關(guān)注三大因素 提升食品用微生物發(fā)酵生產(chǎn)脂肪酶的效果

目前，包括乳制品增香領(lǐng)域、食用油加工以及其他食品加工等方面均大量涉及脂肪酶的應(yīng)用。為進(jìn)一步提升脂肪酶的利用率，滿足市場使用需要，有必要對食品用微生物發(fā)酵生產(chǎn)脂肪酶進(jìn)行探討。

一、脂肪酶的來源

1.微生物固態(tài)發(fā)酵。霉菌是固態(tài)發(fā)酵脂肪酶最為常用的菌種之一，包括曲酶、根毛霉等。此類可以得到脂肪酶的霉菌，絕大多數(shù)源自牛奶加工行業(yè)、植物油加工行業(yè)等。有關(guān)學(xué)者基于青霉固態(tài)發(fā)酵機制，設(shè)計了最為理想的實驗條件，并實現(xiàn)了40U/gds的酶活性，其菌種主要源自食用油行業(yè)。

2.微生物液體發(fā)酵。酵母以及細(xì)菌等主要是基于液態(tài)生成發(fā)酵技術(shù)，一部分霉菌也支持液態(tài)的發(fā)酵技術(shù)。常見的液態(tài)發(fā)酵的酵母包括皺褶假絲酵母、南極假絲酵母、畸形假絲酵母以及星狀毛狍子菌等，其中應(yīng)用最為普遍的是地絲菌屬以及假絲酵母屬等。常見的液態(tài)形式發(fā)酵的細(xì)菌則包含相關(guān)桿屬菌，常見的有枯草芽孢桿菌、嗜堿芽孢桿菌以及凝結(jié)芽孢桿菌等，假單胞細(xì)菌以及溶酪葡萄球菌也多出現(xiàn)在脂肪酶生產(chǎn)應(yīng)用方面。在相當(dāng)一部分情況下，因為細(xì)菌對于水活度有著一定的要求，故而培養(yǎng)主要以SMF形式進(jìn)行，對于SSF的使用則并不多。不過，也有相關(guān)細(xì)菌能夠開展固體發(fā)酵，酶的活性也并不低，如Mahanta及其團(tuán)隊利用SSF培養(yǎng)方式對綠膿假單胞菌進(jìn)行探究，其最大活性可以達(dá)到1084U/mL。

二、影響固態(tài)發(fā)酵的要素

1.基質(zhì)。培養(yǎng)基是固體發(fā)酵期間最為主要的能源來源基礎(chǔ)，科學(xué)、合理的培養(yǎng)基對于固態(tài)發(fā)酵作用尤為關(guān)鍵。微生物在基質(zhì)環(huán)境下的生長以及代謝等各種活動，勢必會由于基質(zhì)物化環(huán)境等的不同而影響其活性。往往基質(zhì)顆粒越小，越能夠支持更大面積的微生物生長，可以大大提升固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)速度。大顆粒因為較大間隙情況，可以大大提高傳質(zhì)以及傳熱情況，也能提供更有力的呼吸與通氣效果，但由于表面積不大，不利于菌體等的活動以及脂肪酶的產(chǎn)生。

2.溫度。絕大多數(shù)真菌的固態(tài)發(fā)酵溫度主要集中于27bc-29bc范圍內(nèi)，實際溫度對于菌體各項生命活動開展、脂肪酶分泌等均有一定的影響，是脂肪酶固態(tài)發(fā)酵期間的關(guān)鍵物理參量。散熱問題是固態(tài)發(fā)酵考量的關(guān)鍵內(nèi)容，在針對相關(guān)反應(yīng)設(shè)備的研究過程中，應(yīng)當(dāng)盡可能地規(guī)避溫度對于整個發(fā)酵過程的影響。

3.空氣。在固體發(fā)酵期間，因為單位空間中的基質(zhì)濃度以及菌體的濃度往往遠(yuǎn)大于液體深層發(fā)酵有關(guān)數(shù)據(jù)，熱量情況也遠(yuǎn)大于液體發(fā)酵形式。此外，固態(tài)的發(fā)酵形式水分含量更小，熱容量也更小，不易傳熱。因此，固體發(fā)酵的溫度控制相較于液態(tài)形式更為艱難，在厚層大體量培養(yǎng)期間尤為明顯。常見的固體散熱形式主要是空氣流通控制，通常低溫以及較高的空氣流動可以大大提增脂肪酶產(chǎn)量。在發(fā)酵溫度較高的情況下，立即增加通風(fēng)效果；在溫度較低的情況下，則進(jìn)一步降低空氣流動，或者暫停通風(fēng)。

作者簡介：楊揚（1994.05.1-），女，新疆伊寧，碩士，安琪酵母（伊犁）有限公司，職務(wù)：研發(fā)專員，職稱：中級，研究方向：微生物發(fā)酵。