Ⅰ 举例简述微生物酶开发的一般程序
我把你问题中的“程序”理解为“过程”。简单说一下。
以纤维素酶产生菌的筛选为例。
先找可能存在此类微生物的环境,如森林里的枯枝烂叶和腐质土。采好样品,拿回实验室,首先进行扩大培养。就是把样品中所有的微生物都培养增殖。一般就用全营养培养基。
培养液稀释不同倍数后,做平板单细胞培养,这时就要用到“筛子”了。对于纤维素酶产生菌,筛子可选用可溶性纤维素。平板培养时,用可溶性纤维素作唯一碳源,不产生纤维素酶的微生物就不能生长(或生长极弱),把生长良好的微生物挑选出来,再进行扩大培养,再用纤维素唯一碳源的培养基进行筛选,并挑选生长优势菌落,重复以上步骤(可以多挑选几支进行对比选择)。几次以后,用纤维素粉(不溶性的)做唯一碳源的培养基,进行平板培养,纤维素酶产生量越大、活性越高,产生的透明圈直径就越大。用这种办法可能对酶产生量大、活性高的菌种做进一步筛选。
其它目的微生物的筛选步骤也差不多。
关键是采样地点的选择和“筛子”的设计。
菌种筛选好后,一般是用正交实验确定培养基组成。先用单因素实验,再进行验证。在进行扩大实验前,可根据小试确定的培养基组成,用低成本原料进行替代性实验,以降低工业化生产时的生产成本。然后用小型发酵罐进行中试,进一步摸清产酶条件,如培养基组成、通风量、温度、发酵各阶段条件控制方式。。。。等等。就可以进行工业化生产了。在工业化生产时,在数十吨至百吨罐中,还要进行几次实验,进一步摸条件和条件控制。
在进行产酶微生物的筛选和发酵条件摸索的同时,还要对酶的提取技术进行研究,还要对酶的性质、最佳作用条件等进行研究,对研究出的工艺进行评价,以确定开发出的酶是否具有商业价值,以及商业价值的高低。
差不多就这样。
希望对你有用。
Ⅱ 酶制剂的发酵生产方法有哪些各有何特点
格莱美研发专家团队专注微生物发酵法15年,发酵法广泛应用于各种饲用酶制剂的生产,创造了巨大的经济、生态和社会效益(如格莱美公司潜心多年研发的至尊力作“酶益添”)。酶制剂早期都是从动植物中提取来的,但他们的来源受季节、 地区、数量的制约,而且成本较高,不适合大规模生产。因此,利用微生物进行发酵生产成为当今酶制剂生产的主要方法。
近年来,饲用酶制剂(如格莱美公司“酶益添”)成为我国饲料工业蓬勃发展的一个亮点,因为具有补充动物内源酶,消除抗营养因子,促进动物机体对营养成分的吸收等多重功效和高产、优质、高效、无污染等优点,备受广大饲料企业和养殖户的青睐。我国饲用酶制剂一般由微生物发酵生产,微生物发酵酶制剂的方式有两种,液体的发酵法和固体发酵法。液体发酵法劳动强度小,易自动化和大规模生产,但一次性投资大,成本高,技术要求高,且产生大量废水而污染环境,在我国饲料酶制剂中较少使用。固态发酵法主要由浅盘式发酵和厚层通风发酵,这种方式投资少,成本低,对环境污染小,发酵活力高,酶系全,逐渐已成为我国饲用酶制剂生产的主要方法。酶是活细胞产生的以蛋白质为主要成分的生物催化剂,它是微生物次级代谢产物。酶广泛应用于一切生物体中,虽然能从动、植物体内提取到酶,但微生物细胞及其培养物是酶的重要来源。如今,微生物发酵已成为酶制剂的主要生产方法。特别是应用基因工程技术以后,存在于动、植物细胞中的酶都能利用微生物细胞获得。
酶作为一种生物催化剂,因其专一性强、反应条件温和、催化效率高等优点,而被广泛应用于食品、发酵、纺织、造纸、制革、医药、日化、饲料和三废处理等工业。使用酶制剂可以简化生产工艺,减少设备和投资,降低原料消耗,提高产品质量,节约能源使用,减轻环境污染,改善劳动条件等,因而特别受到欢迎。目前已知有3500多种酶,150多种已得到结晶,已经商品化的酶制剂有50多种,其中最主要的有淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和果胶酶等(如格莱美公司“酶益添”)。
酶制剂的来源有微生物、动物、植物,但是,主要的来源是微生物。由于微生物比动植物有更多的优点,因此,为了提高发酵液中的酶浓度,一般选用优良的产酶菌株,通过发酵来生产酶。
发酵法生产酶制剂,就是给产酶菌种提供适当和营养和生长环境,使生产菌大量增殖,同时合成所需要的酶,然后由发酵所得物料制成酶产品的工艺过程。
我国的酶制剂始于1963年,成立了格
Ⅲ 根据微生物发酵过程的各环节,说明发酵法提高微生物酶产量的措施有哪些
主要考虑以下三个环节:
1、改善菌种,使其酶产量提升;
2、采用连续发酵的方式,连续加入培养物并不断的提取酶产物防止其次级代谢产物堆积;
3、添加一些表面活性剂,增加产酶细胞的透过性,打破胞内酶合成的反馈平衡。
Ⅳ 为什么要对产淀粉酶微生物进行产酶条件的研究 
因为在不同条件下,微生物产酶的量也不同,所以要对产酶微生物的产酶条件进行研究,以得到该种微生物最佳产酶条件,获得尽可能高的酶产量。
微生物能产生的酶有上千种,每一种都有它的最佳产酶条件。酶分为胞内酶和胞外酶,淀粉酶属于胞外酶,即该酶在细胞内产生,分泌到细胞外的环境中(培养基中,基质中)产生作用。通常来说,胞外酶的最佳产酶条件比胞外酶要粗放一些。
淀粉酶属水解酶类,是微生物产生的,用于分解淀粉为葡萄糖的酶。许多种类的细菌、真菌都能产生淀粉酶。而且不同微生物产生的淀粉酶的性质也有所区别,如高温淀粉酶、低温淀粉酶、酸性淀粉酶、碱性淀粉酶等。淀粉酶是诱导酶,即当微生物生长环境(基质)中有淀粉存在时,微生物才会产生这种酶,以分解淀粉为葡萄糖,再供微生物生长需要。
但在不同的环境中、不同的条件下,微生物产酶量也不同。如温度、PH值、基质成分含量(特别是碳氮比)、微量元素和维生素和种类和含量等,都会影响酶的产生量,有些因素对酶的产生有促进作用,也有些因素会抑制酶的产生。
因此,在筛选出一株产淀粉酶微生物后,如果它可能具有实用价值,就必须对这种微生物产生淀粉酶的条件进行研究,分不同的条件,如不同的温度、不同的基质、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长阶段还要调整各种条件,然后对各种条件下微生物的生长情况和产生淀粉酶的量进行测定,以确定产酶的最佳条件,以便在今后的实际应用中获得最大的酶产量。
对某种微生物产酶条件的研究是一项非常复杂、非常细致的工作。
Ⅳ 酶是如何生产的
微生物酶制剂是工业酶制剂的主体。由于酶制剂主要作为催化剂与添加剂使用,它带动了许多产业的发展。在实际使用中,酶的消费很少,而由它辐射出的实际经济收益却很大。固定化酶,就是用物理方法或化学方法将酶固定到某种大分子上面。这种大分子通常是一些不溶性的固体物质。酶和大分子之间可以通过吸附而固定,也可以通过化学反应使酶分子之间或者酶分子跟载体(大分子物质)之间相互联结起来。
酶存在于动物的脏器和植物的茎、叶、果中,但从这些原料中去提取人们所需要的酶,所得微乎其微。生物学家们在微生物中发现了存在于动、植物细胞中的酶,微生物繁殖非常迅速,细菌每隔20分钟即能一个变成二个,24小时内能繁殖72代,要是一个也不死,重量可达4722吨。利用微生物的繁殖速度,可以实施酶生产的工厂化。微生物培养易于控制,微生物本身也容易改造。基因工程的崛起,不仅能使微生物产生酶的产量大幅度提高,而且还能使经过基因改造的微生物生产出动、植物的酶。
Ⅵ 微生物是怎么发酵得到酶的
一般都是发酵微生物,生产菌体和表达酶蛋白,提取酶蛋白。纯的酶都是经过特异工艺提取和纯化的。
Ⅶ 如何提高一种微生物的产酶量
优化培养基组分、诱变育种筛选高产菌种,优化培养条件(温度、溶氧、PH等)
Ⅷ 酶是怎样产生的有什么作用
目前酶可以从生物体内提取,如从菠萝皮中可提取菠萝蛋白酶.但由于酶在生物体内的含量很低,因此,它不能适应生产上的需要.工业上大量的酶是采用微生物的发酵来制取的.一般需要在适宜的条件下,选育出所需的菌种,让其进行繁殖,获得大量的酶制剂
酶的特性
1、高效性:酶的催化效率比无机催化剂更高,使得反应速率更快;
2、专一性:一种酶只能催化一种或一类底物,如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽;
3、多样性:酶的种类很多,大约有4000多种;
4、温和性:是指酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的。
5、活性可调节性:包括抑制剂和激活剂调节、反馈抑制调节、共价修饰调节和变构调节等。
6.有些酶的催化性与辅因子有关。
7.易变性,由于大多数酶是蛋白质,因而会被高温、强酸、强碱等破坏。
一般来说,动物体内的酶最适温度在35到40℃之间,植物体内的酶最适温度在40-50℃之间;细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大,有得酶最适温度可高达70℃。动物体内的酶最适PH大多在6.5-8.0之间,但也有例外,如胃蛋白酶的最适PH为1.5,植物体内的酶最适PH大多在4.5-6.5之间。
酶的这些性质使细胞内错综复杂的物质代谢过程能有条不紊地进行,使物质代谢与正常的生理机能互相适应.若因遗传缺陷造成某个酶缺损,或其它原因造成酶的活性减弱,均可导致该酶催化的反应异常,使物质代谢紊乱,甚至发生疾病.因此酶与医学的关系十分密切。
Ⅸ 各种酶的生产方法是什么简要概括。
酶工程(Enzyme Engineering))又称为酶技术。随着酶学研究的迅速发展,特别是酶应用的推广,使酶学基本原理与化学工程相结合,从而形成了酶工程.酶工程是酶制剂的大批量生产和应用的技术。它从应用的目的出发,将酶学理论与化学工程相结合研究酶,并在一定的反应装置中利用酶的催化特性,将原料转化为产物的一门新技术,就酶工程本身的发展来说,包括下列主要内容:
2.1酶的产生
酶制剂的来源,有微生物、动物和植物,但是,主要的来源是微生物。由于微生物比动植物具有更多的优点,因此, —般选用优良的产酶菌株,通过发酵来产生酶。为了提高发酵液中的酶浓度,选育优良菌株、研制基因工程菌、优化发酵条件。工业生产需要特殊性能的新型酶,如耐高温的α—淀粉酶、耐碱性的蛋白酶和脂肪酶等,因此,需要研究、开发生产特殊性能新型酶的菌株。
2. 2 酶的制备
酶的分离提纯技术是当前生物技术“后处理工艺”的核心。采用各种分离提纯技术,从微生物细胞及其发酵液,或动、植物细胞及其培养液中分离提纯酶,制成高活性的不同纯度的酶制剂,为了使酶制剂更广泛地应用于国民经济各个方面,必须提高酶制剂的活性、纯度和收率,需要研究新的分离提纯技术。
2. 3 酶和细胞固定化
酶和细胞固定化研究是酶工程的中心任务。为了提高酶的稳定性,重复使用酶制剂,扩大酶制剂的应用范围,采用各种固定化方法对酶进行固定化,制备了固定化酶,如固定化葡萄糖异构酶、固定化氨基酰化酶等,测定固定化酶的各种性
质,并对固定化酶作各方面的应用与开发研究。目前固定化酶仍具有强大的生命力。它受到生物化学、化学工程、微生物、高分子、医学等各领域的高度重视。
固定化细胞是在固定化酶的基础发发展起来的。用各种固定化方法对微生物细胞、动物细胞和植物细胞进行固定化,制成各种固定化生物细胞.研究固定化细胞的酶学性质,特别是动力学性质,研究与开发固定化细胞在各方面的应用,是当今酶工程的一个热门课题。
固定化技术是酶技术现代化的一个重要里程碑,是克服天然酶在工业应用方面的不足之处,而又发挥酶反应特点的突破性技术。可以说没有固定化技术的开发,就没有现代的酶技术。
2.4.酶分子改造
又称为酶分子修饰。为了提高酶的稳定性,降低抗原性,延长药用菌在机体内的半衰期,采用各种修饰方法对酶分子结构进行改造,以便创造出天然酶所不具备的某些优良特性(如较高的稳定性、无抗原性、抗蛋白酶水解等),甚至于创造出新的酶活性,扩大酶的应用,从而提高酶的应用价值,达到较大的经济效益和社会效益。
酶分子改造可以从两个方面进行:
(1)用蛋白质工程技术对酶分子结构基因进行改造,期望获得一级结构和空间结构较为合理的具有优良特性、高活性的新酶(突变酶)。
(2)用化学法或酶法改造酶蛋白的一级结构,或者用化学修饰法对酶分子中侧链基团进行化学修饰.以便改变酶学性质。这类酶在酶学基础研究上和医药上特别有用。