第六章 淀粉酶类的生产.ppt

第六章 淀粉酶类的生产; 淀粉是分布于自然界中最广的碳水化合物，其连接方式有直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉的葡萄糖基本上是α－1、4键连接，聚合度为100～6000个葡萄糖单位；支链淀粉不仅有α－1、4键连接，还有α－1、6键连接（呈树枝状），聚合度比直链淀粉高。; 淀粉酶是催化淀粉（包括糖原、糊精）中糖苷键水解的一类酶，属于水解酶。是应用最早，最广泛的酶。占酶制剂总量的50％。 不同淀粉酶对直链淀粉和支链淀粉的作用方式不同，不同的淀粉酶对淀粉的作用有各自的专一性。淀粉酶分为四种类型：α－淀粉酶、β－淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和异淀粉酶。还包括应用不是很广泛的环状糊精生成酶，G4、G6生成酶， α－葡萄糖苷酶等。; 第一节 α－淀粉酶的生产 α－淀粉酶生产采用的菌类有细菌和霉菌两类，分别为芽孢杆菌和米曲霉。米曲霉用固态培养，芽孢杆菌用液体深层通风培养。 一、α－淀粉酶的性质 1、pH对霉活性的影响 α－淀粉酶在pH5.5～8稳定，pH4以下易失活，酶活性的最适pH5～6。; 2、温度对酶活性的影响 纯化的α－淀粉酶在50℃以上易失活，在有大量Ca2+时，酶的热稳定性增强。 α－淀粉酶是各种酶中热稳定性较好的酶，其耐热性按动物α－淀粉酶、麦芽α－淀粉酶、丝状菌α－淀粉酶、细菌α－淀粉酶的顺序而增强。 ; 3、钙与α－淀粉酶活性的关系 α－淀粉酶是单成分酶，大多数需要Ca2+保持酶分子的适当构象，来维持α－淀粉酶的最大活性和稳定性。 钙与酶的结合牢度是按霉菌、细菌、哺乳动物、植物的顺序而减弱。 除Ca2+外，Sr2+、Ba2+、 Mg2+等二价碱土金属也可使无Ca2+的α－淀粉酶恢复活性。 ; 四、 α－淀粉酶的工业生产 1、菌种 α－淀粉酶生产菌株诱变选育路线图： 出发菌株（米曲霉2197 产酶148u/g）→紫外线→突变株（米曲霉ZLA16 产酶324u/g） →硫酸二乙酯→突变株（米曲霉ZLB35 产酶416u/g） → 钴60γ－射线→突变株（米曲霉ZLC06 产酶685u/g）→微波→突变株（米曲霉ZLD14 产酶788u/g）→亚硝酸→突变株（米曲霉ZLE09 产酶801u/g）→离子束→突变株（米曲霉ZLF13 产酶946u/g） 。 ; NTG是一种超诱变剂，它的诱发效率可使百分之几十的细菌发生营养缺陷型突变。因此经NTG处理的细菌不必经过青霉素浓缩处理，而只要通过适当的筛选方法就能检出营养缺陷型。一般讲，一种高效率的诱变剂，只要有一种有效的筛选方法是可以获得任何突变型的。NTG主要诱发GC—AT的转换。它除有较强的诱变作用外，还能诱发邻近位置基因的并发突变，而且特别容易诱发DNA复制叉附近的基因突变，随着复制叉的移动，它的作用位置也随着移动。; 2、生产概要 （1）霉菌α－淀粉酶固体培养法 （2）细菌α－淀粉酶液体深层培养法 （3）高活性α－淀粉酶的制备 （4）蛋白酶的去除 ; 3、影响α－淀粉酶生产的因素 1）固体培养 （1）碳氮比 （2）温度 2）液体深层培养 （1）碳源的诱导及阻遏 （2）氮源 （3）碳氮比 （4）无机盐 （5）生长期与α－淀粉酶的生产 （6）温度 （7）pH （8）通风量、搅拌强度、接种量、种龄等。; 4、α－淀粉酶的提取、浓缩、提纯、产品的稳定化 1）酶的提取 2）酶的浓缩回收 （1）盐析法 （2）有机溶剂沉淀法 （3）淀粉吸附法 （4）其他方法 3）α－淀粉酶的稳定; 5、固体培养法生产α－淀粉酶 1）固体培养枯草杆菌JD-32生产α－淀粉酶 2）固体培养米曲菌生产α－淀粉酶; 6、液体深层培养法生产α－淀粉酶 1）枯草杆菌BF－7658 α－淀粉酶的生产 （1）生产工艺流程 （2）菌种的选育 （3）扩大培养 （4）提取 盐析法、乙醇淀粉吸附法、喷雾干燥法; 2）食品级α－淀粉酶的生产 （1）菌种的处理及诱变 （2）培养 （3）提取 3）耐高温α－淀粉酶的生产 （1）菌种的处理及诱变 （2）发酵 （3）提取 ; 五、 α－淀粉酶的应用 1、酶法糖化制造葡萄糖 2、织物的退浆 3、麦芽糖的生产 4、发酵工业中的原料处理 5、消化药物 六、 α－淀粉酶的测定; 第二节 β－淀粉酶的生产 β－淀粉酶又称为淀粉1，4－麦芽糖苷酶和外