第十二章 微生物与现代发酵工业

第十一章微生物与现代发酵工业

第一节概述发酵概念与发酵工程

1.Fermentation

原始概念:从液体中向外冒气泡狭义概念:有机物脱下的氢直接交给另一内源有机物的过程广义概念：应用微生物生产某种产品的过程好氧、厌氧过程2.天然发酵与纯培养（pureculture）发酵多种微生物混合发酵：我国酿酒纯培养发酵:提高了产品的稳定性发酵工业的第一个转折点3.通气搅拌：发酵工业的第二个转折点

青霉素，通气搅拌液体发酵技术现代发酵工业最主要的生产方式利用需氧菌进行大规模发酵生产4.代谢控制发酵技术：发酵工业的第三个转折点

生化、微生物、遗传学的深入发展

1956年，缺陷型菌株进行氨基酸发酵积累预期的氨基酸5.基因工程菌株进行发酵--“借鸡下蛋”发酵工业的第四个转折点有目的控制发酵产物：胰岛素、干扰素等6.发酵工程：实现最终目标的途径发酵工艺学和工程学相结合的产物菌种的选育最佳发酵条件的选定和控制生化反应器的设计发酵产品的分离和精致等

二.发酵工业范围

1.以微生物细胞为产物

SCP(SingleCellProtein)，某些疫苗等

2.微生物的代谢产物初级、次生代谢产物氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、脂类及碳水化合物、抗生素等

3.微生物酶

4.生物转化，如甾体转化等

5.处理废物三.发酵工业应用现代生物技术的重要组成部分1.医药工业抗生素、维生素、胰岛素、乙肝疫苗、干扰素、透明质酸等2.食品工业微生物蛋白、氨基酸、新糖原、饮料、酒类、食品添加剂(柠檬酸、乳酸、天然色素等)3.能源工业酒精发酵、沼气发酵等

4.化学工业化工原料如乙醇、丙酮、丁醇等生物表面活性剂生物絮凝剂

5.冶金工业用于黄金开采和铜、铀等金属的侵提

6.农、牧业生物固氮、生物杀虫剂和微生物饲料的生产

7.环境保护污染物降解与转化

四.发酵方式（类型）按微生物培养工艺固体发酵液体发酵

斜面菌种培养菌体或孢子悬液制备种子扩大培养发酵发酵液处理提取与精致成品检验包装出厂

典型发酵过程示意图（一）固体发酵生产发酵原料：固体形式微生物：将原料转化为发酵产品浅层发酵、转桶发酵、厚层通气发酵优点：设备、方法简单，能耗低，原料粗放缺点：占地面积大、原料利用率低、产物复杂、一般为天然发酵酿酒、酱油、食醋等采用这种发酵方式

固体发酵图（二）液体发酵生产微生物将液体培养基中的原料转化为发酵产品表面发酵深层液体发酵：现代发酵的主要方式菌体或菌丝均匀分散在液体培养基中通过向培养液强制通气进行发酵

抗生素、氨基酸、酶制剂等

酒精、丙酮、丁醇等采用厌氧深层发酵

我国工业生产味精使用的菌种主要是经过诱变育种得到的营养缺陷型的北京谷氨酸棒状杆菌

啤酒制造工艺流程啤酒制造工艺流程

液体发酵发酵优点：规模大、发酵速度快、生产效率高容易实现自动化控制

1.分批发酵在一个密闭的系统内一次性投入培养基的发酵方法2.连续发酵新鲜培养基连续加入发酵罐发酵液不断从罐内放出发酵罐内液量维持恒定优点：设备利用率高，便于自动化控制缺点：菌株易变异，易被杂菌污染

分批发酵示意图

连续发酵示意图

3.补料分批发酵：加料：间歇地或连续放料：一次性有控制地进行分批发酵

4.计算机控制的发酵应用传感器随时获得发酵罐内各参数的变化对发酵进行自动控制

（三）发酵的逐级放大

1.小试实验室小型设备，三角瓶、1~50L发酵罐对培养基的成分、配比、pH、培养温度通气量等进行大量实验得出小试最佳条件初步评价发酵效益和生产的可能性

2.中试试验工厂或车间的小规模设备

199-5000L发酵罐相应的分离、过滤、提取、精制等设备小试的进一步放大基本确定发酵产物大规模生产可能性3.大试实验性生产，或工程性实验研究大型发酵罐等设备是发酵工业新产品或改良产品或工艺改造的必由之路（四）发酵生产中的培养基类型

1.斜面培养基供给细胞生长繁殖所需要的各类营养物质富含有机氮源，少量糖分有机氮有利于菌体生长繁殖，获得更多细胞放线菌、霉菌的产孢培养基：氮源和碳源太多容易长菌丝，而不易形成孢子

2.种子培养基（摇瓶和小发酵罐）培养出很多健壮和活性高的细胞丰富培养基(氮源、生长因子）培养时间短，不要求积累大量产物营养物质浓度不要太高供孢子发芽用培养基要补充容易被吸收利用碳源和氮源基本与发酵培养基一致（适应时间，诱导酶）3.发酵培养基：主要目的是为了获得预期产物营养成分细胞生长产物形成

（五）下游加工过程从发酵液中分离、精制有关产品的过程

发酵液（混合物）：细胞、代谢产物、剩余培养基发酵产品在混合物中含量较低发酵产品一般都具有生物活性

下游加工的工艺流程

1.发酵液预处理和固液分离

1）预处理：改善发酵液性质，有利于固液分离酸化、加热、加絮凝剂等

2）固液分离常用过滤、离心等方法

3）胞内产物还需破碎细胞实验室方法工业生产方法：高压匀浆器和球磨机用离心、两水相萃取等方法分离细胞碎片

2.提取活性物质浓度较低

1）吸附法抗生素等小分子物质可用大网格聚合物、活性炭、白土、氧化铝、树脂等吸附剂吸附

2）离子交换法极性化合物可用此法

3）沉淀法（蛋白质的提取和浓缩）盐析、等电点沉淀、有机溶剂沉淀非离子型聚合物沉淀等

4）萃取法溶剂萃取、两水相萃取、超临界流体萃取

5）超滤法超滤膜进行溶质的分离或浓缩大小分子分离、脱盐等

3.精制（纯度）结晶：小分子物质层析：大分子物质凝胶层析离子交换层析聚焦层析疏水层析亲和层析

4.成品包装浓缩、无菌过滤、去热源干燥、加稳定剂等五.发酵条件及过程控制复杂的生物化学变化过程：动态过程影响因素：培养基组成，pH、温度、氧气泡沫、杂菌污染、噬菌体感染等通过观察和控制这些工艺条件控制和完成发酵过程

1.pH变化及控制影响微生物生长繁殖、代谢产物积累

1）影响酶的活性，影响膜的通透性，影响微生物营养吸收及代谢产物分泌

2）影响营养物质的分解或中间代谢产物解离影响微生物对这些物质的利用

3）原因：菌种特性，培养基配比、发酵条件

糖产酸，尿素等被分解可引起pH升高

4）调解培养基配方或通过补料控制

2.发酵温度与控制

1）最适温度:

发酵前期:菌体生长发酵后期:产物形成谷氨酸产生菌:

生长温度为30-32℃

发酵温度为34℃

2）不同菌龄对温度敏感性不同分裂期对温度敏感种子培养、发酵初期:严格控制温度发酵后期：对温度不太敏感

3）温度影响酶的活动，影响代谢

4）生物热，温度控制系统

3.溶解氧与控制

1）溶解氧与细胞内生物氧化的关系

2）氧在培养液中的饱和度只有(0.0032mg/L)

随温度升高和溶质浓度增加而变化

3）发酵中消耗溶解氧0.32-0.8mg/L/h

溶解氧只能维持微生物正常呼吸14-36秒

4）菌种、菌龄、培养基成分对利用氧有区别

5）供氧方式：搅拌

4.泡沫形成与控制

1）泡沫产生：蛋白质与小气泡混合结果

2）泡沫中的空气有隔热作用，造成培养基灭菌不彻底，有时从排气口溢出，容易污染

3）消泡剂：天然油脂类和化学合成类化学消泡剂：聚氧丙基甘油醚聚氧乙烷甘油醚

4）消泡机理泡沫表层存在极性表面活性物质形成双电层加入带有相反电荷的表面活性剂降低泡沫机械强度降低表面粘度促进泡沫破裂

5.杂菌污染

1）纯菌培养发酵杂菌：生产菌种外的其他微生物

2）影响：发酵产物复杂，有毒物质产生，产物分离、提纯困难，倒罐

3）原因：设备、种子或发酵操作过程污染

4）如何防止杂菌污染无菌实验检查培养基：检查有无杂菌、芽孢种子带杂菌检查：微生物纯种分离检查发酵设备：死角或固形物堆积6.噬菌体污染

1）特征糖、氮等营养成分消耗迟缓

pH异常产生大量泡沫发酵液发粘产物减少或停止发酵液气味改变细菌自溶发酵液变清

2）措施：选育抗噬菌体菌株菌种妥善保藏保持环境清洁发酵液中加入噬菌体抑制剂

第二节微生物发酵生产酒精一、发酵法酒精生产的传统技术

1.相关微生物糖化剂所用霉菌有曲霉与根霉两大类常用曲霉主要有：米曲霉、黑曲霉NRRL330、臭曲霉、海枣曲霉和黑曲霉AS3.4309。常用根霉主要有鲁氏毛霉、日本根霉、东京根霉及爪哇根霉。国外常用的酵母菌，以RasseⅡ及RasseⅫ最为有名；我国所用的酵母菌多为酿酒酵母K(淀粉质为原料)和台湾酵母(糖蜜为原料)。2.

淀粉质原料发酵生产酒精酒精发酵所用糖化剂最初是麦芽，但因其价高而不再使用。固体曲黄曲，发酵效率约75％－80％，后改用黑曲，发酵效率提高至90％－92％。固体曲操作不便，不适合大规模生产，以后改用液体曲，为酒精工业一大革新。3.

糖蜜发酵生产酒精糖蜜有甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜两种生产工艺都是先将糖蜜稀释后，加入硫酸铵、氯化钠、硫酸或盐酸等营养盐，再加热灭菌，供制备发酵醪之用。采用纯菌培养的酵母菌一般用连续发酵法来生产酒精，但该法渐目前被固定化酵母细胞法所代替。二、发酵法酒精生产的新技术目前，世界各国酒精生产大都采用固定化酵母或活性干酵母进行连续发酵工艺

(一)应用酶解纤维素原料生产酒精

1.由纤维素发酵生产酒精采用纤维素酶来水解纤维素酶的来源：里斯木霉(绿色木霉)、热纤梭菌、发酵单胞菌等微生物来源：一般是从自然界真菌中进行筛选，得到纤维素酶活力最强的野生型菌株，再经紫外线或亚硝基胍人工诱变，使得纤维素酶活力逐渐提高，再按一般发酵方法进行发酵2.由半纤维素发酵生产酒精先用稀酸水解为戊糖，再由细菌可以转变戊糖为乙醇微生物代表种：嗜水气单胞菌、多黏芽孢杆菌和产吲哚气杆菌以及梭菌属中的热氢硫酸梭菌等(二)酒精发酵微生物的改良

酒精发酵微生物以α-淀粉酶产生菌、糖化酶产生菌和酵母菌为主，随着分子生物学技术的广泛应用，酒精发酵微生物的育种大有进展。耐高温α-淀粉酶的应用糖化酶产生菌的选育酒精酵母的选育在传统酒精发酵工艺中，所用的糖质量浓度一般在0.16～0.25g/ml范围内，所用的酵母菌只能产生体积分数为6％～12％的乙醇，更高的底物浓度和乙醇浓度对酵母菌生长和发酵会产生抑制作用。

(三)应用细菌的酒精发酵法

运动发酵单胞菌已成为酿酒酵母之外发酵生产酒精的第二大菌种优点：①耐高糖能力（400g/L）；②耐乙醇能力高（100g/L）；③低生物产量和高乙醇收率（在厌氧条件下，每消耗1mol/L葡萄糖，可得1.9mol/L乙醇）；④比生产速率和发酵速度快。缺点：①底物范围狭窄，只有以葡萄糖和果糖为碳源有良好效果，②会产生大量副产物果聚糖和山梨醇，③细菌发酵容易染菌，对pH值的控制上也比酵母严格得多，④该菌培养时会分泌一种胞外物，导致培养基黏度增加和形成稳定的泡沫等高温菌的选育(四)应用固定化细胞生产酒精

应用固定化酵母细胞连续生产酒精应用固定化细菌细胞连续发酵生产酒精优势：发酵法生产酒精需要多个大型发酵罐，不但设备繁杂，操作困难，而且要耗费一部分糖供酵母生长用，连续发酵、酵母再循环法使用的结果也不理想。采用固定化技术，可以一边流入糖蜜培养基，一边即可排出发酵终了的醪液，可连续发酵一个月至几个月，可以只用一个反应塔代替多个发酵罐，发酵时间大大缩短.第三节微生物发酵法生产药用氨基酸发酵法：直接发酵法：野生菌株发酵、营养缺陷型突变发酵、抗氨基酸结构类似物突变株发酵、抗氨基酸结构类似物突变株的营养缺陷型菌株发酵和营养缺陷型回复突变株发酵。添加前体法生产氨基酸的大国为日本和德国。日本的味之素、协和发酵及德国的德固沙是世界氨基酸生产的三巨头。它们能生产高品质的氨基酸,可直接用于输液制剂的生产。日本在美国、法国等建立了合资的氨基酸生产厂家,生产氨基酸和天冬甜精等衍生物。

国内生产氨基酸的厂家主要是天津氨基酸公司,湖北八峰氨基酸公司,但目前无论生产规模及产品质量还难于与国外抗衡。在80年代中后期,我国从日本的味之素、协和发酵以技贸合作的方式引进输液制剂的制造技术和仿造产品,1991年销售量为二千万瓶,1996年达六千万瓶,主要厂家有无锡华瑞,北京费森尤斯,昆明康普莱特,但生产原料都依赖进口。据专家估计,到2000年,世界氨基酸产值可达45亿美元,占生物技术市场的7%,国内的氨基酸产值可达40亿元,占全国发酵产业总产值的12%。氨基酸发酵的工艺控制培养基1、碳源：淀粉水解糖、糖蜜、醋酸、乙醇、烷烃碳源浓度过高时，对菌体生长不利，氨基酸的转化率降低。菌种性质、生产氨基酸种类和所采用的发酵操作决定碳源种类2、氮源：铵盐、尿素、氨水；同时调整pH值。营养缺陷型添加适量氨基酸主要以添加有机氮源水解液。需生物素和氨基酸，以玉米浆作氮源。尿素灭菌时形成磷酸铵镁盐，须单独灭菌。可分批流加。氨水用pH自动控制连续流加3、合适C/N氮源用于调整pH。合成菌体生成氨基酸，因此比一般微生物发酵的C/N高。4、磷酸盐：对发酵有显著影响。不足时糖代谢受抑制。5、镁：是已糖磷酸化酶、柠檬酸脱氢酶和羧化酶的激活剂，并促进葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活力。6、钾：促进糖代谢。谷氨酸产酸期钾多利于产酸，钾少利于菌体生长。7、钠：调节渗透压作用，一般在调节pH值时加入。8、锰：是许多酶的激活剂。9、铁：是细胞色素、细胞色素氧化酶和过氧化氢酶的活性基的组成分，可促进谷氨酸产生菌的生长。10、铜离子：对氨基酸发酵有明显毒害作用。11、生长因子：生物素作用：影响细胞膜透性和代谢途径。浓度：过多促进菌体生长，氨基酸产量低。过少菌体生长缓慢，发酵周期长。与其它培养条件的关系：氧供给不足，生物素过量时，发酵向其它途径转化。种类：玉米浆、麸皮水解液、甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜为来源pH对氨基酸发酵的影响及其控制作用机理：主要影响酶的活性和菌的代谢。控制pH方法：流加尿素和氨水流加方式：根据菌体生长、pH变化、糖耗情况和发酵阶段等因素决定。控制：（1）菌体生长或耗糖慢时，少量多次流加尿素，避免pH过高（2）菌体生长或耗糖过快时，流加尿素可多些，以抑制菌体生长。（3）发酵后期，残糖少，接近放罐时，少加或不加尿素，以免造成氨基酸提取困难。（4）氨水对pH影响大，应采取连续流加。温度对氨基酸发酵的影响及其控制菌体生长达一定程度后再开始产生氨基酸，因此菌体生长最适温度和氨基酸合成的最适温度是不同的。菌体生长温度过高，则菌体易衰老，pH高，糖耗慢，周期长，酸产量低。采取措施：少量多次流加尿素，维持最适生长温度，减少风量等，促进菌体生长。氧对氨基酸发酵的影响及其控制要求供氧充足的谷氨酸族氨基酸发酵：生物合成与TCA循环有关。适宜在缺氧条件下进行的亮氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸发酵：菌体呼吸受阻时产量最大。供氧不足时产酸受轻微影响的天冬氨酸族氨基酸发酵谷氨酸生产工艺工业化生产开始于由水解小麦面筋或大豆蛋白质而制取。1957年，日本率先采用微生物发酵法生产，并投入大规模工业化生产，这是被誉为现代发酵工业的重大创举，使发酵工业进入调节代谢的调控阶段。目前世界产谷氨酸钠30吨/年，占氨基酸总量的2/3。我国现已有200余家生产，年产量达15万吨，居世界首位。产生菌株特点：革兰氏阳性不形成芽胞没有鞭毛，不能运动需要生物素作为生长因子在通气条件下才能产生谷氨酸。谷氨酸生物合成机理：由三羧酸循环中产生的a-酮戊二酸，在谷氨酸脱氢酶和氢供体存在下进行还原性氨化作用而得到。调浆：干淀粉用水调成10-11Bx的淀粉乳，加盐酸0.5-0.8％至pH1.5。糖化：蒸汽加热，加压糖化25min。冷却至80℃下中和。中和：烧碱中和，至pH4.0-5.0脱色：活性炭脱色和脱色树脂。活性炭用量为0.6-0.8％，在70度及酸性条件下搅拌后过滤。酶法糖化：以大米或碎米为原料时采用一、淀粉水解糖的制备：酸水解或酶水解大米进行浸泡磨浆，再调成15Bx，调pH6.0，加细菌a-淀粉酶进行液化，85℃30min，加糖化酶60℃糖化24h，过滤后可供配制培养基;糖蜜原料：不宜直接用来作为谷氨酸发酵的碳源，因含丰富的生物素。预处理方法：活性碳或树脂吸附法和亚硝酸法吸附或破坏生物素。也可以在发酵液中加入表面活性剂吐温60或添加中青霉素。1、斜面培养：主要产生菌是棒状杆菌属、短杆菌属、小杆菌属、节杆菌属。我国各工厂目前使用的菌株主要是钝齿棒杆菌和北京棒杆菌及各种诱变株。生长特点：适用于糖质原料，需氧，以生物素为生长因子。斜面培养基：蛋白胨、牛肉膏、氯化钠组成的pH7.0-7.2琼脂培养基，32℃培养18-24h。二、菌种扩大培养2、一级种子培养：由葡萄糖、玉米浆、尿素、磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸铁及硫酸锰组成。pH6.5-6.8。1000ml装200-250ml振荡，32℃培养12h。3、二级种子培养：用种子罐培养，料液量为发酵罐投料体积的1％，用水解糖代替葡萄糖，于32℃进行通气搅拌7-10h。种子质量要求：二级种子培养结束时，无杂菌或噬菌体污染，菌体大小均一，呈单个或八字排列。活菌数为108-109/ml。

三、谷氨酸发酵1、适应期：尿素分解出氨使pH上升。糖不利用。2-4h。措施：接种量和发酵条件控制使期缩短。2、对数生长期：糖耗快，尿素大量分解使pH上升，氨被利用pH又迅速下降。溶氧急剧下降后维持在一定水平。菌体浓度迅速增大，菌体形态为排列整齐的八字形。不产酸。12h。

措施：及时供给菌体生长必须的氮源及调节pH，在pH7.5-8.0时流加尿素；维持温度30-32℃3、菌体生长停止期：谷氨酸合成。措施：提供必须的氨及pH维持在7.2-7.4。大量通气，控制温度34-37℃。4、发酵后期：菌体衰老，糖耗慢，残糖低。措施：营养物耗尽酸浓度不增加时，及时放罐。发酵周期一般为30h。谷氨酸发酵控制（1）生物素：作为催化脂肪酸生物合成最初反应的关键酶乙酰CoA的辅酶，参与脂肪酸的生物合在，进而影响磷酯的合成。当磷酯含量减少到正常时的一半左右时，细胞发生变形，谷氨酸能够从胞内渗出，积累于发酵液中。生物素过量，则发酵过程菌体大量繁殖，不产或少产谷氨酸，你谢产物中乳酸和琥珀酸明显增多。（2）种龄和种量的控制一级种子控制在11-12h，二级控制在7-8h。种量为1％。过多，菌体娇嫩，不强壮，提前衰老自溶，后期产酸量不高。（3）pH。发酵前期，幼龄细胞对pH较敏感，pH过低，菌体生长旺盛，营养成分消耗大，转入正常发酵慢，长菌不长酸。谷氨酸脱氢酶最适pH为7.0-7.2，转氨酶最适pH7.2-7.4。在发酵中后期，保持pH不变。过高转为谷氨酰胺，过低氨离子不足。（4）通风：不同种龄、种量，培养基成分，发酵阶段及发酵罐大小要求通风量不同。在长菌体阶段，通风量过大，生物素缺乏，抑制菌体生长。在发酵产酸阶段，需要大量通风供氧，以防过量生成乳酸和琥珀酸，但过大通风，则大量积累a-酮戊二酸。防止噬菌体和杂菌的污染从空气过滤、培养基、设备、环境等环节严格把关。四、谷氨酸的提取1、等电点法：操作简单，收率60％。周期长，占地面积大。2、离子交换法：用阳离子交换树脂提取吸附谷氨酸形成的阳离子，再用热碱洗脱，收集相应流分，再加盐酸结晶。谷氨酸发酵研究新进展继续选育各种生化突变菌株：转化率提高，或可在富含生物素的培养基中保持较高产酸水平。提高原料利用率，拓宽原料来源或简化操作工艺。生物工程新技术的应用：体外DNA重组的基因工程和原生质体融合技术和固定化细胞技术使产量提高近1倍。改进发酵工艺：开拓原料，改进流加工艺，通过电子计算机控制发酵条件。非糖质原料的谷氨酸发酵醋酸发酵谷氨酸机理：醋酸形成乙酰CoA，再进入TCA，因此凡能利用葡萄糖原料的菌种也可作为醋酸发酵谷氨酸的菌株。以醋酸钠或醋酸铵与醋酸的混合液为原料，且浓度不超过4％。发酵过程中也需流加以保持pH。已发现的酶近3000种应用于工业、医药、遗传工程、分析研究领域的酶有2500种工业生产商品酶50－60种大规模工业生产的有10多种研究用商品酶300－400种第四节微生物发酵生产酶制剂

在工业用酶中蛋白酶占59%，碱性25%、中性12%、糖化酶占13%、-淀粉酶5%、葡萄糖异构酶6%

果胶酶3%、纤维素酶1%

脂肪酶3%

医药分析与研究用酶10%中国酶制剂:50年代上海主要微生物酶制剂一.淀粉酶的分类及作用方式淀粉:葡萄糖多聚物，直链淀粉和支链淀粉直链淀粉：-1，4糖苷键支链淀粉：直链淀粉基础上又由-1，6糖苷键

连接产生分支直链淀粉占10-20%

支链淀粉占80-90%

淀粉酶：

催化淀粉水解成糊精、麦芽糖或葡萄糖的一类酶的总称包括：-淀粉酶（

-amylase）-淀粉酶淀粉1，4葡萄糖苷酶淀粉-1，6葡萄糖苷酶（一）-淀粉酶（-amylase，液化型淀粉酶）从淀粉分子内部作用于-1，4糖苷键不作用-1，6糖苷键、靠近-1，6糖苷键的-1，4糖苷键

结果：麦芽糖、含有6个葡萄糖单位的寡糖带有支链的寡糖使淀粉溶液的黏度下降

1.产生菌细菌：枯草杆菌（Bacillussubtilis）

地衣芽孢杆菌（B.licheniformis）

解淀粉芽孢杆菌（B.amyloliquefaciens）

嗜碱芽孢杆菌（B.alkalophilus）

多粘芽孢杆菌（B.polymyxa）

嗜热脂肪芽孢杆菌（B.stearothermophilus）

施氏假单胞菌（Pseudomonasstutzeri）放线菌:

灰色链霉菌（Streptomyces

griseus）

霉菌:

毛霉（Mucor)

根霉（Rhizopus）

曲霉（Aspergillus）2.细菌-淀粉酶的生产（液体深层发酵）

工艺流程：斜面菌种孢子悬液种子扩大培养罐发酵热处理盐析压滤干燥粉碎成品

霉菌-淀粉酶主要以固体曲生产

工艺流程：斜面菌种三角瓶菌种种曲厚层通风培养粉碎抽提过滤沉淀压滤烘干等3.-淀粉酶的提取工业用酶：

1）沉淀(硫酸胺或酒精)

-淀粉酶同菌体一起析出过滤、干燥和粉碎粗酶制剂

2）发酵液中加入稳定剂直接喷雾干燥

3）用淀粉吸附回收酶4.-淀粉酶的纯化发酵液离心去菌体硫酸胺盐析淀粉吸附丙酮分段DEAE-纤维素柱层析Sephadex

G-100凝胶过滤透析冷冻干燥纯品5.-淀粉酶的性质分子量50KD，含一个Ca2+酸性、中性和碱性-淀粉酶-淀粉酶最适pH分别为3.5-4.5，6-7，8-10

最适温度为50-60C6.-淀粉酶的应用

1）消化药物：黑曲霉酸性-淀粉酶

2）面包工业：米曲霉-淀粉酶耐热性较差

3）淀粉液化及棉布退浆耐热性-淀粉酶7.-淀粉酶的筛选（二）糖化型淀粉酶淀粉水解为麦芽糖或葡萄糖（一类酶）

1.-淀粉酶从非还原性末端按双糖单位作用-1，4糖苷键，产生麦芽糖不作用-1，6糖苷键不能越过-1，6糖苷键产物：麦芽糖与极限糊精2.淀粉1，4葡萄糖苷酶以葡萄糖为单位作用于-1，4糖苷键生成葡萄糖能跃过-1，6糖苷键继续作用-1，4糖苷键

直链淀粉：葡萄糖支链淀粉：葡萄糖、带有-1，6糖苷键的寡糖3.淀粉-1，6葡萄糖苷酶（异淀粉酶）专门作用于淀粉分子的-1，6糖苷键