《微生物發(fā)酵產(chǎn)酶》PPT課件.ppt

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1、第四章微生物發(fā)酵產(chǎn)酶及生產(chǎn)工藝常用的產(chǎn)酶微生物；發(fā)酵工藝條件及其控制；酶發(fā)酵動力學；固定化微生物細胞發(fā)酵產(chǎn)酶；固定化微生物原生質(zhì)體發(fā)酵產(chǎn)酶；內(nèi)容：第一節(jié)常用的產(chǎn)酶微生物一、應(yīng)用微生物來開發(fā)酶的優(yōu)點：(1)微生物生長繁殖快，生活周期短。因此，用微生物來生產(chǎn)酶產(chǎn)品，生產(chǎn)能力（發(fā)酵）幾乎可以不受限制地擴大，能夠滿足迅速擴張的市場需求。(2)微生物種類繁多，它們散布于整個地球的各個角落，而且在不同的環(huán)境下生存的微生物都有其完全不同的代謝方式，能分解利用不同的底物。(3)這一特征就為微生物酶品種的多樣性提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。(4)特

2、別是當基因工程介入時，動植物細胞中存在地酶，幾乎都能夠利用微生物細胞獲得。因此，有計劃和仔細地篩選微生物菌種，通?？梢垣@得能夠生產(chǎn)幾乎任何一種酶的適當細胞。二、用于酶生產(chǎn)微生物的要求：1、酶的產(chǎn)量高；2、容易培養(yǎng)和管理；3、產(chǎn)酶穩(wěn)定性好；4、利于分離純化；5、安全可靠、無毒性。(1)大腸埃希氏桿菌，簡稱為大腸桿菌，是最為著名的原核生物。形態(tài)：短桿或長桿狀，0.5～1.0×1.0～3.0um，革蘭氏陰性，運動(周毛)或不運動，無芽孢，一般無莢膜。菌落呈白色至黃白色，擴展，光滑，閃光。Escherich屬菌株和大多數(shù)大腸

3、桿菌是無害，但也有些大腸桿菌是致病的，會引起腹瀉和尿路感染。大腸桿菌的名聲主要因它易于在實驗室操作、生長迅速，而且營養(yǎng)要求低。應(yīng)用：大腸桿菌能作為宿主供大量的細菌病毒生長繁殖大腸桿菌也是最早用作基因工程的宿主菌工業(yè)上生產(chǎn)谷氨酸脫羧酶、天冬酰胺酶和制備天冬氨酸、蘇氨酸及纈氨酸等三、常見產(chǎn)酶微生物(2)醋酸桿菌（Acetobacter）菌體從橢圓至桿狀，單個、成對或成鏈，革蘭氏陰性，運動（周毛）或不運動，不生芽孢。好氣。含糖、乙醇和酵母膏的培養(yǎng)基上生長良好。應(yīng)用：有機酸(食醋等）葡萄糖異構(gòu)酶(高果糖漿)山梨糖(維C中間體

4、）(3)枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）直狀、近直狀的桿菌，周生或側(cè)生鞭毛，革蘭氏陽性，無莢膜，芽孢0.5×1.5?1.8?m，中生或近中生。枯草芽孢桿菌是工業(yè)發(fā)酵的重要菌種之一。生產(chǎn)淀粉酶、蛋白酶、5’-核苷酸酶、某些氨基酸及核苷。(4)根霉(Rhizopus)分類學上屬于藻狀菌綱，毛霉目，根霉屬。根霉因有假根（Rhizoid）而得名（假根的功能是在培養(yǎng)基上固著，并吸收營養(yǎng)）。分布于土壤、空氣中，常見于淀粉食品上，可引起霉腐變質(zhì)和水果、蔬菜的腐爛。代表種：米根霉（R.oryzae)黑根霉(R.nig

5、rican)等。應(yīng)用：根霉能產(chǎn)生一些酶類，如淀粉酶、果膠酶、脂肪酶等，是生產(chǎn)這些酶類的菌種。在釀酒工業(yè)上常用做糖化菌。有些根霉還能產(chǎn)生乳酸、延胡索酸等有機酸。(5)曲霉(Aspergillus)分類：多數(shù)屬于子囊菌亞門，少數(shù)屬于半知菌亞門。分布：廣泛分布于土壤、空氣和谷物上，可引起食物、谷物和果蔬的霉腐變質(zhì)，有的可產(chǎn)生致癌性的黃曲霉毒素。代表種：黑曲霉Asp.Niger、黃曲霉Asp.flavus應(yīng)用：是制醬、釀酒、制醋的主要菌種。是生產(chǎn)酶制劑（蛋白酶、淀粉酶、果膠酶）的菌種。生產(chǎn)有機酸（如檸檬酸、葡萄糖酸等）。農(nóng)業(yè)

6、上用作生產(chǎn)糖化飼料的菌種?；乇竟?jié)第二節(jié)、微生物酶開發(fā)的一般程序(一)樣品的采集采樣的目的、采樣地點、采樣方法及采樣的數(shù)量。微生物酶開發(fā)的一般程序(二)菌種的分離培養(yǎng)基的確定、培養(yǎng)條件的確定。微生物酶開發(fā)的一般程序(三)菌種的初篩(1)用簡單的定性反應(yīng)進行初篩；(2)在最初分離階段就給予特殊的培養(yǎng)基或培養(yǎng)條件，進而讓目的菌株得以繁殖，盡可能地把只成為目的菌的菌株或只將其最適菌株的一株純化分離。微生物酶開發(fā)的一般程序(四)菌種的復篩初篩之后，還要進行復篩。復篩的目的是在初篩的基礎(chǔ)上，篩選產(chǎn)酶量高、性能更符合生產(chǎn)要求的菌種

7、。復篩。酶活的測定方法的建立尤其重要。微生物酶開發(fā)的一般程序(五)對復篩獲得菌株的要求(1)不是致病菌；(2)菌株不易變易和退化；(3)不易感染噬菌體；(4)微生物產(chǎn)酶量高；(5)酶的性質(zhì)符合應(yīng)用的需要，而且最好是胞外酶；(6)產(chǎn)生的酶便于分離和提取，得率高；(7)微生物培養(yǎng)營養(yǎng)要求低。微生物酶開發(fā)的一般程序(六)最佳產(chǎn)酶條件的初步確定(1)培養(yǎng)方式的確定；(2)最佳培養(yǎng)條件組合；(3)微生物產(chǎn)酶的特性(胞內(nèi)酶、胞外酶)；(4)微生物酶收集的時間順序；微生物酶開發(fā)的一般程序(七)微生物產(chǎn)酶性能的進一步提高(1)獲得高

8、產(chǎn)菌種的突變體；微生物酶開發(fā)的一般程序(七)微生物產(chǎn)酶性能的進一步提高(2)利用代謝工程和代謝調(diào)節(jié)機理來提高微生物的酶產(chǎn)量；微生物酶開發(fā)的一般程序(七)微生物產(chǎn)酶性能的進一步提高(3)運用遺傳工程、基因工程的手段將原有菌株中的目的基因轉(zhuǎn)移到另外一些對生產(chǎn)環(huán)境更適應(yīng)性的微生物細胞之內(nèi)，使其高效表達；微生物酶開發(fā)的一般程序(八)微生物酶的提取方法(