黑曲霉发酵产性蛋白酶
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.江西科技师范学院生物工程专业《化工原理课程设计》说明书题目名称黑曲霉发酵生产酸性蛋白酶专业班级 09级生物工程1班学号学生姓名钟鑫鑫张溧王涛指导教师常军博士2011 年10 月31 日前言蛋白酶做为一种重要的工业酶制剂，作为一种较早被人们了解的酶类现在正在人类的生活中发挥巨大的作用，特别是酸性蛋白酶以其作用的广泛性、高效率越来越多的受到了人们的关注。
在酸性环境下（pH 2.5-5.0）催化蛋白酶水解的酶制剂，适用于酸性介质中水解动植物蛋白质。
该酶主要用于酒精发酵、啤酒酿造、毛皮软化、果酒酱油造、饲料等。
其使用于酒精、白酒、果酒、啤酒、黄油以可澄清发酵醪液和成熟醪液。
酶作为一种新兴的物质以其高效，清洁的催化效果充斥着当今人类的思想，但是较高的技术要求和特殊菌株获得，使人们在酶这一产业发展中步履蹒跚，特别是发展中国家由于落后的科学技术，使他们在此项技术中发展更加困难，以中国为例在20世纪90年代就已经有酶企业投入生产，但是我的酶制剂销售额在世界市场只占4%，我国企业所用的酶制剂大多数是由丹麦的NOVO所提供的。
就目前情况看，世界各国都投入了大量资金用于酶事业的研究和生产。
相信在不久的将来酶一定会更加广泛的在生活中应用。
设计条件题目:1000L发酵罐，发酵生产酸性蛋白酶。
1发酵工艺1.1菌种的选择本实验选用黑曲霉作为菌种，发酵生产酸性蛋白酶，该霉菌株在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为3．350。
1.3菌种培养基的配制查氏培养基NaNO3 2gK2HPO41gK Cl 0.5gMgSO4 0.5gFeSO40.01g蔗糖30g琼脂15g水1000mLpH 自然121℃灭菌20min1.2发酵罐培养基的配制一般产酸性蛋白酶的微生物，它们的发酵培养基都基本选择麸皮、米糠、玉米粉、淀粉、饲料鱼粉、豆饼粉、玉米浆等各种碳氮源，按各种不同比例混合，添加无机盐配成各种培养基。
在黑曲霉生产蛋白酶时，培养基中除需要高浓度的有机氮外，还得添加1%～3%的无机氮。
蛋白胨对黑曲霉生产酸性蛋白酶有很强的诱导作用。
就黑曲霉3.350研究表明只有几种有机氮可以将它代替，其中已豆饼、蚕蛹、鱼粉的石灰水解物为最好。
以下的培养基适合大多数。
黑曲霉生产酸性蛋白酶，其组成是豆饼粉、玉米粉、和鱼粉比为6 ：1：1混合物5%，豆饼石灰水解物10%，NH4Cl 1%，CaCl20.5%，Na2HPO40.2%，pH5.5～6.0。
本实验选择黑曲霉3．350发酵培养基的配方：黑曲霉3．350发酵培养基的配方：豆饼粉3.75％玉米粉0.625％鱼粉0.625％氯化铵1.0％氯化钙0.5％磷酸二氢钠0.2％豆饼石灰水解液10％pH 5.51.3酸性蛋白酶的提取用粗制酶采用盐析法提取，将培养物滤去菌体用盐酸调节pH4.0以下，加入硫酸铵至浓度55%，静止过夜，倾去上清液，沉淀压滤去母液，于40℃烘干后磨粉。
盐析工艺受率94%以上，干燥后收率60%以上，每克酶活性为20万U左右。
甲法：发酵液→离心除去菌体→粗酶→加水浸泡（pH3）→过滤→然后把两者滤液→盐（硫55％铵）→压滤→酶泥→溶于pH2.5，0.005mol/L乳酸缓冲液→离子交换树脂脱色→脱色液（收率93%）→40℃→真空薄刮板蒸发器浓缩2倍以上（收率90%）→离子交换树脱盐（收率90%）→喷雾干燥或冷冻干燥→磨粉（淡黄至乳白色粉末，酶活40～60万U/g）。
1.4发酵罐接种量适当控制接种量对菌株产酸性蛋白酶的活力关系很大。
本实验采用6ml/100g，即6％.1.5氧载体在发酵过程中，在发酵培养基中加入正十二烷、全氟化碳，液态烷烃(为12—16碳直链烷烃混合物)等氧载体，使培养基中氧传递速度加快，产生气泡少，剪切力小，能明显提高菌株产酸性蛋白酶的量。
1.6发酵工艺流程图图1 酸性蛋白酶生产总工艺流程图1.2发酵罐尺寸及整体设计本实验采用菌种为好氧菌所以选用机械搅拌通风发酵罐，可采用分批时发酵。
a 、公称容积，指罐的圆柱部分和底封头容积之和，并圆整为整数。
b 、罐的全容积，指罐的圆柱部分和两封头容积之和工艺参数和高径比确定各部几何尺寸；设定高径比H/D=2，则H=2D 设定全体积V0 =1000L=13m h a=0.25D公称体积 V －－罐的筒身（圆柱）体积和底封头体积之和 全 体 积V0－－罐的筒身（圆柱）体积和上下封头体积之和 圆柱体积V C上封头体积=下封头体积=V b V 0 = V C +2 V b V C = (π/4) D 2 H V b =a 2b 2h D 6h D 4ππ+可近似V b =(π/24) D 3V 0 = (π/4) D 2 H + 2(π/24)D 3 =(7π/12)D 3 代入V 0 =1 即可求得D ≈0.82m发酵罐实际体积V 0 =(7π/12)D 3=1010L ② 发酵罐圆筒壁厚的计算该发酵罐采用双面对焊GB 150-89钢制焊接压力容器，许用应力标准为：[a]t ＝137Mpaa 计算发酵设备圆筒壁厚的一些参数如下：计算壁厚：δ=PD/ (230[a]t φ-P ) + C式中：δ---计算壁厚mm ；P ---计算压力,本实验压力在7.6×103 pa=760Mpa D i ---内径，82mm ； [a]t ---设计温下的许用应力；φ--- 焊封系数(与焊接方法及无损探伤有关)，取0.8； 设计壁厚δ设＝壁厚+腐蚀量C C--腐蚀量(每年腐蚀的量)。
C 取3mmδ=PD/ (230[a]t φ-P ) + C =(760×82)/(230×0.8×137-760) + 3 =5.55≈6mm发酵罐各部分尺寸计算结果如下：项目及代号参数及结果发酵罐设计全体积L 1000L发酵罐实际全体积L 1010L发酵罐实际公体积L 940L罐体直径D (m) 0.82m发酵罐总高H0 2.05m发酵罐筒体高度H 1.64m冷却列管厚度B 0.08m搅拌叶直径D i0.27m椭圆封头短半轴长h 0.21m底搅拌叶至封头底部高度C 0.27m搅拌叶间距S 0.82m筒壁厚度6mm封头厚度8mm人手孔规格椭圆400X300搅拌转速250r/min轴径40mm搅拌器型式6-6弯叶搅拌器层数 2电动机型号Y123M1—6电动机功率4kW电动机转速960r/min罐压7.6×103 pa1.3、手孔的设计手孔的设置是为了安装、拆卸、清洗和检修设备内部的装置。
本次设计只设置了1个人孔，标准号为：椭圆400X300，开在顶封头上，位于左边轴线离中心轴5cm处。
视镜用于观察发酵罐内部的情况。
本次设计只设置了2视镜，标准号为Dg80支座选择：发酵设备常用支座分为卧式支座、耳式支座和立式支座。
其中卧式支座又分为支腿，圈型支座，鞍型支座三种。
立式支座也分为三种即：悬挂支座，支撑式和裙式支座。
对于1000L发酵罐，由于设备总重量不大，可采用耳式支座。
接口管：以进料口为例计算，设发酵醪液流速为v=1m/s，0.5h 排尽。
发酵罐装料液体积：V1=70%V=0.94×0.7=0.658m3物料体积流量Q=V1/0.5h=0.658/(3600×0.5)=0.0003655m3/s,则排料管截面积F=Q/v=0.0003655/1=0.0003655m2，又F=0.785d2，得d=0.022m，取无缝钢管，查阅资料，平焊钢管法兰HG20593-97，取公称直径2cm，其他管道也是如此计算。
3.6.1管道接口（采用法兰接口）进料口：直径，2cm,开在封头上，排料口：直径，2cm，开在罐底；进气口：直径，2cm，开在封头上；排气口：直径，2cm，开在封头上；冷却水进、出口：直径，2cm，开在罐身；补料口：直径，2cm，开在封头上；取样口：直径，2cm，开在封头上；3.6.2仪表接口温度计；装配式热电阻温度传感器Pt100型，D＝100mm，开在罐身上；压力表；弹簧管压力表（径向型），d1=20mm，精度2.5，型号：Y-250Z，开在封头上；液位计：采用标准:HG5-1368型号：R-61 直径：Φ550(260×14)mm，开在罐身上；溶氧探头：SE-N-DO-F；pH探头：PHS-2型名称测定方法意义及主要作用酸碱度（pH）pH传感器反映菌体的代谢情况溶解氧/mg·L-1溶氧传感器反映氧的供给和消耗情况排气氧浓度/Pa 氧传感器了解氧的消耗情况二计算2.1 通风量的计算通风量是影响黑曲霉生产酸性蛋白酶的另一个重要因素，通风量不足，虽不影响菌体生长，但不能产酶。
实验表明：在500L发酵罐中，使用黑曲霉3.350发酵生产酸性蛋白酶的时候，前24h 前的通风量为0.25VVm，24～48h 0.5VVm，48～72h 1.0VVm。
在48h通风量如果未及时增至1.0VVm，就会导致产酶降低，即使恢复了正常的通风量，但为时已晚，酶的活性减少1/3。
如果后期通风量减少到0.25VVm，就会导致产酶偏离正常范围。
可在黑曲霉生产酸性蛋白酶的时候，前期的通风量对酶的影响更为明显。
温度在黑曲霉生产蛋白酶的过程中也起着重要的作用，通常黑曲霉生产蛋白酶的温度控制在30℃。
11。
黑曲霉发酵液改善上部烟叶风味品质的研究
黑曲霉发酵液改善上部烟叶风味品质的研究全铭沁;董惠忠;沙云菲;陈磊;陈玙捷;张薄博;许赣荣【摘要】为降低上部烟叶中的淀粉和蛋白质含量,提高燃吸品质,以黑曲霉(Aspergillus niger)对上部烟叶粉末进行液态发酵,获得产淀粉酶和蛋白酶较高的菌株及发酵条件为黑曲霉h5,接种量5％ (V/V),培养基烟叶添加量3％,初始pH值6.0,培养温度30℃,发酵时间6d.将所得发酵液与生物酶配制成新型复合改良剂用于上部烟叶的处理,得到最佳作用条件为含水量20％(发酵液添加量50％),复合酶添加量1 U/g,反应温度40℃,反应时间2h.处理后上部烟叶中淀粉和蛋白降解率分别为24.84％和21.22％,烟叶燃吸品质明显提升.进一步研究发现,以湖南B1F烟叶为培养基底物的发酵液对上部烟叶燃吸品质的改善具有更好的效果,且在其他产地和类型的上部烟叶中具有很好的扩展性.【期刊名称】《中国酿造》【年(卷),期】2019(038)003【总页数】7页(P170-176)【关键词】黑曲霉;发酵液;上部烟叶;风味;品质改良剂【作者】全铭沁;董惠忠;沙云菲;陈磊;陈玙捷;张薄博;许赣荣【作者单位】江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122;上海烟草集团有限责任公司,上海200082;上海烟草集团有限责任公司,上海200082;江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122;江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122;江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122;江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122【正文语种】中文【中图分类】Q815烟草是一种重要的经济作物，是国家税收的重要来源。
烟叶按采收部位分为上部叶、中部叶、下部叶，其中中部叶品质优良，在烟草工业中大量使用。
发酵工程--食品学院期末复习题
1.发酵是是指利用生物体（包括微生物、植物细胞、酵母菌等）的代谢功能，使有机物分解的生物化学反应过程。
2.发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术3.发酵工业特点：1、生产条件温和，设备要求低；2、原料来源丰富且价格低廉；3、产物专一，废弃物对环境污染小和容易处理；4、相对其他工业投资较少，见效较快，具有经济和效能的统一性。
4.发酵工艺过程(1)．用作种子扩大培养及发酵生产的各种培养基的配制(2)．培养基，发酵罐及其附属设备的灭菌(3)．扩大培养有活性的适量纯种，以一定的比例将菌种接入发酵罐中(4)．控制最适的发酵条件使微生物生长并形成大量的代谢产物(5) 将产物提取并精制，以得到合格的产品(6)．回收或处理发酵过程中所产生的三废物质5.工业微生物的特点(一)个体小，种类繁多,分布广泛(二)生长繁殖快,代谢能力强(三)遗传稳定性差,容易发生变异6.发酵工业对微生物菌种的基本要求：①能在廉价原料制成的培养基上生长，且生成目的产物产量高、易于回收；②生长较快，发酵周期短；③培养条件易于控制；④抗噬菌体及杂菌污染的能力强；⑤菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定；⑥对放大设备的适应性强；⑦菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素。
7.例举常用微生物菌种：1.细菌-枯草杆菌，产物--淀粉酶、蛋白酶大肠杆菌，产物--酰胺酶2 .酵母菌-酵母，产物--甘油啤酒酵母，产物--凝血质3. 霉菌-黑曲霉，产物--柠檬酸、酸性蛋白酶4. 放线菌-灰色放线菌，产物--蛋白酶影响种子质量的因素及其控制8.影响种子质量的因素１）培养基培养基的营养成分/ 培养基的pH要比较稳定，适合菌的生长和发育。
２）培养条件最适温度/ 培养过程中通气搅拌的控制３）种龄对数生长期，菌体量尚未达到最高峰时移种。
４）接种量移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例称为接种量。
固体培养黑曲霉复合酶在传统发酵上的应用
表 ５ 上 海 香 醋 添 加 复 合 酶 的效 果 （ 平 均 ） ３批
项目 发 酵周 期 ／ ｄ 加 复合 酶
９ ８
５． ２ ７
老 工 艺
１１ ２
５．１ ２
产量 的提高 是 由于酶 的作 用 ， 结果见 表 ３ 。 ］
表 ３ 添加复合酶 与灭活酶 的比较
醋 醪醋 酸浓度／ ％ Ｈ 品率 ｊ 醋 的感官
５ ９２ ．７
５ １５ ．８
Ｕ 日 Ｕ吞
９ ５ ７— ２系从 ２０ ０多 株 宇佐 美 曲霉 白色 变 ０— ３ ４ ０ 种 中 自然 分离 得 到 的优 良产 酶 菌株 ， 产 生 黄 曲 不 霉毒 素 ， 固体培 养 条件 下 可产 生较 强活 性 的 酸 在 性蛋 白酶 、 糖化 酶 、 胶酶 、 聚糖酶 和纤维 素酶 。 果 木 固体 培养 物干燥 后 可 以直 接作 饲 料 添 加剂 ， 是 还
色泽深 ， 澄清佳 色泽浅 ， 尚澄清
上海 香醋 是 采 用糯 米 为 原 料 ， 先加 淀 粉 酶 和 糖 化酶糖 化 ， 酵母 进行酒 精发 酵后 ， 加 待酒 醪酒精
注 ： 酵 时 间 为 ６ 。 发 ５ｈ
・
浓度 达 ８ ～１ ％左 右 ， ％ ０ 再泵 入 醋 化槽 ， 入 麸皮 加
表 １ Ｍ ９ ５７— ２与 其 它 菌 株 产 酶 效 果 的 比 较／ ｇ ０— ３ ４ ｕ・ 一
２ 复合 酶 用 于 酒精 发酵
将 复合 酶按 原料 ０ ０ ％ ～ ． ％ 的量 添加 于 ．５ ０１ 玉米糖 化醪 中 ， 种 酵母 后 ， 温 度 为 ３ ℃下 进 接 在 ０ 行酒 精发酵 ４ ７ ， 馏酒 精 ， ８— ２ｈ 蒸 测定 馏 出液酒 精 浓度 ， 果表 明 ， 酶组酒 精浓 度 比对 照组及 加 尿 结 加
酶工程第三章酶的生物合成法生产2013-2
的pH值往往会发生变化。
糖代谢
pH下降：糖分解为小分子酸、醇 pH上升：糖缺乏
基质的代谢
氮代谢
pH下降：氨基酸中的-NH2被利用 pH上升：尿素被分解成NH3
硫酸铵 尿素 磷酸盐
pH下降：铵离子被利用，硫酸根积累 pH上升后下降：尿素→氨→ 氨被同化 对pH有缓冲作用
产物形成：氧不足时，代谢积累有机酸，使pH下降。
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2、 细胞产酶最适pH值与生长最适pH值往往不同。 细胞生产某种酶的最适pH值通常接近于该酶催化反应 的最适pH值。 碱性蛋白酶：碱性（pH 8.5~9.0） 中性蛋白酶：中性或微酸性（pH 6.0~7.0）， 酸性蛋白酶：酸性（pH 4~6）
例外：有些酶在其催化反应的最适条件下，产酶细胞的生 长和代谢可能受到影响 如枯草杆菌碱性磷酸酶，其催化反应的最适pH值为 9.5，而其产酶的最适pH值为7.4
酶、纤维素酶和木聚糖酶
7
二、植物细胞
主要用于色素、药物、香精和酶等初级代谢产物的生产。
酶
产酶植物细胞 年份
酶
产酶植物细胞 年份
糖苷酶
胡萝卜细胞 1981
糖化酶
甜菜细胞 1989
半乳糖苷酶 紫苜蓿细胞 1982 苯丙氨酸裂合酶 花生细胞 1990
漆酶
假挪威械细胞 1983
大豆细胞
过氧化物酶 甜菜细胞 1983 木瓜蛋白酶
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三、温度的调节控制
1、温度确定原则
细胞生长的最适温度
细菌37℃
霉菌和放线菌28-30℃
嗜热微生物40-50℃
提高mRNA的稳定性
细胞产酶最适温度 往往低于细胞生长最适温度
增加酶的产量和酶的稳定性
温度不能过低，否则生化反应速度慢， 降低酶的产量
酶工程 第三章酶的发酵生产 第三节发酵工艺条件及控制
第三节 发酵工艺条件及控制
无机元素是通过添加无机盐来提供的，一般采用水溶 性的硫酸盐、磷酸盐或盐酸盐等。有时也使用硝酸盐，在 提供无机氮的同时，提供无机元素。
4．生长因素 生长因素是指细胞生长繁殖所必不可缺的微量有机化 合物主要包括各种氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素，以及动 植物生长激素等。各种氨基酸是蛋白质和酶的组分；嘌呤 和嘧啶是核酸和某些辅酶的组分；维生素主要起辅酶作用； 动植物生长激素则分别对动物细胞和植物细胞的生长、分 裂起调节作用。有的细胞能够自己合成各种生长因素，而 有的细胞则缺少合成一种或多种生长因素的能力，需由外 界供给，才能正常生长繁殖，这样的细胞称为营养缺陷型。
第三节 发酵工艺条件及控制
在酶的发酵生产中，通常在培养基中加进玉米浆、酵 母膏等，以提供各种必需的生长因素。有时，也加进纯化 的生长因素，以供细胞生长繁殖之需。
现举例几种酶发酵培养基： （1）枯草杆菌BF7658α—淀粉酶发酵培养基：玉米粉 8%，豆饼粉4%，磷酸氢二钠0.8%，硫酸铵0.4%，氧化钙 0.2%，氯化铵0.15%。 （2）枯草杆菌AS1.398中性蛋白酶发酵培养基：玉米 粉4%，豆饼粉3%，麸皮3.2%，米糠1%，磷酸氢二钠0.4%， 磷酸二氢钾0.03%。 （3）黑曲霉糖化发酵培养基：玉米粉10%，豆饼粉4%， 麸皮1%（PH4.4—5.0）。
第三节 发酵工艺条件及控制
不同细胞生长繁殖的最适PH有所不同。一般细胞和放 线菌的生长最适PH为中性或微碱性（PH6.5—8.0）；霉菌 和酵母的生长最适PH为偏酸性（PH4.0—6.0）；植物细胞 生长的最适PH为5—6。
中性蛋白酶的测定方法
中性蛋白酶的测定方法中华人民共和国行业标准（QB1805.3-93）1 主题内容与适用范围本标准规定了工业用蛋白酶制剂的技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存要求。
本标准适用于采用表1中的菌种，以发酵法生产经提纯制取的蛋白酶制剂。
表1类别代号生产菌酸性蛋白酶 537 宇佐美曲霉(asperigillus usamii No.537)3350 黑曲霉（asperigillus niger No.3350）中性蛋白酶 1.398 1.398为枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis N0.1.398)3942 39423为栖土曲霉(aspergillus terricola No.3942)166 166放线菌(actinomyces No.166)碱性蛋白酶 2709 为地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis N0.2709)CW301 为地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis N0.CW301)209 为短小芽孢杆菌(bacillus pumilus N0.209)SMJ 为嗜碱短小芽孢杆菌(alkaliphilic bacillus No.SMJ)CW302 为枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis N0.CW302)2 引用标准QB/T1803 工业酶制剂通用试验方法QB/T1803 工业酶制剂通用检验规测和标志包装、运输、贮存3 产品分类3.1 产品按形态分为固体酶和液体酶两种剂型3．2 产品按作用的pH值，分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶三种，其代号与生产菌分别见附表14 技术要求4.1 外观要求固体剂型：黄褐色粉末，无结块，无潮解现象。
液体剂型：棕褐色液体，允许有少量凝聚物中性蛋白酶活力测定方法（国家标准）1 定义1 g固体酶粉（或１ｍl液体酶），在一定温度和pH值条件下，1min 水解酪素产生1 ug 酪氨酸为1个酶活力单位，以u/g(u/ml)表示。
菌酶协同发酵生产蛋白饲料的研究进展及应用
菌酶协同发酵生产蛋白饲料的研究进展及应用。
随着我国蛋白资源短缺问题的出现，寻找其他原料弥补优质蛋白资源匮乏成为目前需要解决的问题。
我国非常规饲料原料来源广泛，富含维生素、蛋白质等营养成分，但存在抗营养因子和有毒物质且适口性差以及营养成分不平衡、差异大等缺点。
菌酶协同发酵是在微生物发酵工艺的处理下添加一定量的酶进行协同发酵，兼具酶解法和微生物发酵法的优点，能将原料中的抗营养因子降解，调节饲料苦味，改善饲料适口性，弥补单一微生物发酵产酶不足和酶解口味不佳等问题，促进动物采食，提高饲料转化率和营养价值。
因此，菌酶协同发酵饲料原料生产蛋白饲料能够充分利用我国非常规饲料资源，有效缓解我国蛋白饲料不足的压力，促进养殖业发展。
1菌酶协同发酵生产蛋白饲料的研究1.1菌酶协同发酵常用的菌种和酶菌酶协同发酵常用的菌种主要包括芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌以及霉菌。
芽孢杆菌类主要有枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌和蜡质芽孢杆菌等，能降解抗营养因子和有毒物质，分泌纤维素酶和蛋白酶将纤维素和大分子蛋白降解，调节动物肠道健康。
酵母菌类主要有酿酒酵母、产阮假丝酵母和啤酒酵母等，能使发酵饲料产生酒香味，改善饲料适口性，提升饲料风味，且因其本身是菌体蛋白，可增加蛋白产量，增加饲料利用率。
乳酸菌类主要有植物乳杆菌、干酪乳杆菌、乳酸杆菌和乳酸片球菌等，能产生多种有机酸和细菌素进而降低饲料pH值，抑制有害菌生长，提升饲料营养品质，促进动物采食，增强动物免疫力。
霉菌类主要有米曲霉、根霉、木霉、黑曲霉和青霉等，霉菌类菌株能分泌胞外酶，如蛋白酶、半纤维素酶和纤维素酶等来分解原料中的淀粉和蛋白来提升发酵效果和增加饲料利用率。
常用酶主要是非淀粉多糖酶和蛋白酶。
非淀粉多糖酶主要是纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶和甘露糖酶等，可将饲料原料中的纤维破坏使营养物质得以释放，且可将原料中碳水化合物分解为葡萄糖和氨基酸等小分子物质为菌群提供能源，促进动物吸收消化。
第二章 酶的生物合成与发酵生产
第二章酶的生物合成与发酵生产酶工程就是将酶所具有的生物催化功能，借助工程手段应用于社会生活的一门科学技术。
酶制剂是如何生产的呢？我们知道，酶是活细胞产生的具有催化作用的生物大分子，广泛存在于动植物和微生物体内。
酶的生产方法有三种：提取分离法、生物合成法、化学合成法。
生物合成法又包括：微生物细胞发酵产酶、植物细胞发酵产酶和动物细胞发酵产酶第一节酶生物合成及调节一、酶的生物合成先从遗传信息传递的中心法则谈起（1958年，Crick提出）遗传信息传递的中心法则：生物体通过DNA复制将遗传信息由亲代传递给子代，通过RNA 转录和翻译而使遗传信息在子代得以表达。
DNA具有基因的具有基因的所有属性。
基因是DNA的一个片段，基因的功能最终由蛋白质来执行，RNA控制着蛋白质的合成。
核酸是遗传的物质基础，蛋白质是生命活动的体现者。
1970年Temin和Baitimore发现了逆转录酶，是对中心法则的补充。
即：细胞能否合成某种酶分子。
首先取决于细胞中的遗传信息载体－DNA分子中是否存在有该酶所对应的基因。
DNA分子可以通过复制生成新的DNA，再通过转录（transcription）生成所对应的RNA，然后再翻译（translation）成为多肽链，经加工而成为具有完整空间结构的酶分子。
（一）RNA的生物合成--转录(transcription)P102DNA分子中的遗传信息转移到RNA分子中的过程，称为转录。
转录：见课件附图，书P102定义：以DNA为模板，以核苷三磷酸为底物，在RNA聚合酶（转录酶）的作用下，生成RNA分子的过程。
模板链（template strand）：又称反意义链（antisense strand），指导转录作用的一条DNARNA的转录过程：转录过程分为三步：起始、延长、.终止补充：原核生物的RNA聚合酶(DDRP)-见课件附图E.coli的RNA聚合酶是由四种亚基组成的五聚体（α2、β、β′、）全酶（holoenzyme）包括起始因子σ和核心酶（core enzyme）。
第三章酶的发酵生产
CAP结合位点
DNA
P
O
Z
Y
A
+ + + + 转录
无葡萄糖，cAMP浓度高时
CAP CAP CAP CAP
CAP CAP
CAP
有葡萄糖，cAMP浓度低时
低半乳糖时
葡萄糖低 cAMP浓度高
高半乳糖时
RNA-pol
O Ｉ
无转录
O
mRNA
葡萄糖高 cAMP浓度低
Ｉ O
无转录
O
低水平转录
色氨酸操纵子——阻遏型操纵子 调节区
UUUU…… UUUU……
4
trp 密码子 前导肽
序列3、4不能形成衰减子结构 •当色氨酸浓度低时
细胞周期与酶的合成
可能的三种模式：
合成伴着生长进行，
进入静止期，合成降
低 静止期合成增加
中间类型
对数生长期合成降低，
三、酶发酵动力学
主要研究在发酵过程中细胞生长速率，产物 形成速率以及环境因素对速率的影响. 在酶的发酵生产中,研究酶发酵动力学对于了 解酶生物合成模式；发酵条件的优化控制,提 高酶产量具有重要的理论指导意义。
影响酶生物合成模式的因素主要是: mRNA和培养基中存的阻遏物：
mRNA稳定性高的，在细胞停止生长后继续合成相应的酶； mRNA稳定性差的，随着细胞生长停止而终止酶的合成；
不受阻遏物阻遏的,可随着细胞生长而开始酶的合成；
受阻遏物阻遏的,要在细胞生长一段时间或进入稳定期后解除 阻遏,才能开始酶的合成。
2.人工合成酶制剂：
蛋白质的人工合成：人 工合成胰岛素等
人工合成酶制剂受客观
条件的限制，如试剂、 设备等，另外，体外合 成，形成单体的难度大，
62蛋白酶
大豆肽已广泛使用于饮料、点心、及各种食品中。 推荐摄取量是每日4000mg。
1.大豆多肽的理化性质
(1) 溶解性
2） 黏度
大豆蛋白质的黏度是随着浓度的增加而增加，而大豆肽即使在很 高的浓度状态下，仍可以保持较低的黏度。
中性蛋白酶
生产菌种
枯草杆菌、耐热解蛋白芽孢杆菌、灰色链霉菌、寄生曲霉、米曲 霉
性质
（1）大多数微生物中性蛋白酶是金属酶，一部分酶蛋白总含有一 个锌离子，相对分子质量3500～40000，等电点在pH8～9 ，是微 生物蛋白酶中最不稳定的酶，很易自溶，即使在低温冰冻干燥的条 件下，也会造成相对分子质量的明显减少。
—CHR′—COO- + +NH3—CHR″—
C. 氨基的滴定 +NH3—CHR″— + OH-
NH2—CHR″— + H2O
蛋白质水解度测定原理
当肽键被水解裂开后，紧接着在羧基和α–氨基之间产生 质子交换作用。当蛋白质酶解过程在pH6.5以上进行时， 质子化的氨基酸将离解。
如果要保持反应体系pH不变，就必须加入碱液。
加蛋白酶 水解 氨基酸产品
氨基
• 前处理
一般采用热处理的方法，也可采取生化分离技术将 蛋白质先提取出来，再进行酶解。
2、明胶的生产
原料 动物的皮或骨 生产方法
酸法或碱法，也可用蛋白酶水解法生产。 酶法生产明胶的工艺流程如下：
原料 切割、捣碎 水洗 加酶水解 除酶 炭处理 过滤 干燥 明胶产品
溶解性、乳化性、起泡性、粘度、风味等 应用广泛