2015-2016发酵与酶工程实验
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1、酶的固定化方法:吸附法、包埋法、共价结合法、热处理法2、提取酶的有机溶剂有:甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、异丙醇、3、酶生产的主要方式:固体发酵、液体深层通气发酵、固定化细胞或固定化原生质体发酵4、酶的抽提剂有:稀酸、稀碱、稀盐、稀有机溶剂等5、测定酶蛋白含量的方法:凯氏定氮法、双缩尿法、Folin 酚法、紫外法、色素结合法、BCA法、胶体金测定法6、影响酶活力的主要因素:温度、PH、底物浓度、酶浓度、抑制剂、激活剂7、包埋固定化酶的凝胶有:聚丙烯酰胺、聚丙烯醇、光敏树脂、琼脂、明胶、海藻酸钙8、酶的回收率:是指直接测定的固定化酶的活力占固定化之前的活力的百分比。
9、纯化倍数:就是经过纯化后得到的比活力与纯化前比活力之间的比值。
10、盐析的原理:蛋白质溶液在一定浓度范围内,加入无机盐,随着盐浓度增大,蛋白质的溶解度增大,但当盐浓度增到一定限度后,蛋白质将从溶液中析出。
11、在酶的反应过程中如何确保酶的最适反应温度和最适pH值。
保证最适温度的方法:通过发酵罐的热交换设施,控制冷源或热源流量;通过曲室的通风和加热设备控制。
保证最适pH的方法:加酸或加碱,加碳源或氮源物质。
12、在发酵产酶过程中的准备工作:收集筛选菌种,菌种保藏,细胞活化,扩大培养,培养基的配置,对发酵条件的控制。
13、为什么在测酶活实验中要连续不断的测酶活和酶蛋白含量因为酶的活性会受温度和PH值的影响14、终止酶反应的方法:1、迅速升高温度;2、加入强酸、强碱、尿素、乙醇等变性剂;3、加入酶抑制剂;4、调节反应液pH值。
15、固定化的优点:1、可反复使用,稳定性高;2、易与底物和产物分开,便于分离纯化;3、可实现连续生产,提高效率。
16、培养基的成分:碳源、氮源、无机盐、生长因素、水。
17、菌种保藏方法:1、斜面低温保藏法2、液体石蜡油保藏法3、砂土管保藏法4、真空冷冻干燥法5、液氮超低温保藏法。
18、发酵产酶的操作过程:配置培养基、分装、灭菌(112℃—115℃,20min)、孢子悬液(将无菌水加入斜面培养基)、接种、培养(32℃,180r/min,培养72h)19、测定酶活的方法:1、在一定时间内,让适量的底物与酶在最适合条件下;2、加入酶抑制剂或升高温度等方法快速终止酶反应;3、加一定量的显色剂与底物反应,测定液体的吸光度;4、根据吸光度值计算出酶活20、壳聚糖酶如何筛选:采用透明圈法,透明圈法直观、方便、根据壳聚糖不溶于水,以壳聚糖为唯一碳源,培养基浑浊。
实验一酶促反应中初速度时间范围测定一、实验目的1.了解酶促反应中初速度时间范围测定的基本原理;2.掌握酶促反应中初速度时间范围的测定方法。
二、实验原理酸性磷酸酯酶(acid phosphatase, EC 3.1.3.2)广泛分布于动植物体中,尤其是植物的种子、动物肝脏和人体的前列腺中。
它对生物体内核苷酸、磷蛋白和磷脂的代谢起着重要作用。
酸性磷酸酯酶能专一性水解磷酸单酯键。
以人工合成的对硝基苯磷酸酯(4-nitrophenyl phosphate,NPP)作底物,水解产生对硝基苯酚和磷酸。
在碱性溶液中,对硝基酚的盐离子于405nm处光吸收强烈,而底物没有这种特性。
利用产物的这种特性,可以定量的测定产物的生成量,从而求得酶的活力单位。
即通过测定单位时间内405nm处光吸收值的变化来确定酸性磷酸酯酶的活性。
酸性磷酸酯酶的一个活力单位是指在酶反应的最适条件下,每分钟生成1μmol产物所需的酶量。
要进行酶活力测定,首先要确定酶反应时间。
而酶的反应时间应该在初速度时间范围内选择。
可以通过进程曲线的制作来求出酶的初速度时间范围。
进程曲线的制作是指在酶反应的最适条件下,采用每隔一定时间测定产物生成量,以酶反应时间为横坐标,产物生成量为纵坐标绘制而成。
从进程曲线可知,在曲线起始的一段时间内为直线,其斜率代表初速度。
随着反应时间的延长,曲线趋于平坦,斜率变小,反应速度下降。
要真实反映出酶活力大小,就应在初速度时间内测定。
三、实验试剂与器材1.试剂(1)酸性磷酸酯酶原液(从绿豆芽中提取)(2)酸性磷酸酯酶液(通过原酶液稀释得到)取原酶液,用0.05mol/L、pH5.0柠檬酸盐缓冲液稀释,使进程曲线中第11号管吸光度A405在0.6~0.7之间。
(3)1.2mmol/L对硝基苯磷酸酯精确称取NPP0.4454g,加缓冲液定容至100mL。
(4)0.3mol/LNaOH溶液2.器材恒温水浴槽,可见分光光度计,试管,刻度吸管,离心机。
大肠杆菌发酵生产工艺优化设计实验题酶工程本文主要介绍大肠杆菌发酵生产工艺优化设计实验题的相关知识,包括实验目的、原理、方法和操作步骤等内容。
下面是本店铺为大家精心编写的4篇《大肠杆菌发酵生产工艺优化设计实验题酶工程》,供大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
《大肠杆菌发酵生产工艺优化设计实验题酶工程》篇1一、实验目的本实验旨在通过优化大肠杆菌发酵生产工艺,提高目标酶的产量和纯度,为工业生产提供基础数据和方法。
二、实验原理大肠杆菌是一种常用的表达宿主,广泛应用于酶工程领域。
目标酶是一种重要的工业酶,具有广泛的应用前景。
通过优化大肠杆菌发酵生产工艺,可以提高目标酶的产量和纯度,从而降低生产成本和提高产品质量。
三、实验方法1. 菌种选育:采用基因工程技术构建高产目标酶的大肠杆菌菌株,并通过筛选和鉴定确定最佳菌株。
2. 发酵条件优化:对大肠杆菌发酵生产目标酶的关键条件进行优化,包括温度、pH、碳源、氮源和诱导剂等。
3. 工艺优化设计:采用响应面法 (RSM) 对发酵工艺进行优化设计,确定最佳的发酵条件和操作参数。
4. 目标酶的分离和纯化:通过离心、过滤、沉淀等方法分离和纯化目标酶,并采用 SDS-PAGE、HPLC 等方法进行分析和鉴定。
四、实验操作步骤1. 菌种选育:构建高产目标酶的大肠杆菌菌株,筛选和鉴定最佳菌株。
2. 发酵条件优化:对大肠杆菌发酵生产目标酶的关键条件进行优化,包括温度、pH、碳源、氮源和诱导剂等。
3. 工艺优化设计:采用响应面法 (RSM) 对发酵工艺进行优化设计,确定最佳的发酵条件和操作参数。
4. 目标酶的分离和纯化:通过离心、过滤、沉淀等方法分离和纯化目标酶,并采用 SDS-PAGE、HPLC 等方法进行分析和鉴定。
五、实验结果与分析通过优化大肠杆菌发酵生产工艺,可以显著提高目标酶的产量和纯度。
响应面法 (RSM) 是一种有效的工艺优化设计方法,可以确定最佳的发酵条件和操作参数。
发酵工程综合性实验2:青霉素的发酵一、目的与要求1、学习青霉素生产发酵的工艺流程;2、学习微型发酵罐(5L)的使用;2、通过实验,以具体的青霉素发酵生产工艺流程为例,学习发酵原理,掌握种子制备、发酵过程控制、与发酵相关参数的检测,掌握效价测定方法;二、实验原理1、工艺控制(1)影响发酵产率的因素基质浓度在分批发酵中,常常因为前期基质量浓度过高,对生物合成酶系产生阻遏(或抑制)或对菌丝生长产生抑制(如葡萄糖和钱的阻遏或抑制, 苯乙酸的生长抑制), 而后期基质浓度低限制了菌丝生长和产物合成, 为了避免这一现象, 在青霉素发酵中通常采用补料分批操作法, 即对容易产生阻遏、抑制和限制作用的基质进行缓慢流加以维持一定的最适浓度。
这里必须特别注意的是葡萄糖的流加, 因为即使是超出最适浓度范围较小的波动, 都将引起严重的阻遏或限制, 使生物合成速度减慢或停止。
目前, 糖浓度的检测尚难在线进行, 故葡萄糖的流加不是依据糖浓度控制, 而是间接根据pH 值、溶氧或C02 释放率予以调节。
(2)温度青霉素发酵的最适温度随所用菌株的不同可能稍有差别, 但一般认为应在25 °C 左右。
温度过高将明显降低发酵产率, 同时增加葡萄糖的维持消耗, 降低葡萄糖至青霉素的转化率。
对菌丝生长和青霉素合成来说, 最适温度不是一样的, 一般前者略高于后者, 故有的发酵过程在菌丝生长阶段采用较高的温度,以缩短生长时间, 到达生产阶段后便适当降低温度, 以利于青霉素的合成。
(3)pH 值青霉素发酵的最适pH 值一般认为在 6. 5 左右, 有时也可以略高或略低一些, 但应尽量避免pH 值超过7.0, 因为青霉素在碱性条件下不稳定,容易加速其水解。
在缓冲能力较弱的培养基中, pH 值的变化是葡萄糖流加速度高低的反映。
过高的流加速率造成酸性中间产物的积累使pH 值降低;过低的加糖速率不足以中和蛋白质代谢产生的氨或其他生理碱性物质代谢产生的碱性化合物而引起pH 值上升。
《发酵工程综合实验》实验报告实验题目:蛋白酶产生菌的分离筛选与培养优化姓名学号院系专业生物技术年级 13级任课教师2015年 12 月 25 日1 实验目的1、学习从土壤样品中分离筛选蛋白酶产生菌的基本技术及测定蛋白酶活力的方法。
2、掌握富集、平板稀释涂布法、平板划线培养法分离筛选蛋白酶产生菌的基本原理。
3、掌握蛋白酶产生菌培养优化的原理与方法。
4、熟悉用正交实验优化发酵培养基的方法。
5、了解蛋白酶产生菌生产的实际意义。
2 实验原理蛋白酶产生菌的分离筛选:在土壤中有许多细菌和霉菌能产生蛋白酶,本实验将土壤样品悬液稀释进行划线分离得到可能含有目的菌株的菌落,将其接种到酪蛋白平板上进行培养,根据酪蛋白平板的水解圈作初筛。
将初筛的蛋白酶产生菌接入产酶培养基进行培养,测定蛋白酶的活力,最终筛选到产蛋白酶的目的菌。
蛋白酶活力测定原理:蛋白质或多肽在275nm波段处具有最大吸收值,利用蛋白酶同酪蛋白底物反应前后在三氯乙酸中可溶物的紫外吸收增值,可表示蛋白酶活力高低。
蛋白酶产生菌的培养优化:本实验采用正交实验进行目的菌株的培养优化方案。
正交实验是利用已经设计好的表格“正交表”来安排、实验并进行数据分析的一种方法。
数据处理可采用直观分析法(极差分析法),通过对每一因素的平均极差来分析问题。
3 实验材料3.1 实验试剂葡萄糖、乳糖、蔗糖、蛋白胨、尿素、酪氨酸、酵母膏、碳酸钠、琼脂粉、牛肉膏、硫酸铵、硫氨酸、三氯乙酸、氯化钙、氯化钠、MgSO4、KH2PO4、K2HPO4、3.2 实验设备250ml三角瓶、150ml三角瓶、10ml移液管、1ml吸头、酒精灯、大烧杯、试管、量筒、高压蒸汽灭菌锅、超净工作台、恒温培养箱、恒温振荡培养箱、分光光度计、电炉、水浴锅、离心机、漏斗、滤纸、培养皿。
4 实验步骤(一)配制所需培养基及灭菌1、按照以下配方配制所需的培养基(1)、牛肉膏蛋白胨培养基(分离培养基)200mL:牛肉膏 0.5g、蛋白胨 1g、NaCl 0.5g、琼脂 1.5g、水 100ml、pH 7.2。
一、实验目的1. 了解发酵工程的基本原理和操作方法。
2. 掌握发酵过程中菌种培养、培养基配制、发酵条件控制等基本技能。
3. 熟悉发酵过程中产物生成的监测方法。
二、实验原理发酵工程是指利用微生物的代谢活动,将生物质资源转化为人类所需产品的一门综合性工程技术。
本实验以谷氨酸棒杆菌为研究对象,通过摇瓶发酵的方式,探究其在适宜条件下对葡萄糖的转化率及谷氨酸的生成情况。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:摇床、锥形瓶(250ml)、移液管、pH计、生物传感仪、分析天平、发酵培养基、葡萄糖、酵母膏、胰蛋白胨、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、苯甲酸钠、EDTA钠、氯化钠等。
2. 试剂:葡萄糖、酵母膏、胰蛋白胨、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、苯甲酸钠、EDTA钠、氯化钠等。
四、实验步骤1. 培养基配制:按照实验要求,称取葡萄糖、酵母膏、胰蛋白胨、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、苯甲酸钠、EDTA钠、氯化钠等试剂,加入适量的去离子水,充分溶解后,调节pH至7.0,定容至1000ml。
2. 菌种活化:从菌种保藏管中取出谷氨酸棒杆菌,接种于装有适量培养基的锥形瓶中,置于摇床上,37℃恒温培养24小时。
3. 接种:将活化后的菌种以1%的接种量接种于新鲜培养基中,置于摇床上,37℃恒温培养。
4. 发酵过程监测:每隔2小时取样,测定还原糖含量、谷氨酸含量、pH值等指标。
5. 数据处理与分析:将实验数据绘制成曲线,分析发酵过程中还原糖消耗、谷氨酸生成、pH值变化等规律。
五、实验结果与分析1. 还原糖消耗曲线:在发酵过程中,还原糖含量逐渐降低,表明谷氨酸棒杆菌在消耗葡萄糖的同时,产生谷氨酸。
2. 谷氨酸生成曲线:在发酵过程中,谷氨酸含量逐渐升高,表明谷氨酸棒杆菌在适宜条件下能够高效地将葡萄糖转化为谷氨酸。
3. pH值变化曲线:在发酵过程中,pH值逐渐下降,表明谷氨酸棒杆菌在代谢过程中产生酸性物质。
六、实验结论1. 本实验成功实现了谷氨酸棒杆菌的摇瓶发酵,为谷氨酸生产提供了实验依据。
米曲霉固态发酵生产中性蛋白酶1、实验目的及要求:通过固态三角瓶培养曲霉,使学生掌握固态培养微生物原理和技术,并掌握蛋白酶活性的分析方法:2、实验原理、过程和方法2.1原理固态培养微生物,是我国传统发酵工业的特色之一,具有悠久的历史。
在黄酒、白酒、酱油、酱类等领域广泛应用。
固态培养方法:(Solid state cultivation):主要有散曲法和块曲法。
部分黄酒用曲,红曲及酱油米曲霉培养属散曲法;而黄酒用曲及白酒用曲一般采用块曲法。
固态制曲设备:实验室主要采用三角瓶或茄子瓶培养;种子扩大培养可将蒸熟的物料置于竹匾中,接种后在温度和湿度都有控制的培养室内进行培养;工业上目前主要是厚层通风池制曲,转式圆盘式固态培养装置正在试验推广之中;日本、台湾已大规模化,机械化。
固态培养微生物:主要用于霉菌的培养,但细菌和酵母菌也可采用此法。
其主要优点是节能,无废水污染。
单位体积的生产效率较高。
我国广泛使用的厚层通风固态法培养法,空气一般不经过除菌处理,培养环境也无法做到严格无菌。
故染菌问题未得到根本解决。
本实验所用的米曲霉的生长特性及菌落特征:米曲霉(Aspergillus)属曲霉菌(Aspergillus)。
菌落初为白色,黄色,继而变为黄褐色至淡绿褐色,反面无色。
2.2过程米曲霉菌种的纯化(单菌落分离),制成斜面,将斜面菌种接入250ml三角瓶培养成种曲,再将种曲扩大培养(500ml)三角瓶。
米曲霉培养物经水溶液萃取,制得粗酶制剂,取粗酶制剂进行蛋白酶活力的测定。
2.3方法米曲霉的培养本实验分为斜面种子培养及三角瓶培养两个阶段。
三角瓶培养物在工厂常作为一级种子。
试管斜面培养基:豆饼浸出汁:100克豆饼粉,加水500ml,浸泡4小时,煮沸3-4小时,纱布自然过滤,取液,调整至5波美度。
每100 ml 豆汁中加入可溶性淀粉2克,磷酸二氢钾0.1克,硫酸镁0.05克,硫酸铵0.05克,琼脂2克,自然pH。
或采用马铃薯培养基:马铃薯200g 葡萄糖20g 琼脂15-20g 加水至1000ml pH自然。