《酶的工业提取》PPT课件
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第四章酶工程酶的提取与分离纯化ppt课件
在生物大分子制备中最常用的几种沉淀方法： ⑴中性盐沉淀（盐析法） ⑵有机溶剂沉淀 ⑶选择性沉淀（热变性和酸碱变性） ⑷等电点沉淀 ⑸有机聚合物沉淀
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
脂类
蛋白质(6% ~ 8%) 蛋白质
脂类(8.5% ~ 13.5%)
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
细菌细胞壁的结构
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
蛋白质溶解度与盐浓度之间的关系：
loSg loS0 g K sI
I：离子强度，I = 1/2∑MZ2；M：离子浓度（mol/L）； Z：离子价数
S：离子强度为I时的蛋白质的溶解度（g/L） S0：离子强度为0时蛋白质的溶解度（g/L） Ks：盐析常数，是与蛋白质和盐种类有关的特性常数。
b. 添加固体硫酸铵
适用于：蛋白质溶液原来体积已经很大，而要 达到的盐浓度又很高时。
实际使用时，可直接查表 （各种饱和度下 需加固体硫酸铵的量）。
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
3. 化学法 应用各种化学试剂与细胞膜作用，
使细胞膜结构改变或破坏。
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
脂类
蛋白质(6% ~ 8%) 蛋白质
脂类(8.5% ~ 13.5%)
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
细菌细胞壁的结构
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
蛋白质溶解度与盐浓度之间的关系：
loSg loS0 g K sI
I：离子强度，I = 1/2∑MZ2；M：离子浓度（mol/L）； Z：离子价数
S：离子强度为I时的蛋白质的溶解度（g/L） S0：离子强度为0时蛋白质的溶解度（g/L） Ks：盐析常数，是与蛋白质和盐种类有关的特性常数。
b. 添加固体硫酸铵
适用于：蛋白质溶液原来体积已经很大，而要 达到的盐浓度又很高时。
实际使用时，可直接查表 （各种饱和度下 需加固体硫酸铵的量）。
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
3. 化学法 应用各种化学试剂与细胞膜作用，
使细胞膜结构改变或破坏。
酶在工业中的应用(大全)PPT课件
β-淀粉 酶
纤维素 酶
β-葡聚 糖酶
PH：5.0-
5.5 温度： 60-65℃
从淀粉分子的非还 原性末端进行分解
直链 淀粉
支链 淀粉
PH：5.7-
7.0 温度： 45-50℃
从纤维素内部及非 还原性末端进行分 解
纤维 素
PH：4.5-
5.5 温度： 40-65℃
作用于β-葡聚糖的 β-1.4糖苷键
.
▪ 应用酶水解技术处理生物质所制造的燃料
.
22
▪ 在黑莓酒酿造过程中，将黑莓破碎后利用
▪ 半纤维素酶、纤维素酶和果胶酶等进行生
▪ 物酶解，经过灭酶、澄清处理后，再用脱
▪
臭酒精浸制或酵母菌发酵，然后通
▪
过酯化、冷处理、过滤、调配等
▪
一系列工艺，所酿造出的各种黑
▪
莓果酒均具有果香浓郁、清澈明
▪
亮、营养丰富、口味纯正等特点。
▪
加入纤维素酶还可以显著提高出汁
β-葡 聚糖
麦芽糖 含β-1.6葡萄糖苷键的β-界 限糊精、麦芽糖
小分子纤维聚糖、纤维二 糖、葡萄糖
β-葡聚糖片断、小分子β葡聚糖、葡萄糖
29
中性蛋白酶 戊聚糖酶 糖化酶 异淀粉酶 普鲁兰酶
PH：6.5-7.0 温度：45-50℃
作用于蛋白质 分子内的酰胺 键
蛋白质
PH：4.5-5.2 温度：40-65℃
在香菇醋的酿造过程中，加入纤维素酶 后也得到了类似的效果。
.
28
名称
耐高温 α-淀粉 酶
最适作用 条件
PH：5.77.0 温度： 90-95℃
作用方式
作用于淀粉分子内 部的α-1.4葡萄糖 苷键
第十章酶的工业化应用ppt课件
2. 酶与抗体的区别在哪里？ 3. 举例阐述酶在工业中的应用。 4. 当前酶工程研究的热点有哪些？你认为可在哪
些方面提升酶的应用空间？为什么？
第五节结束
点击返回
第六节 酶制剂在洗涤工业中的应用技术
一、洗涤剂的发展 二、市场和品种
诺维信洗涤剂用酶制剂产品目录
英文名称
中文名称
应用说明
Savinase® 4.0 T Savinase® 6.0 T Savinase® 8.0 T
赛威® 蛋白酶4.0T 赛威® 蛋白酶酶在纸浆漂白中的应用
木聚糖酶、漆酶等
处理造纸废水中有机氯化物的酶类
辣根过氧化物酶、酪氨酸酶、漆酶等
酶在改善纤维性质方面的作用
木聚糖酶、半纤维素酶、纤维素酶
酶法脱墨
碱性纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶和漆酶等
第七节结束
点击返回
思考题
1. 核酶、DNA核酶、抗体酶、同工酶、甲烷加氧 酶的概念
碱性蛋白酶，活力4.0KNPU 用于各类 粉状洗涤剂
碱性蛋白酶，活力6.0KNPU 用于各类 粉状洗涤剂
碱性蛋白酶，活力8.0KNPU 用于各类 粉状洗涤剂
Savinase® 16L, Type EX
赛威® 液体蛋白酶16L EX型 液体蛋白酶，适用于衣领净
Savinase® Ultra 16XL
赛威® 液体蛋白酶16XL 超强 稳定型
超强稳定型蛋白酶，适用于重垢液洗
Lipolase® 100L, Type EX 丽波®脂肪酶100L EX型
液体脂肪酶，适用于衣领净、重垢液 洗
Lipex ®50T
丽派®脂肪酶50T
脂肪酶，用于各类粉状洗涤剂
T-Blend Savinase/Lipolase 4.8/20T
些方面提升酶的应用空间？为什么？
第五节结束
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第六节 酶制剂在洗涤工业中的应用技术
一、洗涤剂的发展 二、市场和品种
诺维信洗涤剂用酶制剂产品目录
英文名称
中文名称
应用说明
Savinase® 4.0 T Savinase® 6.0 T Savinase® 8.0 T
赛威® 蛋白酶4.0T 赛威® 蛋白酶酶在纸浆漂白中的应用
木聚糖酶、漆酶等
处理造纸废水中有机氯化物的酶类
辣根过氧化物酶、酪氨酸酶、漆酶等
酶在改善纤维性质方面的作用
木聚糖酶、半纤维素酶、纤维素酶
酶法脱墨
碱性纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶和漆酶等
第七节结束
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思考题
1. 核酶、DNA核酶、抗体酶、同工酶、甲烷加氧 酶的概念
碱性蛋白酶，活力4.0KNPU 用于各类 粉状洗涤剂
碱性蛋白酶，活力6.0KNPU 用于各类 粉状洗涤剂
碱性蛋白酶，活力8.0KNPU 用于各类 粉状洗涤剂
Savinase® 16L, Type EX
赛威® 液体蛋白酶16L EX型 液体蛋白酶，适用于衣领净
Savinase® Ultra 16XL
赛威® 液体蛋白酶16XL 超强 稳定型
超强稳定型蛋白酶，适用于重垢液洗
Lipolase® 100L, Type EX 丽波®脂肪酶100L EX型
液体脂肪酶，适用于衣领净、重垢液 洗
Lipex ®50T
丽派®脂肪酶50T
脂肪酶，用于各类粉状洗涤剂
T-Blend Savinase/Lipolase 4.8/20T
酶的提取与分离纯化课件
18
提取目标：
a. 将目的酶最大限度地溶解出来。 b. 保持生物活性。
注意：温度升高，溶解度加大。但为防止酶失活， 一般采用低温下（0~10℃）操作。
19
提取原则
a. 相似相溶。 b. 远离等电点的pH值，溶解度增加。
20
提取方法：
（一）盐溶液提取 常用稀盐（常用NaCl）溶液（盐溶），
酶的提取与分离纯化
知识回顾
酶蛋白制备
构分
发
分
建离
酵
离
表选
生
纯
达育
产
化
产酶菌株
发酵液
酶制品
2
第四章 酶的提取与分离纯化
预处理（pretreatment）：包括固液分离和细胞 破碎（分离胞内产物）等。
初步纯化（rough fractionation） （提取）：除 去与目的产物性质差异很大的杂质。
高度纯化（fine fractionation） （精制）：除去 与产物性质相似的杂质。
脂蛋白 脂多糖 (11% ~ 22%)
磷脂 蛋白质
葡聚糖(30% ~ 40%) 多聚糖
甘露聚糖(30%) (80% ~ 90%)
几丁质(1% ~ 2%)
脂类
蛋白质(6% ~ 8%) 蛋白质
脂类(8.5% ~ 13.5%)
9
细菌细胞壁的结构
10
酵母菌细胞壁的结构 M—甘露聚糖；P—磷酸二酯键；G—葡聚糖
6
(二）发酵液的固液分离
1 . 影响发酵液过滤的因素 1）菌种 2）培养基组成 2. 提高过滤性能的方法
1）絮凝和凝聚 2）稀释、加热 3）加助滤剂，常用硅藻土等。
7
二、细胞破碎（胞内酶）
酶的提取与分离纯化幻灯片PPT
硫酸葡聚糖钠盐 聚丙烯乙二醇
羧基甲基葡聚糖钠盐 甲基纤维素
聚乙二醇（PEG） 磷酸钾、硫酸铵
硫酸钠、硫酸镁
②萃取原理： 利用生物物质在双水相体系中的选择性分配。
③应用 胞内酶的提取和精制: 除去细胞碎片，并使酶得到纯化。
几种典型的双水相萃取酶蛋白实例
酶
菌种
相系统
延胡索酸酶 Brevibacterium sp. PEG/ 盐
天冬氨酸酶 E. coli PEG/ 盐
-半乳糖苷酶 E. coli PEG/ 盐 亮氨酸脱氢酶 Bacillus sp. PEG/Dex
乙醇脱氢酶 Baker’s yeast PEG/ 盐
青霉素酰化酶 E. coli PEG/ 盐
双水相萃取法的重要研究方向
--亲和萃取（亲和分配 ） 使用具有生物特异性的配基（ligand）来提高分
解或溶解度小的物质分开。 降低压力，使SCF变为气态（密度降低），溶
解物质能力下降，萃取物与溶剂分离。
●常用超临界液态CO2作为萃取剂，因为： 液体CO2无毒 临界温度（304.06K）接近常温 临界压力（7.38MPa）较低 操作安全
超临界CO2萃取技术在生物、食品等工业中的应用
CO2萃取部分产品
V=V0—S—12--—SS12—
V,V0 :分别为所需加入的饱和硫酸铵体积及原溶液体积 S2,S1:需达到的硫酸铵饱和度和原来溶液的硫酸铵饱和度
★
⑵添加固体硫酸铵
适用于：蛋白质溶液原来体积已经很大，而要达到的
盐浓度又Байду номын сангаас高时。
按下式计算，得表中数据
W=
B(S2-S1) —1-—AS—2 ———
A,B——常数，与温度有关。
酶的工业应用PPT课件
炎及氧中毒等疾病有显著疗效。
L-天门冬酰胺酶
是一种用于治疗癌症的酶。特别是对治疗白血 病有显著疗效。
38
三、酶在药物制造方面的应用
青霉素酰化酶
在半合成抗生素的生产上有重要作用的一种酶。它催化 青霉素或头孢菌素水解生成6-APA和7-ACA，又可催化酰 基化反应，合成新型青霉素和头孢菌素。
不同来源的该酶对温度和pH的要求不同。同一来源的该 酶在催化水解反应和催化合成反应时所要求的条件各不 相同，尤其是pH条件相差很大，操作时要控制好。
碱性磷酸酶（ALP或AKP） • 佝偻病、骨骼软化症、骨瘤、骨骼广泛性转移癌、甲 状旁腺机能亢进、黄疸性肝脏疾病等，患者血清中碱 性磷酸酶活力升高；而软骨发育不全等疾病，引起该 酶活力下降。
33
一、酶在疾病诊断方面的应用
根据体液内酶活力的变化诊断疾病
转氨酶 血清谷丙转氨酶(GPT)和谷草转氨酶(GOT)活力测定， 已在肝脏疾病和心肌梗塞等疾病诊断中得到广泛应用。
提取胞内物质； 原生质体的制备。 除去细胞壁的方法有多种，诸如机械研磨，物理、化学 破碎法等。但在制备原生质体或提取胞内某些稳定性较 差的活性物质时，只能利用各种专一性的酶。 根据不同细胞的结构和细胞壁组分的不同，除去细胞壁 时所采用的酶也有所区别。 此外，还必须控制好酶作用条件和时间。
工业酶制剂的来源及特点
自然界发现的酶已达数千种 工业上常用的酶只有数十种 而目前大量生产的酶仅有十余种 80％以上的工业酶是水解酶，他们主要用于降解自然
界中的淀粉、蛋白质、脂肪等高聚物，即蛋白酶、淀 粉酶和脂肪酶是目前工业应用的3大主要酶制剂。
• 蛋白酶：用于奶制品业、去污剂、皮革业等； • 淀粉酶：用于烘焙、酿造、淀粉糖化和纺织业等； • 脂肪酶：用于食品、去污剂和精细化工工业等。
L-天门冬酰胺酶
是一种用于治疗癌症的酶。特别是对治疗白血 病有显著疗效。
38
三、酶在药物制造方面的应用
青霉素酰化酶
在半合成抗生素的生产上有重要作用的一种酶。它催化 青霉素或头孢菌素水解生成6-APA和7-ACA，又可催化酰 基化反应，合成新型青霉素和头孢菌素。
不同来源的该酶对温度和pH的要求不同。同一来源的该 酶在催化水解反应和催化合成反应时所要求的条件各不 相同，尤其是pH条件相差很大，操作时要控制好。
碱性磷酸酶（ALP或AKP） • 佝偻病、骨骼软化症、骨瘤、骨骼广泛性转移癌、甲 状旁腺机能亢进、黄疸性肝脏疾病等，患者血清中碱 性磷酸酶活力升高；而软骨发育不全等疾病，引起该 酶活力下降。
33
一、酶在疾病诊断方面的应用
根据体液内酶活力的变化诊断疾病
转氨酶 血清谷丙转氨酶(GPT)和谷草转氨酶(GOT)活力测定， 已在肝脏疾病和心肌梗塞等疾病诊断中得到广泛应用。
提取胞内物质； 原生质体的制备。 除去细胞壁的方法有多种，诸如机械研磨，物理、化学 破碎法等。但在制备原生质体或提取胞内某些稳定性较 差的活性物质时，只能利用各种专一性的酶。 根据不同细胞的结构和细胞壁组分的不同，除去细胞壁 时所采用的酶也有所区别。 此外，还必须控制好酶作用条件和时间。
工业酶制剂的来源及特点
自然界发现的酶已达数千种 工业上常用的酶只有数十种 而目前大量生产的酶仅有十余种 80％以上的工业酶是水解酶，他们主要用于降解自然
界中的淀粉、蛋白质、脂肪等高聚物，即蛋白酶、淀 粉酶和脂肪酶是目前工业应用的3大主要酶制剂。
• 蛋白酶：用于奶制品业、去污剂、皮革业等； • 淀粉酶：用于烘焙、酿造、淀粉糖化和纺织业等； • 脂肪酶：用于食品、去污剂和精细化工工业等。
酶工程 第四章酶的分离纯化 第二节酶的提取
2.pH值 溶液的pH值对酶的溶解度和稳定性有显著的影响。为 了增加酶的溶解度，提取时溶液的pH值应该远离酶的等电 点。但是除了酸溶液提取或碱溶液提取者以外，提取时溶 液的pH值不宜过高或过低，以防止酶的变性失活。
第二节 酶的提取
3.提取液的体积 提取液的用量增加，可提高提取率。但是过量的提取 液，使酶浓度降低，对进一步的分离纯化不利。故提取液 的用量一般为含酶原料体积的3～5倍。可一次提取，也可 分几次提取，若辅以缓侵搅拌，则可提高提取率。 4.添加保护剂 在酶提取过程中，为了提高酶的稳定性，防止酶变性 失活，可以加入适量的酶作用底物，或其辅酶，或加入某 些抗氧化剂等保护剂。
第二节 酶的提取
4.有机溶剂提取 有些与脂质结合比较牢固或分子中含非极性基团较多 的酶，不溶或难溶于水、稀酸、稀碱和稀盐溶液中，需用 有机溶剂提取。常用的有机溶剂是与水能够混溶的乙醇、 丙酮、丁醇等。其中丁醇对脂蛋白的解离能力较强，提取 效果较好，已成功地用于琥珀酸脱氢酶、细胞色素氧化酶、 胆碱酯酶等的提取。
第二节 酶的提取
一、酶提取的主要方法
根据酶提取时所采用的溶剂或溶液的不 同，酶的提取方法主要有盐溶液提取、酸 溶液提取、碱溶液提取和有机溶剂提取等。
第二节 酶的提取
1.盐溶液提取
大多数酶溶于水，而且在一定浓度的盐存在条件下， 酶的溶解度增加，这称之为盐溶现象，然而盐浓度不能太 高，否则溶解度反而降低，出现盐析现象。所以一般采用 稀盐溶液进行酶的提取，盐浓度一般控制在0.02～ 0.5mol/L的范围内。例如，用固体发酵生产的麸曲中的 α-淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等胞外酶，用0.15mo1/L的氯 化钠溶液或0.02～0.05mol/L的磷酸缓冲液提取；酵母醇 脱氢酶用0.5～0.6mol／L的磷酸氢二钠溶液提取；6-磷酸 葡萄糖脱氢酶用0.1mol/L的碳酸钠提取；枯草杆菌碱性磷 酸酶用0.1mol/L的氯化镁提取等。有少数酶，如霉菌产生 的脂肪酶，用清水提取比盐溶液提取的效果较好。
第二节 酶的提取
3.提取液的体积 提取液的用量增加，可提高提取率。但是过量的提取 液，使酶浓度降低，对进一步的分离纯化不利。故提取液 的用量一般为含酶原料体积的3～5倍。可一次提取，也可 分几次提取，若辅以缓侵搅拌，则可提高提取率。 4.添加保护剂 在酶提取过程中，为了提高酶的稳定性，防止酶变性 失活，可以加入适量的酶作用底物，或其辅酶，或加入某 些抗氧化剂等保护剂。
第二节 酶的提取
4.有机溶剂提取 有些与脂质结合比较牢固或分子中含非极性基团较多 的酶，不溶或难溶于水、稀酸、稀碱和稀盐溶液中，需用 有机溶剂提取。常用的有机溶剂是与水能够混溶的乙醇、 丙酮、丁醇等。其中丁醇对脂蛋白的解离能力较强，提取 效果较好，已成功地用于琥珀酸脱氢酶、细胞色素氧化酶、 胆碱酯酶等的提取。
第二节 酶的提取
一、酶提取的主要方法
根据酶提取时所采用的溶剂或溶液的不 同，酶的提取方法主要有盐溶液提取、酸 溶液提取、碱溶液提取和有机溶剂提取等。
第二节 酶的提取
1.盐溶液提取
大多数酶溶于水，而且在一定浓度的盐存在条件下， 酶的溶解度增加，这称之为盐溶现象，然而盐浓度不能太 高，否则溶解度反而降低，出现盐析现象。所以一般采用 稀盐溶液进行酶的提取，盐浓度一般控制在0.02～ 0.5mol/L的范围内。例如，用固体发酵生产的麸曲中的 α-淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等胞外酶，用0.15mo1/L的氯 化钠溶液或0.02～0.05mol/L的磷酸缓冲液提取；酵母醇 脱氢酶用0.5～0.6mol／L的磷酸氢二钠溶液提取；6-磷酸 葡萄糖脱氢酶用0.1mol/L的碳酸钠提取；枯草杆菌碱性磷 酸酶用0.1mol/L的氯化镁提取等。有少数酶，如霉菌产生 的脂肪酶，用清水提取比盐溶液提取的效果较好。
生物选修课件：酶在工业生产中的应用
氧化还原酶在医药合成中价值
01
催化氧化还原反应
氧化还原酶能够催化各种氧化还原反应，如羟基化、脱氢、氧化等，是
医药合成中重要的催化剂。
02
提高合成效率
与传统的化学合成法相比，氧化还原酶催化法具有反应条件温和、催化
效率高等优点，能够显著提高医药合成的效率。
03
拓展合成路线
氧化还原酶还可以拓展医药合成的路线，通过催化不同的氧化还原反应
酶工程技术的创新与应用
酶工程技术将不断创新和发展，提高酶的生产效率和应用范围。
酶在绿色化学和循环经济中的应用
随着环保意识的提高和循环经济的发展，酶在绿色化学和循环经济中的应用将越来越广泛 。
03 淀粉类水解酶在食品加工 中应用
淀粉类水解过程简介
淀粉分子结构
由α-D-葡萄糖通过α-1,4糖苷键连接而成的高分子 化合物。
05 纤维素酶在纺织行业应用
纤维素材料处理难题
纤维素材料结构紧密 ，难以降解，给纺织 加工带来困难。
寻找高效、环保的纤 维素材料处理方法成 为纺织行业的迫切需 求。
传统化学处理方法存 在环境污染和纤维损 伤问题。
纤维素酶作用机制及优势
作用机制
纤维素酶通过水解作用打断纤维素分 子链，降低其聚合度，从而改变纤维 素的物理和化学性质。
现代生物技术领域应用
基因工程
酶作为生物催化剂，在基因工程 领域发挥重要作用，如限制性内 切酶用于基因剪切、DNA连接酶
用于基因连接等。
细胞培养
酶可用于细胞分离、消化和传代等 过程，促进细胞生长和繁殖。
生物传感器
酶生物传感器具有高灵敏度和选择 性，可用于环境监测、医疗诊断等 领域。
环境保护与资源利用方面应用
高中生物第二章第二节酶在工业生产中的应用课件浙科版选修二
酶在工业生产中的应用
• 淀粉酶（酶法制葡萄糖、发酵工业中原料的糖化、纺织
工业中处理织物上的浆料）
• 蛋白酶（酿制调味品、制革工业中的脱毛、加酶洗衣粉、
加酶牙膏）
• 果胶酶（麻纺工业中除原料中的果胶质、食品工业中用
于饮料的澄清）
• 纤维素酶（酿造过程中增加原料利用率、减少食品中
纤维素的含量等）
• 酶在新能源开发中的应用前景
酶的国际统一分类法
• 根据酶催化的反应和所起的作用
1. 氧化还原酶类
2. 转移酶类
3. 水解酶类 4. 裂解酶类（裂合酶类） 5. 异构酶类 6. 合成酶类（连接酶类）
酶制剂的生产
蛋白酶生产设备
酶制剂
胰蛋白酶
啤酒用酶制剂
葡聚糖酶
发酵后酶液的分离、提纯、浓缩或干燥
酶制剂分离设备组件
思考与讨论
酶制剂的概念：P52（略） 酶催化的特点：反应条件温和、效率高、污染少
酶催化反应结束后，酶和其他产物混合在一起， 分离比较麻烦，这不仅影响产品的纯度，而且酶 不能分离出来重复使用，也造成了浪费。怎样解决这个问题呢？酶的固定化——固定化酶
酶经固定化处理后，稳 定性较高，可以长期反 复使用，有利于工业生 产中转化反应的连续化 和自动化。
如：L-苹果酸的生产 低乳糖牛奶的生产
浙科版《生物科学与社会》第二章“生物科学与工业”
第2节 酶在工业生产中的应用
浙江省绍兴县鉴湖中学 詹迪威
雕牌超效加酶洗衣粉
溶菌酶
胰蛋白酶
溶菌酶
酶及其类型
• 酶是由一种由生物体产生的具有特殊催化功能的蛋白质。 • 生物体内酶种类繁多，功能各异，含量较少。 • 酶的分类 • 根据酶分布的部位：胞内酶（大多数）、胞外酶 • 根据酶催化的底物：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等 • 根据同一种酶的来源不同：枯草杆菌蛋白酶、木瓜蛋白酶等
酶的提取与分离纯化(1)ppt课件
Size-exclusion chromatography
★
② 凝胶的种类和性质
▼交联葡聚糖凝胶（dextran gel)
商品名:Sephadex 型号 Sephadex G－10至G-200 G 后的数字为凝胶吸水值的10倍。数字越大， 交联度越小，孔径越大，分离范围越广。
葡聚糖凝胶层析介质的有关参数
微滤 超滤
反渗透
<20A
0.7-13MPa
★
微滤(Microfiltration，MF) 一种静态过滤， 随过滤时间延长，膜 面上截流沉积不溶物， 引起水流阻力增大， 透水速率下降，直至 微孔全被堵塞；
●
原料液
渗透液 无流动操作
●
超滤
(ultrafiltration，UF )
★
一种动态过程，由泵提供推动力，在膜 表面产生两个分力：一个是垂直于膜面的法 向分力，使水分子透过膜面，另一个是于膜 面平行的切向力，把膜面截流物冲掉。
③ 层析柱的制备与层析操作
●
★
柱层析的设备:
层析柱、蠕动泵（恒流泵）、紫外检测仪、 部分收集器、梯度洗脱器。
层析装置： 梯度混和器 蠕动泵 层析柱 监测仪 记录仪 收集器
低温层析柜
记录仪
2
吸附层析（adsorption chromatography）
★
①原理:利用固定相的固体吸附剂表面
对不同组分吸附力的大小及洗脱液对它的溶 解作用（解吸作用）的差异进行分离。
★
③色谱仪组成
1）进样系统 2）输液系统 3）分离系统 4）检测系统 5）数据处理系统
作业:1膜分离的原理﹑有哪些类型 2层析法的原理﹑有哪些类型
后面内容直接删除就行 资料可以编辑修改使用 资料可以编辑营：课件设计，文档制作，网络软件设计、 图文设计制作、发布广告等 秉着以优质的服务对待每一位客户，做到让客户满 意！ 致力于数据挖掘，合同简历、论文写作、PPT设计、 计划书、策划案、学习课件、各类模板等方方面面， 打造全网一站式需求
《酶的工业应用》课件
点。
02
酶在药物作用机制研究中的应用
通过研究酶在药物作用机制中的作用，可以深入了解药物的疗效和副作
用。
03
酶在药物代谢研究中的应用
酶参与药物的代谢过程，通过研究酶的活性可以了解药物在体内的代谢
情况。
酶在药物分析中的应用
酶在药物质量控制中的应用
通过酶法分析药物中的有效成分和杂质，可以用于药物的质量控制和药品监管。
酶在食品工业中的应用
酶在面包制作中的应用
淀粉酶
用于分解淀粉，使面包更加柔软和轻 盈。
脂肪酶
用于水解脂肪，增加面包的口感和风 味。
蛋白酶
用于分解面筋，改善面团的延展性和 弹性。
酶在奶制品加工中的应用
凝乳酶
用于生产奶酪，将牛奶凝结成凝乳，便于分。
酶的应用领域
食品工业
用于生产面包、酒类、调味品等食品，改善食品口感和品质。
纺织工业
用于处理纺织品，提高织物的柔软性和抗皱性。
制药工业
用于药物生产和生物制品的提取与纯化。
环保领域
用于废水处理和污染物的降解。
酶的应用前景
新酶发现与应用
酶生产成本降低
随着生物技术的不断发展，新的酶不断被 发现和开发，将为工业应用提供更多选择 和可能性。
总结词
改善纺织品性能
详细描述
酶在纺织品漂白过程中，能够有效地去除色素和杂质， 使纺织品更加白净、鲜艳，同时改善其性能和外观质量 。
总结词
降低生产成本
详细描述
酶的应用可以降低纺织品漂白的生产成本，因为酶漂白 所需的漂白剂用量更少，且处理时间更短，从而提高了 生产效率并降低了能耗。
酶在纺织品柔软整理中的应用
酶在纺织品退浆中的应用
酶的工业提取PPT课件
11
（1）无机离子的去除
钙离子——草酸 镁离子——三聚磷酸钠 铁离子——黄血盐
12
（2）杂蛋白的去除
• 1）沉淀法——pH、盐析 • 2）变性法——加热、极端pH、有机溶剂 • 3）凝聚和絮凝——电解质、有机絮凝剂 • 4）吸附法——吸附剂
13
（3）色素及其他物质的去除
• 活性炭 • 离子交换树脂、离子交换纤维 • 大孔吸附树脂 • 专用脱色树脂
40
亲和层析 亲和层析是利用生物分子与配基之间 所具有的专一而又可逆的亲和力，而 使生物分子分离纯化的技术。 酶与底物,酶与竞争性抑制剂,酶与辅 助因子,抗原与抗体，RNA与互补的 RNA分子或片段,RNA与互补的DNA分子 或片段等之间，都是具有专一而又可 逆亲和力的生物分子对。故此,亲和层 析在酶的分离纯化中有重要应用.
染和蛋白酶水解。 • 2.选择有效的纯化方式 （1）在不破坏待纯化酶的限度内，使用各种“激烈” 手段
。 （2）使用亲和剂进行纯化。 • 3.酶活性测定贯穿纯化过程始终。
7
5.1.2酶的组合分离纯化策略
设计分离纯化工艺的基本要求
Resolution（分辨率）
Speed（速度）
Capacity（容量）
DY89-I型 电动玻璃匀浆机
高 压 细 胞 破 碎 机
细 胞 破 碎 珠
16
细胞破碎方法及其原理
机械破碎
通过机械运动产生的剪切 力，使组织、细胞破碎。
捣碎法 研磨法 匀浆法
物理破碎 化学破碎 酶促破碎
通过各种物理因素的作用， 使组织、细胞的外层结构破 坏，而使细胞破碎。
通过各种化学试剂对细胞 膜的作用，而使细胞破碎
常用于酶的沉淀分离的有机溶剂有乙醇、丙酮、异丙醇、甲醇等
（1）无机离子的去除
钙离子——草酸 镁离子——三聚磷酸钠 铁离子——黄血盐
12
（2）杂蛋白的去除
• 1）沉淀法——pH、盐析 • 2）变性法——加热、极端pH、有机溶剂 • 3）凝聚和絮凝——电解质、有机絮凝剂 • 4）吸附法——吸附剂
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（3）色素及其他物质的去除
• 活性炭 • 离子交换树脂、离子交换纤维 • 大孔吸附树脂 • 专用脱色树脂
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亲和层析 亲和层析是利用生物分子与配基之间 所具有的专一而又可逆的亲和力，而 使生物分子分离纯化的技术。 酶与底物,酶与竞争性抑制剂,酶与辅 助因子,抗原与抗体，RNA与互补的 RNA分子或片段,RNA与互补的DNA分子 或片段等之间，都是具有专一而又可 逆亲和力的生物分子对。故此,亲和层 析在酶的分离纯化中有重要应用.
染和蛋白酶水解。 • 2.选择有效的纯化方式 （1）在不破坏待纯化酶的限度内，使用各种“激烈” 手段
。 （2）使用亲和剂进行纯化。 • 3.酶活性测定贯穿纯化过程始终。
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5.1.2酶的组合分离纯化策略
设计分离纯化工艺的基本要求
Resolution（分辨率）
Speed（速度）
Capacity（容量）
DY89-I型 电动玻璃匀浆机
高 压 细 胞 破 碎 机
细 胞 破 碎 珠
16
细胞破碎方法及其原理
机械破碎
通过机械运动产生的剪切 力，使组织、细胞破碎。
捣碎法 研磨法 匀浆法
物理破碎 化学破碎 酶促破碎
通过各种物理因素的作用， 使组织、细胞的外层结构破 坏，而使细胞破碎。
通过各种化学试剂对细胞 膜的作用，而使细胞破碎
常用于酶的沉淀分离的有机溶剂有乙醇、丙酮、异丙醇、甲醇等
PPT教学课件酶在工业生产上的应用
新体诗歌 B、楚辞与《诗经》不同，不是整齐的四言体，而是自由灵活的句式 C、《离骚》是楚辞的代表作，也是我国古代最长的一首诗 D、楚辞专事铺陈辞藻、华丽文采，多是粉饰太平、歌功颂德之作
汉赋和唐诗
• 汉赋
– 赋是两汉时期盛行的一种文 学体裁，它直接源于骚体诗， 在楚辞的基础上，吸收散文 成分，形成一种半诗半文的 综合文体
– 市民阶层的扩大，要求丰富的文化娱乐生活，能够 歌唱的词和表演的曲，更适应了市井生活的需要。
– 宋元时期阶级矛盾和民族矛盾的尖锐，词和曲更能 表达作家的思想情感。
宋词和元曲
• 宋词派别及代表：
–婉约派：柳永（北宋）、李清照（南 宋）
–豪放派：苏轼（北宋）、辛弃疾（南 宋）、陆游（南宋）
• 柳永：大量吸收俚俗口语，以柔丽为尚，多谢 城市的繁荣和男女的悲欢离合之情，尤长于抒 写羁旅的孤寂与乡愁。
现实主义诗人
现实主义诗人：杜甫
杜甫生活在安史之乱前后由盛转衰的时代，一生贫困失 意，颠沛流离，因而他的诗揭露了统治阶级政治昏庸、生活 腐朽，反映了下层人民在战乱前后的悲惨境遇，表现了对劳 动人民的同情和对国事的关怀。他的诗风深沉浓郁，跌宕有 致；语言上的功力非常深厚，“为人性僻耽佳句，语不惊人 死不休”，后人称他为“诗圣”。
– 《离骚》是屈原的代表作，诗人把深厚真挚的感情和丰富的想象 融于作品中，表达了对祖国人民的忠诚热爱和对理想的 执着追求
1 . 下列关于《诗经》的叙述错误的是 A 、中国诗歌诞生的源头，也是中国第一部诗歌总集 B、它是整齐的四言体诗歌 C、它保存了从西周初年到春秋中期的诗歌，共305首 D、西周时贵族才能接受教育，所以《诗经》表现的是贵族而不是平民的情感 2. 下列关于楚辞的说法不正确的是 A、楚辞产生于春秋时期，由屈原等人吸收南方民歌的精华，用楚国方言创造的一种
汉赋和唐诗
• 汉赋
– 赋是两汉时期盛行的一种文 学体裁，它直接源于骚体诗， 在楚辞的基础上，吸收散文 成分，形成一种半诗半文的 综合文体
– 市民阶层的扩大，要求丰富的文化娱乐生活，能够 歌唱的词和表演的曲，更适应了市井生活的需要。
– 宋元时期阶级矛盾和民族矛盾的尖锐，词和曲更能 表达作家的思想情感。
宋词和元曲
• 宋词派别及代表：
–婉约派：柳永（北宋）、李清照（南 宋）
–豪放派：苏轼（北宋）、辛弃疾（南 宋）、陆游（南宋）
• 柳永：大量吸收俚俗口语，以柔丽为尚，多谢 城市的繁荣和男女的悲欢离合之情，尤长于抒 写羁旅的孤寂与乡愁。
现实主义诗人
现实主义诗人：杜甫
杜甫生活在安史之乱前后由盛转衰的时代，一生贫困失 意，颠沛流离，因而他的诗揭露了统治阶级政治昏庸、生活 腐朽，反映了下层人民在战乱前后的悲惨境遇，表现了对劳 动人民的同情和对国事的关怀。他的诗风深沉浓郁，跌宕有 致；语言上的功力非常深厚，“为人性僻耽佳句，语不惊人 死不休”，后人称他为“诗圣”。
– 《离骚》是屈原的代表作，诗人把深厚真挚的感情和丰富的想象 融于作品中，表达了对祖国人民的忠诚热爱和对理想的 执着追求
1 . 下列关于《诗经》的叙述错误的是 A 、中国诗歌诞生的源头，也是中国第一部诗歌总集 B、它是整齐的四言体诗歌 C、它保存了从西周初年到春秋中期的诗歌，共305首 D、西周时贵族才能接受教育，所以《诗经》表现的是贵族而不是平民的情感 2. 下列关于楚辞的说法不正确的是 A、楚辞产生于春秋时期，由屈原等人吸收南方民歌的精华，用楚国方言创造的一种
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Recovery（回收率）
精品医学
8
5.2 酶的提取（粗分离）
5.2.1 发酵液预处理 5.2.2 细胞破碎 5.2.3 酶的提取 5.2.4 离心分离 5.2.5 沉淀分离 5.2.6 萃取分离
精品医学
9
5.2.1 发酵液预处理
• 1.发酵液相对纯化
• 2.发酵液固液分离
精品医学
10
1.发酵液相对纯化
酶分离纯化
酶浓缩 酶贮存
离心，过滤，沉淀，层析，电 泳，萃取，结晶等。
精品医学
5
酶分离纯化过程
酶的纯化过程，约可分为三个阶段：
(1) 粗蛋白质 (crude protein): 采样 → 均质 打破细胞 → 抽出全蛋白，多使用盐析沉淀法；可 以粗略去除蛋白质以外的物质。
(2) 部分纯化 (partially purified): 使用各种 柱层析法。均质酶 (homogeneous): 目标酶的进 一步精制纯化，可用制备式电泳或高效液相色谱。
有机溶剂之所以能使酶沉淀析出。主要是由于有机溶剂 的存在会使溶液的介电常数降低。例如，20℃时水的介 电常数为80，而82％乙醇水溶液的介电常数为40。溶液 的介电常数降低，就使溶质分子间的静电引力增大，互 相吸引而易于凝集，同时，对于具有水膜的分子来说， 有机溶剂与水互相作用，使溶质分子表面的水膜破坏， 也使其溶解度降低而沉淀析出。
• 酶都能溶解于水，通常可用水或稀酸、稀碱、稀盐溶液等进 行提取，有些酶与脂质结合或含有较多的非极性基团，则可 用有机溶剂提取。
提高温度，降低溶液粘度、增加扩散面积、縮短扩散距离，增大浓 度差等都有利于提高酶分子的扩散速度，从而增大提取效果。
为了提高酶的提取率并防止酶的变性失活，在提取过程中还要注
意控制好温度、pH值等提取条件。
第五章 酶的分离纯化
精品医学
1
Contents of chapter 5
Go 1、酶的提取与分离纯化技术路线 Go 2、酶的粗分离
Go 3、酶的精制 Go 4、酶的浓缩、干燥、结晶
精品医学
2
细胞结构与酶分布
精品医学
3
5.1 酶的提取、分离纯化技术路线
Байду номын сангаас
细胞破碎 酶提取
动物、植物或微生物细胞 发酵液
常用于酶的沉淀分离的有机溶剂有乙醇、丙酮、异丙醇、甲醇等
5.2.5离心分离
离心分离是借助于离心机旋转所产生的离心力，使不同大 小、不同密度的物质分离的技术过程。
在离心分离时，要根据欲分离物质以及杂质的颗粒大小、 密度和特性的不同，选择适当的离心机、离心方法和离心条 件。
（1）无机离子的去除 （2）杂蛋白的去除 （3）色素及其他物质的去除
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（1）无机离子的去除
钙离子——草酸 镁离子——三聚磷酸钠 铁离子——黄血盐
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12
（2）杂蛋白的去除
• 1）沉淀法——pH、盐析 • 2）变性法——加热、极端pH、有机溶剂 • 3）凝聚和絮凝——电解质、有机絮凝剂 • 4）吸附法——吸附剂
(3)浓缩与干燥 （concentration and
desiccation）使酶与溶剂分离的过程，使用蒸发、
冷冻干燥等方法。
精品医学
本章 6 目录
5.1.1酶分离纯化的基本原则
• 1.防止酶变性失效 （1）一般在低温下进行 （2）控制pH不要过酸、过碱 （3）尽量减少泡沫 （4）防止重金属、有机溶剂引起酶变性，防止微生物污
精品医学
13
（3）色素及其他物质的去除
• 活性炭 • 离子交换树脂、离子交换纤维 • 大孔吸附树脂 • 专用脱色树脂
精品医学
14
2.发酵液固液分离
——过滤
过滤是借助于过滤介质将不同大小、不同形状的物 质分离的技术过程。
提高过滤性能的方法
絮凝和凝聚
稀释
助滤剂——不可压缩的多孔微粒
精品医学
15
5.2.2 细胞破碎
许多酶存在于细胞内。 为了提取这些胞内酶， 首先需要对细胞进行破 碎处理。
JY92-II D超声波 细胞粉碎机
1）机械破碎 2）物理破碎 3）化学破碎 4）酶解破碎
DY89-I型 电动玻璃匀浆机
精品医学
机高 压 细 胞 破 碎
细 胞 破 碎 珠
16
细胞破碎方法及其原理
机械破碎
通过机械运动产生的剪切 力，使组织、细胞破碎。
有机溶剂： 甲苯、丙酮 丁醇、氯仿 表面活性剂： Triton、Tween
自溶法 外加酶制剂法
本章 17 目录
5.2.3 酶的提取
• 酶的提取是指在一定的条件下，用适当的溶剂或溶液处理含 酶原料，使酶充分溶解到溶剂或溶液中的过程。也称为酶的 抽提。
• 酶提取时首先应根据酶的结构和溶解性质，选择适当的溶剂。 一般说来，极性物质易溶于极性溶剂中，非极性物质易溶于 非极性的有机溶剂中，酸性物质易溶于碱性溶剂中，碱性物 质易溶于酸性溶剂中。
在蛋白质的盐析中，通常采用的中性盐有硫酸铵、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、 氯化钠和磷酸钠等。其中以硫酸铵最为常用。这是由于硫酸铵在水中的溶解度大而 且温度系数小，不影响酶的活性，分离效果好，而且价廉易得。然而用硫酸铵进行 盐析时，缓冲能力较差，而且铵离子的存在会干扰蛋白质的测定，所以有时也用其 它中性盐进行盐析。在盐析时，溶液中硫酸铵的浓度通常以饱和度表示。
染和蛋白酶水解。 • 2.选择有效的纯化方式 （1）在不破坏待纯化酶的限度内，使用各种“激烈” 手段
。 （2）使用亲和剂进行纯化。 • 3.酶活性测定贯穿纯化过程始终。
精品医学
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5.1.2酶的组合分离纯化策略
设计分离纯化工艺的基本要求
Resolution（分辨率）
Speed（速度）
Capacity（容量）
精品医学
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酶的主要提取方法
大多数蛋白类酶都溶于水，而
且在低浓度的盐存在的条件下，
酶的溶解度随盐浓度的升高而
增加，这称为盐溶现象。
精品医学
本章 19 目录
5.2.4 沉淀分离
沉淀分离是通过改变某些条件或添加某种物质，使酶的溶解 度降低，而从溶液中沉淀析出，与其它溶质分离的技术过程。
精品医学
20
在盐浓度达到某 一界限后，酶的 溶解度随盐浓度 升高而降低，这 称为盐析现象。
捣碎法 研磨法 匀浆法
物理破碎 化学破碎 酶促破碎
通过各种物理因素的作用， 使组织、细胞的外层结构破 坏，而使细胞破碎。
通过各种化学试剂对细胞 膜的作用，而使细胞破碎
通过细胞本身的酶系或外 加酶制剂的催化作用，使 细胞外层结构受到破坏， 而达到细胞破碎
精品医学
温度差破碎法 压力差破碎法 超声波破碎法