微生物作為酶生產的原料-酶生產技術檢測顯微鏡
酶生產技術
雖然許多有用的酶都來自動植物,但很顯然未來酶工程的發展
更有賴于來自微生物的酶。即使在啤酒釀造的麥芽制作工藝中,利
用發芽大麥產生的淀粉酶來水解淀粉,成本相對不高,而且以此為
核心的釀造技術也很成熟,但仍有一些基于微生物酶的工藝競爭性
很強。
用微生物作為酶生產的原料,有以下幾個重要原因:
(1)單位干重產物的比活性較高;
(2)原料不會季節性波動,也不會受氣候變化和政治動蕩所致
的原料短缺的影響;
(3)在微生物中,有許多酶特性,如pH范圍寬和耐高溫,可供
選擇;
(4)工業遺傳學通過菌株選育、突變、誘導、選擇生長條件以
及轉基因技術和蛋白質工程等方法,大大提高了對酶的產量和類型
進行優化的可能性。
來源特殊的新酶可以通過將相關基因克隆到米曲霉之類性狀熟
悉、易于培養的微生物中,來進行生產。
選擇不同微生物的原理是非常復雜的,涉及許多不確定的因素
,如培養成本,酶是否被分泌至培養液中還是被持留在細胞內,是
否存在有害的酶等。由于原料不同,酶對溫度和極端pH的穩定性差
異很大。枯草芽抱桿菌(Bacillus subtilis)的蛋白酶相對熱穩定
性高,在堿性條件下具有活性,是較合適的肥皂粉添加劑。相反的
,真菌淀粉酶對熱較敏感,更多地用在烘烤行業中。
選擇酶生產時,工業遺傳學家必須設法優化所需的一些性狀(
產量高、穩定性好、不受誘變劑影響、回收性能好等),同時設法
去掉或抑制不需要的一些性狀(有害的伴隨代謝產物、臭味、顏色
等)。成熟的基因技術目前還沒有被廣泛應用,大多數生產廠家主
要采用基因突變結合篩選方法來選擇生產菌株。目前對大多數用于
工業生產的微生物的遺傳學特征幾乎不了解,但轉基因技術和蛋白
質工程將改變這種狀況,給酶工程帶來新前景。