年产1000吨酸性蛋白酶的生产工艺设计.pdfVIP

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 白酶，并对其氨基酸组分进行了分析。 2008 年王云等，通过质谱指纹法对黑曲 霉发酵液中所产蛋白进行了分析比对和鉴定酸性蛋白酶分子生物学方面的研究， 国内仅仅集中于凝乳酶和胃蛋白酶方面， 有关真菌酸性蛋白酶的分子生物学研究 报道很少 摘要： 本课题设计是利用黑曲霉（ Aspergillus niger ）制备酸性蛋白酶，主要 从菌种的选育，培养基的配置，灭菌，种子扩大培养，和发酵罐的设计，发酵车 间的物料衡算，发酵过程的工艺控制，下游加工十点进行。阐述了 1000 吨饲用 酸性蛋白酶的制取工艺。其中对发酵罐做了创新性设计。 2. 菌种的选育 菌种的制备 不管在过去、 现在和将来， 微生物是各种生物活性产物的丰