[发明专利]一种基于OUR的枯草芽孢杆菌产中温α-淀粉酶的流加发酵方法

说明书

本发明公开了一种基于OUR的枯草芽孢杆菌产中温α‑淀粉酶的流加发酵方法，在枯草芽孢杆菌批培养发酵中，在线检测尾气中的OUR的变化趋势，在OUR下降的时间点进行流加补料，使OUR呈现平稳或者缓慢下降的状态，继续发酵合成α‑淀粉酶；所述补料为葡萄糖或全培养基。本发明利用在线检测尾气中的OUR的变化趋势来流加补料，调控发酵参数，促进枯草芽孢杆菌产中温α‑淀粉酶，大大提高了α‑淀粉酶的酶活产量。

技术领域

本发明涉及微生物发酵技术领域，尤其涉及一种基于OUR的枯草芽孢杆 菌产中温α-淀粉酶的流加发酵方法。

背景技术

随着酿造和发酵工业的发展，α-淀粉酶广泛应用于酱油、酱类、食醋、酒 类、味精及糖色等工业生产，代替传统的制曲技术。应用酶制剂与传统制曲相 比，既省工省厂房、设备，又能提高出品率，降低成本，增加效益。枯草芽孢 杆BF7658α-淀粉酶是我国产量最大、用途最广的一种高效液化型淀粉酶，是 由耐热性能高的枯草芽孢杆菌诱变后逐级扩大培养，再经提纯而获得的一种浅 灰褐色粉末状有臭味的酶制剂，主要作用是能将原料中的淀粉质液化为糊精。 1965年，我国开始应用枯草芽孢杆菌BF7658生产α-淀粉酶，发酵单位为200U/mL左右。何纪春等以BF7658变异株209经UV和NTG复合诱变，得 到诱变株8a5，产酶活力比出发株提高了17～35％，而且具有比原株生长快、 产酶早的优点。2t发酵罐中试和16t发酵罐规模化生产中，α-淀粉酶活力分别 达到529U/mL和505U/mL，经济效益显著。中温α-淀粉酶是指一类最适反应 温度在50～70℃的α-淀粉酶，已经广泛应用于淀粉糖、焙烤工业、啤酒酿造、 酒精工业等行业，也用于饲料、纺织、造纸、医药等各个领域。目前，国内对中温α-淀粉酶的研究不多，大多数科研院所已转向耐高温α-淀粉酶、酸性α- 淀粉酶、碱性α-淀粉酶等领域。

产中温α-淀粉酶的菌株来源较为广泛，主要为细菌与真菌，如Aspergilluskawachii，Aspergillus niger，Bacillus acidocaldarius，Bacillusamyloliquefaciens， Bacillus substilis，Bacillus brevis等，芽孢杆菌属类细菌是微生物源中温α-淀 粉酶的主要来源。淀粉酶一般为诱导酶类，在淀粉或其水解产物存在时可诱导 α-淀粉酶大量的分泌。国内外对淀粉酶类发酵条件优化的研究由来已久，Syu 等研究了发酵培养基中不同碳源来对中温α-淀粉酶的产酶影响，研究表明以葡 萄糖为碳源时其可加速微生物生长，而以淀粉为碳源则可使产酶量显著提高。 Gangadharan D，Sharma A等通过响应面优化芽孢杆菌产α-淀粉酶的发酵条件， 有效提高了产酶量。

发酵中尾气组分浓度变化反映了整个发酵过程物质的变化情况。特别是尾 气中CO₂和O₂的变化，包含了非常有价值的过程反应信息。CO₂是细胞呼吸 和分解代谢的终产物，还是某些合成代谢的基质。几乎所有发酵均产生大量 CO₂。CO₂的产生是一种重要的生长指标，特别适用于早期生长阶段。在对数 生长期CO₂的释放在一定条件下与细胞量成正比。监测CO₂的生成是跟踪生长 活动的有效方法。氧是构成细胞本身及代谢产物的组分之一。对于好氧发酵， 无论是基质的氧化、菌体的生长或是产物的代谢均需要大量的氧。