蛋白酶的工業生產與微生物消泡劑

發布時間：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。培養基方面，適合于大多數黑曲霉生產酸性蛋白酶的培養組成是豆餅粉、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。大多數生產中性蛋白酶的微生物還產生淀粉酶，且淀粉酶出現往往早于蛋白酶。據報道，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，工業生產用的碳源是葡萄糖、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中性蛋白酶所必需。產堿性蛋白酶的培養基組成與中性蛋白酶相仿。培養條件方面主要因素是培養基的pH和通風量。pH方面，在碳氮比高的培養基中，因產酸較多，降低pH，有利于酸性蛋白酶生成；用碳氮比低的培養基，則升高pH，有利于中性或堿性蛋白酶的生成。生產堿性蛋白酶的芽孢桿菌宜在堿性環境與微生物消泡劑培養，生產中性蛋白酶的應在微酸性下培養，青霉、根霉酸性蛋白酶的生產宜在酸性下培養，但黑曲霉卻在pH6左右最好。通風量的影響，一般在合成蛋白酶時，需要強烈通風攪拌與微生物消泡劑，小通風量對菌絲生長有利，不利于產酶，大通風量促進嚴酶但抑制生長。麩曲培養時，CO2對孢子萌發與產酶有促進作用，而不利于生長。溫度：芽孢桿菌蛋白酶生產常采用30-37℃下培養，霉菌、放線菌以28～30℃為佳。產酶與微生物消泡劑、菌的生長期有關，曲霉固體培養，在分生孢子老熟時，產酶達最大值；液體深層培養，則當菌體衰老時，酶量達高峰。芽孢桿菌中性蛋白酶在對數生長期時大量分泌；堿性蛋白酶則在對數期末大量形成芽孢時生成。菌種變異或培養基條件的改變均可能使產酶期發生變動。一般來說，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，有時仍可能合成蛋白酶和枯草桿菌突變株無堿性蛋白酶。本文參考《發酵工程原理與技術》一書。

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