α-淀粉酶发酵条件的优化
固态发酵生产细菌α淀粉酶の研究
元儡轻＂Ｉ－夫掌硕士掌位论文（题目。
导师：指导小组：研究生。
摘要固态发酵生产ａ．淀粉酶的研究章克昌教授张礼星讲师吴大治卜—√固态发酵是一项既传统又面临新挑战的生物技术。
它和液体深层发酵比较，具有生产效率高，工艺操作简单，投资小，能耗低，污染少，产物后处理容易等优点。
本论文以农产品副产物麸皮为主要原料，采用解淀粉芽孢杆菌ＢＦ７６５８变异菌株为生产菌株，进行固态发酵生产ａ．淀粉酶的研究。
ｆ通过菌株的筛选驯化获得一株固态发酵生产ａ．淀粉酶的高产菌株莳４，液体摇瓶酶活为３３６Ｕ／ｍＬ，三角瓶固态发酵酶活为１３９３Ｕ／ｇ。
单因子试验后选择固态发酵优化培养基组成为：以麸皮为基础发酵培养基，添加１ｏｄｏＣａＣｌ：和２ｏＡｏ吐温．８０，自然ｐＨ，控制培养基初始含水量为６０％左右。
采用１０ｈ菌龄的液体种子接种，按种量为０．５％（ｖ／ｗ），三角瓶固态发酵３７℃培养６０ｈ产酶水平可达１１４９Ｕ／ｇ。
放大到浅盘培养过程，在原有优化培养基组成的基础上，需要控制的培养条件为：保持曲房相对湿度９０％以上，添加填充剂稻壳：麸皮比例为ｌ：２０（ｗ／ｗ），培养３６ｈ补水使培养基含水量在５５～６０％左右。
采用接种量５％（ｖ／ｗ）、１２ｈ菌龄的液体种子接种，在３７～３９℃的品温下进行浅盘培养，４８～６０ｈ后酶活平均为１３６０Ｕ／ｇ，是一般液体发酵法的３～４倍。
在上述浅盘培养优化培养基条件下测得细菌在麸皮培养基上的最大比生长速率为０．１ｌｈ一。
麸曲ａ．淀粉酶一般酶学性质为：最适作用温度为７０℃左右ｉ最适作用ｐＨ在６．０～７．０之间，≤５．０失活严重；６０℃以下酶活性稳定；ｐＨ稳定范围为ｐＨ５～９；Ｃａ２＋能显著提高酶的热稳定性和ｐ１４稳定范围。
ａ．淀粉酶麸曲粉室温保存半年后残余活力平均为８５％。
酒精生产应用试验和玉米淀粉液化试验结果也表明，麸曲ａ．淀粉酶和商业ａ．淀粉酶在使用效果上相似，但是固态发酵生产的Ⅱ－淀粉酶成本较低，在酒精发酵等行业中可以替代商业ｎ．淀粉酶使用，具有较高的经济效益和环境效益，值得进一步研究推广：ｈ。
产α-淀粉酶菌株产酶培养基组成优化正交试验
瓶一瓶配制，认真仔细检查，共同的非可变 因素可以统一配制后，分别加入； 不要急于实施试验，仔细推敲试验方案； 试验时间，用倒推计算；
试验的基本安排
确定因素、水平，选定L9（34）正交表。 根据正交表安排，配制表中9个试验号的培养基、1
个初筛和复筛中使用的培养基（作为对照），共计 10种培养基，灭菌后备用。 准备接种用的液体活化菌,提前12-24小时接种培养 ； 接种：9个试验号培养基、1个对照培养基，共计10 瓶，接种量2mL/瓶。 37℃摇瓶培养3天（往复式振荡培养100~120转/分） 。 分别测定10组酶活力，结果采用极差分析和方差分 析，得出结论。
基本流程
确定因素 及水平 保藏斜 面菌种 选择合适 正交表
接种1环于活 化培养基
配制培 养基
灭菌
灭菌备用 培养基
37℃摇瓶 培养3天
液体菌种活化 12~14小时
接种2mL/瓶
极差分析 测定酶 活力 结果分析
因素的主次 关系、理论 最优组合 各因素水 平差异的 显著性
方差分析
方差分 析表
完成后结合试验及分析结果进行重复试验
试验结果方差分析试验结果方差分析列方差分析表列方差分析表进行进行f检验检验计算各列偏差平方和计算各列偏差平方和自由度自由度分析检验结果分析检验结果写出结论写出结论正交设计的因素水平表正交设计的因素水平表正交试验表头设计正交试验表头设计选用正交表及试验方案选用正交表及试验方案试验方案及其结果包括直观分析试验方案及其结果包括直观分析因素各水平与试验指标关系图因素各水平与试验指标关系图方差分析表方差分析表重复试验结果重复试验结果直观分析直观分析极差分析极差分析计算各因素各水平下试验指标值的总和平均值计算各因素各水平下试验指标值的总和平均值及因素水平平均值最大和最小之差值及因素水平平均值最大和最小之差值极差从极差从而反映了各试验因素的主次
发酵过程及优化实验
发酵过程及优化实验——产淀粉酶细菌的优化实验淀粉酶是一类能催化淀粉糖苷键水解的酶类，作用于淀粉分子产生糊精、低聚糖及葡萄糖等多种产物。
而淀粉酶是应用最广的酶制剂之一，占全球酶工业市场份额的25%-33%。
淀粉酶广泛分布于动物、植物和微生物有机体中。
目前，已报道的能够产生淀粉酶的微生物种属包括不动杆菌属、微球菌属、黄隐球酵母、盐单胞菌属、青霉菌属、类芽孢杆菌属、链霉素属、假单胞菌属和杆菌菌属等。
实验一培养基的配置、灭菌一、实验目的1. 温故配制微生物培养基的原理及配制的一般方法、操作步骤。
2. 了解鉴别性培养基的原理，并掌握配制鉴别性培养基的放到和步骤。
二、实验原理鉴别性培养基是一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而达到只需用肉眼辨别颜色就能方便地从近似菌落中找出目的菌菌落的培养基。
如对于淀粉酶产生菌的筛选，选用的是在含有淀粉的培养基中培养微生物，滴加碘液进行染色，若出现透明圈，则表明该菌能产生胞外淀粉酶。
三、材料和器材（1）培养基：普通培养基：牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 5g，自来水1000mL，pH7.2~7.4。
鉴别型培养基：牛肉膏3g，蛋白胨10g，可溶性淀粉10g，NaCl 5g，琼脂20g，自来水1000mL，pH7.2~7.4。
另一个鉴别性培养基加可溶性淀粉15g每1000ml。
（2）器皿：电子天平，烧杯，锥形瓶，量筒，培养皿，玻棒，涂布棒，移液管等。
（3）其他：药匙，记号笔，报纸等。
（4）碘原液：称取碘化钾22g，加少量蒸馏水溶解，加入碘11g，溶解后定容至500mL，贮于棕色瓶中。
稀碘液：取碘原液2mL，加碘化钾20g，用蒸馏水定容至500mL，贮于棕色瓶中。
四、方法和步骤1．配制基本培养基，分装50mL至250mL锥形瓶，供实验菌株扩增。
2．配制鉴别培养基，检测实验菌株是否能产胞外淀粉酶。
3．配制稀释用的生理盐水，分装4.5mL至每个试管（11管）。
α-淀粉酶的生产工艺设计
α-淀粉酶的生产工艺设计α-淀粉酶的发酵生产工艺摘要：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。
1.菌种的选育1. 1 细菌的分离与初步鉴定：将土壤系列稀释，把10-3 、10-4、10-5分别涂布到淀粉培养基上，27℃倒置培养2天，将长出的菌落接入斜面。
将细菌从斜面接种到淀粉培养基培养2天，用碘液染色，记录透明圈大小和菌落直径，计算D/d值。
保菌供下次实验用。
1．2 紫外线诱变育种：取活化后的菌种配成菌悬液、稀释；倒淀粉培养基平板，将菌悬液涂布其表面；用紫外线处理平板0、2min、4min、6min、8min、10min，每个处理2次重复；放到黑暗中倒置培养，37℃培养48h，分别计数诱变组和对照组平板上的菌落数，并计算致死率；加入碘液，分别测量诱变组和对照组菌落的透明圈直径和菌落直径，计算D/d值；将D/d值最大的菌种保存到斜面培养基上。
1.3 诱变方法以及变异菌株的筛选①诱变出发菌株在完全培养基中培养至对数生长期后期。
②以NTG为诱变剂，按一定处理剂量(μg/ml)，在一定pH值的缓冲液中30℃恒温振荡处理1~4 h。
③经高速离心分离，移植于液体完全培养基进行后培养。
④经稀释涂布在含有1%淀粉BY固体培养基上，经24 h培养形成小菌落。
⑤把单菌落分别移植于含2%淀粉BY液体培养基中，30℃培养36 h。
⑥用2#定性滤纸制成5 mm disc(小圆纸片)，并用2%琼脂BY培养基灭菌后加入较大剂量青霉素(抑菌)。
倒入200 mm×300mm长方形不锈钢玻璃培养皿中，冷却凝固。
然后把5 mm disc 纸顺序放在培养基表面。
⑦用微量注射器分别吸取培养液，移植到相应的disc上。
把disc 培养皿经37℃，24h分别培养。
α-淀粉酶水解魔芋飞粉最佳条件优化的研究
α-淀粉酶水解魔芋飞粉最佳条件优化的研究
徐婷;孙天玮;周海燕;吴永尧
【期刊名称】《现代生物医学进展》
【年(卷),期】2008(008)006
【摘要】本研究采用单因素和正交试验的方法对α-淀粉酶水解魔芋飞粉的酶用量、pH值、温度、[Ca2+]和底物浓度等条件进行优化,结果表明当α-淀粉酶用量为
4u/g淀粉、pH为6.0、温度为60℃、[Ca2+]为0.01mol/L和底物浓度为8%时,水解度达20%,为最佳反应条件,研究为进一步利用α-淀粉酶水解魔芋飞粉生产燃
料乙醇奠定了基础.
【总页数】3页(P1090-1092)
【作者】徐婷;孙天玮;周海燕;吴永尧
【作者单位】湖南农业大学生化与发酵工程实验室,湖南,长沙,410128;湖南农业大
学生化与发酵工程实验室,湖南,长沙,410128;湖南农业大学生化与发酵工程实验室,湖南,长沙,410128;湖南农业大学生化与发酵工程实验室,湖南,长沙,410128
【正文语种】中文
【中图分类】S216.2;Q556+.2
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α淀粉酶的生产工艺
一,α-淀粉酶菌种的筛选枯草杆菌BF7658是我国应用广泛的液化型α-淀粉酶菌种，国内普遍采用深层发酵法生产工业粗酶。
我们从BF7658出发，用紫外光及化学药品反复交替诱变，选育适用于固体发酵的新菌体BF7658—1。
该菌为短杆状，革兰氏阳性，两端钝园，在肉汁表面可生成菌膜，在培养基上菌落呈乳白色，表面光滑、湿润、略有光泽，用碘液试之，菌落周围呈透明圈。
∙固体培养枯草杆菌BF7658—1生产α-淀粉酶将菌种接种于马铃薯琼脂斜面，37℃培养三天，然后转接到种子液体培养基上（豆饼粉、玉米粉、酵母膏、蛋白胨火碱、水等），摇瓶培养一定时间，当菌体进入对数生长期时，以0. 5%接种量接入固体培养基（麸皮、米糠、豆饼粉、火碱、水；ph=7左右，常压汽蒸一小时，冷却到38～40℃）在厚层通风制曲箱内，通风保持37～42℃，培养48小时出曲风干。
麸曲用1％食盐水3～4倍浸泡，3小时后过滤，调节滤液pH=8，加硫酸铵溶液沉淀酶，经离心，用浓酒精洗涤脱水，40℃烘干、磨粉即为成品。
∙深层发酵法生产α-淀粉酶斜面菌种制法同前。
将试管斜面菌种接种到马铃薯茄子饼斜面（培养基同前种子培养基），37℃培养三天，使之形成芽孢，以提高种子的稳定性。
然后接种到500升种子罐，37℃搅拌通风培养12～14小时。
当菌体进入对数生长期（镜检细胞密集、粗壮整齐、大多数细胞单独存在，少数呈链状，发酵液=6.3～6.8，酶活5～10单位∕毫升）时，乃转入10000升发酵罐，37℃，通风，搅拌，培养40～48小时。
中途三倍碳源的培养基补料，体积相当于基础料的1∕3，从培养12小时开始，每小时一次，分30余次添加完毕。
停止补料后6～8小时罐温不再上升，菌体衰老，80％形成空泡，每2～3小时取样分析一次，当酶活不再升高，可结束发酵。
而后向发酵液中添加2%CaCl2，0.8%Na2HPO4，50～55℃加热处理30分钟，以破坏共存的蛋白酶，促使胶体凝聚而易于过滤。
α-淀粉酶发酵条件的优化
实验一酶的催化反应――最佳液化条件的研究一、实验目的：通过对耐高温а－淀粉酶的催化反应的温度、pH值、底物浓度、酶添加量等几个影响因素在不同水平上的实验，确定酶的最佳反应条件。
本次试验确定最佳pH 以及最佳底物浓度。
二、实验原理：液化型淀粉酶能将淀粉分子键的а－1，4－葡萄糖苷键任意切断成长短不一的短链糊精，以及少量麦芽糖和葡萄糖。
工业淀粉制糖时采用通常先液化后糖化的工艺，一般先将淀粉液液化至DE值16～18左右，再加入糖化酶进行糖化。
最佳液化条件的确定，对于节约生产成本，提高生产效率有重要的意义。
三、实验药品和器材：（一）实验药品：耐高温а－淀粉酶，淀粉（二）实验仪器：恒温水浴锅1台/组；100ml烧杯10只/组；玻璃棒4只/组；pH计4台（标准溶液），温度计1只/组，糖度计1只/组，1000ml烧杯1只/组；卫生纸1卷/2组；洗瓶1只/组；1ml移液管1只/组；吸耳球1只/组；电子天平称量纸药勺四、实验步骤：（一）最佳液化pH值的确定设计pH值5.0; 6.0; 7.0三个水平进行试验，淀粉浓度10g，加水40ml，酶添加量0.4ml，保温液化10min。
具体操作：称取淀粉10g，共4份，分别加入4只100ml的小烧杯中，再分别加入自来水40ml，用玻璃棒搅拌均匀后分别调整pH值至5.0; 6.0; 7.0三个水平，然后放到70℃下预热4～5min后（过程中要求搅拌），加入酶0.4ml，立即计时，保温液化10min（过程要求搅拌）后，立刻用糖度计测定糖度，记录实验结果。
（以下操作雷同）（二）最佳底物浓度的确定：设计淀粉浓度10％（100ml水＋10g淀粉），20％（40ml水＋10g淀粉），30％(23ml水+10g淀粉)，酶添加量0.4ml，自然pH值，70℃，保温10min。
用糖度计测定糖度，记录实验结果；具体操作：配制好以上几种溶液，放到70℃恒温水浴锅中预热5min（过程中要求搅拌），加入0.4ml酶，立即计时，保温液化10min（过程要求搅拌）后，立刻用糖度计测定糖度，记录实验结果。
基因工程菌生产耐高温α-淀粉酶发酵条件的优化
基因工程菌生产耐高温α-淀粉酶发酵条件的优化α-淀粉酶是一种能够水解淀粉的酶，被广泛应用于食品、制浆造纸、医药等领域。
由于生产条件的限制，传统的α-淀粉酶生产工艺存在很大的局限性，因此需要探索新的生产技术和生产菌株。
方法：
本实验选用经过基因工程改造的高温耐受性菌株，利用筛选得到的最优菌株进行发酵生产α-淀粉酶。
通过单因素实验和正交实验优化发酵条件，包括发酵时间、发酵温度、pH值、转速等指标，寻找最佳发酵条件。
结果：
确定最佳生产菌株后，发酵条件的单因素实验结果表明，最佳发酵时间为72小时，发酵温度为60℃，pH值为7.0，转速为180转/分。
进一步经过正交实验优化，确定了最佳的发酵条件为：发酵时间72小时，发酵温度60℃，pH值7.0，转速180转/分。
结论：
通过基因工程改造的耐高温菌株生产α-淀粉酶的发酵条件已经成功优化，这为更高效、环境友好的α-淀粉酶生产提供了技术支持和理论基础，同时也为高效生产其他工业酶类开辟了新的途径。
工业生产中耐高温α淀粉酶发酵培养基的优化研究
万方数据万方数据万方数据工业生产中耐高温α-淀粉酶发酵培养基的优化研究作者：石飞虹， 周友超， 郭翠， 张灿， SHI Fei-hong， ZHOU You-chao， GUO Cui， ZHANG Can作者单位：安徽丰原生物化学股份有限公司,安徽,蚌埠,233010刊名：食品与机械英文刊名：FOOD & MACHINERY年，卷(期)：2009，25(5)被引用次数：0次1.潘风光地衣芽抱杆菌耐高温α-淀粉酶基因工程菌的研究进展 2005(02)2.郭少春.刘凯.谢林酒精专用淀粉酶的应用研讨 1999(06)3.余诗庆一种耐高温α-淀粉酶高产菌株的选育方法 2005(05)4.Aiba S.Imanska T Cloning and exprssion of the thermostable amylase gene from bacillus stearothermop hilus,in bacillus stearothermop hilus sand bacillus subtilis 1983(46)5.Rothstein D M.Cate R L Expression of a-amylase in bacillus lichemformis 1986(168)6.Sen S Hy per Expression of bacillus stearot hermophilus a-amyl-ase gene in bacillus subtilis1989(11)7.潘风光.任洪林.刘海学地衣芽抱杆菌α-耐高温淀粉酶基因的克隆及原核表达 2004(01)8.宋照军.张军合.张浩发酵型山药酸奶的生产工艺 2002(03)9.蔡奕文酵母抽提物生产工艺的优化 2003(03)10.韩春然应用回归正交法确定豆酪生产条件 2006(03)1.期刊论文郭肖红.高文远.李克峰.GUO Xiao-hong.GAO Wen-yuan.LI Ke-feng丹参不定根组织培养的研究(Ⅱ)碳源、氮源和磷源对丹参不定根培养的影响-中草药2007,38(6)目的 研究碳源、氮源和磷源对丹参Salvia miltiorrhiza不定根生长及其有效成分丹参酮ⅡA和原儿茶醛量的影响.方法 利用组织培养技术结合HPLC分析手段,通过改变培养基碳源种类和浓度、氮源和磷源浓度,研究其对丹参不定根生长和丹参酮ⅡA、原儿茶醛量的影响.结果 碳源、氮源、磷源对于不定根培养是必需的.以蔗糖为碳源,添加30 g/L蔗糖,培养20 d,不定根增殖倍数最高,60 g/L蔗糖最适合丹参酮ⅡA合成,低质量浓度蔗糖更利于原儿茶醛合成.间歇添加蔗糖至培养25 d,不定根增殖率是对照的2.3倍,丹参酮ⅡA量是对照的2.4倍.培养基NH4+和NO3-总浓度保持60 mmol/L,NH4+/NO3-为1∶4、1∶4、1∶1时分别得到最大的不定根增殖倍数、丹参酮ⅡA和原儿茶醛的量.改变培养基KH2PO4浓度时,丹参不定根生长均比对照组旺盛,但高浓度KH2PO4抑制了丹参酮ⅡA合成.结论 本实验确定了丹参不定根悬浮培养的最佳碳源种类和浓度、氮源比例和磷源浓度,表明不同碳源、氮源和磷源对丹参不定根生长和次生代谢物合成有显著影响.2.学位论文薛春梅碳源和氮源对平菇PH06菌丝生长的影响2009平菇在国际市场上产量很大，营养价值高，市场需求大，如果能不断提高平菇的产量和质量，缩短生长周期，将会有很大的理论价值，产生一定的社会效应。
α-淀粉酶的生产工艺
一,α-淀粉酶菌种的筛选枯草杆菌BF7658是我国应用广泛的液化型α-淀粉酶菌种，国内普遍采用深层发酵法生产工业粗酶。
我们从BF7658出发，用紫外光及化学药品反复交替诱变，选育适用于固体发酵的新菌体BF7658—1。
该菌为短杆状，革兰氏阳性，两端钝园，在肉汁表面可生成菌膜，在培养基上菌落呈乳白色，表面光滑、湿润、略有光泽，用碘液试之，菌落周围呈透明圈。
•固体培养枯草杆菌BF7658—1生产α-淀粉酶将菌种接种于马铃薯琼脂斜面，37℃培养三天，然后转接到种子液体培养基上（豆饼粉、玉米粉、酵母膏、蛋白胨火碱、水等），摇瓶培养一定时间，当菌体进入对数生长期时，以0. 5%接种量接入固体培养基（麸皮、米糠、豆饼粉、火碱、水；ph=7左右，常压汽蒸一小时，冷却到38～40℃）在厚层通风制曲箱内，通风保持37～42℃，培养48小时出曲风干。
麸曲用1％食盐水3～4倍浸泡，3小时后过滤，调节滤液pH=8，加硫酸铵溶液沉淀酶，经离心，用浓酒精洗涤脱水，40℃烘干、磨粉即为成品。
•深层发酵法生产α-淀粉酶斜面菌种制法同前。
将试管斜面菌种接种到马铃薯茄子饼斜面（培养基同前种子培养基），37℃培养三天，使之形成芽孢，以提高种子的稳定性。
然后接种到500升种子罐，37℃搅拌通风培养12～14小时。
当菌体进入对数生长期（镜检细胞密集、粗壮整齐、大多数细胞单独存在，少数呈链状，发酵液=6.3～6.8，酶活5～10单位∕毫升）时，乃转入10000升发酵罐，37℃，通风，搅拌，培养40～48小时。
中途三倍碳源的培养基补料，体积相当于基础料的1∕3，从培养12小时开始，每小时一次，分30余次添加完毕。
停止补料后6～8小时罐温不再上升，菌体衰老，80％形成空泡，每2～3小时取样分析一次，当酶活不再升高，可结束发酵。
而后向发酵液中添加2%CaCl2，0.8%Na2HPO4，50～55℃加热处理30分钟，以破坏共存的蛋白酶，促使胶体凝聚而易于过滤。
发芽小麦高温α-淀粉酶挤压膨化工艺优化
发芽小麦高温α-淀粉酶挤压膨化工艺优化马培轩;武蕊;王玉茜;徐均;吴同华;张智;单良【期刊名称】《食品研究与开发》【年(卷),期】2024(45)2【摘要】为解决酿造食品工业中小麦原料还原糖和阿魏酸含量低的问题,利用高温α-淀粉酶挤压膨化处理技术对发芽小麦进行预处理,基于外源酶、内源酶与高温膨化共同作用促进原料中淀粉水解,以期提高其中的还原糖和阿魏酸含量。
通过单因素和正交试验,确定最佳工艺条件为物料水分30%、加酶量0.18%、末端机筒温度90℃、螺杆转速80 r/min。
在此条件下,还原糖和阿魏酸含量分别为38.39%和3.78 mg/g。
与小麦原料和单一发芽处理相比,还原糖含量分别提高481.67%和20.95%,阿魏酸含量分别提高131.90%和38.97%。
通过冷场发射扫描电镜(cold field emission scanning electron microscope,Cold FESEM)、傅里叶转换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、高效体积排阻色谱(high performance size exclusion chromatography,HPSEC)表征,观察到发芽小麦的淀粉结构被破坏,其结晶度、短程有序度、重均分子量降低。
高温α-淀粉酶挤压膨化处理发芽小麦能够促进还原糖的生成和阿魏酸的释放,为后续发酵食品的生产提供更好的发酵条件和更多的风味前体物质。
【总页数】8页(P162-169)【作者】马培轩;武蕊;王玉茜;徐均;吴同华;张智;单良【作者单位】新疆农业大学食品科学与药学学院;江南大学食品学院;新疆沙棘精深加工工程技术研究中心;徐州市龙头山酿造有限公司【正文语种】中文【中图分类】TS2【相关文献】1.发芽糙米的富硒及其微波干燥与挤压膨化工艺优化2.发芽-挤压膨化-高温α淀粉酶协同处理改善全谷物糙米粉冲调性的工艺优化3.双酶预酶解协同挤压膨化改善发芽糙米粉冲调性的工艺优化4.高温α-淀粉酶-挤压膨化耦合处理对全谷物糙米粉品质的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
第四章 第三节a-淀粉酶液体发酵技术
中间补料大致可以分为以下几个方面：
①补充碳源：如添加糖液（工业糖液或废糖液）， 水解淀粉、玉米粉、废糖蜜等。 ②补充氮源：如尿素、酵母粉、各类豆饼粉等有 机氮源及氨水、硫酸铵等无机氮源。 ③补充无机盐类、微量元素和前体物质。在发酵 过程中补充微生物生长或生物合成所需，如磷酸 盐、ZnSO4、MnSO4、CaSO4、硫代硫酸钠、半胱 氨酸、AMP以及表面活性剂（如土温80）等。 添加上述物质其本身或代谢后往往引起酸碱度 变化，从而起到调节发酵过程的PH变化。 ④采取补救手段。如果在某些发酵过程中，出现 菌丝浓度或黏度太大，严重影响发酵液的溶解氧 程度，造成微生物的代谢途径异常，可采用补水、 补全料、改善通风等手段。
7、pH对产酶的影响
①各种菌体最适产酶pH是不同的，往往在一 个狭窄的范围内。 例如： 芽孢杆菌是最适pH范围为6.8-7.2。 曲霉生产耐酸性a-淀粉酶的最适PH 为4.0。 枯草杆菌BF7658固体发酵时，最适pH5.5-6.5， 超过此范围，酶活甚低
pH对枯草杆菌BF7658生产а-淀粉酶的影响
应用：
① 葡萄糖等易利用碳源，在浓度高时，妨碍a-淀 粉酶的生成，这是一种分解代谢物阻遏。因此， 大多数工厂使用淀粉为碳源，这不仅可避免分解 代谢物阻遏，还具有诱导作用。 ② 为了降低培养基的黏度，杀菌时往往添加a-淀 粉酶液化，在液化过程中生产的葡萄糖,仍有造 成阻遏的可能，因此碳源采取流加法加入，是促 进产酶的好办法。
酶制剂生产对无菌空气的要求 国内酶制剂行业所说的的无菌空气，通常是指经除 菌以后，空气中的含菌量限制在一个极限范围内。 目前我国通常采用的指数10-3个杂菌/m3，即每通过 103m3空气量才允许有一个杂菌通过。
深层纤维介质过滤器
空气第一次冷却到30～35℃ 空气第二次冷却到20～25℃
实验三 淀粉酶产生菌产酶条件的优化
实验三淀粉酶产生菌产酶条件的优化一、目的和要求1.掌握紫外分光光度计的工作原理和操作方法2. 掌握掌握用DNS法测淀粉酶活的方法，了解淀粉水解圈初筛原理。
3.掌握培养基的配置原则，熟悉用正交实验优化产酶培养基的方法4.了解炭源、氮源、通气量、底物含量、温度、发酵初始pH值等理化因素对芽孢杆菌产酶的影响。
二实验原理一般使用的培养基包括适合于代谢产物生成和菌体生成所需要的碳源、氮源、无机盐、PH和其他物质等以有利于最终代谢物的产生。
研究各个成分对在终产物的影响采用单因素的方法实验处理和次数比较多，考虑不到所有成分的综合影响，需要采用数理统计的方法优化培养基的成分。
正交试验设计可以以比较少的实验处理数来判断出培养基的成分的最佳组合。
由于 2 h 之内酶的稳定性较好, 使得酶活大小与水解圈直径大小呈正相关, 并且此方法灵敏度高, 酶活大于 1 u/ mL 时即可进行比较。
由于菌落水解圈法是一个常用的方法, 其他胞外水解酶产生菌的初筛可能也存在类似的现象, 因此尝试使用通过对比H/C大小来优化产酶条件.淀粉酶有催化淀粉水解的作用，能从淀粉分子非还原性末端开始，分解a —1，4—葡萄糖苷键生成葡萄糖。
碱性条件下，还原糖于3、5—二硝基水杨酸被还原为3—氨基—5—硝基水杨酸，还原糖则被氧化成糖酸及其他物质。
在一定范围内，还原糖的量与棕色物质颜色深浅的程度成一定的比例关系，可在722型分光光度计540nm波长测定棕红色物质的吸光度值。
查标准曲线计算，可求出菌液中还原糖的含量，从而求出淀粉酶的活力，优化产酶条件。
三实验材料：蛋白胨、牛肉膏、可溶性淀粉、Nacl、无菌水、琼脂、发酵液、碘液0.2mol/LpH6.8 PBS缓冲液PBS母液的配制：0.2M Na2HPO4：称取71.6g Na2HPO4-12H2O，溶于1000ml 水0.2M NaH2PO4：称取31.2g NaH2PO4-2H2O，溶于1000ml 水各种浓度PB(pH=7.4)的配制：先配0.2M PB (pH=7.4，100ml)：取19ml 0.2mol/L的NaH2PO4，81ml 0.2mol/L 的Na2HPO4, 即可。
淀粉酶在淀粉加工中的调控与优化
通过复配技术可以优化淀粉酶的活性、稳定性和底 物特异性，提高淀粉加工效率和质量。
03
复配技术的关键是选择合适的酶种和比例，以及优 化复配条件，以达到最佳的酶解效果。
05
CATALOGUE
淀粉酶在淀粉加工中的挑战与前景
酶的稳定性问题
温度对酶活性的影响
淀粉酶的活性受到温度的影响，过高或过低的温度都会降低酶的活性，影响淀粉加工的效果。因此，需要控制酶反应 的温度，保持酶的稳定性。
β-淀粉酶
主要作用于淀粉分子末端 的β-1,4糖苷键，将其分解 为麦芽糖和麦芽三糖。
葡萄糖淀粉酶
作用于淀粉分子内部的α1,6糖苷键，将其分解为葡 萄糖。
淀粉酶的活性与特性
活性
指淀粉酶分解淀粉的能力，通常以单位时间内产 生的葡萄糖量来表示。
最适温度
淀粉酶发挥最大活性的温度范围，不同酶的最适 温度不同。
最适pH值
淀粉酶发挥最大活性的pH值范围，不同酶的最适 pH值不同。
淀粉酶的来源与生产
来源
淀粉酶主要来源于微生物、植物和动 物。
生产
通过微生物发酵法生产淀粉酶，包括 菌种筛选、发酵条件优化等步骤。
02
CATALOGUE
淀粉酶在淀粉加工中的应用
淀粉的水解
淀粉水解是淀粉加工中的重要环 节，淀粉酶在此过程中起到关键
原料成本
生产淀粉酶的原料成本较高，包括蛋白质、碳水化合物等。为了降 低生产成本，需要寻找廉价的原料或优化原料配方。
生产工艺
生产淀粉酶的工艺较为复杂，需要经过多个步骤。优化生产工艺， 提高生产效率，可以降低生产成本。
酶的回收利用
淀粉酶在淀粉加工过程中可以重复使用，通过合理的回收利用，可以 降低生产成本。
耐高温α-淀粉酶发酵条件优化实验方案设计
耐高温α-淀粉酶发酵条件优化实验方案设计综述：耐高温α-淀粉酶通常采用地衣芽孢杆菌经深层培养、提取等工序精制而成，能随机水解淀粉、糖原及其降解物内部的α-1.4葡萄糖苷健。
使得胶状淀粉溶液的粘度迅速下降，变成液化淀粉并裂解产生可溶性糊精和寡聚糖，过度的水解可产生少量葡萄糖和麦芽糖。
其液体产品外观呈棕褐色液体,易溶于水,密度为1.15-1.25g/ml。
耐高温α-淀粉酶稳定的pH范围为5.0～10.0,有效的pH范围为5.0～8.0。
最适pH范围为5.5～7.0,最佳pH范围为6.0～6.2,在淀粉糖化和味精行业生产中均采用的pH范围为6.0～6.2。
耐高温淀粉酶在90-95℃范围内非常稳定, 淀粉进行喷射液化迅速快捷、完全彻底。
在喷射液化工艺中瞬间温度达105-110℃，仍能有效水解淀粉。
耐高温α-淀粉酶制剂为有机生化物质，在较低浓度的钙离子存在的情况下有很好的稳定性。
对于淀粉的水解，推荐加入50-100ppm钙离子，因此常采用添加自来水的方法提供钙源。
日光、温度、湿度易引起酶失活，铜、钛、钴等金属离子对本品也有一定影响，铅、铝、锌等金属离子对该试剂有较强的抑制作用。
耐高温α-淀粉酶具有极好的耐热性，能广泛应用于淀粉、酒精、啤酒、味精、酿造、纺织退浆等工业上。
近年来随着双酶法制糖工艺在粮食深加工领域的成功应用,该工艺给发酵工业诸如啤酒工业、酒精工业、味精工业、酵母工业、柠檬酸工业、抗菌素工业等带来的巨大的经济效益。
这也使得耐高温α-淀粉酶作为一种新型酶制剂得到广泛的应用，且有着良好的发展前景。
目前一般企业生产的酶制剂耐高温α-淀粉酶酶活在40000u/ml左右，完全可以满足实际生产中淀粉液化的要求。
但是传统在采用地衣芽孢杆菌、米曲霉深层培养发酵得到发酵液中酶活较低，酶活最高仅达到7500u/ml。
采用转基因毕赤氏酵母工程菌生产可以提高发酵液中酶活达到25000u/ml。
毕赤氏酵母表达系统是目前最优秀应用最广泛的外源基因表达系统之一，它操作简单、表达量高,有着大肠杆菌表达系统和其它酵母表达系统无法比拟的优越之处。
α-淀粉酶发酵条件的优化
ｃ 【 ．淀粉 酶 （【 ，４Ｄ 葡萄 糖． 萄 糖苷 水解 酶 ） 遍分 ０１ － ． ． 葡 普 布在 动 物 、植物 和 微生 物 中 ，是 一种 重 要 的淀 粉水 解 ｌＩ。 酶
Ｙ ｏ改良法【． ｏ ２ 反应体系为 ５ ． 】 ｍＬ Ｏ５ ％淀粉＋ ． ０ ｍＬ酶 ， ５
在 ｐ ．、４ ＂ 反应 ５ ｎ后 ，加 Ｏ１ ｌ ｓ ５ Ｈ６０ ０Ｃ下 ｍｉ ．ｍｏ／ Ｈ２Ｏ４ｍＬ终 止 Ｌ 反 应 ，取 Ｏ５ ．ｍＬ 反应液 ＋ ｍＬ ０４ ５ ．ｍｍｏ／ ２ ｌ １ ＫＩ溶液 显色 ， Ｌ －
１ ． 曲霉 最初 发酵 培养 条件 ． ２米 ２ 在 ２ ０ Ｌ三 角瓶 液体培 养 ，装液 量 为 ４ ｍ ，接 种量 为 ５ｍ ０Ｌ ４ Ｌ，在 ２５ｐ ｍ ３ｒｍ、２ ℃的条件 下 培养 ７ｈ ８ ２。
目 前本实验室的米曲霉是采用诱变融合得到，其发酵的 初始培养基的配方 ，所产淀粉酶的量还不是很高，通过培养 基的优化可以提高酶的产量 ，同ｆ可以采用更为低廉的天然 ｌ 寸
通 讯作 者 ：Ｅｍａ ：ｙｚｅｇ ｊｕ ｄ ｒ － ｉｅ ｉ ｎ ＠ｆ ｕ ｌ ｌ ｈ ｎ ｅ ｃ。
它以随机作用方式切断淀粉 、糖原 、寡聚或多聚糖分子内的
ａ１ 葡 萄糖苷 键 ，产 生麦 芽糖 、低 聚糖 和 葡萄糖 等 ，是工 ． ，４ 业 生 产 中应用 最 为广 泛的 酶制 剂之 一 ，主要 应用 于 发酵 、纺 织 、饲 料 、医药等 多 种领 域 ｌ 。应 用 于各 种 工业 中对缩 短生
酶的促进作用较低。其中面粉对产酶的促进作用最大，因此
选 择 面粉 作为最 佳 唯一碳 源 。
１ 斜 面 培养基 （ Ｌ） 蔗 糖 ３ ， ＮＯ ２ Ｋ Ｈ Ｏ １ ） ： ０ Ｎａ ３ ， ２ Ｐ ４ ，
211133782_解淀粉芽孢杆菌产α-淀粉酶的培养基优化
解淀粉芽孢杆菌产α-淀粉酶的培养基优化徐海刚1,2，刘佳慧3*，熊 智2（1.贵州轻工职业技术学院，贵州贵阳 550000；2.西南林业大学 生命科学学院，云南昆明 650000；3.贵州省农作物技术推广总站，贵州贵阳 550000）摘 要：解淀粉芽孢杆菌是一类高效、安全、多功能并且具有极大的开发潜力的微生物菌种，尤其是随着研究水平的不断进步，解淀粉芽孢杆菌得到了广泛的应用。
本文以实验室筛选的解淀粉芽孢杆菌为实验菌株，通过液态培养基发酵，对淀粉浓度、接种量、发酵时间、培养基pH这4个因素进行单因素试验及正交优化试验。
结果表明，采取培养基初始pH 8.0、淀粉浓度1.5%、发酵时间60 h、接种量4%时解淀粉芽孢杆菌产生的α-淀粉酶活力最高。
关键词：解淀粉芽孢杆菌；α-淀粉酶；最佳发酵条件Optimization of Media for α-Amylase Production in BacillusamyloliquefaciensXU Haigang1,2, LIU Jiahui3*, XIONG Zhi2(1.Guizhou Light Industry V ocational and Technical College, Guiyang 550000, China; 2.College of Life Science, Southwest Forestry University, Kunming 650000, China; 3.Guizhou Crop Technology Promotion Station, Guiyang550000, China)Abstract:Bacillus amyloliquefaciens is a highly efficient, safe, multifunctional microbial strain with great development potential. Especially with the continuous progress of research, Bacillus amyloliquefaciens has been widely used. In this paper, using Bacillus amyloliquefaciens selected in the laboratory as the experimental strain, a single factor experiment and orthogonal optimization experiment were conducted on four factors, namely, starch concentration, inoculation amount, fermentation time, and culture medium pH, through liquid medium fermentation. The results showed that when the initial pH of the culture medium was 8.0, the starch concentration was 1.5%, the fermentation time was 60 h, and the inoculation amount was 4%,the α-amylase activity produced by Bacillus amyloliquefaciens was the highest .Keywords:Bacillus amyloliquefaciens; α-amylase; optimal fermentation conditions解淀粉芽孢杆菌属于一种对人畜无毒害的G+细菌[1]，产芽孢，具有防治植物病害、促进植物生长、改善根际土壤微生物种群结构等作用，对于病害防治、植物促生和果蔬采后保鲜等具有重要意义[2]。