Ⅰ 舉例簡述微生物酶開發的一般程序
我把你問題中的「程序」理解為「過程」。簡單說一下。
以纖維素酶產生菌的篩選為例。
先找可能存在此類微生物的環境,如森林裡的枯枝爛葉和腐質土。採好樣品,拿回實驗室,首先進行擴大培養。就是把樣品中所有的微生物都培養增殖。一般就用全營養培養基。
培養液稀釋不同倍數後,做平板單細胞培養,這時就要用到「篩子」了。對於纖維素酶產生菌,篩子可選用可溶性纖維素。平板培養時,用可溶性纖維素作唯一碳源,不產生纖維素酶的微生物就不能生長(或生長極弱),把生長良好的微生物挑選出來,再進行擴大培養,再用纖維素唯一碳源的培養基進行篩選,並挑選生長優勢菌落,重復以上步驟(可以多挑選幾支進行對比選擇)。幾次以後,用纖維素粉(不溶性的)做唯一碳源的培養基,進行平板培養,纖維素酶產生量越大、活性越高,產生的透明圈直徑就越大。用這種辦法可能對酶產生量大、活性高的菌種做進一步篩選。
其它目的微生物的篩選步驟也差不多。
關鍵是采樣地點的選擇和「篩子」的設計。
菌種篩選好後,一般是用正交實驗確定培養基組成。先用單因素實驗,再進行驗證。在進行擴大實驗前,可根據小試確定的培養基組成,用低成本原料進行替代性實驗,以降低工業化生產時的生產成本。然後用小型發酵罐進行中試,進一步摸清產酶條件,如培養基組成、通風量、溫度、發酵各階段條件控制方式。。。。等等。就可以進行工業化生產了。在工業化生產時,在數十噸至百噸罐中,還要進行幾次實驗,進一步摸條件和條件控制。
在進行產酶微生物的篩選和發酵條件摸索的同時,還要對酶的提取技術進行研究,還要對酶的性質、最佳作用條件等進行研究,對研究出的工藝進行評價,以確定開發出的酶是否具有商業價值,以及商業價值的高低。
差不多就這樣。
希望對你有用。
Ⅱ 酶制劑的發酵生產方法有哪些各有何特點
格萊美研發專家團隊專注微生物發酵法15年,發酵法廣泛應用於各種飼用酶制劑的生產,創造了巨大的經濟、生態和社會效益(如格萊美公司潛心多年研發的至尊力作「酶益添」)。酶制劑早期都是從動植物中提取來的,但他們的來源受季節、 地區、數量的制約,而且成本較高,不適合大規模生產。因此,利用微生物進行發酵生產成為當今酶制劑生產的主要方法。
近年來,飼用酶制劑(如格萊美公司「酶益添」)成為我國飼料工業蓬勃發展的一個亮點,因為具有補充動物內源酶,消除抗營養因子,促進動物機體對營養成分的吸收等多重功效和高產、優質、高效、無污染等優點,備受廣大飼料企業和養殖戶的青睞。我國飼用酶制劑一般由微生物發酵生產,微生物發酵酶制劑的方式有兩種,液體的發酵法和固體發酵法。液體發酵法勞動強度小,易自動化和大規模生產,但一次性投資大,成本高,技術要求高,且產生大量廢水而污染環境,在我國飼料酶制劑中較少使用。固態發酵法主要由淺盤式發酵和厚層通風發酵,這種方式投資少,成本低,對環境污染小,發酵活力高,酶系全,逐漸已成為我國飼用酶制劑生產的主要方法。酶是活細胞產生的以蛋白質為主要成分的生物催化劑,它是微生物次級代謝產物。酶廣泛應用於一切生物體中,雖然能從動、植物體內提取到酶,但微生物細胞及其培養物是酶的重要來源。如今,微生物發酵已成為酶制劑的主要生產方法。特別是應用基因工程技術以後,存在於動、植物細胞中的酶都能利用微生物細胞獲得。
酶作為一種生物催化劑,因其專一性強、反應條件溫和、催化效率高等優點,而被廣泛應用於食品、發酵、紡織、造紙、製革、醫葯、日化、飼料和三廢處理等工業。使用酶制劑可以簡化生產工藝,減少設備和投資,降低原料消耗,提高產品質量,節約能源使用,減輕環境污染,改善勞動條件等,因而特別受到歡迎。目前已知有3500多種酶,150多種已得到結晶,已經商品化的酶制劑有50多種,其中最主要的有澱粉酶、蛋白酶、脂肪酶和果膠酶等(如格萊美公司「酶益添」)。
酶制劑的來源有微生物、動物、植物,但是,主要的來源是微生物。由於微生物比動植物有更多的優點,因此,為了提高發酵液中的酶濃度,一般選用優良的產酶菌株,通過發酵來生產酶。
發酵法生產酶制劑,就是給產酶菌種提供適當和營養和生長環境,使生產菌大量增殖,同時合成所需要的酶,然後由發酵所得物料製成酶產品的工藝過程。
我國的酶制劑始於1963年,成立了格
Ⅲ 根據微生物發酵過程的各環節,說明發酵法提高微生物酶產量的措施有哪些
主要考慮以下三個環節:
1、改善菌種,使其酶產量提升;
2、採用連續發酵的方式,連續加入培養物並不斷的提取酶產物防止其次級代謝產物堆積;
3、添加一些表面活性劑,增加產酶細胞的透過性,打破胞內酶合成的反饋平衡。
Ⅳ 為什麼要對產澱粉酶微生物進行產酶條件的研究 
因為在不同條件下,微生物產酶的量也不同,所以要對產酶微生物的產酶條件進行研究,以得到該種微生物最佳產酶條件,獲得盡可能高的酶產量。
微生物能產生的酶有上千種,每一種都有它的最佳產酶條件。酶分為胞內酶和胞外酶,澱粉酶屬於胞外酶,即該酶在細胞內產生,分泌到細胞外的環境中(培養基中,基質中)產生作用。通常來說,胞外酶的最佳產酶條件比胞外酶要粗放一些。
澱粉酶屬水解酶類,是微生物產生的,用於分解澱粉為葡萄糖的酶。許多種類的細菌、真菌都能產生澱粉酶。而且不同微生物產生的澱粉酶的性質也有所區別,如高溫澱粉酶、低溫澱粉酶、酸性澱粉酶、鹼性澱粉酶等。澱粉酶是誘導酶,即當微生物生長環境(基質)中有澱粉存在時,微生物才會產生這種酶,以分解澱粉為葡萄糖,再供微生物生長需要。
但在不同的環境中、不同的條件下,微生物產酶量也不同。如溫度、PH值、基質成分含量(特別是碳氮比)、微量元素和維生素和種類和含量等,都會影響酶的產生量,有些因素對酶的產生有促進作用,也有些因素會抑制酶的產生。
因此,在篩選出一株產澱粉酶微生物後,如果它可能具有實用價值,就必須對這種微生物產生澱粉酶的條件進行研究,分不同的條件,如不同的溫度、不同的基質、不同的PH值、不同的原料配比、添加不同的微量元素等等,甚至在微生物不同生長階段還要調整各種條件,然後對各種條件下微生物的生長情況和產生澱粉酶的量進行測定,以確定產酶的最佳條件,以便在今後的實際應用中獲得最大的酶產量。
對某種微生物產酶條件的研究是一項非常復雜、非常細致的工作。
Ⅳ 酶是如何生產的
微生物酶制劑是工業酶制劑的主體。由於酶制劑主要作為催化劑與添加劑使用,它帶動了許多產業的發展。在實際使用中,酶的消費很少,而由它輻射出的實際經濟收益卻很大。固定化酶,就是用物理方法或化學方法將酶固定到某種大分子上面。這種大分子通常是一些不溶性的固體物質。酶和大分子之間可以通過吸附而固定,也可以通過化學反應使酶分子之間或者酶分子跟載體(大分子物質)之間相互聯結起來。
酶存在於動物的臟器和植物的莖、葉、果中,但從這些原料中去提取人們所需要的酶,所得微乎其微。生物學家們在微生物中發現了存在於動、植物細胞中的酶,微生物繁殖非常迅速,細菌每隔20分鍾即能一個變成二個,24小時內能繁殖72代,要是一個也不死,重量可達4722噸。利用微生物的繁殖速度,可以實施酶生產的工廠化。微生物培養易於控制,微生物本身也容易改造。基因工程的崛起,不僅能使微生物產生酶的產量大幅度提高,而且還能使經過基因改造的微生物生產出動、植物的酶。
Ⅵ 微生物是怎麼發酵得到酶的
一般都是發酵微生物,生產菌體和表達酶蛋白,提取酶蛋白。純的酶都是經過特異工藝提取和純化的。
Ⅶ 如何提高一種微生物的產酶量
優化培養基組分、誘變育種篩選高產菌種,優化培養條件(溫度、溶氧、PH等)
Ⅷ 酶是怎樣產生的有什麼作用
目前酶可以從生物體內提取,如從菠蘿皮中可提取菠蘿蛋白酶.但由於酶在生物體內的含量很低,因此,它不能適應生產上的需要.工業上大量的酶是採用微生物的發酵來製取的.一般需要在適宜的條件下,選育出所需的菌種,讓其進行繁殖,獲得大量的酶制劑
酶的特性
1、高效性:酶的催化效率比無機催化劑更高,使得反應速率更快;
2、專一性:一種酶只能催化一種或一類底物,如蛋白酶只能催化蛋白質水解成多肽;
3、多樣性:酶的種類很多,大約有4000多種;
4、溫和性:是指酶所催化的化學反應一般是在較溫和的條件下進行的。
5、活性可調節性:包括抑制劑和激活劑調節、反饋抑制調節、共價修飾調節和變構調節等。
6.有些酶的催化性與輔因子有關。
7.易變性,由於大多數酶是蛋白質,因而會被高溫、強酸、強鹼等破壞。
一般來說,動物體內的酶最適溫度在35到40℃之間,植物體內的酶最適溫度在40-50℃之間;細菌和真菌體內的酶最適溫度差別較大,有得酶最適溫度可高達70℃。動物體內的酶最適PH大多在6.5-8.0之間,但也有例外,如胃蛋白酶的最適PH為1.5,植物體內的酶最適PH大多在4.5-6.5之間。
酶的這些性質使細胞內錯綜復雜的物質代謝過程能有條不紊地進行,使物質代謝與正常的生理機能互相適應.若因遺傳缺陷造成某個酶缺損,或其它原因造成酶的活性減弱,均可導致該酶催化的反應異常,使物質代謝紊亂,甚至發生疾病.因此酶與醫學的關系十分密切。
Ⅸ 各種酶的生產方法是什麼簡要概括。
酶工程(Enzyme Engineering))又稱為酶技術。隨著酶學研究的迅速發展,特別是酶應用的推廣,使酶學基本原理與化學工程相結合,從而形成了酶工程.酶工程是酶制劑的大批量生產和應用的技術。它從應用的目的出發,將酶學理論與化學工程相結合研究酶,並在一定的反應裝置中利用酶的催化特性,將原料轉化為產物的一門新技術,就酶工程本身的發展來說,包括下列主要內容:
2.1酶的產生
酶制劑的來源,有微生物、動物和植物,但是,主要的來源是微生物。由於微生物比動植物具有更多的優點,因此, —般選用優良的產酶菌株,通過發酵來產生酶。為了提高發酵液中的酶濃度,選育優良菌株、研製基因工程菌、優化發酵條件。工業生產需要特殊性能的新型酶,如耐高溫的α—澱粉酶、耐鹼性的蛋白酶和脂肪酶等,因此,需要研究、開發生產特殊性能新型酶的菌株。
2. 2 酶的制備
酶的分離提純技術是當前生物技術「後處理工藝」的核心。採用各種分離提純技術,從微生物細胞及其發酵液,或動、植物細胞及其培養液中分離提純酶,製成高活性的不同純度的酶制劑,為了使酶制劑更廣泛地應用於國民經濟各個方面,必須提高酶制劑的活性、純度和收率,需要研究新的分離提純技術。
2. 3 酶和細胞固定化
酶和細胞固定化研究是酶工程的中心任務。為了提高酶的穩定性,重復使用酶制劑,擴大酶制劑的應用范圍,採用各種固定化方法對酶進行固定化,制備了固定化酶,如固定化葡萄糖異構酶、固定化氨基醯化酶等,測定固定化酶的各種性
質,並對固定化酶作各方面的應用與開發研究。目前固定化酶仍具有強大的生命力。它受到生物化學、化學工程、微生物、高分子、醫學等各領域的高度重視。
固定化細胞是在固定化酶的基礎發發展起來的。用各種固定化方法對微生物細胞、動物細胞和植物細胞進行固定化,製成各種固定化生物細胞.研究固定化細胞的酶學性質,特別是動力學性質,研究與開發固定化細胞在各方面的應用,是當今酶工程的一個熱門課題。
固定化技術是酶技術現代化的一個重要里程碑,是克服天然酶在工業應用方面的不足之處,而又發揮酶反應特點的突破性技術。可以說沒有固定化技術的開發,就沒有現代的酶技術。
2.4.酶分子改造
又稱為酶分子修飾。為了提高酶的穩定性,降低抗原性,延長葯用菌在機體內的半衰期,採用各種修飾方法對酶分子結構進行改造,以便創造出天然酶所不具備的某些優良特性(如較高的穩定性、無抗原性、抗蛋白酶水解等),甚至於創造出新的酶活性,擴大酶的應用,從而提高酶的應用價值,達到較大的經濟效益和社會效益。
酶分子改造可以從兩個方面進行:
(1)用蛋白質工程技術對酶分子結構基因進行改造,期望獲得一級結構和空間結構較為合理的具有優良特性、高活性的新酶(突變酶)。
(2)用化學法或酶法改造酶蛋白的一級結構,或者用化學修飾法對酶分子中側鏈基團進行化學修飾.以便改變酶學性質。這類酶在酶學基礎研究上和醫葯上特別有用。