Производство амилазы
Информация - Разное
Другие материалы по предмету Разное
?ому, если состав среды предусматривает высокое содержание крахмала, целесообразно вводить его порциями по мере потребления культурой микроорганизма, что позволяет избежать явления катаболитной репрессии синтеза а - или глюкоамилазы (рис. 1.3)
-контроль; 2-дробный режим введения крахмала в количестве 0,5 %
Рисунок 1.3 Влияние дробного введения крахмала
. Обоснование целесообразности использования биотехнологический приемов в производстве амилаз
Амилазы для промышленного применения получают только биотехнологическими приемами - биосинтезом с помощью микроорганизмов, так как в растениях их содержится в небольших количествах и выделять их экономически не целесообразно.
При биотехнологических приемах используются мягкие режимы выращивания биомассы продуцента и выделение ферментов (амилаз), так как основная масса продуцентов относится к мезофильным микроорганизмам, оптимум роста для которых находится при температуре 28-36С.
Использование ферментов - биологических катализаторов - очень заманчивая вещь. Ведь они по многим своим свойствам, прежде всего активности и избирательности действия (специфичности), намного превосходят катализаторы химические. Ферменты обеспечивают осуществление химических реакций без высоких температур и давлений, а ускоряют их в миллионы и миллиарды раз. При этом каждый фермент катализирует только одну определённую реакцию.
Биологические катализаторы можно использовать также не извлекая их из живых организмов, прямо в бактериальных клетках, например. Этот способ, собственно, есть основа всякого микробиологического производства, и применяется он издавна.
Разработка способа повышения устойчивости ферментов значительно расширяет возможности их использования. С помощью ферментов можно, например, получать сахар из растительных отходов, и этот процесс будет экономически рентабельным. Уже создана опытная установка для непрерывного производства сахара из клетчатки.
. Описание технологических стадий и режимов производства амилолитического ферментного препарата
В Последовательность стадий получения ферментного препарата, содержащего ?-амилазу, представлена на рисунке 1.4
В настоящее время для получения амилолитических ферментных препаратов преимущественно используется глубинный способ культивирования.
Продуцентами при данном способе культивирования являются: микроскопические грибы рода Aspergillus (A. Oryzae, A. Ussamii, А. Batatae), спороносные бактерии, относящиеся к группам Bacillus. Subtilis-mesentericus, дрожжеподобные организмы родов Endomucopsis, Endomyces и многие другие микроорганизмы.
Рисунок 1.4. Схема получения ферментного препарата
Приготовление посевного материала. Этапы получения посевной культуры следующие: 1) обновление исходной культуры на агаризованной среде; 2) выращивание культуры продуцента на жидкой среде в колбах на качалке; 3) культивирование продуцента в малом, а затем, если требуется, в большом инокуляторе. Посевная доза при засеве производственной среды составляет 4% по объему.
Компонентами среды являются: кукурузная мука, крахмал, патока, гидролизатыказеина и дрожжей, древесины, липиды, минеральные соли. (Содержание СВ от 1,5 до 15,5 %, pH от 3,5- 8,5)
Приготовление питательной среды включает в себя составление композиции для роста биомассы и накопления ферментов. В питательную среду входит следующий состав (в %): (NH4)2HPO4 - 0.8; КН2РО4 -0.1; KNO3 -0.11; кукурузный экстракт - 1. Среду стерилизуют для удаления посторонней микрофлоры при температуре 121 С в течение 1 часа. Температура культивирования: 26-32 С для грибов, а для бактерий 32-35 С. Режим аэрации: 50- 60 м3/ч м3.
Ферментация - процесс, осуществляемый с помощью культивирования микроорганизмов. Ферментация - это комплекс процессов, в который входят рост и развитие клеток, биосинтез ферментов, тепловыделение, транспорт метаболитов в культуральную жидкость. Исходный pH питательной среды 6,5-7,0 поддерживают на оптимальном уровне с помощью мела. Процесс протекает при температуре 35 С и длительность ферментации составляет 55 -60 ч. На рост и развитие клеток существенное влияние оказывает концентрация питательных веществ в субстрате.
Фильтрация - процесс разделения суспензии с использованием пористых перегородок, которые задерживают твердую фазу суспензии и пропускает ее жидкую фазу. Полученную биомассу продуцента вместе с нерастворимыми частицами среды при необходимости стерилизуют, высушивают и используют на корм животным. Фильтрат культуральной жидкости нестабилен, он не может хранится и должен немедленно направляться на дальнейшую обработку для получения очищенных ферментных препаратов.
Выпаривание - процесс концентрирования растворов путем частичного испарения жидкого растворителя. Фильтраты глубинной культуры являются нестабильными при хранении. Для получения готовых форм их необходимо сконцентрировать. Ферменты очень чувствительны к термической обработке и нуждаются в мягких режимах концентрирования. При температуре греющего пара 90-100"С и при температуре кипения 35- 40 С потери активации не превышают 10%.
Сепарирование - разделение под действием центробежных сил. Во вращающемся потоке на взвешенную частицу действует центробежная сила, направляющая ее от центра к периферии.
=
где Gk - центробежная сила, m-масса частицы, r-радиус вращения, wr -окружная скорость.
Сепарирование применяется, когда концентрация ?/p>