酶的生产工艺 PPT
蛋白酶的生产工艺流程
1. 生产菌 2. 发酵工艺 3. 提取工艺 4. 酶的质量测定
1.生产菌
蛋白酶分布广,但由于动植物资源有 限,工业上生产蛋白酶制剂主要利用 细菌和霉。 酸性蛋白酶(最适pH2-5) 产生菌主要是黑曲霉、米曲霉、根霉 等;中性蛋白酶(最适pH7-8)产生菌主 要是枯草芽孢杆菌、米曲霉、栖土曲 霉、灰色链霉菌等;碱性蛋白酶(最适 pH9-11)主要产生菌为枯草芽孢杆菌、 蜡状芽孢杆菌等。
3)干燥 滤饼一般先经烘房干燥,再用气 流干燥而得成品。
精制工艺
生产食品级产品需要进行提取和精制处 理。提取的精制设备是板框压滤机和超 滤器。使用板框压滤机除去发酵液中的 菌体和杂质,得到较纯的酶液滤饼,含 水量要求小于45 %含酶小于100U。将 得到的酶液再进行防腐和调配处理便成 为产品。
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(一)发酵工艺
1.菌种选择 我国用发酵法生产淀粉酶的常用菌种
为枯草芽孢杆菌,如BF-7658菌株。
2.培养基 枯草芽孢杆菌BF-7658的诱变菌株Ning作
为试验菌株,在10L发酵罐中,采用的培养基组成为: 玉米粉7%,豆饼粉5%,磷酸氢二钠0.5%,硫酸铵 0.4%,氯化钠0.15%。培养条件为:温度(37士1)·C, 罐压0.05MPa,转速360r/min,风量1 : (l-1.2), 培养时间28h ,获得酶活力为397.2U/mL的α-淀粉 酶。
3.发酵过程 种子培养和发酵培养
(二) α-淀粉酶的提取工艺
1.生产工艺流程 2.提取工艺 3.精制工艺
提取工艺
1)热处理 工业上发酵结束后,在搅拌下
加人无水CaClO. 8% (W /V),升温至50-
55°C,保温0.5h,冷至35-38°C ,并调 pH6. 7-6. 8,加(NH4 )2S04或Na2S04盐 析,静置数小时,即可压滤收集酶饼。 2)盐析 热处理后可以直接加中性盐盐析, 也可以将发酵液经压滤除去菌体和培养基 残渣后再盐析。
4.酶的质量测定
酶性质的测定:将一定量冷冻干燥 后的酶粉溶于pH 3.0乳酸缓冲溶液 中,制成酶溶液,测定酶的最适温 度和pH,通过Sephadex-G75凝胶过 滤层析及SDS-PAGE蛋白质电泳 分 析,此蛋白酶的分子质量范围为 55-60kDa。
四、纤维素酶
1、纤维素酶种类繁多,来源很广,不同来源的 纤维素酶其结构和功能相差很大,广泛存在于生 物体中,但人和大部分动物体内没有,而反刍动 物体内有纤维素酶。用于生产纤维素酶的菌有木 酶属、曲霉属和青霉属等。产生纤维素酶的菌种 容易退化,导致产酶能力降低。 2、纤维素酶应用广泛,在进行酒精发酵时,纤 维素酶的添加可以增加原料的利用率,并可提升 酒质。由于纤维素酶难以提纯,实际应用时还含 有半纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶等。 3、自然界中的很多真菌都能分泌纤维素酶,由 许多具有高协同作用的酶组成。习惯上将纤维素 酶分成三类:内切葡聚糖酶(Cx)、外切葡聚糖酶 (Cl)和伊葡萄糖昔酶(βG)。
2.发酵工艺
(1)培养基 米曲霉的培养基:豆饼粉7. 5%,
(NH4)2S04 0.8%,水40%,KH2P04 0.25%,麸皮51. 45%。黑曲霉的培养基(g/L) :新鲜麸皮8.25,米糠 4.5,豆饼粉1. 5, (NH4)2S04 O. 3,K2HP04 O. 06,CaCl2 0.075,水8. 6mL, pH5.5。
(一)生产菌
1.基础菌种 产纤维素酶的微生物主要是霉菌,
有木霉属、曲霉属和青霉属,此外,反刍动物瘤
胃菌、嗜纤维菌、产黄纤维单胞菌、蒙古细菌、 梭状芽抱杆菌等也能产生纤维素酶。
2.选育菌种 菌种选育是纤维素酶生产的重要基 础性工作,国内外许多专家进行了大量研究。以 绿色木霉木10、绿色木霉5n-91014、康氏木霉 NT-IS、黑曲霉XX-ISA为出发菌株,采用了紫 外线、亚硝基胍等理化因素诱变,获得了高产菌 株NTlS-H、NTlS-HLXT-lSH、XT-lSHl。 其 中木霉NT-ISH固体培养活力经轻工部食品质量 监督检测中心南京站检测表明,滤纸活力为 3670U/g,Cl活力24460U/g, Cx活力 1800U/g,已达到国际先进水平。
继续保持 安静二、脂肪酶源自• 三酰基甘油基水解酶,可水解三酰甘油 酯为甘油和脂肪酸
• 广泛存在于动植物和微生物内 • 微生物脂肪酶的种类很多,广泛存在于
细菌,酵母和霉菌
三、蛋白酶
蛋白酶是指催化蛋白质肽键断裂的一 类酶,将蛋白质降解为蛋白胨、多肽 及游离氨基酸,广泛存在于动植物以 及微生物细胞内,按其作用形式可分 为肽链内切酶、肽链外切酶。 在蛋白 酶的生产应用中按其作用条件分为酸 性蛋白酶(如凝乳酶)和中性蛋白酶。工 业最大用途洗涤剂,为碱性蛋白酶。
NaAl02 ,室温 搅拌10min,然后倒人100mL量筒中观察沉降情况,并 记录清液出现时间为分层时间,每隔 5min测定清液高度,至120min 为止。 (2)离心 将发酵液装人离心管中,在4℃条件下8000r/min离心。 (3)脱色 选择中颗粒活性炭进行发酵液脱色,用量为1%。 (4)纸板过滤 过滤纸板由孔径30-50µm的棉花纤维、石棉和硅藻土组成, 纸板过撞机的压力为0.3MPa。 (5)膜浓缩 由于蛋白酶的分子质量为28kDa,因此选用聚丙烯膜的MMCO(截 留分子质量)为20kPa,操作压力为0.05MPa,温度控制在lO℃左右。
(2)工艺流程 (3)发酵条件 装料量30g/250mL三角瓶,采用变
温培养, 32℃堆积培养48h,进行翻 料,将温度调 至28℃继续培养至120h。
3.提取工艺
取发酵原料,以缓冲溶液浸提后,离心获得粗酶粉。 浓缩酶制备工艺流程为:发酵液→絮凝→离心→活性炭脱色→纸板过滤→
超滤浓缩。 (1)絮凝 取刚下罐的发酵液100mL,加人质量分数为0.1%的絮凝剂
酶的生产工艺
酶类生产工艺
一.产酶细胞应具备的条件: 二.酶的产量高 三.容易培养和管理 四.产酶性能稳定 五.利于酶产品的分离纯化 六.安全可靠
第一节 工业用酶
一.淀粉酶 二.脂肪酶 三.蛋白酶 四.纤维素酶
一、淀粉酶
淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类的总 称,广泛应用于饴糖生产、各种发酵 生产的糖化工序、纺织工业的退浆工 序、医药和造纸等方面。根据其作用 方式的不同可分为:α-淀粉酶、β淀粉酶、异淀粉酶和葡萄糖淀粉酶。 其中以α-淀粉酶最常用。