第四章第二节a-淀粉酶的固体发酵技术.ppt

1、第一节 - 淀粉酶固体发酵 生产技术,霉菌- 淀粉酶大多采用固体曲法生产；细菌- 淀粉酶则以液体深层发酵为主。 固体培养法以麸皮为主要原料，酌量添加米糠或豆饼的碱水浸提液，以补充氮源。在相对湿度90%以上，曲霉用32-35培养36-48h，立刻在40下烘干或风干，即成工业生产用粗酶。,米曲霉固体培养法生产- 淀粉酶工艺流程：,包括内容： 原料的粉碎、润水及蒸煮三方面的内容 目的：使蛋白质达到适度变性，淀粉充分糊化，以利于微生物的生长繁殖和代谢。 处理方法： 粉碎机粉碎或过筛，要求粒度为2-3mm为宜，大小均匀。,一、原料的处理,原料的选择： 麸皮40-50% （提供微生物生长繁殖需要） 稻壳

2、20-30%（改善工业培养的通风性、补充营养源） CaCO3 1% （用于调节pH值,酶激活剂） 水 30-40%,蒸煮的目的,使蛋白质适度变性形成变性蛋白和少量氨基易被微生物分解； 促进淀粉糊化成糊精和寡聚糖。 杀菌功能，利于菌体生长。,高压旋转蒸煮锅（有假底式）,高压旋转蒸煮锅（有假底式）,高压旋转蒸煮锅（无假底式）,蒸煮技术要求： 普通法：0.12Mpa ，15-30min 高短法：0.18-0.2Mpa，3-5min。 淀粉充分糊化，蛋白消化率78%以上。 熟料的要求： 呈浅淡的黄褐色，有香味及弹性，无浮水，无硬心，不粘，无其他不良气味，水分含量为46% -50%（因季节而异），消化率

3、在78%以上。,（一）菌种的选择,由于不断的选育改良，现在工业生产上用的菌种产生- 淀粉酶的能力已经是原有野生菌种的数倍或数十倍。 目前，我国常采用的霉菌为 米曲霉612或2120。它具有遗传性能稳定，不产生有毒代谢产物，生产周期短，酶活性高等特点。,二、种曲的制备,（二）、菌种扩大培养,1、斜面试管培养 将原菌种接入米曲汁或麦芽汁琼脂斜面培养基，经过32-34，70-72h试管培养，待菌丝布满斜面，并着生黄绿色的孢子即已成熟，可作为下一步培养的种菌或在低温下（0-4）储藏备用，每3个月转接一次。,2.纯种三角瓶种子培养,（1）培养基：25g麦麸，5g玉米粉及30mL水，加HCl三滴，搅拌后装

4、入500ml三角瓶中，包扎后120灭菌30min，冷却，备用。 （2）接种量：每支斜面试管菌种接种三角瓶培养基5-6支。 （3）培养：接种后将三角瓶置于32-34下培养，约18h后，菌丝体发白结饼，此时应摇瓶，打碎结饼。再过4h，菌丝体再次发白结饼，再次摇瓶。培养18h后，应将其倾斜放置，并注意摇瓶，直至长满均匀一致的黄绿色孢子，即可作为三角瓶种子，冷藏备用。,3、种曲培养：,（1）、设备：种曲室，曲盘、草帘、纱布等 （2）、灭菌 常用灭菌剂 方法一： KMnO4：甲醛 = 1：2熏蒸 （注意用氨水收） 方法二：硫磺：甲醛 = 2.5：1加热熏蒸 （注意控制，防止着火）。 用量以甲醛10g/m

5、3空气量进行计算。,（3）、培养方法：（3天曲法）,接入量为0.5-1.0%，料层厚1cm左右为宜,直立式堆叠,曲房保温28-30培养， 干湿相差116h培养,当品温达到34左右时，曲料面层稍有发白及结快时，进行第一次翻曲。,十字堆叠,室温继续保持在28-30，翻曲后4-6h，品温可达到36左右，在进行第二次翻曲，注意保持水分,3天后，种曲成熟，麦麸上布满黄绿色孢子。既为种曲。,（4）、种曲质量检验,A镜检孢子数法：显微镜直接观察种曲稀释液中的孢子数。 要求25-30亿个/g种曲（湿基计） B摇落孢子数法：称取10g种曲，烘干后摇落其孢子（用75目筛 D=0.2mm），求干孢子与干物质的百分数

6、，一般 要求在18%左右。 C 发芽率测定法：利用悬滴培养法。要求发芽率90%。,PROTEIN & ENZYME ENGINEERING,1、外观检验,孢子旺盛，呈新鲜的黄绿色，具有种曲特有的曲香，无夹心，无根霉、青霉等其他杂色。,2、孢子数测定,菌悬液,无菌水溶液,培养基,三、厚层通风制曲,厚层通风制曲：就是将曲料置于曲池内，其厚度为25-30cm，利用通风机供给空气及调节温度，从而促进米曲霉迅速生长繁殖。 1、制曲设备 大小：1012 8 3 m 为宜 曲室（空调箱）结构：保温，双层门，弧形顶，天窗,曲池：大小： 81020.6-0.8 m为宜,通风机：目前常采用的是中压型通风机（H 1

7、00 300 mm汞柱）。通风量一曲池内物 料重量的4-5倍 m3空气量/h为宜。,翻曲机及曲铲（双转式）,2、冷却及接种,原料拌匀，蒸煮后冷却至30，接种量0.5%，拌匀入池。,3、制曲工艺,霉菌生长规律,工艺流程,4、制曲不当常出现的问题,酸曲 原因：曲料水分过高或通风不良使产酸菌如小球菌、 粪链球菌生长繁殖，PH值降低。 防治方法：降低曲料水分，加强通风。 花曲 原因：种曲不纯或制曲过程污染而形成 防治方法：检查种曲纯度，加强制曲管理或更换菌株。 烧曲 原因：制曲过程种温度过高。米曲霉最适生长温度32- 35，超过38易使菌体死亡。 防治方法：加强制曲，注意温度控制。,5、厚层通风制曲的

8、操作要点 “一熟、二大、三低、四均匀”,一熟：原料要熟透。 二大：即大风、大水。 熟料水分要求在60%以上，风量7080m3/min。 三低：装池料温要低，制曲品温要低，进风风温 低。 四均匀：原料混合和润水要均匀； 接种要均匀； 装池疏松度要均匀； 料层厚薄要均匀。,6、烘干,目前常采用40低温烘干或风干法降低水分，储存备用或直接采用水或稀食盐水溶液进行浸提，再用乙醇沉淀或硫酸铵盐析，酶泥滤出后经调配烘干即成成品。,7、粗酶曲料的质量指标,感官鉴定 颜色：主要为孢子的着色。应为黄褐色，颜色过深或孢子过多，说明曲子太老，酶活性会降低。 松软度：松散柔软，润滑不扎手，无硬块，弹之即散。 香气：有枣香气，无酸味及不良气味。,理化鉴定 a-淀粉酶活性根据液化能力（测定黏度的下降）和糊化能力（测定碘反应的消失）来测定，后者较为普遍。 我国目前测定a-淀粉酶使用的两种测定方