氢钾0.2克/分升，蛋白胨0.4克/分升，酵母粉0.02克/分升，其他微量元素，自来水制成100毫升，自然酸碱度19，(3)发酵法固体发酵，以植物秸秆为主要原料，工艺简单，产品价格低廉。(1)绿色木霉(2)通过单因素优化试验确定其固态发酵条件下的最佳碳源和氮源及其添加量。稻草粉与麸皮的质量比为9.1，NH4N03为0.5%。(3)最佳发酵条件为：料液比1.3，接种量1毫升，自然酸碱度，培养温度30。(4)酶的提取目前，生产厂家只能通过直接干燥、粉碎获得固体酶制剂，或用水浸泡后压滤获得液体酶制

10、剂，外观粗糙，质量不稳定，杂质含量高。因此，随着液体发酵技术的发展和菌种性能的提高，生产纤维素是必然趋势(5)工业上生产酶制剂的主要方法是盐析法，盐析剂是硫酸铵。首先，将酶溶液用pH4.8的乙酸缓冲液和酶按体积比1 : 2稀释，在4C和70%的硫酸铵饱和度下提取16小时，以5000r/min离心20分钟，得到沉淀，称为粗纤维素酶。(3)发酵法-液体发酵，(1)康宁木霉P12菌株；绿色木霉和里氏木霉。(2)麦芽提取物琼脂培养基用作斜面培养基。基本发酵培养基由(g/L) :稻草粉30，麦麸15，(NH4)2SO 4 8，KH2PO4O.5，MGSO 4 7H2O 0 5，酵母抽提物1，自来水，初始

11、pH5.0，装液量35mL组成。(3)发酵培养发酵培养条件为：种子培养5-6天，离心上清液为粗纤维素酶溶液。最佳发酵条件为：在56.5毫升液体、37.4克/升稻草粉和11。3g/L的麦麸，纤维素酶的产量达到63。32U/毫升。(4)通过离子交换和凝胶过滤色谱法从耐碱芽孢杆菌III-3的培养液中分离出分子量约为89kDa、比活高达420U/mg的碱性纤维素酶。具体过程如下。1.粗提：将min -3菌株48小时发酵液冷冻，以14000转/分钟离心20分钟，上清液加入pH8.0的四倍体Tris-HCI缓冲液，得到粗酶液。离子交换色谱采用216cmX 30cm DEAE琼脂糖CL 6B柱。使用pH8.

12、0的三盐酸缓冲溶液作为缓冲溶液，用含有氯化钠和pH8.0的三盐酸缓冲溶液作为洗脱剂。凝胶过滤色谱中使用的介质是Hiload 16/60 Superdex200pg预填充柱。使用pH8.0的TrisHCl缓冲溶液作为缓冲溶液。A、22、(5)酶活的测定，用滤纸法测定酶活(FPA)，取0.5毫升适当稀释的酶液，加入到1.5毫升ph为4.8的0.05毫升/升柠檬酸缓冲液中，加入1cmX厘米新华定量滤纸，在50下保持1小时，加入1.5毫升去甲二氮烯试剂停止酶反应，并在：50下用沸水浴5分钟定义纤维素酶活单位， 对应于每小时产生1摩尔葡萄糖的底物水解的酶活性被定义为一个国际单位的酶活性UlU/(mLh)。 酶学性质结果表明，耐碱芽孢杆菌III-3-A的羧甲基纤维素酶反应在pH9.0和反应温度45左右较为适宜，酶活在pH6-1l和50以下稳定，对金属离子和表面活性剂具有抗性。Ca2对酶的最适反应温度和热稳定性有显著影响，添加5mol/L氯化钙可使酶的最适反应温度和稳定性分别提高到50和55。该酶具有耐热、耐金属离子、耐碱、高比活性等特点。和洗涤剂行业具有良好的应用前景。