影響菌株產生纖維素酶的培養條件-纖維素酶產生菌培養條件的優化

影響菌株產生纖維素酶的培養條件

微生物的生長和代謝產物的積累既受到菌種本身的影響，也受到營養和環境條件的影響，其生物合成途徑、產物種類及其性質、產量及產率與碳源、氮源、無機鹽、pH、溫度、接種量和通氣狀況等多種因素有密切關系。

1.碳源對菌林產酶的影響

纖維素酶是誘導酶，在微牛物發酵過程中，作為碳源的纖維素同時也是誘導物的主要來源。不同的纖維素被微生物利用的難易程度不同，對纖維素酶的誘導作用也不同，因為起誘導作用的不是纖維素本身，而是纖維素的分解產物。現在認為纖維素酶的誘導機理是：胞外的纖維素被微量的組成型纖維素酶分解成纖維寡糖，纖維賽糖進入細胞，并作為繼續合成大量誘導型纖維素酶的誘導物，促進纖維素酶的合成。

碳源的分解產物有的作為誘導物，也有的作為阻遏物。分解產物濃度的不同，可能起的作用也不同。例如，纖維二糖在低濃度時是纖維素酶的誘導物，而在高濃度就成了產酵抑制劑。因此，不同的纖維素質碳源對微生物產酶影響很大。

對于纖維素酶產生菌的碳源主要有CMC-Na、鋸渣、稻草粉、黃豆粉、麩皮和纖維素粉，當然也包括葡萄糖、淀粉等普通碳源。不同來源的菌株適的碳源不同，有的以單碳源為佳，有的以兩種碳源的組合為好，組合碳源多以麩皮和另外種碳源組合為多，比如CMC-Na和獲皮、稻草和麩皮，因為麩皮不僅僅是碳源，還含有較豐富的營養因子，能促進繳生物的生長。

另外還需要注意，碳源的濃度合適與否也會影響纖維素酶的產生，如果是組合碳源也要注意兩種碳源之間的比例。有研究表明，組合碳源中麩皮含量的變化相比于稻草粉會改變培養基的蓬松程度，使通氣量提高或降低，影響纖維素酶的產生。

2.氮源對菌林產酵的影響

在無氮基礎培養基中添加相同濃度的不同氮源（蛋白胨、酵母提取物、牛肉膏、硫酸銨、NH.Cl、磷酸二氫銨、尿素、黃豆粉等），以定的接種量接種培養3~5d，分別測定其EG、FPase、CBH酶活力，考察氮源對產酶的影響。

據相關研究結果，不同氮源對產酶有較大影響，且單替代氮源不如復合氮源效果好，對于單氮源，無機氮要優于有機氮，銨態氮優于硝態氮，其中硫酸銨效果好，因為硫酸皺在纖維素酶產生菌的前期代謝中具有很好的利用率和適應性，因此硫酸銨多用作大規模纖維素酶發酵生產的優良氮源。對于復合氮源，鑒于硫酸較的優良效果，多采用硫酸銨和其他氮源，如蛋白胨、尿素等的組合。

還需要說明的是，不同的氮源對EG、FPase、CBH酶三種酶活力的影響不盡相同，因此對于不同來源的纖維素酶產生菌，其氮源的確定要綜合各種因素。

3.微量元素對菌株產騰的影響

在酶制劑的生產過程中，不但目的酶的活性的展示需要微量元素的存在，而且催化目的酶產生的酶的作用也需要有微量元素的存在（作為輔酶因子），而不同酶需求的微量元素不同，因此在培養基中可以選擇性地加入些微量元素，對產酵會有定的促進作用。

對于纖維素酶的產生，Mn+和Mg't的作用多為促進，而Cut和Fe+對產酶有明顯的抑創作用。

4.培養溫度對賄株產醉的影響

溫度是影響細胞生長和發酵產酶的重要因素之。隨著溫度的提高，反應速度加快，即酶活力提。但溫度升至太高會使酶變性增加，活性酶的量降低，因此，細胞生長和發醉產酶均存在著個佳溫度.對于產纖維素醇的細落，其培養溫度多在37℃左右，而對于真茵多為25~30℃。另外，有部分產纖維素酶菌其細胞生長溫度與產酶溫度不同，因此在實際的發酵過程中需要在不同階段采用不同的溫度。

5.培養基初始pH對菌株產酶的影響

對于液態發酵，初始pH過低，纖維素質原料不能充分糖化，致使底物缺乏，產酶能力降低。當pH過高時，易使菌體過早老化、自溶，產醇周期縮短，且酶較易失活。對于產纖維素酶的細菌，其培養基初始pH為7~8，而對于真菌多為4.5~5.5，

6.其他因素對菌株產酶的影響

除了上述的因素之外，發酵時間、裝液量、接種量對菌株產酶也有定的影響。而對于固態發酵來講，除了要控制好上述條件，還要注意料水比，即固液比，還有通氣等因素的影響。對于不同的纖維素酶產生菌，這些因素的變化范圍較大，所用標準也不統，因此需要根據實際情況進行優化確定。