蛋白酶的工业生产与微生物消泡剂

发布时间:2012-12-18 14:17
蛋白酶通常分酸性、中性和碱性三类,各类中又有不少在工艺与微生物消泡剂上有一定差异的菌株。产酸性蛋白酶的微生物以霉菌为主,如黑曲霉、黑曲霉大孢子变种、斋藤曲霉、根霉、杜氏青霉、血红色陀螺孔菌和微小毛霉等。产中性蛋白酶的微生物主要是枯草杆菌、耐热解蛋白芽孢杆菌、灰色链霉菌、寄生曲霉、米曲霉、栖土曲霉等。产碱性蛋白酶的主要是枯草杆菌、淀粉液化芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌等。不同品种的蛋白酶选择不同的微生物消泡剂。 培养基方面,适合于大多数黑曲霉生产酸性蛋白酶的培养组成是豆饼粉、玉米粉、鱼粉6:1:1混合物5%,豆饼石灰水解物10%,NH4Cl 1,CaCl2 0.5,Na2HPO4 0.2%,pH 5.5-6.0。 大多数生产中性蛋白酶的微生物还产生淀粉酶,且淀粉酶出现往往早于蛋白酶。据报道,添加淀粉或葡萄糖等碳水化合物,可明显抑制a-淀粉酶的分泌,工业生产用的碳源是葡萄糖、淀粉、饴糖、玉米粉、米糠、麸皮等。主要氮源是豆饼粉、血粉、酵母粉、玉米浆。其它还添加Ca2+,Mg2+, Zn2+,Mn2+微生物消泡剂是某些菌株生产中性蛋白酶所必需。 产碱性蛋白酶的培养基组成与中性蛋白酶相仿。培养条件方面主要因素是培养基的pH和通风量。pH方面,在碳氮比高的培养基中,因产酸较多,降低pH,有利于酸性蛋白酶生成;用碳氮比低的培养基,则升高pH,有利于中性或碱性蛋白酶的生成。生产碱性蛋白酶的芽孢杆菌宜在碱性环境与微生物消泡剂培养,生产中性蛋白酶的应在微酸性下培养,青霉、根霉酸性蛋白酶的生产宜在酸性下培养,但黑曲霉却在pH6左右最好。通风量的影响,一般在合成蛋白酶时,需要强烈通风搅拌与微生物消泡剂,小通风量对菌丝生长有利,不利于产酶,大通风量促进严酶但抑制生长。麸曲培养时,CO2对孢子萌发与产酶有促进作用,而不利于生长。 温度:芽孢杆菌蛋白酶生产常采用30-37℃下培养,霉菌、放线菌以28~30℃为佳。 产酶与微生物消泡剂、菌的生长期有关,曲霉固体培养,在分生孢子老熟时,产酶达最大值;液体深层培养,则当菌体衰老时,酶量达高峰。芽孢杆菌中性蛋白酶在对数生长期时大量分泌;碱性蛋白酶则在对数期末大量形成芽孢时生成。菌种变异或培养基条件的改变均可能使产酶期发生变动。一般来说,不能形成芽孢的突变株不能大量合成碱性蛋白酶。丧失了生成蛋白酶能力的突变株,再也不能形成芽孢,但不形成芽孢的突变株,有时仍可能合成蛋白酶和枯草杆菌突变株无碱性蛋白酶。 本文参考《发酵工程原理与技术》一书。
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