蛋白酶的工業(yè)生產(chǎn)與微生物消泡劑
發(fā)布時(shí)間：2012-12-18 14:17
蛋白酶通常分酸性、中性和堿性三類，各類中又有不少在工藝與微生物消泡劑上有一定差異的菌株。產(chǎn)酸性蛋白酶的微生物以霉菌為主，如黑曲霉、黑曲霉大孢子變種、齋藤曲霉、根霉、杜氏青霉、血紅色陀螺孔菌和微小毛霉等。產(chǎn)中性蛋白酶的微生物主要是枯草桿菌、耐熱解蛋白芽孢桿菌、灰色鏈霉菌、寄生曲霉、米曲霉、棲土曲霉等。產(chǎn)堿性蛋白酶的主要是枯草桿菌、淀粉液化芽孢桿菌、短小芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌等。不同品種的蛋白酶選擇不同的微生物消泡劑。
培養(yǎng)基方面，適合于大多數(shù)黑曲霉生產(chǎn)酸性蛋白酶的培養(yǎng)組成是豆餅粉、玉米粉、魚粉6:1:1混合物5%，豆餅石灰水解物10%,NH4Cl 1,CaCl2 0.5,Na2HPO4 0.2%,pH 5.5-6.0。
大多數(shù)生產(chǎn)中性蛋白酶的微生物還產(chǎn)生淀粉酶，且淀粉酶出現(xiàn)往往早于蛋白酶。據(jù)報(bào)道，添加淀粉或葡萄糖等碳水化合物，可明顯抑制a-淀粉酶的分泌，工業(yè)生產(chǎn)用的碳源是葡萄糖、淀粉、飴糖、玉米粉、米糠、麩皮等。主要氮源是豆餅粉、血粉、酵母粉、玉米漿。其它還添加Ca2+，Mg2+, Zn2+，Mn2+微生物消泡劑是某些菌株生產(chǎn)中性蛋白酶所必需。
產(chǎn)堿性蛋白酶的培養(yǎng)基組成與中性蛋白酶相仿。培養(yǎng)條件方面主要因素是培養(yǎng)基的pH和通風(fēng)量。pH方面，在碳氮比高的培養(yǎng)基中，因產(chǎn)酸較多，降低pH，有利于酸性蛋白酶生成；用碳氮比低的培養(yǎng)基，則升高pH，有利于中性或堿性蛋白酶的生成。生產(chǎn)堿性蛋白酶的芽孢桿菌宜在堿性環(huán)境與微生物消泡劑培養(yǎng)，生產(chǎn)中性蛋白酶的應(yīng)在微酸性下培養(yǎng)，青霉、根霉酸性蛋白酶的生產(chǎn)宜在酸性下培養(yǎng)，但黑曲霉卻在pH6左右最好。通風(fēng)量的影響，一般在合成蛋白酶時(shí)，需要強(qiáng)烈通風(fēng)攪拌與微生物消泡劑，小通風(fēng)量對(duì)菌絲生長(zhǎng)有利，不利于產(chǎn)酶，大通風(fēng)量促進(jìn)嚴(yán)酶但抑制生長(zhǎng)。麩曲培養(yǎng)時(shí)，CO2對(duì)孢子萌發(fā)與產(chǎn)酶有促進(jìn)作用，而不利于生長(zhǎng)。
溫度：芽孢桿菌蛋白酶生產(chǎn)常采用30-37℃下培養(yǎng)，霉菌、放線菌以28～30℃為佳。
產(chǎn)酶與微生物消泡劑、菌的生長(zhǎng)期有關(guān)，曲霉固體培養(yǎng)，在分生孢子老熟時(shí)，產(chǎn)酶達(dá)最大值；液體深層培養(yǎng)，則當(dāng)菌體衰老時(shí)，酶量達(dá)高峰。芽孢桿菌中性蛋白酶在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期時(shí)大量分泌；堿性蛋白酶則在對(duì)數(shù)期末大量形成芽孢時(shí)生成。菌種變異或培養(yǎng)基條件的改變均可能使產(chǎn)酶期發(fā)生變動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，不能形成芽孢的突變株不能大量合成堿性蛋白酶。喪失了生成蛋白酶能力的突變株，再也不能形成芽孢，但不形成芽孢的突變株，有時(shí)仍可能合成蛋白酶和枯草桿菌突變株無(wú)堿性蛋白酶。
本文參考《發(fā)酵工程原理與技術(shù)》一書。
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