酶的工业生产技术PDF电子书下载

第一章　绪论 1

1.1　酶的发展史 1

1.2　酶的工业生产发展 3

1.3　国内外酶的生产动态 4

1.4　微生物酶的特点 8

1.5　酶制剂的安全与卫生 10

1.6　酶的分类和命名 13

1.7　酶的一般性质 14

1.7.1　酶的化学本质 14

1.7.2　酶的催化特性 24

1.7.3　酶的专一性及活性中心 27

1.7.4　酶的催化机理 31

第二章　酶的发酵技术 34

2.1　培养基 35

2.1.1　碳源 35

2.1.2　氮源 37

2.1.3　无机盐类 38

2.1.4　生长因素 39

2.1.5　产酶促进剂 40

2.1.6　阻遏物 41

2.2　酶的生产流程 41

2.2.1　固态发酵法 43

2.2.2　液体深层发酵法 48

2.2.3　载体培养法 50

2.2.4　两步法液体深层培养 50

2.3　液体深层发酵的控制 51

2.3.1　发酵过程中pH的变化与控制 51

2.3.2　发酵温度与控制 55

2.3.3　发酵过程中泡沫形成与控制 59

2.3.4　种子对发酵过程的影响 67

2.3.5　发酵过程的中间补料 73

2.3.6　发酵过程中溶解氧与控制 74

第三章　酶的微生物学基础 75

3.1　酶源微生物 75

3.1.1　细菌 76

3.1.2　霉菌 79

3.1.3　酵母菌 82

3.1.4　放线菌 87

3.2　产酶菌种的分离 89

3.2.1　采样 89

3.2.2　增殖培养 90

3.2.3　纯种分离 91

3.2.4　平板粗筛 93

3.2.5　初筛与复筛 93

3.3　产酶菌种的选育 94

3.3.1　诱变剂与诱变处理 94

3.3.2　诱变育种的步骤和方法 99

3.4　菌种的退化与保藏 103

3.4.1　菌种的退化现象与鉴别 103

3.4.2　菌种退化的原因及防止退化的措施 104

3.4.3　退化菌种的复壮 106

3.4.4　菌种的保藏方法 106

第四章　培养基灭菌 112

4.1　培养基的灭菌方法 112

4.2　培养基灭菌基本理论 112

4.2.1　培养基灭菌 112

4.2.2　蒸汽热能灭菌的基本原理 113

4.2.3　对数残留定律 115

4.2.4　灭菌温度与时间 117

4.2.5　影响灭菌的因素 122

4.3　间歇灭菌 124

4.3.1 间歇灭菌时间的确定 126

4.3.2　间歇灭菌中饱和蒸汽与冷却水用量估算 131

4.3.3　实罐灭菌注意事项 135

4.4　连续灭菌 136

4.4.1　连续灭菌的基本流程 136

4.4.2　灭菌时间的计算 138

4.4.3　连续灭菌设备的结构与计算 139

4.4.4　空罐灭菌 149

第五章　无菌空气 151

5.1　酶制剂发酵对无菌空气的要求 151

5.1.1　空气中的微生物及其分布 151

5.1.2　酶制剂生产对无菌空气的要求 152

5.2　制备无菌空气的流程分析 152

5.2.1　两级冷却分离、加热的除菌流程 152

5.2.2　冷热空气直接混合式流程 153

5.2.3　高效前置过滤除菌流程 154

5.3　空气预处理 154

5.3.1　提高压缩前空气的质量 154

5.3.2　空气压缩 156

5.3.3　去除空气中的油水 157

5.4　过滤除菌 169

5.4.1　绝对过滤 169

5.4.2　介质过滤机理 170

5.4.3　对数穿透定律 172

5.4.4　对数穿透定律的校正 172

5.4.5　过滤介质 173

5.4.6　空气过滤器 179

5.5　无菌空气含菌量的测定 186

5.5.1　液体培养法 186

5.5.2　固体培养法 187

5.5.3　光学法 187

第六章　溶氧 188

6.1　概述 188

6.2　氧的溶解 191

6.2.1　氧在液体中的溶解特性 191

6.2.2　氧的溶解过程 193

6.3　影响溶氧的因素 197

6.3.1　搅拌 197

6.3.2　通风量与空气流速 199

6.3.3　空气分布管 201

6.3.4　培养液的物理性质 202

6.3.5　发酵罐内液柱高度的影响 203

6.4　KLa的测定 203

6.4.1　亚硫酸盐氧化法 204

6.4.2　其它方法 207

6.5　搅拌功率的计算 208

6.5.1　单只搅拌器不通气时的搅拌功率P0的计算 209

6.5.2　多只搅拌器不通气时搅拌功率计算 212

6.5.3　通气条件下搅拌功率的计算 215

6.5.4　非牛顿流体特性对搅拌功率的影响 217

第七章　发酵罐 223

7.1　发酵罐的基本型式 223

7.2　发酵罐的设计 226

7.2.1　罐的结构材料和容积 227

7.2.2　轴承装置 228

7.2.3　电动机 229

7.2.4　无菌密封 230

7.3　无菌操作 231

7.3.1　管道与阀门 231

7.3.2　无菌接种 233

7.3.3　无菌采样 234

7.4　25升发酵罐及其配套装置 235

7.4.1　25升小型罐特色 236

7.4.2　小型发酵罐的实罐灭菌操作 237

7.5　20立方米发酵罐连续培养流程 240

7.5.1　20立方米发酵罐 240

7.5.2　空气除菌与供给 240

7.5.3　培养基连续灭菌与供给 241

7.5.4　连续排放发酵液 243

7.5.5　操作顺序 244

7.6　发酵罐的计算机控制 244

7.6.1　传感器 244

7.6.2　电子计算机对发酵罐控制 254

第八章　发酵染菌及其防治 258

8.1　发酵染菌的分析 258

8.1.1　染菌的判断 259

8.1.2　发酵染菌原因 259

8.1.3　发酵染菌的分析与防治措施 260

8.2　种子带菌及其防治 262

8.2.1　无菌室 263

8.2.2　超净工作台 264

8.2.3　高压灭菌锅 266

8.2.4　摇瓶的染菌及其防治 269

8.3　设备的渗漏造成的染菌及其防治 271

8.3.1　盘管 271

8.3.2　空气分布管 271

8.3.3　发酵罐罐体 271

8.3.4　管体的渗漏 272

8.3.5　发酵罐管路的配置 272

8.4　发酵罐与管件的死角 274

8.4.1　法兰连接的死角 274

8.4.2　空气分布管所形成的死角 274

8.4.3　不锈钢衬里的死角 275

8.4.4　发酵罐底污垢积聚形成死角 276

8.4.5　罐内部件及其支撑件形成死角 276

8.5　灭菌操作上不彻底的染菌及其防治 276

8.5.1　温度和压力的关系 276

8.5.2　泡沫问题 277

8.6　空气带菌及其防治 278

8.7　一些仪器探头等的化学灭菌 279

8.7.1　过氧乙酸 281

8.7.2　戊二酸 281

8.7.3　环氧乙烷 282

8.8　噬菌体感染及其防治 284

第九章　酶的工业提取法 286

9.1　酶发酵液的预处理及过滤 288

9.1.1　发酵液的预处理 288

9.1.2　过滤 289

9.2　酶液浓缩 293

9.2.1　蒸发浓缩 293

9.2.2　超过滤浓缩 294

9.3　盐析法 299

9.3.1　盐析用中性盐的选择 299

9.3.2　盐析剂用量的决定 300

9.3.3　硫酸铵浓度表示法 301

9.3.4　分部盐析法 303

9.4　有机溶剂沉淀法 304

9.4.1　有机溶剂的选择 304

9.4.2　有机溶剂的使用量 305

9.4.3　温度和pH对酶收率的影响 306

9.5　吸附法 309

9.5.1　白土及活性氧化铝吸附法 309

9.5.2　淀粉吸附α-淀粉酶的方法 310

9.6　干燥 315

9.6.1　干燥过程的解释 315

9.6.2　干燥方案 317

9.7　液体酶制剂 321

第十章　工厂初步设计 325

10.1　设计依据 325

10.2　设计原则 325

10.3　设计范围 326

10.4　产品方案 326

10.4.1　产品名称及性状 326

10.4.2　产品质量规格 327

10.4.3　产品规模 327

10.5　生产方法和工艺流程 327

10.5.1　生产方法 328

10.5.2　工艺流程 329

10.6　主要原材料质量规格及其耗用量 330

10.7　工艺计算 330

10.7.1　物料衡算 330

10.7.2　工业用蒸汽、空气、水消耗量的计算 333

10.7.3　主要设备的工艺计算和选型 341

10.8　公用工程 346

10.8.1　供水 346

10.8.2　供蒸汽 347

10.8.3　压缩空气 347

10.8.4　供电 347

10.9 工厂成本 347

10.10　人员编制 348

10.11　仪表及自动控制 349

10.11.1　发酵罐和种子罐 349

10.11.2　浓缩、干燥工段 349

10.12　生产控制及分析 349

10.13　工厂总平面布置（略） 350

10.14　主车间的布置及土建要求 350

10.15　投资概算 350

10.15.1　主要设备费 350

10.15.2　设备安装费 351

10.15.3　土建费 351

10.15.4　其他费用 351

10.16　经济效益分析 352

10.17　项目进度 352

10.18　三废排放 352

10.19　产品转向能力 353

第十一章　淀粉酶 357

11.1 α-淀粉酶 359

11.1.1 α-淀粉酶的性质及组成 360

11.1.2 α-淀粉酶对底物的水解作用 363

11.1.3 α-淀粉酶的工业生产 365

11.2 β-淀粉酶 381

11.2.1 β-淀粉酶的性质 382

11.2.2 β-淀粉酶的水解方式 384

11.2.3 β-淀粉酶的生产 385

11.3　葡萄糖淀粉酶 391

11.3.1　葡萄糖淀粉酶的性质 392

11.3.2　葡萄糖淀粉酶的水解方式 393

11.3.3　葡萄糖淀粉酶的工业生产 396

11.4 异淀粉酶 406

11.4.1　异淀粉酶的分类 406

11.4.2　异淀粉酶的性质 410

11.4.3　异淀粉酶的工业生产 415

11.5　淀粉酶在工业生产中的应用 420

11.5.1　淀粉酶在各种淀粉糖中的应用 420

11.5.2　淀粉酶在酿酒工业中的应用 429

第十二章　蛋白酶 433

12.1 蛋白酶及其分类 436

12.2 中性蛋白酶 438

12.2.1 中性蛋白酶的性质 438

12.2.2　枯草杆菌中性蛋白酶的生产 439

12.2.3　栖土曲霉3.942中性蛋白酶的生产 445

12.2.4　放线菌166中性蛋白酶的生产 448

12.3　碱性蛋白酶 450

12.3.1　碱性蛋白酶的性质 450

12.3.2　碱性蛋白酶的生产菌种 451

12.3.3　地衣芽孢杆菌2709碱性蛋白酶的生产 452

12.3.4　短小芽孢杆菌289碱性蛋白酶的生产 454

12.4　酸性蛋白酶 457

12.4.1　酸性蛋白酶的性质 457

12.4.2　酸性蛋白酶的生产菌种 458

12.4.3　黑曲霉3.350酸性蛋白酶的生产 458

第十三章　其它工业酶类 464

13.1　葡萄糖异构酶 464

13.1.1　葡萄糖异构酶的化学性质 465

13.1.2　葡萄糖异构酶工业发酵条件 469

13.1.3　乳酸杆菌生产异构酶 471

13.1.4 用玫瑰暗红链霉菌Kc—13—575和玫瑰红链霉菌336生产异构酶 472

13.1.5　米苏里游动放线菌生产异构酶 475

13.1.6　嗜热放线菌变株M1033生产葡萄糖异构酶 475

13.2　脂肪酶 478

13.2.1　脂肪酶的性质 479

13.2.2　脂肪酶生产菌种 482

13.2.3　假丝酵母AS2.1203脂肪酶生产工艺 484

13.2.4 极毛杆菌ATCC19154生产脂肪酶 485

13.2.5　脂肪酶的应用 485

13.3　纤维素酶 487

13.3.1　纤维素酶的特性 487

13.3.2　纤维素酶的生产菌种 489

13.3.3　纤维素酶生产的培养基 490

13.3.4　发酵工程 492

13.3.5　纤维素酶的提取和分离 496

13.4　果胶酶 498

13.4.1　果胶酶的特性 498

13.4.2　果胶酶生产菌种 500

13.4.3　果胶酶的发酵条件 502

13.4.4　果胶酶提取 506

13.5　葡萄糖氧化酶 508

13.5.1　葡萄糖氧化酶的理化性质 508

13.5.2　酶的生产菌种 510

13.5.3　葡萄糖氧化酶的生产 511

13.5.4　葡萄糖氧化酶的提取 512

附录 516

附1　几种工业用酶制剂的活性测定方法 516

附1.1　液化型淀粉酶活性测定方法 516

附1.2　糖化型淀粉酶活性测定方法 518

附1.3 导淀粉酶活性测定方法 521

附1.4　蛋白酶活性测定方法 522

附1.5　脂肪酶活性测定方法 527

附1.6　葡萄糖氧化酶活性测定方法 530

附1.7　葡萄糖异构酶活性测定方法 532

附1.8　纤维素酶活性测定方法 533

附1.9　果胶酶活性测定方法 535

附2　微生物酶的生产实验 537

附2.1　摇瓶实验 537

附2.2　发酵罐的培养与控制 539

附2.3　酶的提取 541