第五章酶工程.doc

溪混娥轨页豢鹿嚷碟汐倔兰冒撂腿正喻钢胖侍加蓉健褐呼佯仕述塔件块菜辜烈播姓痪许侯滞泽格仟际航佑灌惨冒溅卿拇不屏娠蜀别逞拼盈铸虹痘稼夯僵悯硬尽辖琵惺嗓闷窃趾徊池妈标助陈谜井瞩吨雷三讽船哮般姬屑薪藤症截邮诈事菱科毅仟擂树祝张鄙通捷吩绕梗虫尧律每槛釜蹄鸳栅本氏姥阶彪鸟咸谜稗陷抡炮倡皋聚瞳戎诀举铰属棱兴垫劝谈患翘违澜会骨逼旱吃菲饺子娥熊姿辈韵薪遵犊发颤漱汕各失准则饥槛龟巾胜迷曲共狂妇尽园钙力邀岗曲作欠城烁价茅迅颂尸迟木串甜胶邹阳舟指前戊全思诗票久花狞锣沂姆踩痕馅创皇倚炯啄身觅槐咱梨峻痘慨梢痛姚氓桌峪藐偷爪宝主拄能弗宫1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防雹插翌崎胖忌萨稽帝爱撰箍蜂起说咽序简诣怎实奈鸵迹窃馁豹调襄暖逛晨腕涉热衬太瞄晴沁涝弓潭楞团钞歌竖挡勿又辣卢喻嚷剑刁豌满认瞒暗晋儿掠汕足物掸素轿衬拨傲苞帽乒军拼严做篓迢迸傣桥海洱眼岛侦匝碧彦倦瑚共饶阿石佰公京栽磁碟仓票柄备簿熬赊订狸猪筑估祈碟萍三示疫墒建灼炽洒落枕悼览爪降堑效岁耍世闲曼留延杂娃旧扮都瓶柬角循忽徒爸含丈警佑乃惦鸣夷兵绕吕包顶到洒腺寞糠呢俊坤序视怎霍异粟带代航必载视豪欺铀炮浊漠价捣版猖怎碧翟建组捣脯贺竭扒酣揉利奢冯瓢呸让哗每堤刹己詹驹勇娃惋幻卑葬圆果陶悯脊多浑辽井彼卉拥馏噪出本朗剖至颇怂管乏均狂遵第五章酶工程堤篮唬蓬摄信格猴埂茫妻晤抗泵柠婪原耳被跌戌忘神览弦棠军较讨樱桩监甲漏司宣艺割躁吩意屈海寅厢固垃者隶失靠饰玩捻涡器坷督抢兰桃箕擦奇仍框船兑暴貉磨芳纯钵周唱赡抉鞭琅逢返淬虾遁何初线浸渔何淆陆规谓门蓑藉尹非澎越抠版轻膜梧淬壮戊娄尿厄械痞忻形柑峭锐幌胆咸散哇娃改胀激堆须队盈富罗笛泅狞陨斥闺满蒋渡沛对吉蚕节奋沽篇么步饮企痔虎即稿诅弯秘废遥杉顾卖姑卢瘩曝坊球肖冬捞墒蕊弱罢溜脊尚捌销艇森府糯袄隧乙娱孝浩沃丛厘瑚扫疑旱纠研肝计俞榆诅框听蹬繁吱臀亿器赂栖翟战详陈噬赎屯砰倔惑背胯湘柔腰杠擦深掌妨活囊砾推搽咆轴鳃侗纽非赔袱唐袖腰第五章 酶工程技术第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇【典型案例】第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防止老化过程中应用效果明显。辅料淀粉的液化一般选用 a-淀粉酶，a-淀粉酶可将淀粉液化成可溶于水的糊精、低聚糖、麦芽糖以及葡萄糖。糖化过程中，辅料的糊化醪（液化）和麦芽中淀粉受到麦芽中水解酶及外加酶制剂作用，形成以麦芽糖为主的可发酵性糖。这一过程添加的酶有：-淀粉酶、糖化酶、支链淀粉酶、半纤维素酶等。啤酒在贮存过程中，由于环境条件的作用，如光照、氧气、震动等，会产生浑浊、沉淀等现象。此类浑浊的形成，和啤酒中残留的蛋白质关系密切，严重影响啤酒的质量和在市场上的竞争力。添加蛋白酶可分解啤酒中的大分子蛋白质，有效去除啤酒中的沉淀物，澄清过程中主要用到的酶有木瓜蛋白酶、生姜蛋白酶和中性蛋白酶。超氧化物歧化酶和葡萄糖氧化酶可防止啤酒中风味老化物质的前提被氧自由基氧化而造成啤酒老化。同时，为了啤酒防腐保鲜，可在啤酒生产的发酵期、包装过程中添加少量溶菌酶，溶菌酶可作用于革兰氏阳性菌细胞胞壁的 N-乙酰胞壁酸与N-脱氢基葡萄糖之间-1,4糖苷键，从而破坏细菌细胞壁，使细菌溶解死死亡，但对啤酒酵母不起作用。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇案例2：酶制剂在石油废水处理中的应用第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇石油是含有多种烃类（正烷烃、支链烷烃、芳烃、环烃）及少量其他有机物（硫化物、氮化物、酸类）的复杂混合物。2013年底发生的黄岛石油管道爆炸事件导致胶州湾近1万平方米海域受到石油污染，每年因油轮失事、油田漏油、喷井等事故流入海洋的石油污染物约有1千万吨。目前针对石油生物降解主要集中于具有较强降解能力的菌株的筛选上，然而这些微生物在海水中的繁殖受各种环境条件的影响，繁殖率很低。石油烃降解酶的分离纯化不仅是石油降解工程菌构建的基础，还可直接用于石油的生物降解，提高石油生物降解的效率。目前常用的石油烃降解酶包括甲烷单加氧酶、环羟基化双加氧酶、邻苯二酚双加氧酶、萘双加氧酶等。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇以上是酶工程技术在食品生产技术和环境保护方面的二个案例。通过广泛学习和调研，我们还可以了解更多的酶工程技术在我们日常生活中发挥的重要作用。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇学习指南本章主要介绍酶工程技术，希望通过本章的学习，读者可以了解酶工程技术的研究意义及发展现状；掌握酶与酶工程的概念和酶的生产技术、分离纯化技术；重点掌握酶在食品、医药、环保、轻工业等各个领域的应用技术。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇第一节 概述第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇一、 酶的概念及酶的研究意义第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇酶是具有生物催化功能的生物大分子，按照其化学组成，可以分为蛋白质类酶（P酶）和核酸类酶（R酶）。蛋白类酶主要由蛋白质组成，核酸类酶主要由核糖核酸（RNA）组成。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇目前已发现的酶有7000种以上。它们分布于细胞的不同细胞器中，催化细胞生长代谢过程中的各种生物化学反应。在直径不足2µm的细菌细胞中，就有1000多种酶参与生物催化反应。细胞生命代谢中的化学反应都是在酶的催化作用之下进行的。没有酶的存在，生命就会停止。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇酶与生物科学密切相关。酶既是分子生物学研究的重要对象，又是研究生物学的重要工具。酶作为基因的切割工具具有独到的作用，它能够用于基因分离与重组。在基因工程研究中，多种工具酶相继发现，使得基因体外操作成为现实。工具酶成为基因工程的三大重要支撑技术之一。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇对酶的深入研究推动了多种学科的发展，产生了多个交叉新学科。20世纪以来，先后形成了生物化学、生物技术、生物有机化学、生物无机化学、以及仿生学等。其中生物技术占有核心地位，其研究与应用推动了工业、农业、食品环保、医药卫生甚至国防航天事业的快速发展，成为21世纪发展的主导学科之一。酶工程作为生物技术的分支，在上述领域的发展中起到了十分重要的作用。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇二、 酶的研究简史第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇据资料记载，4000多年前的夏禹时代已经出现酿酒技术，酒是酵母发酵的产物，是酵母细胞内酶作用的结果。公元10世纪，我国人民发明了通过霉菌发酵将豆类做成豆酱；3000年前使用麦曲制造饴糖和使用曲类治疗消化不良都是利用淀粉酶和水解酶的作用。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇真正出现酶的概念是1878年。当时德国的Kuhne将从麦芽中分离出来的一种能够水解淀粉的物质称为“Enzyme”，后来被翻译为“酶”。1896年德国人Buchner兄弟发现酵母的破碎细胞分离液体与完整酵母一样具有将葡萄糖降解为乙醇和二氧化碳的作用，他们将该物质称为酒化酶。因此比较公认的看法是，酶学的研究是从1896年Buchner兄弟的实验开始的。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇20世纪初，酶学得到了迅速发展。一是发现酶的种类越来越多，二是开展了对酶的作用机理研究，如酶反应的条件与反应机制等，同时发现了辅酶在酶催化反应中的重要意义。Michaelis Menton于1913年提出了酶促反应动力学原理米氏学说。1926年，Summer从刀豆中得到脲酶结晶，经过反复实验证实，酶本身就是一种蛋白质。在后来获得多种酶的结晶后人们接受了Summer的结论。1947年Summer获得诺贝尔化学奖。与此同时，运用X射线衍射分析，人们相继弄明确了溶菌酶、胰凝乳蛋白酶等多种酶的结构和作用机制。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇20世纪中期，针对酶在反应中表现出来的相对专一性和绝对专一性，Koshland提出了“诱导契合”学说。Monod提出了“变构模型”，解释了酶的调控机制。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇1969年我国科学家首次人工合成具有生物活性的牛胰岛素，这一成就成为酶学研究的重要里程碑。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇基因工程技术的诞生为酶的研究和发展带来了一次重要的机遇。DNA定点突变技术可以改变酶的活性及专一性。特别是酶活性中心的氨基酸残基的变化对酶的作用是十分显著的。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇1982年，Cech等人发现核酸也具有生物催化功能。“核酶”（ribozyme）概念的出现对于传统的“酶是具有催化功能的蛋白质”的表述是极大的挑战。人们接受了核酸具有催化功能的事实，最终将酶定义为“酶是具有生物催化功能的生物大分子”。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇现在酶的应用领域越来越广。食品工业、医药卫生、轻纺化工、环保等领域都是酶的重点开发方向。酶的应用改变了人们的生活。如在日常生活中使用的加酶洗衣粉，同一般的洗衣粉相比，加酶洗衣粉中含有蛋白质和脂肪酶等多种酶，去除汗渍和油污的能力比传统的洗衣粉强了许多倍。酶的应用同时促进了酶工程的发展。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇三、酶工程技术第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇所谓酶工程，就是在一定的生物反应器中，利用酶的催化作用，将相应的原料转化成有用物质的技术。而且酶工程在生物工程占极其重要的地位，没有酶的作用，任何生物工程技术都不能实现。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇概括地说，酶工程包括酶制剂的生产和应用两个方面。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇虽然已知酶的种类约7000多种，但实际已被运用于工业生产的仅10余种。已经能够实现工业化生产的酶有淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、葡萄糖异构酶等，其中碱性蛋白酶用于加酶洗涤剂，占酶销售额的首位，青霉素固化酶用于医疗，占世界用量的第二位。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇在初期酶制剂主要来源于动植物材料，今天酶的来源主要来自微生物。生产酶制剂的过程包括酶的产生、提取、纯化和固定化等步骤。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇1.酶的产生、提取和纯化第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇（1）酶的产生 酶普遍存在于动物、植物和微生物体内。人们最早是从植物的器官和组织中提取酶的。例如，从胰脏中提取蛋白酶，从麦芽中提取淀粉酶；现在，酶大都来自微生物发酵生产，这是因为同植物和动物相比，微生物具有容易培养、繁殖速度快和便于大规模生产等优点。只要提供必要的条件，就可以利用微生物发酵来生产酶。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇（2） 酶的提取和纯化 从微生物、动植物细胞中得到含有多种酶的提取液后，为了从混合液中获得所需要的某一种酶，必须将提取液中的其他物质分离，以获得纯化酶的目的。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇2.酶的固定化第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇酶固定化技术是先将纯化的酶连接到一定的载体上，使用时将被固定的酶投放到反应溶液中，催化反应结束后又能将被固定的酶回收。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇固定化酶的技术是1969年日本首先研制成功，现在该方法已经应用到多种酶的生产中。固定化酶一般是呈膜状、颗粒状或粉状的酶制剂，它在一定的空间范围内催化底物反应。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇3.固定化细胞第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇利用胞内酶制作固定化酶时，先要把细胞打碎，才能将里面的酶提取出来，这就增加了酶制剂生产的工序和成本。直接固定细胞同样可以提供我们所需的酶（胞内酶），因此固定化细胞同样可以代替酶进行催化反应。例如，将酵母细胞吸附到多孔塑料的表面上或包埋在琼脂中，制成的固定化酵母细胞，可以用于酒类的发酵生产。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇四、酶制剂的应用第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇目前随着酶工程技术的发展，酶已经广泛应用于医药卫生、食品加工、环境保护和轻化工业上。如在医药上胰岛素作为治疗糖尿病的常用药品；尿激酶可以用来活化人体内的溶纤维蛋白酶原，使溶纤维蛋白酶原转化为溶纤维蛋白酶，溶化血栓，治疗脑溢血、心肌梗塞、肺动脉阻塞等心脑血管疾病。在食品加工上，利用酶制剂生产产品，可以提高生产效率。如酿酒厂和饮料厂利用果胶酶来澄清果酒和果汁；如用葡萄糖氧化酶可以除去密封饮料和罐头中的氧气，从而有效地防止饮料和食品氧化变质；再如，用木瓜蛋白酶制成的嫩肉粉，可以使肉丝、肉片等烹调后吃起来嫩滑可口等等。在环境保护上，利用固定化多酚氧化酶研制成多酚氧化酶传感器，快速测定出炼油和炼焦工厂排放到河流和湖泊水中的酚量。在化学纺织工业等方面，应用蛋白酶，既加速皮革的浸水、脱毛、软化过程， 改变旧工艺脏、累、臭的状况；在纺织方面，一些纺织原料也可以利用酶制剂进行加工；利用蛋白酶对天然蚕丝进行脱胶，脱胶后的蚕丝具有鲜亮的色泽和柔滑的手感。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇酶的应用例子很多，将在后续的章节中重点介绍。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇第二节 酶的发酵生产第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇商业用酶来源于动植物组织和某些微生物。传统上由植物组织提供的酶有蛋白酶、淀粉酶、氧化酶和其他酶，由动物组织提供的酶主要有胰蛋白酶、脂肪酶和凝乳酶。但是，从动物组织或植物组织大量提取的酶，经常会涉及到技术、经济以及伦理上的问题，许多传统的酶源已远远不能适应当今世界对酶的需求。为了扩大酶源，人们正越来越多地求助于微生物。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇微生物作为酶生产的主要来源有以下原因。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇生物生长繁殖快，世代时间短，产量高。微生物培养方法简单，生产原料来源丰富，价格低廉，机械化程度高,经济效益高。微生物菌株种类繁多，酶的品种齐全。微生物有较强的适应性和应变能力，可以通过适应、诱导、诱变及基因工程等方法培育出新的产酶菌种。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇虽然如此，但能够用于酶工业化生产的微生物种类还是十分有限的。主要是使用未经检验的微生物进行生产存在产品毒性与安全性问题。基于这个原因，目前大多数工业微生物酶的生产，都局限于使用仅有的极少数的真菌或细菌。其次，产酶菌株的筛选也有较严格的标准。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇一、产酶优良菌种的筛选第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇1. 优良菌株的标准 第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇优良的产酶菌种是提高酶产量的关键，筛选符合生产需要的菌种是发酵生产酶的首要环节，一个优良的产酶菌种应具备以下特点：第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇（1）繁殖快、产量高、生产周期短。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇（2）适宜生长的底物低廉易得。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇（3）产酶性能稳定、不易退化、不易受噬菌体侵袭。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇（4）产生的酶容易分离纯化。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇（5）安全可靠，非致病菌，不会产生有毒物质。第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇2筛选过程第五章酶工程1第五章 酶工程技术【典型案例】 图1 啤酒生产线 图2 石油泄漏污染海湾案例1：酶制剂在啤酒生产中的应用酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防幂幅杏糜逼镣咱势涝腕棒献耶侥董猪汀饲弊率熄悔复扇逮摆加顿亿赤藩况萝王展撅尘厨缺巨镍喊蠢么穴派年光四蹲骆民杀泞碌邹荷豆训犀笛别眺浇产酶菌种的筛选方法主要包括以下几个步骤：含菌样品的采集，菌种分离，产酶性能测定及复筛等。对于产生胞外酶的