β-淀粉酶的发酵工艺设计
《发酵工程实验》
《发酵⼯程实验》实验⼀淀粉酶⽣产菌的筛选⼀、实验⽬的学习淀粉酶产⽣菌的筛选⽅法。
⼆、实验原理淀粉酶在酿造、纺织、⾷品加⼯、医药等领域有⼴泛⽤途。
淀粉酶是⼀类淀粉⽔解酶的统称，它能将淀粉⽔解成糊精等⼩分⼦物质并进⼀步⽔解成麦芽糖或葡萄糖，淀粉被⽔解后，遇碘不再变蓝⾊，因此可根据淀粉培养基上透明圈的⼤⼩来判断所选菌株的淀粉酶活⼒。
三、实验⽤品1．样品淀粉含量丰富的⼟样。
2．培养基⾁汤培养基：⽜⾁膏3g，蛋⽩胨10g，NaCl 5g，加⽔⾄1000ml，pH7.0。
121℃灭菌20min。
初筛平板培养基：⽜⾁膏3g，蛋⽩胨10g，NaCl 5g，可溶性淀粉2g，琼脂18g，加⽔⾄1000ml，pH7.4。
121℃灭菌20min。
Lugol碘液：碘1g，碘化钾2g，蒸馏⽔300ml。
先将碘化钾溶解在少量⽔中，再将碘溶解于碘化钾溶液中，待碘全溶后，加⾜⽔即可。
3．器材⾼压蒸汽灭菌锅，超净⼯作台，电⼦天平，电炉，恒温振荡器，恒温培养箱；烧杯，量筒，三⾓瓶，培养⽫，移液管，洗⽿球，试管，试管架，接种针，涂布棒。
四、实验⽅法1．培养基制备：配制⾁汤培养基45ml，分装于250ml三⾓瓶中，纱布封⼝，灭菌。
配制初筛平板培养基350ml，分装于500ml三⾓瓶中，封⼝膜封⼝，灭菌。
2．倒平板：将融化的初筛平板培养基冷却⾄50～60℃，以⽆菌操作法倒⾄已灭菌的培养⽫中，⾄盖满底部。
冷却凝固待⽤。
3．样品预处理：取5g⼟样接⼊45ml⾁汤培养基中，30℃摇床振荡15min制成⼟壤悬液，此时的稀释度为10-1。
另取4⽀试管，分别记作10-2、10-3、10-4、10-5共5个梯度，每⽀试管内加⼊9mL⽆菌⽔。
⽤⽆菌移液管从三⾓瓶中吸取1mL⼟壤悬液，加⼊到10-2试管中混匀，再从此试管中吸取1mL加⼊到10-3试管中，依此类推直⾄10-5试管。
4．平板涂布分离：分别从不同稀释度的试管中吸取0.1ml悬液，均匀涂布于初筛培养基平板上，于30℃培养24～48h。
淀粉酶生产工艺
淀粉酶生产工艺淀粉酶作为一种重要的工业酶，广泛应用于食品、医药、饲料、糖化、纺织、皮革等领域。
下面将主要介绍淀粉酶的生产工艺。
淀粉酶的生产工艺通常分为两个步骤：种子培养和发酵生产。
1. 种子培养淀粉酶的种子一般由菌丝体制备而得，种子菌株的选取非常重要。
首先，从土壤、植物、食品中分离得到淀粉酶产生菌株，并经过传代培养筛选出优良菌株。
然后，选择合适的培养基进行菌株的预培养，以获得高活性和高产量的种子菌株。
培养基的选择要考虑到菌株的特性和经济性。
在种子培养过程中，通常采用摇瓶培养或容器培养的方式，控制好温度、pH值和氧气供应等条件，优化菌株的生长。
2. 发酵生产种子培养完成后，将种子菌株接种到大型发酵罐中进行发酵生产。
发酵过程需要控制好发酵温度、pH值、氧气供应和添加剂的投放等条件。
温度：淀粉酶的产生通常在30-50°C之间，具体温度要根据菌株的特性来确定。
温度过高或过低都会影响酶活性和产量。
pH值：淀粉酶一般在中性或微酸性环境下活性最高，一般在pH 5.0-7.0 的范围内进行发酵。
氧气供应：氧气供应对淀粉酶的产生有重要影响，因为淀粉酶属于需要氧气的好氧菌株。
因此，在发酵过程中需要控制好氧气的供应，提供充足的氧气以促进酶的产生。
添加剂：为了提高淀粉酶的产量和稳定性，常常会在发酵过程中添加一些助产剂或诱导剂，如优质动物蛋白、磷酸盐和氨基酸等。
这些添加剂能够提供菌株合成淀粉酶所需的营养物质，增加产酶能力。
发酵时间一般为24-72小时，根据菌株的生长速率和淀粉酶产量进行调整。
发酵过程中，可以通过监测酶活性和生物量的变化来掌握发酵的进程和产酶情况。
在发酵结束后，可通过离心、超滤等技术手段将淀粉酶提取和分离出来，经过加工和精制，最终得到纯净的淀粉酶产品。
综上所述，淀粉酶的生产工艺主要包括菌株的培养和发酵生产两个步骤。
通过控制好培养条件和发酵参数，能够提高淀粉酶的产量和质量，达到产业化生产的要求。
淀粉酶实验方案
淀粉酶发酵制备一、实验目的1.学习并掌握从大曲中分离产淀粉酶菌种的方法1．学习并掌握液体摇瓶发酵法制备α-淀粉酶的工艺；2．掌握α-淀粉酶酶活测定原理及方法。
二、实验原理α-淀粉酶生产菌主要有芽孢杆菌和霉菌等。
芽孢杆菌所产α-淀粉酶由于活性高，发酵周期短，酶的耐热件高，尤其是枯草杆菌为大多数工厂所采用。
α-淀粉酶比较耐热但不耐酸，pH 3.6 以下可使其钝化。
β-淀粉酶与α-淀粉酶相反，它不耐热但耐酸，70℃保温 15 min 可使其钝化。
通常提取液中α-淀粉酶和β-淀粉酶同时存在。
可以先测定（α+β）淀粉酶总活力，然后在70℃加热15 min，钝化β-淀粉酶，测出α-淀粉酶活力，用总活力减去α-淀粉酶活力，就可求出β-淀粉酶活力。
另外，β-淀粉酶活力大小可用其作用于淀粉生成的还原糖与3,5-二硝基水杨酸的显色反应来测定。
还原糖作用于黄色的3,5-二硝基水杨酸生成棕红色的3-氨基-5-硝基水杨酸，生成物颜色的深浅与还原糖的量成正比。
以每克样品在一定时间内生成的还原糖（麦芽糖）量表示酶活大小。
三、实验器材与试剂1．实验器材（1）烧杯，三角瓶，玻璃棒，试管，容量瓶、离心管、移液管。
（2）电炉（加热板）、高压灭菌锅、恒温水浴锅、摇床、离心机、电子天平。
2．材料与试剂（1）菌种：大曲粉中产淀粉酶的菌种（经查资料为枯草杆菌）（2）培养基：1）斜面培养基：可溶性淀粉2%，牛肉膏1%，蛋白胨1%，氯化钠0.5%，琼脂2%，pH 7.0-7.2。
2）种子液体培养基：可溶性淀粉1%，牛肉膏1%，蛋白胨1%，氯化钠0.5%，pH 7.0-7.2。
3）发酵培养基：葡萄糖 5%，豆饼粉5%，磷酸氢二钠0.8%，硫酸铵0.4%，无水氯化钙0.2%，MgSO4·7H2O 0.02%，pH7.0-7.2。
（3）酶活测定：1）称取碘11 g，碘化钾22 g，加水溶解，稀释至500 mL。
2）标准稀碘液：取碘原液15 mL，加碘化钾8 g，定容至500 mL。
产耐高温β-淀粉酶枯草芽孢杆菌工程菌的构建的开题报告
产耐高温β-淀粉酶枯草芽孢杆菌工程菌的构建的开题报告一、研究背景淀粉酶是一种能够水解淀粉为糖类的酶类。
如今，淀粉酶在食品工业，制糖工业和酿造工业等领域得到广泛应用。
其中，淀粉酶在饲料行业中的应用越来越受到关注。
β-淀粉酶的主要应用领域是动物饲料中。
因为淀粉是许多动物饲料的主要成分，淀粉酶能够将大分子淀粉水解成小分子葡萄糖、麦芽糖和淀粉酶糖等成分，从而提高饲料的可消化性和营养价值。
目前市场上的β-淀粉酶主要是从真菌中提取得到，但是真菌制备的β-淀粉酶存在生产成本高，酶活性易受环境条件和生产批次变化的影响等问题。
因此，构建高效的β-淀粉酶生产菌株是实现β-淀粉酶产业化生产的关键。
枯草芽孢杆菌是一种常见的细菌，具有产酶能力、生长速度快、易于培养等优点。
因此，枯草芽孢杆菌被广泛应用于酶的生产中。
目前，已经有许多研究采用枯草芽孢杆菌作为酶的生产菌株，在实验室和工业生产中均表现出优异的表现。
二、研究目的本研究旨在构建一种耐高温β-淀粉酶的枯草芽孢杆菌工程菌，通过对纯化的β-淀粉酶的基础研究和相关菌株的实验筛选，最终获得一种高效、稳定、低成本的β-淀粉酶生产菌株，并探索适合β-淀粉酶大规模生产的条件和工艺流程。
三、研究内容和方案（一）β-淀粉酶生化性质的研究通过纯化得到高纯度的β-淀粉酶，并对其生化性质进行研究。
主要包括酶催化反应的适宜温度、适宜pH、反应条件的稳定性等。
（二）β-淀粉酶生产菌株的筛选将经过重组的β-淀粉酶基因导入枯草芽孢杆菌，研究β-淀粉酶产生情况，分析不同菌株产生β-淀粉酶的能力和效果，进而筛选出可用于β-淀粉酶生产的优良菌株。
（三）β-淀粉酶生产条件的优化确定β-淀粉酶最佳生产条件，包括培养基成分、培养温度、培养时间等因素。
通过正交实验等方法寻求最佳参数组合，进而优化β-淀粉酶生产菌株的生产效率。
（四）β-淀粉酶工艺流程的建立根据β-淀粉酶生产的最佳条件，建立适合β-淀粉酶规模化生产的工艺流程，并对该工艺流程进行优化。
淀粉酶工艺流程
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在进行淀粉酶相关操作之前，需要做好充分的准备。
β-淀粉酶小罐发酵及酶学性质分析的开题报告
β-淀粉酶小罐发酵及酶学性质分析的开题报告
一、选题背景
β-淀粉酶是一种能够将淀粉、糊粉等多糖分解为低聚糖的酶类，广
泛应用于食品、饲料、纺织、医药等领域。
β-淀粉酶小罐发酵是一种高
效生产β-淀粉酶的方法，对其进行酶学性质分析有助于了解其生产、精制、应用等方面的特点和优势。
二、研究目的
1. 确定β-淀粉酶小罐发酵的最优化条件；
2. 分析不同生产批次β-淀粉酶的酶学性质，包括酶活力、pH、温度等。
三、研究内容
1. β-淀粉酶小罐发酵的最优化条件：通过单因素实验和正交实验确
定最适宜的发酵条件，包括发酵温度、发酵时长、发酵pH等；
2. β-淀粉酶的酶学性质分析：对生产的β-淀粉酶进行酶学性质分析，包括测定其酶活力、pH值、温度稳定性等。
四、研究方法
1. β-淀粉酶小罐发酵：选用高产β-淀粉酶的菌株，通过单因素实验
和正交实验优化发酵条件；
2. β-淀粉酶酶学性质分析：测定β-淀粉酶的酶活力、pH值、温度
稳定性等酶学性质，探究其最适应的生产条件。
五、预期成果
1. 确定β-淀粉酶小罐发酵的最优化条件；
2. 分析不同生产批次β-淀粉酶的酶学性质，为β-淀粉酶生产的优化提供理论基础和实验数据。
淀粉酶发酵罐设计
江西科技师范学院生物工程专业《化工原理课程设计》说明书题目名称90ｍ3产α-淀粉酶发酵罐的设计专业班级2009 级生物工程(1)班学号\学生姓名指导教师常军博士2011 年10 月31 日目录一、设计方案的确定 (1)1.1 α-淀粉酶发酵工艺流程 (1)1.2 α-淀粉酶发酵菌种 (2)二、工艺设计计算 (3)2.1 设计方案的拟定 (3)2.2 几何尺寸的确定 (3)2.2.1 主要技术参数和性能 (3)2.2.2 冷却面积的计算 (4)2.2.3 冷却装置的设计 (4)2.2.4 搅拌器的设计 (5)三、罐体主要部件尺寸的设计计算 (8)3.1 罐体设计 (8)3.2 罐体壁厚计算 (8)3.3 封头壁厚计算 (8)3.4 仪表接口 (9)3.5 辅助设备系统设计 (9)四、附录及图纸 (10)附录1 (10)附录2 (11)五、总结 (12)六、参考文献及资料 (13)一、设计方案的确定本设计分别对α-淀粉酶的工艺流程及生产原理都做了相关的阐述，并对有关的物料和热量也作了相应的衡算，以及以90m³为规模，针对α-淀粉酶发酵生产过程中最主要的设备发酵罐进行了模拟设计和选型。
本设计进行工艺计算、主要设备工作部件（如罐体、罐体壁厚、封头壁厚、搅拌器、仪表接口、人孔和视镜等）尺寸的设计。
1.1 α-淀粉酶发酵工艺流程α-淀粉酶生产菌的选育一般是以枯草芽孢杆菌作为出发菌株，通过枯草芽孢杆菌以淀粉为主要原料发酵而得到。
图1 ɑ-淀粉酶发酵工艺流程图1.2 α-淀粉酶发酵菌种本设计选用枯草芽孢杆菌BF7658菌种生产α-淀粉酶，发酵单位为200U/mL左右[1]。
二、工艺设计计算2.1 设计方案的拟定发酵罐主要由罐体和冷却蛇管，以及搅拌装置，传动装置，轴封装置，人孔和其它的一些附件组成。
本设计对90m 3通风发酵罐的几何尺寸进行计算；考虑压力，温度，腐蚀因素，选择罐体材料，确定罐体外形、罐体和封头的壁厚；根据发酵微生物产生的发酵热、发酵罐的装液量、冷却方式等进行冷却装置的设计、计算；根据一系列计算选择适合的搅拌装置，传动装置，和人孔等一些附件的确定，完成整个装备图，完成此次设计。
淀粉酶菌株的选育发酵工艺的研究和酶的纯化
淀粉酶菌株的选育发酵工艺的研究和酶的纯化摘要：淀粉酶是最早用于工业生产同时迄今仍是用途最广、产量最大的酶制剂产品之一，为了提高淀粉酶的生产水平，第一通过淀粉培养基从土壤中选择出产淀粉酶的活性菌株，对菌株初步鉴定后进行紫外线诱变，选择出产量高、性状优良的突变菌株，再用正交试验的方法对其发酵条件进行优化，实验最后采纳硫酸铵沉淀法初步纯化发酵得到的淀粉酶并对酶活性进行了测定。
关键词：淀粉酶；分离选择；紫外线诱变；优化；提纯1、引言淀粉酶是能够分解淀粉糖苷键的一类酶的总称，包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶，是最早用于工业生产同时迄今仍是用途最广、产量最大的酶制剂产品之一。
淀粉酶种类繁多，特点各异，在造纸、印染、酿造、果汁和食品加工、医药、洗涤剂、工业副产品及废料的处理、青贮饲料及微生态制剂等多种领域具有宽敞的用途。
我国是传统的农业大国，进展淀粉深加工工业是解决当前淀粉生产积压的好出路，而几乎所有淀粉深加工工业的基础差不多上以淀粉质原料的水解作为第一步，因此淀粉质原料的液化情形直截了当关系到产品后期的加工工艺和产品的质量。
因此，改进淀粉液化工艺也是降低生产成本，提高产品市场竞争能力的一种重要手段。
明显，改进淀粉液化工艺首要任务确实是提高淀粉酶的生产水平。
那如何提高淀粉酶的生产水平呢？我们明白，现在淀粉酶要紧来源于植物和微生物，并通过发酵完成生产，因此选择出高产、稳固的淀粉酶产生菌是淀粉酶生产的头等大事。
本文试图从土壤中分离出产淀粉酶的枯草杆菌，通过紫外线诱变育种及发酵条件优化来得到高产、稳固的淀粉酶产生菌株，并对发酵得到的淀粉酶进行初步提纯，以达到加深对发酵工程上游技术中菌种选育的认识、把握紫外线诱变育种的原理和方法、了解发酵条件对产物形成的阻碍、熟悉发酵条件的优化方法、把握分光光度法测液化型淀粉酶活力的差不多原理和方法、把握初步纯化淀粉酶的方法的实验目的。
2、材料与方法2. 1 实验材料2．1．1 样品：贵师大综合楼邻近的土壤2．1．2 培养基和试剂：淀粉培养基、牛肉膏蛋白胨（斜面）、牛肉膏蛋白胨（液体）种子培养基、淀粉酶发酵培养基、生理盐水、碘液、2％可溶性淀粉、硫酸铵、乙酸溶液、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液、标准糊精溶液2．1．3 仪器设备：全自动高压灭菌锅、培养皿、恒温培养箱、超净工作台、恒温摇床、离心机、分光光度计、恒温水浴锅、移液管、PH试纸、吸耳球、玻璃棒、量筒、试管、试管架、酒精灯、电子天平、三角烧瓶、洗瓶、接种针、接种环、直尺、记号笔等。
年产1000吨淀粉酶生产工艺设计
年产1000吨淀粉酶生产工艺设计摘要：α-淀粉酶广泛分布于动物、植物和微生物中，能水解淀粉产生糊精、麦芽糖、低聚糖和葡萄糖等，是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一。
目前，α-淀粉酶已广泛应用于变性淀粉及淀粉糖、焙烤工业、啤酒酿造、酒精工业、发酵以及纺织等许多行业。
本次设计的淀粉酶发酵厂，分别以玉米粉为碳源，以豆饼为氮源，以BF-7658枯草芽孢杆菌为生产菌种，采用深层发酵法，提取工艺采用盐析法，年产1000吨淀粉酶，日产4吨。
同时做出了生产工艺流程图，进行了物料衡算和热量衡算，设计了发酵罐和种子罐的尺寸和车间的布置和结构。
关键词：α-淀粉酶；生产工艺设计；深层发酵法Abstract: alpha amylase widely distributed in animals, plants and microbes, hydrolysis can produce dextrin, maltose starch, oligosaccharides and glucose and so on, it is the most widely used in industrial production of one of the enzyme preparation. At present, the alpha amylase has been widely used in modified starch and starch sugar, baking industry, beer brewing, alcohol industry, fermentation and textile and the many industries. The design of the fermentation plant amylase, respectively, with corn flour for carbon sources, to soybean cake as nitrogen source, with BF-7658 Bacillus subtilis strains for production, the deep fermentation, by salting-out extraction technology method, with the annual production capacity of 1000 tons of amylase, four tons per day. At the same time make the production process flow diagram, the material balance calculations and heat balance calculations, the design and the size of the cans of fermentation tank seeds and workshop layout and structure.Keywords: alpha amylase; Production process design; Deep fermentation人员编制指导老师：陈祖玉组长：丁璟剑0905151026组员：方开青0905151030马劲0905151027陈澍泽0905151028蔡锟0905151025任务分配目录1 绪论 (1)1.1 淀粉酶简述 (1)1.2 α-淀粉酶的工业应用 (1)1.3 展望 (1)2 α-淀粉酶的性质 (2)2.1 α-淀粉酶的结构 (2)2.2 α-淀粉酶的性质 (2)2.2.1 底物特异性 (2)2.2.2 最适 pH和最适温度 (2)2.2.3 金属离子 (2)2.2.4 电场强度 (3)3 工艺流程设计 (3)3.1 生产方法的选择 (3)3.2 工艺流程简述 (4)3.2.1 菌种的选育及制备 (4)3.2.2 培养基的配制 (4)3.2.3 种子扩大培养 (5)3.2.4 空气灭菌 (5)3.2.5 发酵过程的工艺控制 (6)3.2.6 下游加工 (7)4 工艺计算 (9)4.1 工艺技术指标 (9)4.2物料衡算 (9)4.2.1 原料消耗计算 (9)4.2.2 物料衡算表 (10)4.3 热量衡算 (11)4.3.1连续灭菌热量衡算 (11)4.3.2发酵工序热量衡算 (13)4.3.3发酵液热处理热量衡算 (13)4.3.4淀粉酶干燥过程的热量衡算 (13)4.3.5热量衡算表 (14)5 设备的工艺计算及选型 (15)5.1 发酵罐的设计 (15)5.1.1 发酵罐个数的确定 (15)5.1.2 发酵罐尺寸的确定 (15)5.1.3 发酵罐冷却面积的确定 (16)5.1.4 发酵罐搅拌器的设计 (17)5.2 种子罐的设计 (17)5.2.1 种子罐数量的确定 (17)5.2.2 种子罐尺寸的确定 (17)5.3 设备一览表 (18)6 车间布置设计 (18)6.1 车间设计规范和规定 (18)6.2.1 发酵车间组成 (19)6.2.2 车间布置原则 (19)6.3 车间布置及结构 (19)7 结论 (20)参考文献 (21)1 绪论1.1 淀粉酶简述淀粉酶广泛存在于动物、植物和微生物中[1]，在食品、发酵、纺织和造纸等工业中均有应用，尤其在淀粉加工业中，微生物淀粉酶更是应用广泛并已成功取代了化学降解法；同时，它们也可以应用于制药和精细化工等行业[2]。