微生物培養條件及生物消泡劑
發布時間:2012-11-27 15:52:34
1.pH值:同一菌種產酶的類型與酶系組成可以隨pH的改變而產生不同程度的變化。
如用黑曲霉合成柚苷酶時,培養在PH6.0以上的環境中柚苷酶活性高,果膠酶活性受到抑制,pH改變到6.0以下就形成果膠酶。pH與生物消泡劑還決定酶系的組成,泡盛曲霉突變株在pH6.0培養時,以產生ɑ-淀粉酶為主,糖化型淀粉酶與麥芽糖酶產生極少,在pH2.4條件下培養,轉向糖化型淀粉酶與麥芽糖酶的合成,ɑ-淀粉酶的合成受到抑制。
在蛋白酶生產中,pH低有利于酸性蛋白酶生成,pH高有利于中性和堿性蛋白酶生成,這是相一致的。產酶pH值常同酶反應最適pH值接近,但酶反應的最適pH也許對某些酶最不穩定,在這種場合下只能在生物消泡劑中選擇盡量靠近的pH值。
在有些情況下,由于pH不同,出現胞內和胞外酶的產量比例不同,如ɑ-半乳糖苷酶在pH4.8-6.0范圍內,其胞內酶占74%。當pH升高時胞外酶的比例就升高。
2.溫度:溫度對產酶的影響有以下幾種情況:
(1)產酶溫度低于生長溫度。醬油曲霉蛋白酶合成的適宜溫度在28℃,比生長溫度40℃條件下產酶量高出2-4倍。在生物消泡劑與異淀粉酶生產中也有這種情況。生長溫度采用30℃,而產酶溫度降至26℃時,酶活最高(489 U/ml)。
(2)產酶溫度與生長溫度一致。如鏈霉菌合成葡萄糖異構酶約在30℃。
(3)產酶溫度高于生長溫度。例如,產生糖化型淀粉酶的適宜溫度在35℃,而它生長的最適溫度為30℃。鏈霉菌產生淀粉酶的溫度以35℃合適,而生長溫度則以28℃最好。
此外,溫度與生物消泡劑還能影響酶系組成及酶的特性。例如,用米曲霉制曲時,溫度控制在低限,有利于蛋白酶合成,而ɑ-淀粉酶活性受到抑制。
3.通氣和攪拌:以枯草桿菌產生ɑ-淀粉酶為例。
將細菌的生理時期劃分為三個階段:①菌體繁殖期,接種后5-13 h;②芽孢產生期;③產酶期。這三個階段對于供氧要求是不同的。如果第二時期維持缺氧狀態,有助于抑制芽孢形成,第一和第三生理時期充分供氧與生物消泡劑,可以促進菌體繁殖并提高產酶量,證明不同時期,對通氣量要求不同。
對于產異淀粉酶的氣桿菌,不同的通氣量、生物消泡劑和培養方式,酶活亦有很大差別。產異淀粉酶的氣桿菌,生長期間要求有較大的通氣量,而產酶朝間通氣量以小為好;就生長而論,生物消泡劑與通氣以中等程度較好。也有與此相反的情況,如蛋白酶深層發酵時,較小通氣量有利于生長,不利于產酶,較大通風量可促進酶的合成而對生長則抑制。但異構酶產生菌因菌種不同,有的在強通風下產酶,有的需弱通風下產酶。
4.種齡:過老或過嫩,不但延長發酵周期,而且會降低產酶量。接種比1:10,振蕩培養50 h后測定培養液蛋白酶活性。
本文參考《發酵微生物學》一書。
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