ɑ——淀粉酶的工业化生产
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枯草杆菌培养一般在35到37摄氏度,且液体深层 培养与固体培养敏感度不同。固体培养枯草杆菌在37摄 氏度下达到产酶高峰的时间比35摄氏度缩短12h。 产酶期间培养基pH可以通过补充碳源氮源实现, 适宜的PH为5.5——6.5,多次补充将PH保持在6.3—— 6.6能促进产酶。
BF-7658ɑ—淀粉酶
四、发酵完毕:停止补料后6——8h,温度不再升高,酶活性不再升高 ,菌体进 入衰老期,即可结束发酵。向发酵液中加入2%CaCl2,0.8%Na2HPO4,并加热 至50——55摄氏度,维持30min。(破坏蛋白酶),冷却至40摄氏度提炼。 五、提取:常用提取方法有以下三种。 1)盐析法:发酵液经热处理,冷却到40摄氏度,加入硅藻土为助滤剂过滤。 滤饼加2.5倍水洗涤,洗液与滤液合并后,在45摄氏度真空瓶浓缩数倍后,加 (NH4)2SO4至40%饱和度。盐析,沉淀物加硅藻土后过滤,滤饼于40摄氏度 烘干后磨粉即为粗酶成品,回收率70%左右。 2)乙醇淀粉吸附法:在发酵液中加入Na2HPO4、CaCl2和NaCl,使其浓 度分别达到1%、1%和0.5%。在PH6.3——6.5之间,65摄氏度维持15——30min 以促进凝絮,同时钝化蛋白酶。然后迅速冷却到30摄氏度,压滤除渣。酶液在低 温下经刮板薄膜蒸发器浓缩至汉固形物35——40%,加入与其干物等量的淀粉,然 后在搅拌的同时缓缓加入2倍量的10——15摄氏度的乙醇,使其终浓度达到60% 左右,继续搅拌数分钟,静止数小时,待沉淀完全离心分离。沉淀物于50摄氏度 热风干燥后磨粉,酶收率60%左右。 3)喷雾干燥法:将发酵液粗滤后直接采用喷雾干燥法干燥,收率可达90% 左右。但制品中含杂质多,有臭味,妨碍应用,同时蒸汽消耗量大,易吸湿。
用途
粗滤
压滤
发酵罐
干燥
压罐 喷雾干燥
粉碎
计量罐 混合
补料培养基
补料罐
包装
成晶
碳源:葡萄糖、果糖、蔗糖等容易利用的糖只能促进细胞呼吸、生长,不利于淀粉 酶生成,反而抑制。大多数工厂使用淀粉或玉米粉。 氮源:氮源不仅是细胞生长的氮素来源,还是合成淀粉酶的重要原料。通常用豆 饼粉花生粉等,并补充适量无机氮源。碳源与氮源的比例对淀粉酶的形成影响很 大,如玉米与豆饼粉为碳源氮源,对于枯草杆菌BF-7658生产ɑ—淀粉酶比例应在 (8:5)—(9:5)为宜。 无机盐:过量磷酸盐显著增加枯草杆菌BF-7658ɑ—淀粉酶产量。钙离子有利于维 持淀粉酶活性,锰离子、锌离子、铁离子、钠离子有刺激产酶作用,原料中已经 能够满足需求,不需添加。 表面活性剂:改变细胞膜通透性,一定条件下显著促进淀粉生产。
ɑ——淀粉酶的工业化生产
ɑ—淀粉酶:即ɑ—1,4葡聚糖-4-葡萄糖水解酶,为内切酶,可从淀粉
分子内部切开ɑ—1,4-键生成糊精和还原糖。产物末端葡萄糖残基C1原 子为ɑ-构型故称ɑ—淀粉酶。ɑ—淀粉酶是一种金属酶,酶分子中含有Ca 除根霉与地衣芽孢杆菌ɑ—淀粉酶外,Ca 为保持酶活性和稳定性所必 需。其他二价碱体金属(Sr 、 Ba 、 Mg 等),也有使无Ca 的 ɑ—淀粉酶恢复活性的能力。
• 最适PH:6.5, 低于6或高于10活性明显降低。 • 最适作用温度:65摄氏度,在淀粉浆中为80到85摄氏度,90摄氏度 保温15min活率87%。
• 应用:广泛应用于食品制造,制药,纺织等许多方面。在畜禽养殖中 ɑ—淀粉酶常用作饲料的添加酶制剂。不同来源ɑ—淀粉酶作用效果不 同。例如黑曲霉酸性淀粉酶适用于制造助消化的药物。米曲霉的淀粉 酶耐热性较差,用于面包工业。糖化塑细菌淀粉酶因产物具有较多的 麦芽糖.可用以制造低D值的糖类.而耐热性强的细菌淀粉酶,由于 液化完全,用酶量少,操作较容易,适于淀粉液化及棉布退浆、酶法 生产葡萄糖以及石油压裂。目前,一淀粉酶已用在淀粉加工业面包工 业、发酵工业、饲料制造等。
一、种子培养:将保存的枯草杆菌BF-7658的试管斜面种子接种到马铃薯茄子 瓶斜面(20%马铃薯煎出汁加MgSO4.9H2O 5mg/L,琼脂2%,PH6.7-7.0), 37摄氏度培养3天(使之形成芽孢提高种子稳定性),然后接种到500L种子罐, 37摄氏度搅拌(300r/min),通风培养12-14小时(进入对数期),在接种到 发酵罐。 二、培养条件:温度37摄氏度左右,搅拌速度200r/min时,0—12h通气量为 1:0.67,12h至结束通气量为1:(1——1.33),发酵周期为40——48h。 三、中间补料:补料从10h开始,一般前期后期少,中期多,根据菌体生长情 况调节。补料体积相当于基础料的1/3。
工业生产常用菌种:枯草杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、米 曲霉等。
生产方式:固体培养、液体深层培养
ɑ—淀粉酶种类:液Βιβλιοθήκη Baidu型、糖化型
以我国产量最大、用途最广的一种液化型ɑ—淀粉酶——枯草 杆菌BF-7658ɑ—淀粉酶为例
BF-7658 孢子斜面
孢子悬浮液 无菌空气 种子罐 盐析 乙醇沉淀 热处理 淀粉吸附