酸性蛋白酶生产工艺
1 蛋白酶、酸性蛋白酶
1.1 蛋白酶的定义
蛋白酶是催化肽键水解的一类酶，它可迅速水解蛋白质为胨、肽类，广泛存在于动物内脏、植物茎叶、果实和微生物中。同时大多数微生物蛋白酶都是胞外酶。
1.2 微生物蛋白酶分类
微生物蛋白酶按其作用的最适pH可分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶三类。
碱性蛋白酶为透明褐色液体，能与水混溶，最适温度50~60℃，最适pH8.5。
中性蛋白酶为金属酶，褐色颗粒或液体，易溶于水，最适温度45~55℃，最适pH5.5~7.5。
酸性蛋白酶为近乎白色至浅黄色无定型粉末或液体，易溶于水，最适温度45℃，最适pH2.5。
1.3酸性蛋白酶的概述
酸性蛋白酶(acidic protease)在 1954 年首先由吉田在黑曲酶中发现。该酶广泛存在于霉菌、和担子菌中，细菌中极少发现，其最适pH3~4，相对分子质量 30000~40000，等电点（pH3~5）。酸性蛋白酶主要是一种羧基蛋白酶，大多数在其活动中心含有 2 个天冬氨酸残基。酶蛋白中酸性氨基酸含量高，而碱性氨基酸含量低。
不同微生物的酸性蛋白酶其氨基酸组成虽有所差别，但性质基本相同，许多性质也与动物胃蛋白酶相似，其活动中心肽键也基本相似，它对 DFP、PCMP （对氯汞苯甲酸）EDTA不敏感，及但能为DNA（二重氮乙酰亮氨酸甲酯）EPNP及（1，
2 环-3-对硝基苯养基丙烷），SDS（十二烷基磺酸钠）等抑制。DNA，EPNP 之所以能引起酶失活是由于活性中心天冬氨酸残基被酯化。DNA 只同有活性的酸反应，而同失活的酶不能反应。P-BPB（对溴酚乙酰溴）虽然也可同酶的1个天冬氨酸残基反应，但同它反应的天冬氨酸的位置与以上两种抑制不一样，故不能引起青霉酸性蛋白酶失活。
1.4 酶的生产方法
酶的生产方法主要有：提取分离法、生物合成法、化学合成法。
酶的微生物合成法主要有：液体深层发酵、固体培养发酵、固定化细胞培养、固定化原生质发酵。
酸性蛋白酶用微生物发酵法生产，采用液体深层发酵。
液体深层发酵是指液体培养基在发酵罐中灭菌冷却后，接入产酶细胞，一定条件下发酵，适用于微生物细胞、动植物细胞的培养。具有机械化程度高、技术管理严格、酶产率高、质量稳定，产品回收率高的特点，是目前酶发酵的主要方式。
1.5酸性蛋白酶制剂的性能
1.5.1 酸性蛋白酶的作用机理
酶是一种蛋白质，它是活细胞产生的生物催化剂，生物体的新陈代谢活动都离不开酶的作用。酶的种类很多，酸性蛋白酶是水解酶类的一种，能够在微酸环境下（pH2．5～4．0）水解动植物蛋白质，通过内切和外切作用将蛋白质水解为小肽和氨基酸。
1.5.2 pH对酶活及酶稳定性的影响
酸性蛋白酶稳定pH范围2.0～4.0之间，最适pH2.5，pH低于2．0、高于4．0将影响水解速度。
1.5.3 温度对酶活性及稳定性影响
酸性蛋白酶适宜温度范围30℃～50℃，最适作用温度为50℃，低于40℃酶活稳定，超过50℃，酶活性损失严重。
1.5.4 金属离子对酶活力的影响
酸性蛋白酶可被Mn2＋、Ca2＋、Mg2＋离子激活，被Cu2＋、Hg2＋、Al3＋
离子抑制，液体酸性蛋白酶，长时间存放碳钢罐中失活较多。
1.5.5 酸性蛋白酶制剂酶活力定义
酸性蛋白酶活力是指1克固体酶粉或1ml液体酶，在45℃左右和pH2.5条件下，1分钟水解酪酸蛋白产生1微克酪氨酸即为一个酶活力单位。酸性蛋白酶45℃酶活力为50138U左右。
2 酸性蛋白酶的生产
2.1生产菌株的选择
目前已经用于生产酸性蛋白酶的微生物菌株有：黑曲霉、米曲霉、拟青霉、啤酒酵母、乳酸杆菌、枯草杆菌等，其中以黑曲霉为主，这些曲霉产生的蛋白酶有一定的耐酸性和耐热性。我国生产酸性蛋白酶的菌株有黑曲霉AS 3.301，AS 3.350等。
黑曲霉是曲霉属黑曲霉群霉菌，菌丝体由具有横隔的分支菌丝构成，菌丛黑褐色，顶囊大球形，小梗双层，分生孢子球形，平滑或粗糙。黑曲霉具有多种活性较强的酶系，如 CX 酶、淀粉酶、酸性蛋白酶等，可将原料中的纤维素等大分子化合物降解转化为动物易消化利用的养分，并为白地霉、酵母菌提供必需的糖、氨基酸等。黑曲霉可以用于生产多种酶，有胞外酶也有胞内酶，主要用于酸性蛋白酶等的生产。
2.2酸性蛋白酶发酵工艺图
2.3发酵培养基
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。
C源：蛋白酶的生产既受分解代谢产物阻遏也受底物的诱导。葡萄糖等容易利用的碳源常可引起分解代谢阻遏使产酶降低，因此通常用大麦粉、玉米粉、淀粉，有时也用麦芽糖做碳源。黑曲霉生产酸性蛋白酶时利用玉米粉作为碳源。
N源：黑曲霉生产酸性蛋白酶时需要较高浓度的氮源浓度，在有机氮存在时，NH4+或NO3-对黑曲霉生产酸性蛋白酶有显著促进作用。故一般采取高浓度的有机氮并辅与浓度为1%--3%的无机氮。有机氮常用蛋白胨、豆饼粉、鱼粉的石灰水解物等。
无机盐：磷酸盐对微生物蛋白酶的生产很重要。磷酸盐对微生物蛋白酶的生产很重要，使用麸皮、米糠等含磷较丰富的原料时，添加磷酸盐对产酶具有促进作用，在黑曲霉3.350酸性蛋白酶的生产培养基中添加0.1%~0.3%的磷酸盐可使
酶活性提高20%~30%。Ca2+对某些菌株产蛋白酶具有很大影响，培养基中添加0.5%CaCl2黑曲霉3.350酸性蛋白酶的产量会提高40%左右。
其他成分：向培养基中添加适量表面活性剂可以改善细胞膜的通透性或诱导酶的生成，在一定条件下可显著促进蛋白酶的生产。
下面列出的是黑曲霉3．350发酵培养基的配方：
玉米粉 6％豆饼粉4％玉米浆 0.6％
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％
2.4 发酵条件控制
（1）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。一般接种量为5%~10%，且有研究表明5％的接种量比10％的接种量要好。
（2）pH：pH对于生产酸性蛋白酶的菌株来说，培养基的起始pH对其产量有较大的影响，黑曲霉酸性蛋白酶的最适pH是2.5~2.7，但黑曲霉AS 3.350发酵产生酸性蛋白酶培养基的最初浓度应调节为4.5~5.5左右。
（3）温度：黑曲霉酸性蛋白酶生产对于温度的变化很敏感，黑曲霉正常发酵控制在30℃左右。
（4）通风量：液体深层培养中大部分微生物在合成蛋白酶时需要强烈搅拌通风。氧是黑曲霉生物合成酸性蛋白酶必须的，通风量较大对产酸性蛋白酶有利，通风气量不足对黑曲霉菌丝体的生长无明显影响，但对酶产量有严重的影响，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，短暂停止通风搅拌会导致酶产量急剧下降。因此发酵工程中应控制好通风量，0~24h为1:0.25,24~48h为1:0.5,48h至结束为1:1.0，发酵周期为72h左右。（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。
（6）灭菌：工业发酵稳产的关键条件之一是在整个生产过程中维持纯种培养，避免杂菌的入侵。行业上把过程污染杂菌的现象简称染菌。染菌对工业发酵的危害，轻则影响产品的值和量，重则倒灌，颗粒无收，严重影响工厂的效益。应该注意对培养基、发酵罐、通入空气等进行灭菌，包含空消和实消等过程。
（7）消泡：泡沫堆积多降低了发酵罐的装料系数；增加了菌群的非均一性；增加了污染杂菌的机会；大量起泡会引起逃液，招致产物流失；消泡剂的加入有时会给发酵或提炼加工带来不便。因此，应该尽量避免泡沫的产生。
2.5 菌种的扩培
在扩培之前应该选出催化高效的菌株，一般采取的是紫外线放射的方法获得着类菌株但是效果不是很明显，把筛选出的具有高效发酵能力的菌株进行扩大培养，以得到发酵所需要的大量菌种，扩培工艺流程：原菌种→斜面试管培养→液体试管培养→三角瓶培养→卡氏罐培养
2.6酸性蛋白酶提取工艺
酸性蛋白酶生产的最后一道工艺就是提取，提取的方法主要有盐析沉淀法、单宁酸沉淀法，或者采取多种方法结合来提取酸性蛋白酶。
2.6.1 盐析沉淀法
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%，静置过滤弃上清液，将沉淀压滤去母液，于40℃烘干磨粉，得到工业用的粗制酶制剂粉末。亦可将发酵液滤除菌体后，使用刮板式薄膜蒸发器40℃浓缩3~4倍，可直接作为液体的粗酶制剂商品。医药和啤酒工业用酶需盐析后进一步用离子交换树脂脱色处理，然后浓缩并以阳离子树脂脱盐，最后干燥、磨粉，得到淡黄色或乳白色粉末。
2.6.2 单宁酸沉淀法
单宁酸是一种离子型表面活性剂，能与蛋白质形成复合物而使其沉淀，将发酵液过滤后调节pH5.5左右，在搅拌下向滤液中加入10%单宁酸，使单宁酸的终浓度为1%左右，静置1h，离心收集酶与单宁酸的复合物。接着向此复合物中加入10%聚乙二醇（相对分子质量6000）溶液，使聚乙二醇用量为原酶液的0.3%~0.5%。然后不断搅拌，离心去除单宁酸聚乙二醇聚合物（浓缩量10倍，收率90%以上），再将浓缩酶液调节pH4.5左右，加入糖用活性炭3%脱色，得到浅黄脱色酶液（回收率90%~95%）。脱色液在低温下以乙醇沉淀活用硫酸铵盐析，干燥后制得浅色酶粉，其活性可达40～60万U以上，总收率70%以上。
2.7酸性蛋白酶的结晶
酸性蛋白酶的结晶方法有沉淀和离子交换柱层析两种方法。这里只介绍离子交换柱层析。离子交换柱层析使用弱酸性阳离子交换树脂如：粗孔型 Amber-lite IRCXE-64,CG-10,Duolite CS101 等吸附。操作方法是：将 Duolite CS101（110～170 目）装入3×70cm 柱中，将溶于 0.1mol/L 醋酸钠-盐酸（pH3.5）缓冲液的酶液通过柱子，控制流量每小时 30ml，收集流出液每分钟 10ml，测定酶活性和蛋白含量（Folin 法或紫外分光法），然后用水或 0.02mol/L 醋酸钠-盐酸（pH 3.55）缓冲液洗柱，淀粉酶首先洗脱，然后改用 0.5mol/L 醋酸钠-盐酸（pH 5.2）缓冲液洗柱，蛋白酶的收率 60%～70%，经过盐析，丙酮结晶，收率高于沉淀法结晶。
2.8 提高酸性蛋白酶产量的措施
（1）添加诱导物包括酶的作用底物、反应产物、作用底物的类似物等。
（2）控制阻遏物的浓度，解除反馈阻遏、分解代谢物阻遏等，主要通过减少葡萄糖等易分解利用的碳源而用玉米粉、大麦粉等做碳源。
（3）添加表面活性剂包含离子型、非离子型的表面活性剂等。
3 酸性蛋白酶的应用及发展
酸性蛋白酶的用途可以说是涉及到生活中的方方面面：医学、农业、日常生活、皮革制造等。使用酸性蛋白酶的软化浴（含酸性蛋白酶10～20U/ml、食盐3%、芒硝（Na2SO4?10H2O）6%，pH2.5～3.0）在裘皮生产中可使出皮率提高5%～10%，皮板抗强度增加30%，收缩温度提高30℃，质量减轻5%～10%；在羊毛处理中使处理时间由100min减少到30min，毛纱断头率下降50%，使花毛毯拉力强度增加67%；在医药中酸性蛋白酶是良好的消炎剂，可用它来化痰止咳、消炎退肿、清洁创面、帮助脱痂等。因此大力开展酸性蛋白酶的研究与生产，不断提高其产量及质量，具有很好的市场及发展前景。
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1. 前言 酸性蛋白酶是一类最适pH值为2.5?5.0的天冬氨酸蛋白酶，相对分子质量为30000 ?40000。酸性蛋白酶主要来源于动物的脏器和微生物分泌物,包括胃蛋白酶、凝乳酶和一些微生物蛋白酶。根据其产生菌的不同，微生物酸性蛋白酶可分为霉菌酸性蛋白酶、酵母菌酸性蛋白酶和担子菌酸性蛋白酶.根据作用方式可分为两类：一类是与胃蛋白酶相似，主要产酶微生物是曲霉、青霉和根霉等；另一类是与凝乳酶相似，主要产酶微生物是毛霉和栗疫霉等。细菌未发现产酸性蛋白酶的菌株.由于酸性蛋白酶具有较好的耐酸性，因此被广泛地应用于食品、医药、轻工、皮革工艺以及饲料加工工业中。 国外关于酸性蛋白酶的生产研究从20世纪初就开始了。1908年，德国科学家从动物的胰脏中提取出胰蛋白酶，并将其用于皮革的鞣质。1911年美国科学家从木瓜中提取木瓜蛋白酶（在酸性，碱性和中性的条件下都能分解蛋白质的酶）并将木瓜蛋白酶用于除去啤酒中的蛋白质浑浊物。自1954年吉田首次发现黑曲霉可产生酸性蛋白酶以来，国外对微生物发酵生产酸性蛋白酶进行了广泛的研究。1964年外国科学家首次发现大孢子黑曲霉突变体能产生两种不同的酸性蛋白酶，即酸性蛋白酶和酸性蛋白酶。1965年又从血红色陀螺孔菌，中分离出了一种酸性蛋白酶，并对该酶进行了纯化和结晶。1968年从微小毛霉中筛选出了一种酸性蛋白酶，并对其进行了纯化和酶学性质分析。1995年外国科学家对烟曲霉酸性蛋白酶的基因进行了克隆和测序。2001年又从假丝酵母中筛选出了一种酸性蛋白酶菌株，并对该酶进行了核苷酸序列分析和功能分析。国外学者对曲霉酸性蛋白酶的结构和功能等己经研究的较为透彻。 与国外相比，我国对酸性蛋白酶的研究相对较晚些。1970年上海工业微生
胃蛋白酶（Pepsin）试剂盒使用说明 分光光度法注意：正式测定之前选择2-3个预期差异大的样本做预测定。 货号：BC2320 规格：50/24S 产品内容： 试剂一：液体×1瓶，4℃保存。 试剂二：液体×1瓶，4℃保存。 试剂三：粉剂×1瓶，4℃避光保存。临用前加入25mL试剂二充分溶解。 试剂四：粉剂×1瓶，4℃保存。临用前加入25mL蒸馏水充分溶解。 试剂五：粉剂×1瓶，4℃保存。临用前加入30mL蒸馏水充分溶解。 试剂六：液体×1瓶，4℃保存。 标准品：液体×1支，0.5μmol/mL酪氨酸标准溶液浓度4℃保存。 产品说明： 胃蛋白酶由胃粘膜主细胞分泌，分解食物中蛋白质成小肽段。一般用于神经性低酸症的鉴别，慢性胃炎、慢性胃扩张、慢性十二指肠炎等症状时也会引起胃蛋白酶分泌的减少。 胃蛋白酶可催化血红蛋白水解，水解产物与福林试剂反应后显蓝色；一定范围内，其颜色的深浅与胃蛋白酶活性呈正比。 自备仪器和用品： 研钵、台式离心机、震荡混匀器、可见分光光度计、1mL玻璃比色皿、可调式移液枪、冰和蒸馏水。 操作步骤：
一、粗酶液提取： 组织样品：按照组织质量（g）：试剂一体积(mL)为1：5~10的比例（建议称取约0.1g 组织，加入1mL试剂一）冰浴匀浆，8000g，4℃离心10min，取上清，即粗酶液。 二、测定步骤： 1.分光光度计预热30min，调节波长到580nm，蒸馏水调零。 2.试剂三和试剂四置于37℃水浴预热30min。 3.标准管：取EP管，加入100μL标准品，200μL试剂二，600μL试剂五，100 μL试剂六，混匀后室温静置20min，于580nm测光吸收，记为A标准管。 4.空白管：取EP管，加入100μL蒸馏水，200μL试剂二，600μL试剂五，100 μL试剂六，混匀后室温静置20min，于580nm测光吸收，记为A空白管。 5.对照管：取EP管，加入500μL试剂三，置于37℃水浴保温10min；加入500 μL试剂四，盖紧后摇匀1min；加入100μL粗酶液，混匀后8000g4℃离心10分钟； 取上清液100μL，加入新EP管，再加入200μL试剂二，600μL试剂五，100μL试剂六，混匀后室温静置20min，于580nm测光吸收，记为A对照管。 6.测定管：取EP管，加入100μL粗酶液，500μL试剂三，置于37℃水浴保温 10min；加入500μL试剂四，盖紧后摇匀1min；8000g4℃离心10分钟；取上清液100μL，加入新EP管，再加入200μL试剂二，600μL试剂五，100μL试剂六，混匀后室温静置20min，于580nm测光吸收，记为A测定管。 注意：空白管和标准管只需要测定一次。 三、计算公式： 1)按照蛋白浓度计算 活性单位定义：37℃每毫克蛋白每分钟催化血红蛋白水解生成1nmol酪氨酸为1个酶活单位。 胃蛋白酶活性（nmol/min/mg prot）=C标准品×（A测定管－A对照管）÷（A标准管
蛋白酶产生菌的筛选 组别：第*组 班级：生工**班 组员：*** 指导老师：*** 一、实验目的 学习从自然界中分离蛋白酶产生菌
二、实验内容 蛋白酶产生菌的分离 三、实验原理 许多细菌和霉菌产生蛋白酶，细菌中的芽孢杆菌是最常见的蛋白酶产生菌。本实验将土壤样品悬液加热处理，杀死非芽孢细菌及其他微生物后进行划线分离得到芽孢杆菌，将其接种到奶粉培养平板并进行培养，根据奶粉平板的水解圈做初筛。将初筛的蛋白酶产生菌接入产酶培养基振荡培养，测定蛋白酶的活力，最终得到产蛋白酶的芽孢杆菌。也可直接将细菌接种到奶粉培养平板进行培养，分离筛选其他蛋白酶产生菌。 四、实验材料和用具 1.材料：土壤样品 2.试剂：牛肉膏蛋白胨培养及平板、奶粉培养基平板、45mL 无菌水（带玻璃珠）、芽孢染色液、 3.仪器及用具：紫外分光光度计、显微镜、恒温水浴锅、摇 床、酒精灯、接种针、游标卡尺、无菌移液 管、无菌试管、量筒、容量瓶、漏斗、试剂 瓶、漏斗、载玻片、滤纸、擦镜纸。 五、操作步骤
（一）配制所需培养基 按照以下配方配制所需的培养基 牛肉膏蛋白胨培养基：牛肉膏 0.5g，蛋白胨 1g，NaCl 0.5g， 琼脂 1.5～2.0g，水 100ml，pH 7.2 配制200mL 奶粉培养基：牛肉膏 0.5g，蛋白胨 1g，NaCl 0.5g， 琼脂 2.0g，水 100ml，pH 7.0～7.2 脱脂奶粉 3g，配制200mL （二）分离 1.采集土壤样品，用无菌水植被1:10土壤悬液。 2.取1:10土壤悬液5 mL，注入已灭过菌的试管中，将此试 管放入75～80℃水浴中热处理10min以杀死非芽孢细菌。 3.取加热处理过的土壤悬液100～200μL，涂布接种到牛肉 膏蛋白胨培养平板，后将平板倒置，于30～32℃下培养24～48h. 4.对长出的单菌落进行编号，选择表面干燥、粗糙、不透明 的菌落，挑取少许菌苔涂片，做芽孢染色，判断是否为芽孢杆菌。 （三）筛选 1、从判定为芽孢杆菌的菌落处，分别挑取少许菌苔，先接种奶粉斜面培养基，再转接奶粉培养基平板上，30～32℃下培养24～48h。
响应面法优化枯草芽孢杆菌产蛋白酶的 发酵条件 张 智，朱宏亮，钮宏禹，罗欢华 （东北林业大学林学院，黑龙江 哈尔滨 １５００４０） 摘 要：在单因素试验的基础上，应用响应面分析法对影响枯草芽孢杆菌产蛋白酶的因素进行分析，得到了最佳发酵条件为温度４０℃、ｐＨ８．０４、接种量８．３％、发酵时间５６ｈ，此条件下的蛋白酶酶活为２４７．８ Ｕ／ｍｌ，比单因素试验的最高酶活２２８．３Ｕ／ｍｌ提高了８．５４％。关键词：枯草芽孢杆菌；蛋白酶；响应面 Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｐｒｏｔｅａｓｅ ｂｙ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ ｗｉｔｈ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ＺＨＡＮＧ Ｚｈｉ，ＺＨＵ Ｈｏｎｇ－ｌｉａｎｇ，ＮＩＵ Ｈｏｎｇ－ｙｕ，ＬＵＯ Ｈｕａｎ－ｈｕａ（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ， Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈａｒｂｉｎ １５００４０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ ：Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ－ｆａｃｔｏｒ ｔｅｓｔ， ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔｉｎｇｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｔｅａｓｅ ｂｙ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ． Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ：４０ ℃， ｐＨ ８．０４ ａｎｄ ｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎ ａｍｏｕｎｔ ８．３％， Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｐｒｏｔｅａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｓ ｕｐ ｔｏ ２４７．８ Ｕ／ｍｌ ａｆｔｅｒｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ ５６ ｈｏｕｒｓ． Ｔｈｅ ｐｒｏｔｅａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ ８．５４％ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｏｎｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ－ｆａｃｔｏｒ ｔｅｓｔ， ｗｈｉｃｈ ｉｓｏｎｌｙ ２２８．３ Ｕ／ｍｌ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ；ｐｒｏｔｅａｓｅ；ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ 中图分类号：Ｑ８１５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－６６３０（２００８）１２－０４００－０５ 收稿日期：２００７－１０－１８ 作者简介：张智（１９６４－）女，研究员，硕士，研究方向为食品发酵与食品微生物。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｌｗｚ０７＠１６３．ｃｏｍ 枯草芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ）是一种安全的蛋白酶 生产菌［１］，它可产生大量的胞外蛋白酶，在工业生产中应用广泛。主要应用有以下五个方面：（１）在食品工业中应用：如奶酪生产、焙烤食品、大豆、玉米的深加工［２－３］ 、水解产物的脱苦以及阿斯巴甜的合成等。（２）在制革行业中应用：如脱毛、脱皮等。（３）洗涤剂行业［４－５］，衣服的主要污染是汗液、血迹、食迹等。在汗液中除脂肪外，干物质的１／３是蛋白质。织物上的蛋白质，特别是陈化以后很难洗除，加入蛋白酶可大大的提高洗涤效果，延长织物的寿命，目前全世界洗涤剂用酶的消费量已达到１００００多吨。现已将蛋白酶加入牙膏、牙粉、漱口水中有助于去除牙垢。（４）医药行业，可作为消化、消炎、化痰止咳等药物以及治疗跌打伤、水肿血肿、消除坏死组织等。（５）除了应用于工业及医药行业外，还可以应用于基础研究中，蛋白酶的选择性肽键裂解可用于阐明结构功能关系、肽链合成以及蛋白质测序［６］等。现在蛋白酶的生产日趋火热。 响应面分析法［８］（ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ，ＲＳＭ）是一种优化工艺条件的有效方法，可用于确定各因素及其交互作用在工艺过程中对指标（响应值）的影响，精确地表述因素和响应值之间的关系，已被广泛地用于同时存在多因素影响的实验优化上。为了得到最佳产酶条件，本实验采用响应面分析法对影响菌种产酶的几个条件做了优化。１材料与方法１．１ 菌种 枯草芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ）本实验室保存，是经过选育筛选出来的产蛋白酶性能稳定的菌株。１．２ 培养基 斜面培养基：葡萄糖０．５％、酵母膏１％、蛋白胨０．５％、氯化钠０．２％、琼脂２％、自然ｐＨ值。
第六节酸性蛋白酶生产工艺 07040642 47 李继江 1 蛋白酶、蛋白类酶、酸性蛋白酶 1.1 蛋白酶的定义 蛋白酶是催化肽键水解的一类酶，它可迅速水解蛋白质为胨、肽类，广泛存在于动物内脏、植物茎叶、果实和微生物中。同时大多数微生物蛋白酶都是胞外酶。 1.2 微生物蛋白酶分类 微生物蛋白酶按其作用的最适pH可分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶三类。 碱性蛋白酶为透明褐色液体，能与水混溶，最适温度50~60℃，最适pH8.5。 中性蛋白酶为金属酶，褐色颗粒或液体，易溶于水，最适温度45~55℃，最适pH5.5~7.5。 酸性蛋白酶为近乎白色至浅黄色无定型粉末或液体，易溶于水，最适温度45℃，最适pH2.5。 1.3 蛋白类酶 蛋白类酶主要是指由蛋白质组成的酶（P酶）；而主要由核糖核酸组成的酶称为核酸类酶（R酶）。 蛋白类酶分为氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、合成酶（或称连接酶）。 1.4 酶的生产方法 酶的生产方法主要有：提取分离法、生物合成法、化学合成法。 酶的微生物合成法主要有：液体深层发酵、固体培养发酵、固定化细胞培养、固定化原生质发酵。 酸性蛋白酶用微生物发酵法生产，采用液体深层发酵。 液体深层发酵是指液体培养基在发酵罐中灭菌冷却后，接入产酶细胞，一定条件下发酵，适用于微生物细胞、动植物细胞的培养。具有机械化程度高、技术管理严格、酶产率高、质量稳定，产品回收率高的特点，是目前酶发酵的主要方式。 1.5 酸性蛋白酶制剂的性能 1.5.1 酸性蛋白酶的作用机理 酶是一种蛋白质，它是活细胞产生的生物催化剂，生物体的新陈代谢活动都离不开酶的作用。酶的种类很多，酸性蛋白酶是水解酶类的一种，能够在微酸环境下（pH2．5～4．0）
胰蛋白酶活性检测试剂盒说明书紫外分光光度法 注意：正式测定前务必取2-3个预期差异较大的样本做预测定 货号：BC2310 规格：50T/48S 产品内容： 提取液：液体50mL×1瓶，4℃保存。 试剂一：粉剂×1支，4℃避光保存。临用前加1mL蒸馏水充分溶解。 试剂二：液体50mL×1瓶，4℃保存。 产品说明： 胰蛋白酶选择性水解变性蛋白质中由赖氨酸或精氨酸的羧基所构成的肽链，是一种重要的消化酶。此外，胰蛋白酶还广泛应用于脓胸、血胸、外科炎症、溃疡、创伤性损伤等所产生的局部水肿、血肿及脓肿等的辅助治疗。 胰蛋白酶催化水解BAEE的酯键，生成BA，BA在253nm处有吸收峰，通过测定253nm吸光度增加速率，即可计算出胰蛋白酶的活性。 自备仪器和用品： 紫外分光光度计、台式离心机、水浴锅、可调式移液器、1mL石英比色皿、研钵、冰和蒸馏水。 操作步骤： 一、粗酶液提取： 称取约0.1g样品，加入1mL提取液进行冰浴匀浆，10000rpm4℃离心10min，取上清液，即粗酶液，置冰上待测。或者直接称取1mg酶粉，加1mL提取液，充分混匀后置冰上待测（为保证实验的准确性建议梯度稀释）。 二、测定： 1.分光光度计预热30min以上，调节波长到253nm，蒸馏水调零。 第1页共2页
2.工作液的配制：将试剂一与试剂二按2:97配置工作液，按需配制，并置于37℃水浴预热30min以上。 3.空白管：取1mL石英比色皿，加入990μL工作液，再加入10μL蒸馏水，混匀，迅速于253nm测定0s 和60s的吸光度，分别记为A1、A2，△A空白=A2-A1。 4.测定管：取1mL石英比色皿，加入990μL工作液，再加入10μL粗酶液，混匀，迅速于253nm测定0s 和60s的吸光度，分别记为A3、A4，△A测定=A4-A3。 三、胰蛋白酶活性计算： 1.按蛋白浓度计算： 活性单位（U）定义：在1mL体系下，37℃每毫克蛋白质每分钟催化253nm处吸光值增加0.001为一个单位。胰蛋白酶（U/mg prot）=(△A测定-△A空白)÷0.001÷（Cpr×V1）÷T =100000×(△A测定-△A空白)÷Cpr 2.按样本鲜重计算： 活性单位（U）定义：在1mL体系下，37℃每克组织每分钟催化253nm处吸光值增加0.001为一个单位。 胰蛋白酶（U/g鲜重）=(△A测定-△A空白)÷0.001÷（W×V1÷V2）÷T =100000×(△A测定-△A空白)÷W Cpr：粗酶液蛋白质浓度（需要另外测定），mg/mL；W：样本鲜重，g； V1：加入反应体系中粗酶液体积，10μL=0.01mL；V2：粗酶液总体积，1mL； T：反应时间，1min。 注意事项： 实验前用1～2个样做预实验，保证吸光值变化在0.01～0.15之间。 第2页共2页
枯草芽孢杆菌发酵产碱性蛋白酶的研究 XXX （XXX农业与生物技术学院，XX XX，XXX） 摘要：通过单因子实验对枯草芽孢杆菌发酵产碱性蛋白酶的培养基条件进行优化，采用此优化培养基对发酵菌株进行单因素试验，结果表明在其他条件均不变 且以牛肉膏、蛋白胨、酵母浸粉、（NH 4） 2 SO 4 、KNO 3 作为枯草芽孢杆菌发酵产碱 性蛋白酶培养基的唯一氮源时，最佳的氮源为蛋白胨，在此条件下碱性蛋白酶活力可达209.7U/ml。 关键字:枯草芽孢杆菌碱性蛋白酶发酵 引言：碱性蛋白酶是指pH值为碱性的条件下水解蛋白质肽键的酶类,其最适pH值一般为9-11，属于肽酶中的丝氨酸蛋白水解酶类，除可催化蛋白质水解为氨基酸外，在有机溶剂中还可催化多肽的合成，是一类非常重要的工业用酶, 其产量约占整个世界酶制剂产量的30 %, 广泛存在于动、植物及微生物体中,在食品、医药、化工等工业有着广泛用途[1]。由于微生物碱性蛋白酶与来自动、植物的相比具有下游技术处理相对简单、价格低廉、来源广、菌体易于培养、产量较高、选育简单快速, 易于实现工业化生产等特点, 因此, 微生物碱性蛋白酶已成为研究的热点[2]。碱性蛋白酶等工业化酶制剂主要是通过复杂而成本较高的微生物培养基制备的, 其培养基成本约占工业化成本的30 %-40 %；另外, 碱性蛋白酶具有潜在的工业化应用前景, 因此经价格低廉的培养基选育较高产量的菌株以降低产酶成本显得尤为重要[3]。目前,国产碱性蛋白酶主要在酶活、成本和酶学性质等方面还不能满足工业发展要求, 大规模工业用碱性蛋白酶主要依赖进口[4]，本实验主要通过单因子试验优化枯草芽孢杆菌发酵培养基，以进一步提高枯草芽孢杆菌所产碱性蛋白酶粗酶的活力。 1材料和方法 1.1 试剂与器材 碱性蛋白酶菌种；Na 2CO 3 (0.4mol/L)；干酪素（10g/L）；三氯乙酸(0.4mol/L)； 福林试剂；100ul/ml酪氨酸标准液；胰蛋白胨；酵母浸粉；葡萄糖；糊精；CaCl 2 ； K 2HPO 4 ；牛肉膏；柠檬酸钠；（NH 4 ） 2 SO 4 ；KNO 3 恒温水浴锅，分光光度计；试管若干；移液管；吸耳球；洗瓶；漏斗；离心 机；高压灭菌锅；5L发酵罐体系；pH计；恒温摇床。 1.2 操作方法 1.2.1 福林法制作标准曲线 取11支试管，按表1所示标号加入试剂（除0号做空白对照，其余每只重复一次计算时取平均值），混匀，再加入1ml福林试剂摇匀，水浴20min，以不含酪氨酸的0号管作为空白，于分光光度计下测A680的值。以A680的值为横坐标，酪氨酸浓度为纵坐标作图如图1。
实验一产蛋白酶菌株枯草芽孢杆菌的分离 一、教学目标及基本要求 1. 学习从各种样品中分离微生物的操作技术 2. 掌握分离微生物时定性测定产物的筛选方法 3. 学习和掌握枯草芽孢杆菌的分离技术 4. 掌握高产蛋白酶菌株的初筛方法 二、实验原理 枯草杆菌是属于芽孢杆菌属的一类细菌。枯草芽孢杆菌的分布十分广泛，主要存在于土壤或腐烂的稻草之中。由于能够形成芽孢，因此能够抵抗高温，低温等不良环境，所以是实验室及工业生产中主要污染菌之一，危害极大。但是许多枯草芽孢杆菌能分泌蛋白酶、淀粉酶、抗菌素等物质，是工业酶制剂生产的重要菌种。例如，我国使用的BF7658枯草芽孢杆菌生产а-淀粉酶，用于淀粉水解，纺织品退浆等。又如AS1398枯草杆菌是生产蛋白酶的重要菌株。 1. 枯草芽孢杆菌的芽孢耐热的特点。 由于芽孢具有较强的抗高温能力，分离纯化时可采用热处理的方法，即通过高温加热杀死其中不生芽孢的菌种，使耐热的芽孢菌得到富集。 2. 枯草芽孢杆菌的产酶特征。 利用枯草芽孢杆菌产生水解酶的特性，可以选择酪蛋白或淀粉为主要营养成分的分离培养基，因菌体分泌的酶可以将大分子的蛋白或淀粉水解而在菌落周围形成透明圈。根据透明圈直径(H)和菌落直径(C)之比值(H/C)可以初步确定酶活力，其比值越大，酶活力越高，进而可筛选出高产酶活的菌株。 3. 枯草芽胞杆菌的形态特征 枯草芽孢杆菌的细胞大小0.7×2～3 μm，营养细胞为杆状，杆端钝圆、单生或者短链，着色均匀，无荚膜，周边运动，革兰氏染色阳性。有芽孢0.6×1～1.5 μm，芽孢中生或近中生，壁薄，不膨大，孢子呈椭圆或长筒形，常为两端染色。菌落变化很大，枯草芽孢杆菌在麦芽汁琼脂培养基斜面上，菌落呈细皱状，干燥或颗粒状。在土豆培养基上菌落呈细皱状，干燥，有时呈现天鹅绒状的菌苔，在液体培养基表面形成银白色的菌膜。菌落粗糙，扁平、扩展，不透明，不闪光，表面干燥，污白色或微带黄色。 4. 枯草芽胞杆菌的生理生化特性 枯草芽孢杆菌能够液化明胶，冻化牛乳，还原硝酸盐，不产生吲哚，H2S，V-P反应阳性，水解淀粉。葡萄糖发酵产酸不产气，需氧，适温25～31℃生长。 三、实验材料 1. 样品：从地表下10~15cm的土壤或者枯枝烂叶、腐烂稻草中用无菌小铲、纸袋取土样， 并记录取样的地理位置、pH、植被情况等。（学生自取） 2. 培养基 ①肉汤培养基（附录Ⅱ-1.1）：100 mL/组，其中20 mL液体培养基/250 mL△中（内装玻璃
1. 前言 酸性蛋白酶是一类最适pH值为的天冬氨酸蛋白酶，相对分子质量为30000 40000。酸性蛋白酶主要来源于动物的脏器和微生物分泌物,包括胃蛋白酶、凝乳酶和一些微生物蛋白酶。根据其产生菌的不同，微生物酸性蛋白酶可分为霉菌酸性蛋白酶、酵母菌酸性蛋白酶和担子菌酸性蛋白酶.根据作用方式可分为两类：一类是与胃蛋白酶相似，主要产酶微生物是曲霉、青霉和根霉等；另一类是与凝乳酶相似，主要产酶微生物是毛霉和栗疫霉等。细菌中尚未发现产酸性蛋白酶的菌株.由于酸性蛋白酶具有较好的耐酸性，因此被广泛地应用于食品、医药、轻工、皮革工艺以及饲料加工工业中。 国外关于酸性蛋白酶的生产研究从20世纪初就开始了。1908年，德国科学家从动物的胰脏中提取出胰蛋白酶，并将其用于皮革的鞣质。1911年美国科学家从木瓜中提取木瓜蛋白酶（在酸性，碱性和中性的条件下都能分解蛋白质的酶）并将木瓜蛋白酶用于除去啤酒中的蛋白质浑浊物。自1954年吉田首次发现黑曲霉可产生酸性蛋白酶以来，国内外对微生物发酵生产酸性蛋白酶进行了广泛的研究。1964年外国科学家首次发现大孢子黑曲霉突变体能产生两种不同的酸性蛋白酶，即酸性蛋白酶和酸性蛋白酶。1965年又从血红色陀螺孔菌，中分离出了一种酸性蛋白酶，并对该酶进行了纯化和结晶。1968年从微小毛霉中筛选出了一种酸性蛋白酶，并对其进行了纯化和酶学性质分析。1995年外国科学家对烟曲霉酸性蛋白酶的基因进行了克隆和测序。2001年又从假丝酵母中筛选出了一种酸性蛋白酶菌株，并对该酶进行了核苷酸序列分析和功能分析。国外学者对曲霉酸性蛋白酶的结构和功能等己经研究的较为透彻。 与国外相比，我国对酸性蛋白酶的研究相对较晚些。1970年上海工业微生物研究所首先从黑曲霉中筛选出一株产酸性蛋白酶菌株，并和上海酒精厂协作进行中试生产，填补了我国酸性蛋白酶制剂的空白.近年来国内在酸性蛋白酶上的研究大都致力于选育产酶活力高、抗逆性好的菌种，并获得了一些很有应用前途的产酶菌株。目前用于酸性蛋白酶生产的高产菌株主要有黑曲霉、宇佐美曲霉和青霉及它们的突变株。李永泉等，对宇佐美曲霉所产的酸性蛋白酶进行了发酵过程动力学研究.戚淑威等对青霉产酸性蛋白酶的适宜条件和酶学性质进行了分析。谢必峰等，采用硫酸铵盐析法和离子交换层析法分离纯化了黑曲霉产酸性蛋
年产3吨碱性蛋白酶发酵工艺设计 摘要 在现代食品工业中, 酶的应用几乎涉及到食品加工的各个领域。随着酶制剂日益广泛的应用,经济效益显著。蛋白酶是水解蛋白质肽链的一类酶的总称, 而碱性蛋白酶则适宜在碱性条件( pH9——11) 下水解动植物蛋白质, 广泛存在于动植物及微生物中。设计中首先根据参考资料选定了碱性蛋白酶发酵生产的具体工艺流程，通过物料衡算确定需要立方米发酵罐台和立方米种子罐台，在此基础上得出发酵工段所需要的各种原料量，通过能量衡算确定水、无菌空气和蒸汽等的消耗量。然后对主要设备进行计算和选型，得出发酵罐、种子罐及通用设备、非标准设备等的结构尺寸、冷却装置、传动装置，根据工艺要求确定罐的附属设备和辅助设备以及发酵过程中的优化控制。 根据计算结果，设计了两张图纸，分别为发酵罐装配图、工艺流程图。 关键词：碱性蛋白酶发酵罐种子罐物料衡算
1绪论-------------------------------------------------------------- 1 1.1碱性蛋白酶概述---------------------------------------------- 1 1.2碱性蛋白酶的性质-------------------------------------------- 1 1.3碱性蛋白酶的使用条件---------------------------------------- 1 1.4碱性蛋白酶的保存-------------------------------------------- 1 1.5注意事项---------------------------------------------------- 1 1.6碱性蛋白酶的主要应用---------------------------------------- 2 1.6.1在洗涤剂中的应用-------------------------------------- 2 1.6.2在皮革中的应用---------------------------------------- 2 1.6.3在饲料添加剂中的应用---------------------------------- 3 1.6.4在纺织行业的应用-------------------------------------- 3 1.6.7在玉米深加工中的应用---------------------------------- 3 1.7碱性蛋白酶的发展前景---------------------------------------- 4 2设计任务---------------------------------------------------------- 4 2.1设计内容---------------------------------------------------- 4 2.2设计要求---------------------------------------------------- 4 3碱性蛋白酶生产工艺选择-------------------------------------------- 5 3.1生产工艺的选择---------------------------------------------- 5 3.2工艺流程图-------------------------------------------------- 5 3.3工艺流程图说明---------------------------------------------- 6 3.3.1菌种的制备-------------------------------------------- 6 3.3.2孢子的制备-------------------------------------------- 6 3.3.3种子的制备-------------------------------------------- 6 3.4菌种的改良-------------------------------------------------- 6 3.5培养基的制备------------------------------------------------ 8 3.6灭菌的方法-------------------------------------------------- 8 3.6.1湿热灭菌---------------------------------------------- 8 3.6.2培养基的连续灭菌-------------------------------------- 9 3.6.3空气除菌---------------------------------------------- 9
SUMO蛋白酶使用说明 货号：P2070 规格：1000U(200μL) 产品内容： 试剂名称规格保存温度 SUMO蛋白酶（5U/μL）200μL-80℃ SUMO Protease Buffer1mL×2-20℃ 产品说明： SUMO蛋白酶也称Ulp，是一种具有较高活性的半胱氨酸蛋白酶，它能识别SUMO蛋白的三级结构，而不是氨基酸序列，因此可以高效而且特异性地将SUMO蛋白从重组融合蛋白上切割下来。SUMO蛋白酶在较宽范围的反应环境体系中能保持较高的活性，如温度（4-30℃），PH(5.5-9.5)等，SUMO蛋白酶带有多聚His标签，便于融合蛋白切割后利用亲和层析去除该蛋白酶。 保存条件： SUMO蛋白酶-80℃长期保存，可存储2年；首次使用后可置于-20℃保存，避免反复冻融。SUMO Protease Buffer可置于-20℃保存。 酶活定义： 在1×SUMO Protease Buffer(50mM Tris-HCl,1mM DTT,pH8.0)中，30℃反应1h，剪切>85％的2μg底物所需要的酶量定义为一个活性单位。 使用方法说明： 1.SUMO蛋白酶与需要酶切的目的蛋白比例：1：100。
2.酶切体系： 融合蛋白1000μg SUMO Protease Buffer20μL SUMO蛋白酶2μL ddH O定容至1000μL 2 3.酶切条件：推荐4℃酶切过夜，用户可以根据自己研究的目的蛋白进行摸索，以下酶切分析图片可供参考。 4.酶切后可取少量样本进行SDS-PAGE分析，若要去除酶切后体系中的SUMO蛋白酶，可用His标签纯化树脂亲和层析。 酶切后电泳分析图: 4℃酶切3h;5h;6h;7h;8h;10h;12h;22h后SDS-PAGE电泳图。 注意事项： 1.为达到最好的酶切效果，请保证重组蛋白为部分或完全纯化的蛋白。
分离产蛋白酶的芽孢杆菌菌株的分离方案 一．取样环境及原因 选择一块污染较少且植被丰富，腐殖质较厚的地块，取表层一下5—10cm处的土样，这样可以保证土壤中有多种类和多数量的高活性的微生物，并且可以避免污染物对菌种的影响。 二．筛选流程 1)将采集的土壤样品用无菌水制备1:10的土壤悬液。 2)取1:10土壤悬液5mL，注入已灭菌的试管中，将试管放入75—80℃水浴中 热处理10min，以杀死非芽孢细菌及其他微生物。 3)取热处理过的悬液100—200μL，涂布接种到牛肉膏白胨培养基平板，将平板倒置， 于30—32℃培养24—48小时。 4)对长出的单菌落进行编号，选择表面干燥、粗糙、不透明的菌落，挑取少许菌苔涂片， 做芽孢染色，选出芽孢杆菌菌落。 5)从芽孢杆菌菌落处分别挑取少许菌苔，接种到含酪蛋白的斜面培养基上，再点接于含酪 蛋白的平板，30—32℃培养24—48h，测定平板上菌落苔直径和水解圈的直径。 6)筛选出水解圈于菌落直径比值大的菌落进行发酵培养，取发酵液进行酶活力测定。再取 发酵液酶活力大的菌落进行接种培养。 三．筛选模型的选择及原因 芽孢杆菌是常见的蛋白酶产生菌，并且广泛存在于土壤中，且其性质稳定，可较容易与其它细菌分离，繁殖速度快，体积较大，在培养时可抑制有害菌生长。而且对人体无害，可代谢生产多种酶和有机酸。 四．如何检验筛选所得的菌株是所需的目的菌种 芽孢杆菌为革兰氏阳性菌，可用革兰氏染色法初步判定，且其在酪蛋白平板上会产生水解圈，并且其菌种有体积较大，表面干燥、粗糙、不透明等特征，较易和其它菌种分辨。还可以利用显微镜观察比较其形态特征来判定是否为芽孢杆菌。
个人收集整理仅供参考学习 枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌产酶分析 一、概述 1. 枯草芽孢杆菌 枯草芽孢杆菌是芽孢杆菌属地一种.单个细胞0.7～0.8 ×2～3微米，着色均匀. 无荚膜，周生鞭毛，能运动.革兰氏阳性菌，芽孢0.6～0.9 ×1.0～1.5 微米，椭圆到柱状，位于菌体中央或稍偏，芽孢形成后菌体不膨大.菌落表面粗糙不透明， 污白色或微黄色，在液体培养基中生长时，常形成皱醭.需氧菌.可利用蛋白质、多种糖及淀粉，分解色氨酸形成吲哚.b5E2RGbCAP 有地菌株是α-淀粉酶和中性蛋白酶地重要生产菌；有地菌株具有强烈降解核苷酸地酶系，故常作选育核苷生产菌地亲株或制取5'-核苷酸酶地菌种.在遗传学研究中应用广泛，对此菌地嘌呤核苷酸地合成途径与其调节机制研究较清楚.广泛分布在土壤及腐败地有机物中，易在枯草浸汁中繁殖，故名.p1EanqFDPw
2.地衣芽孢杆菌 地衣芽孢杆菌，种属芽孢杆菌科细菌为革兰氏阳性杆菌；细胞大小：0．8μm×（1．5～3．5）μm；细胞形态及特点：细胞形态和排列呈杆状、单生.细胞内无聚-β-羟基丁酸盐（PHB ）颗粒，产生近中生地椭圆状芽孢，孢囊稍膨大. 在肉汁培养基上地菌落为扁平、边缘不整齐、白色、表面粗糙皱褶，24h 后菌落直径为3mm.本菌有动力.可调整菌群失调达到治疗目地，可促使机体产生抗菌活性物质、杀灭致病菌.能产生抗活性物质，并具有独特地生物夺氧作用机制，能抑制致病菌地生长繁 殖.DXDiTa9E3d 二、产酶地种类 1.枯草芽孢杆菌代谢产酶种类枯草芽孢杆菌产生多种酶和其他代谢产物，主要由以下几个方面：枯草芽孢杆菌菌体在生长过程中产生地枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质对致病菌或内源性感染地条件致病菌有明显地抑制作用；RTCrpUDGiT 枯草芽孢杆菌能迅速消耗消化道内环境中地游离氧，形成肠道低氧环境，促进有益厌氧菌生长，并产生乳酸等有机酸类，降低肠道PH 值，间接抑制其它致病菌地生长；5PCzVD7HxA 枯草芽孢杆菌能刺激动物免疫器官地生长发育，激活淋巴细胞，提高免疫球蛋白和抗体水平，增强细胞免疫和体液免疫功能，提高群体免疫力； jLBHrnAILg 枯草芽孢杆菌菌体能自身合成消化性酶类，如蛋白酶、淀粉酶、脂肪
年产000吨饲用酸蛋白酶的生产工艺设计课程设计
年产1000吨饲用酸性蛋白酶的生产工艺设计 1. 前言 酸性蛋白酶是一类最适pH值为2.5?5.0的天冬氨酸蛋白酶，相对分子质量为30000 ?40000。酸性蛋白酶主要来源于动物的脏器和微生物分泌物,包括胃蛋白酶、凝乳酶和一些微生物蛋白酶。根据其产生菌的不同，微生物酸性蛋白酶可分为霉菌酸性蛋白酶、酵母菌酸性蛋白酶和担子菌酸性蛋白酶.根据作用方式可分为两类：一类是与胃蛋白酶相似，主要产酶微生物是曲霉、青霉和根霉等；另一类是与凝乳酶相似，主要产酶微生物是毛霉和栗疫霉等。细菌中尚未发现产酸性蛋白酶的菌株.由于酸性蛋白酶具有较好的耐酸性，因此被广泛地应用于食品、医药、轻工、皮革工艺以及饲料加工工业中。 国外关于酸性蛋白酶的生产研究从20世纪初就开始了。1908年，德国科学家从动物的胰脏中提取出胰蛋白酶，并将其用于皮革的鞣质。1911年美国科学家从木瓜中提取木瓜蛋白酶（在酸性，碱性和中性的条件下都能分解蛋白质的酶）并将木瓜蛋白酶用于除去啤酒中的蛋白质浑浊物。自1954年吉田首次发现黑曲霉可产生酸性蛋白酶以来，国内外对微生物发酵生产酸性蛋白酶进行了广泛的研究。1964年外国科学家首次发现大孢子黑曲霉突变体能产生两种不同的酸性蛋白酶，即酸性蛋白酶和酸性蛋白酶。1965年又从血红色陀螺孔菌，中分离出了一种酸性蛋白酶，并对该酶进行了纯化和结晶。1968年从微小毛霉中筛选出了一种酸性蛋白酶，并对其进行了纯化和酶学性质分析。1995年外国科学家对烟曲霉酸性蛋白酶的基因进行了克隆和测序。2001年又从假丝酵母中筛选出了一种酸性蛋白酶菌株，并对该酶进行了核苷酸序列分析和功能分析。国外学者对曲霉酸性蛋白酶的结构和功能等己经研究的较为透彻。 与国外相比，我国对酸性蛋白酶的研究相对较晚些。1970年上海工业微生物研究所首先从黑曲霉中筛选出一株产酸性蛋白酶菌株，并和上海酒精厂协作进行中试生产，填补了我国酸性蛋白酶制剂的空白.近年来国内在酸性蛋白酶上的研究大都致力于选育产酶活力高、抗逆性好的菌种，并获得了一些很有应用前途的产酶菌株。目前用于酸性蛋白酶生产的高产菌株主要有黑曲霉、宇佐美曲霉和青霉及它们的突变株。李永泉等，对宇佐美曲霉所产的酸性蛋白酶进行了发酵过程动力学研究.戚淑威等对青霉产酸性蛋白酶的适宜条件和酶学性质
年产1500m3蛋白酶的工厂设计 摘要 蛋白酶是催化肽键水解的一类酶，它可迅速水解蛋白质为胨、肽类，广泛存在于动物内脏、植物茎叶、果实和微生物中。同时大多数微生物蛋白酶都是胞外酶。微生物蛋白酶按其作用的最适pH可分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶三类。酸性蛋白酶是一种羧基蛋白酶，它的分子质量为30-40kD，等电点（pH3.0-5.0） 酸性蛋白酶现已广泛应用于食品、饲料、酿造、毛皮与皮革、医药、胶原纤维等各个行业之中。本设计采用豆饼粉、玉米粉、淀粉为主要的培养基原料，并选用黑曲霉（Aspergillus niger ）3.350菌种发酵。其中豆饼粉3.75%，玉米粉0.625%，鱼粉0.625%，氯化铵1%，氯化钙0.5%，磷酸氢二钠0.2%。 本设计利用通风搅拌式发酵罐进行发酵，同时利用离子交换树脂对母液进行提取，提高了酸性蛋白酶的生产效率，减少了生产成本。设计还包括发酵罐，全厂平面图，车间平面布置图，工艺流程图。 关键词：酸性蛋白酶发酵工厂设计
The Process Design of the Protease used for Section with the Capacity of 1500m3 Annually Abstract protease is a kind of Peptone and peptide. It has been discover across in animal giblets ,the stem of plant,fruit , microbial and so on.Most of the Microbial protease are ectoenzyme .According to its best Optimum pH function ,Microbial protease Can be divided into Acid protease ,Neutral protease and alkaline protease .Acid protease is a kind of Carboxyl protease , Its molecular weight is 30-40 kd, lower isoelectric point (pH3.0-5.0) Acid protease in food, medicine, textile, leather, feed, cosmetics, washing industries have applications, natural health, avirulent and harmless, quite safe. So in this paper the basic content of more acid protease, production process and application development were introduced. This design USES the bean cake powder, corn flour, starch as the main medium of raw materials, and selects the Aspergillus Niger, Aspergillus Niger) 3.350 bacterial fermentation. With bean cake powder 3.75%, corn flour 3.75%, 0.625% fish meal, 1% ammonium chloride, calcium chloride 0.5%, disodium hydrogen phosphate 0.2%. This design using the ventilation agitator in fermentor, using ion exchange resin in mother liquid was extracted at the same time, improve the efficiency of the acid protease production, reduce the production cost. The design also includes Fermentor, The factory plan, Shop floor plan, Flow Chart. Key Words: Acid protease ; fermentation; plant-design;
实验二、细菌蛋白酶的发酵制备 一、实验目的原理 了解气升式发酵罐的结构及特点，学会使用该类型的发酵罐培养微生物。本实验在5L 发酵罐中进行细菌培养。通过测定菌体浓度了解细菌的生长规律，通过测定蛋白酶活力了解产物生成，分析菌体生长与产物生成的关系。同时检测发酵过程中的溶氧、pH等。 二、材料与方法 1.实验用培养基 LB培养基：胰蛋白胨10g/L，酵母提取物 5g/L，氯化钠10g/L，卡那霉素5mg/L，pH7.4。 0.5mg/mL抗生素溶液：称取 0.05g 卡那霉素溶于 100ml 无菌水。小管分装后置-20℃冻存备用。 斜面培养基：配方同 LB 液体培养，调pH至7.4后添加琼脂15g/L。 三、实验过程 1.种子制备 250mL锥形瓶装培养基50mL，接种斜面菌种一环，于旋转摇床37℃培养12h 转速150-200转/分。 2.发酵前准 1).清洗。发酵罐培养前后进行清洗（空气分布器、管内壁、顶板放零件的小间隙），外壁、底板、顶板擦干净。 2).连接。进行发酵之前要对发酵系统（蒸汽发生器管路、空气压缩系统、冷却系统、发酵流加系统及在线控制系统）进行调试。主要工作是检查通气与通水管道的连接正确与否、管道是否破损、空压机能否正常工作、在线控制系统能否正常工作。发酵罐中配置用于供给冷却水、循环水及排水的管子。空压机空气供给的配管。连接发酵罐、PH 控制器、DO 控制器等电源。注意不漏电和接错线。 3).试剂。配置培养基、酸碱平衡液、消泡剂等。 3.电极标定 3.1 pH 电极标定 pH 电极零点和斜率要在进行灭菌以前进行，电极在使用前先用蒸馏水清洗并检查电极信号有无故障，然后再进行标定。一般而言如果发酵液偏酸性我们用6.86 和4.00 的缓冲液，如果偏碱性则配制6.86 和9.18 的缓冲液。 点击控制器屏幕画面下方的“标定”，弹出标定菜单，选择相应罐（F1-F4）下的“pH 电极”，弹出相应的pH 电极标定界面。先进行零点标定，以酸性为例，将pH 电极联好电极线用蒸馏水洗净后插入pH6.86 的标准液中，点击“零点值”，输入6.86，然后点击“开始”，待采样值完全稳定后点击“结束”。然后用蒸馏水清洗电极探测头后插入pH4.01 的标准液中，同样方法输入斜率值 4.01 来标定斜率。 接下来将PH 电极插在发酵罐上与培养基一起进行灭菌，并用纱布和牛皮纸将电极的金属头包住，以免接触到水。实消后，冷却下来，连上电极线，接到灌上，这时PH 电极将信号传给控制系统并显示发酵罐内发酵液的PH 值。在发酵控制台上设定需要控制的PH，控制系统会通过流加酸碱控制PH。也可不控制PH，通过电极对发酵过程的PH 变化进行检测。