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a淀粉酶的生产工艺
宜宾职业技术学院
论文
α-淀粉酶的生产工艺
系部生物与化工工程系
专业名称酿酒技术
班级酿酒11103
姓名王梦韵李艳梅严红俊
学号201117315201117404201117346
指导教师兰小艳
二〇一二年十月二十九日
α-淀粉酶的生产工艺
摘要
α-淀粉酶广泛分布于动物、植物和微生物中,能水解淀粉产生糊精、麦芽糖、低聚糖和葡萄糖等,是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一。
目前,α-淀粉酶已广泛应用于变性淀粉及淀粉糖、焙烤工业、啤酒酿造、酒精工业、发酵以及纺织等许多行业。
本次设计的淀粉酶发酵,分别以玉米粉为碳源,以豆饼为氮源,以BF-7658枯草芽孢杆菌为生产菌种,同时做出了生产工艺流程图,详细的介绍了α-淀粉酶的生产工艺。
关键词:
α-淀粉酶;生产工艺设计;深层发酵法
Alphaamylaseproductiontechnology
Abstract
Alphaamylasewidelydistributedinanimals,plantsandmicrobes,canbehydrolyzedstarchproducedextrin,maltose,oligosaccharideandglucoseandsoon,itistheindustrialproductioninthemostwidelyusedoneofenzymepreparation.Atpresent,thealphaamylasehasbeenwidelyusedinmodifiedstarchandstarchsugar,bakingindustry,brewing,alcoholindustry,hairleavenandtextileandmanyotherindustries.Thedesignofamylasefermentation,respectivelywithcornflourforcarbonsource,nitrogensourceforbeancake,withBF-7658bacillussubtilisstrainsfortheproduction,atthesametime,maketheproductionprocessflowdiagram,detailedintroducesthealphaamylaseproductiontechnology.
Keywords:
Alphaamylase,Productionprocessdesign;Deepfermentation
目录
前言................................................................................................................................1
1α-淀粉酶的生产方法..................................................................................................1
1.1生产方法的选择...................................................................................................1
1.2α-淀粉酶培养基的制作....................................................................3
1.2.1耐高温α-淀粉酶的生产方法............................................................................4
1.2.2耐高温α-淀粉酶的生产原料.........................................................................4
1.2.3耐高温α-淀粉酶培养基制作.........................................................................5
1.2.4耐高温α-淀粉酶的另一种生产方法.............................................................5
1.2.5用菌种枯草芽孢杆菌来提取耐高温α-淀粉酶.............................................5
2α-淀粉酶的菌种选育......................................................................6
2.1菌株与培养方法.........................................................................................6
2.1.1培养基.......................................................................................................7
2.1.2仪器设备...................................................................................................7
2.2实验方法.......................................................................................................7
2.2.1细菌的分离与初步鉴定...................................................................7
2.2.2紫外线诱变育种..................................................................................7
2.3诱变方法以及变异菌株的筛选.......................................7
3α-淀粉酶分离纯化............................................................................................8
3.1α-淀粉酶的分离.........................................................................................8
3.2实验方法............................................................................................................9
3.2.1分析和测试方法...........................................................................................10
4讨论..........................................................................................................................10
5结论..........................................................................................................................10
前言
根据淀粉酶对淀粉的水解方式不同,可将其分为α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和异淀粉酶等。
其中,α-淀粉酶(α-1,4-葡聚糖-4-葡聚糖苷酶)多是胞外酶,其作用于淀粉时可从分子内部随机地切开淀粉链的α-1,4糖苷键,而生成糊精和还原糖,产物的末端残基碳原子构型为α-构型,故称α-淀粉酶。
α-淀粉酶来源广泛,主要存在发芽谷物的糊粉细胞中,当然,从微生物到高等动、植物均可分离到,是一种重要的淀粉水解酶,也是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一。
它可以由微生物发酵制备,也可以从动植物中提取。
不同来源的α-淀粉酶的性质有一定的区别,工业中主要应用的是真菌和细菌α-淀粉酶。
目前,α-淀粉酶已广泛应用于变性淀粉及淀粉糖、焙烤工业、啤酒酿造、酒精工业、发酵以及纺织等许多行业,是一种重要工业用酶。
如在淀粉加工业中,微生物α-淀粉酶已成功取代了化学降解法;在酒精工业中能显著提高出酒率。
其应用于各种工业中对缩短生产周期,提高产品得率和原料的利用率,提高产品质量和节约粮食资源,都有着极其重要的作用。
相对地,关于α-淀粉酶抑制剂国内外也有很多研究报道。
α-淀粉酶抑制剂是糖苷水解酶的一种。
它能有效地抑制肠道内唾液及胰淀粉酶的活性,阻碍食物中碳水化合物的水解和消化,降低人体糖份吸收、降低血糖和血脂的含量,减少脂肪合成,减轻体重。
有报道表明,α-淀粉酶可以帮助改善糖尿病患者的耐糖量。
这一领域研究自2O世纪8O年代和9O年代十分活跃,但目前α-淀粉酶抑制剂的研究工作仍处于基础阶段,至今仍未得到有效合理的开发应用。
α-淀粉酶的生产工艺
1α-淀粉酶的生产方法
1.1生产方法的选择
枯草杆菌BF7658是我国应用广泛的液化型α-淀粉酶菌种,国内普遍采用深层发酵法生产工业粗酶。
我们从BF7658出发,用紫外光及化学药品反复交替诱变,选育适用于固体发酵的新菌体BF7658—1。
该菌为短杆状,革兰氏阳性,两端钝园,在肉汁表面可生成菌膜,在培养基上菌落呈乳白色,表面光滑、湿润、略有光泽,用碘液试之,菌落周围呈透明圈。
∙固体培养枯草杆菌BF7658—1生产α-淀粉酶
将菌种接种于马铃薯琼脂斜面,37℃培养三天,然后转接到种子液体培养基上(豆饼粉、玉米粉、酵母膏、蛋白胨火碱、水等),摇瓶培养一定时间,当菌体进入对数生长期时,以0.5%接种量接入固体培养基(麸皮、米糠、豆饼粉、火碱、水;ph=7左右,常压汽蒸一小时,冷却到38~40℃)在厚层通风制曲箱内,通风保持37~42℃,培养48小时出曲风干。
麸曲用1%食盐水3~4倍浸泡,3小时后过滤,调节滤液pH=8,加硫酸铵溶液沉淀酶,经离心,用浓酒精洗涤脱水,40℃烘干、磨粉即为成品。
∙深层发酵法生产α-淀粉酶
斜面菌种制法同前。
将试管斜面菌种接种到马铃薯茄子饼斜面(培养基同前种子培养基),37℃培养三天,使之形成芽孢,以提高种子的稳定性。
然后接种到500升种子罐,37℃搅拌通风培养12~14小时。
当菌体进入对数生长期(镜检细胞密集、粗壮整齐、大多数细胞单独存在,少数呈链状,发酵液=6.3~6.8,酶活5~10单位∕毫升)时,乃转入10000升发酵罐,37℃,通风,搅拌,培养40~48小时。
中途三倍碳源的培养基补料,体积相当于基础料的1∕3,
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