年产1000吨β -淀粉酶（发酵法）生产车间设计开题报告

1. 研究目的与意义

β-淀粉酶（β-amylase，ec3.2.1.2）是一种外切淀粉酶，作用于淀粉时，从α-1,4-糖苷键的非还原性末端顺次切下一个麦芽糖单位。β-淀粉酶不仅在麦芽糖、啤酒、面包等食品工业中已经得到广泛应用，而且还应用于医药行业中。目前市场上主要以大豆、麦子、甘薯等粮食为提取原料提取植物β-淀粉酶为主，但存在着需要消耗大量粮食、批次稳定性差、产品中容易混合有其它淀粉酶等缺点。而微生物产生的β-淀粉酶有更高的热稳定性，且微生物β-淀粉酶生产上有一定的优势，不受季节原料等影响，可实现自动化控制，使生产出的β-淀粉酶性能稳定、均一，然而这点以植物为原料的β-淀粉酶生产上很难达到，因此通过微生物发酵得到β-淀粉酶更有利于大规模的工业化生产。

本研究拟从土壤悬液中通过富集培养、分离纯化、测酶活等方法获得酶活力最高的菌株，然后对其进行酶学性质分析，得到其最适生长温度、最适ph；并再在此基础上，通过摇瓶培养优化、发酵条件、发酵工艺的优化，再建立发酵罐培养。

本项目的开展，有望通过微生物的发酵获得高效、稳定的β-淀粉酶及制备其发酵工艺。

2. 国内外研究现状分析

国外对通过微生物产β-淀粉酶的相关研究开展较早，研究范围也较为广泛。微生物产生的β-淀粉酶有更高的热稳定性，且微生物β-淀粉酶生产上有一定的优势，不受季节原料等影响，可实现自动化控制，使生产出的β-淀粉酶性能稳定、均一。

higashihara等首次在巨大芽孢杆菌中发现了β-淀粉酶，之后研究人员又陆续发现了几种产孢子的革兰氏阳性菌也能够产生β-淀粉酶，如蜡状芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、高温放线菌、热流梭菌。虽然已经发现了有些微生物能够产生β-淀粉酶，但这些细菌关于β-淀粉酶的基因数据并没有研究透彻。

国内外研究人员一直致力于筛选产β-淀粉酶的微生物。近年来，一些新的产β-淀粉酶的菌株被分离出来，包括：嗜盐芽孢杆菌、嗜盐盐渍微菌等。这些新产酶菌株为新型β-淀粉酶的开发提供了更加丰富的微生物种质和基因资源。

3. 研究的基本内容与计划

课题的进行主要分为三个方面，即菌株的分离纯化培养、菌株酶学性质分析、菌株制备条件的优化。

（1）从土壤悬液中通过富集培养、分离纯化、测酶活获得酶活力最高的菌株作为出发菌株。

（2）对菌株进行酶学分析，得到其最适生长温度、最适ph。

4. 研究创新点

本研究从土壤中富集培养、分离纯化、测酶活获得酶活力最高的菌株，然后对其进行酶学性质分析，得到其最适生长温度、最适PH；并再在此基础上，通过摇瓶培养优化、发酵条件、发酵工艺的优化，确定最佳发酵工艺参数。在此基础上，再发酵生产，为该酶的生产奠基基础。