Abstract
高純度麥芽糖漿可藉由同時使用β-amylase和皮切酵素iso-amylase 水解澱粉來生產；其中，isoamylase為近年來開發成功的微生物酵素，其主要生產菌株為Pseudomonas amyloderamosa 。本論文首先探討以isoamylase的高產量突變株P. amyloderamosa。JD210 在酵素生產上之最適培養基組成及其醱酵動力學舉動。其次，配合β-amylase之使用，嘗試以超過濾薄膜酵素反應器（Ultrafiltration membrane enzyme reactor ），進行生產高麥芽糖糖漿的連續操作。有關各章之主要研究內容及重要結果，分述如下：第一章主旨在檢討P. amyloderamosa JD210於isoamylase生產上之營養需求。Maltose 與Soybean protein hydrolyzate （簡稱SPH ）為isoamylase生產上之最佳碳源及氮源。一般的金屬離子、磷酸鹽和界面活性劑對酵素生產無顯著的促進效果。然而，菌體生長則有proline 與isoleucine兩種胺基酸之營養需求；而且，添加０•１％prline可提高約３０％酵素產量。第二章則針對第一章所選出的培養基成份，以回應曲面法（Response surface meth-odology）在考慮因子間相互關聯效應下，進行培養基組成的濃度最適化，得到最適培養基組成為：１•１０％ maltose，０•１３％ SPH，０•１５％ proline ，０•３８％KH2PO4及０•０５％MgSO4 。當以此最適培養基進行菌體培養時，比起一般的培養基，提高約６０％的酵素產量。此外，因子效應分析之結果顯示，proline 對isoamylase生產確具顯著的促進效果。第三章主旨在於檢討P.amyloderamosa JD210 之醱酵動力學舉動，得知該菌株在isoamylase生產上之動力學型態屬於菌體增殖關聯型。Logistic模式和Luedeking-Piret模式可以很適切地描述菌體生長及酵素生產之動態變化。同時，藉由此二模式的參數值變化來探討proline 和isoleucine對isoamylase生產之影響。。第四章檢討β-amylase與isoamylase雙酵素系統於超過濾薄膜酵素反應器中生產高麥芽糖糖漿時，不同操作條件對反應器作效率之影響。此雙酵素系統之劣化舉動遵循一次動力學行為（Firstorder kinetics ），在pH4.8 ，溫度為４０℃及５０℃條件下，其劣化常數值分別0.0092h 及0.2493h 。此雙酵素系統在４０℃，pH4.8 下，對於prtato starch （DE2.6 ）水解反應之Vm及Km值分別為1.394g/l-min和16.8g/l 。而其產物maltose 和副產物maltotriose 對此雙酵素反應系統皆呈現不同程度的阻害效應。本章亦探討酵素添加量、基質濃度及反應溫度等條件對薄膜反應器操作效率之影響。在反應器操件穩定性上，肇因於酵素熱劣化、澱粉老化及由薄膜表面上的濃度極化（Concentration polarization）所造成的阻塞問題，導致薄膜反應器無法有效地維持長期操作。雖然如此，若以相同的酵素使用量為基準，薄膜反應器連續操作所得之麥芽糖累積量仍較批式反應提高數倍。