第六章 微生物与酶制剂
微生物制药中的酶制剂研发
微生物制药中的酶制剂研发随着生物技术的迅猛发展，微生物制药成为当代医药行业的重要组成部分。
而在微生物制药中，酶制剂的研发起着至关重要的作用。
本文将探讨微生物制药中的酶制剂研发的意义、现状以及未来发展方向。
一、酶制剂在微生物制药中的意义1. 提高产量和纯度：酶制剂可以促进微生物合成目标产物的速率和数量，从而提高生产效率。
此外，酶制剂还能提高产物的纯度，减少杂质的生成，保证药物质量。
2. 降低生产成本：酶制剂作为高度专一和高效的催化剂，不仅可以在反应中降低温度和压力，还可以减少废物的产生，从而降低生产成本。
3. 促进新药研发：酶制剂的研发不仅可以用于传统药物的生产，还可以为新药的研发提供重要的支持。
通过对酶的进一步研究和改造，可以创造出更多新药的可能性。
二、酶制剂研发的现状1. 酶的发现和筛选：传统的酶制剂研发主要依赖于对微生物的筛选和突变，通过培养基的调整和筛选方法的优化，从微生物中筛选出具有特殊性能的菌株。
2. 酶的改造和优化：通过基因工程技术和蛋白工程技术，可以对酶进行改造和优化。
例如，通过改变酶的基因序列，可以提高酶的活性、稳定性和选择性。
3. 酶的固定化：酶的固定化是指将酶固定在载体材料上，提高其稳定性和重复使用性。
常见的固定化方法包括包埋法、包裹法和共价结合法等。
4. 酶的工业化生产：在酶制剂研发的最后阶段，需要将实验室中获得的酶制剂转化为工业化生产的产品。
这需要考虑到生产工艺的优化、设备的选择以及产品的质量控制等问题。
三、酶制剂研发的未来发展方向1. 超高效酶：随着高通量筛选技术的发展，未来可以期待出现更加高效的酶制剂。
通过理性设计和计算模拟，可以预测和构建具有理想性能的酶。
2. 多功能酶：为了提高药物的治疗效果，未来的酶制剂可能会具有多种功能。
例如，能够同时降解多种废物或催化多种反应的酶。
3. 环境友好型酶：为了减少对环境的污染，未来的酶制剂可能会更加环境友好。
例如，具有较高耐受性的酶，能够在恶劣条件下继续催化反应。
微生物与酶制剂
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微生物与酶制剂的关系
微生物产生酶的过程与机制
微生条件下产生并积累酶 。
基因表达调控
微生物通过基因表达的调控，实现酶的合成与分泌。
酶的分泌与转运
微生物将合成的酶分泌到细胞外或转运到特定部位， 以发挥作用。
微生物酶制剂的筛选与鉴定
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菌种筛选
从自然界或基因工程菌中 筛选具有产酶能力的菌种 。
新型酶制剂的开发
利用先进的生物技术手段，开发具有特殊功能的新型微生物酶制剂，如耐高温、耐酸碱、高催化活性等特性的酶制剂 ，以满足特定应用场景的需求。
智能化制造的发展
结合人工智能、大数据等技术，实现微生物酶制剂发酵过程的智能化控制和优化，提高生产效率和质量 。同时，推动微生物酶制剂产业的绿色化、智能化发展。
微生物酶制剂的研究现状
微生物酶制剂的来源与种类
微生物是酶制剂的主要来源，包括细菌、真菌和放线菌等。目前已知的微生物酶制剂有数 千种，广泛应用于食品、医药、农业、环保等领域。
微生物酶制剂的发酵工艺
通过优化培养基成分、发酵条件和控制策略等，提高微生物酶制剂的产量和活性。同时， 利用代谢工程手段改造微生物菌株，进一步提高酶制剂的生产效率。
挑战
微生物酶制剂的研究面临一些挑战，如提高酶制剂的稳定性、降低生产成本、优化发酵工艺等。此外 ，还需要关注酶制剂应用过程中的安全问题，如避免潜在的过敏反应和毒性等。
微生物酶制剂的未来前景与展望
应用领域的拓展
随着对微生物酶制剂研究的深入，其应用领域将不断拓展，如在新药开发、生物燃料生产、环境治理等领域发挥重要 作用。
造纸工业
微生物酶制剂可用于造纸 过程中的浆料处理，提高 纸张的质量和产量。
《食品添加剂》教案——第六章 酶制剂
《食品添加剂》教案(第6次课2学时)一、授课题目第六章酶制剂二、学习目的和要求本章主要讲述食品酶制剂，通过本章的学习，应掌握酶制剂的定义和品种。
掌握酶制剂安全性评什的原则。
掌握常用酶制剂自勺性质、使用及注意事项，掌握酶制剂生产的一般步骤。
三、教学重点和难点重点：是各种酶制剂的性质差异。
难点：也是各种酶制剂的性质差异。
四、教学过程I、教学方法：常规教学讲授方法和手段2、辅导手段：多媒体教学等手段。
3、学时分配：2学时；4、教学内容:第六章酶制剂6.1酶和酶制剂(EI1ZymePreParatiOIIS)的定义在现实生活中，人们早就利用了酶的作用。
四千多年前，我们的祖先就学会了酿酒；两千多年前，就会酿酶、制酱。
古汉语中，“酶”通“媒”，谷物经过麦曲的媒介，方可酿出甘酒之意。
西文的酶为EnZyme；希腊文为“在酵母中”，17世纪将酿酒过程物质的变化的因素,称为酵素“Ferment”。
在现代汉语中,Ferment.Enzyme通译为酶。
一般教科书中把酶定义为生物体内产生的具有催化功能的特殊蛋白质。
但现已发现，许多RNA分子，亦具有作为催化剂的酶的全部特性，即ribozyme。
根据共识，酶是一类特殊的催化剂。
酶是一类特殊的生物催化剂，也是一种特殊的蛋白质，它的催化效率极高,具有高度的专一性、易变性，酶活性又具有可调控性，酶反应条件温和，反应结束后，它本身保持不变。
酶是生物体内一类有催化作用的蛋白质。
在酶的作用下,生物才会有消化、呼吸、运动、生长、发育、繁殖等生命活动，才会产生新陈代谢等化学变化。
因此，科学家说：“没有酶就没有生命”。
酶具有超强的催化作用，可以把生物体内的生化反应提高1亿―100亿倍。
例如人类或一些高等动物，所吃下去的食物中含有大量的淀粉，这些淀粉进入生物体内，如果没有淀粉酶参与催化，就无法水解成生物体可以利用的单糖。
可以这样说，动物将食物送进肠道消化分解，然后，分解出来的物质被吸收后，在各个组织细胞内进行复杂的变化，并且表现出各种生命现象，都是在酶的作用下进行的。
第六章酶工程制药
B、微囊型：将酶或细胞包埋在高分子半透膜中。通常为直径几微米到几百微米 的球状体。颗粒比网格型要小得多，比较有利于底物与产物的扩散，但反应条件要 求高，制备成本也高。 （4）选择性热变性法：将细胞在适当温度下处理使细胞膜蛋白变性但不使酶变 性而使酶固定于细胞内的方法。此法专用于细胞固定化。
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(四)、固定化酶的形状与性质
1、固定化酶的形状 （1）颗粒状：包括酶铢、酶块、酶片、酶粉。每种固定化方法均可制 备颗粒状，方法简单，比表面积大，转化效率高，适用各种反应器。如酵母酶 铢。 （2）纤维状：三醋酸纤维素用适当的溶剂溶解后与酶混合，再用喷丝 的方法就可制成酶纤维。比表面积大，转化效率高，但只适用于填充床反应器。 此外，纤维酶可以织成酶布用于填充床反应器。 （3）膜状固定化酶：可通过共价结合的方法将酶偶联在滤膜上。也可 用其他方法制膜酶。酶膜比表面积大，渗透阻力小，可用于酶电极，破碎后也 可用于填充床。目前已有木瓜酶、葡萄糖氧化酶、过氧化物酶、脲酶等酶膜。
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• （二）固定化细胞的制备 • 1、固定化细胞的定义 • 将细胞限制或定位于特空间位置的 方法，是第二代固定化酶。
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2、固定化细胞的特点 （1）无需进行酶的分离纯化； （2）细胞保持酶的原始状态，固定化过程中酶的回收率高； （3）细胞内酶比固定化酶的稳定性高； （4）细胞内酶的辅因子可以自动再生； （5）细胞本身含多酶体系，可催化一系列反应 （6）抗污染能力强。 3、固定化细胞的制备技术 （1）载体结合法制备技术：将细胞悬浮液直接与水不溶性载体相结合。载 体主要为阴离子交换树脂、阴离子交换纤维素、聚氯乙烯。 优点：操作简单，符合细胞的生理条件，不影响细胞的生长及酶 活性。 缺点：吸附容量小结合强度低。 （2）包埋法制备技术：与包埋酶法相同。 （3）交联法制备技术：由于所用交联剂戊二醛等对细胞有毒性，一般很少 用。 （4）无载体法制备技术：靠细胞自身的絮凝作用制备固定化细胞的技术。 23 通过助凝剂或选择性热变性的方法实现细胞的固定化。缺点是机械强度差。
发酵工程微生物酶制剂生产工艺
曲霉、根霉、 酵母等
加酶洗涤剂，油脂加工， 生物化工
葡萄糖氧化酶 青霉、曲霉
食品去氧、除葡萄糖，测 定葡萄糖
葡萄糖异构酶
凝结芽胞杆菌， 白色链霉菌
生产果葡糖浆
青霉素酰化酶
细菌、霉菌、 放线菌
制造6-氨基青霉烷酸
2、生产种子的制备
生产种子：由原始保藏菌种，经过活化，扩大培养，用于 发酵罐接种的大量菌体。
种子制备工艺过程
保藏菌种
活化培养
逐级摇瓶培养
种子罐培养
接种至发酵罐
（1）菌种活化
目的：保藏的菌种在用于发酵生产之前，必须接 种于新鲜的斜面培养基上，在一定的条件下培养，以 恢复细胞的生命活动能力。
方法：在试管斜面上培养1-3代。
（2）扩大培养
目的：活化后的菌种经过一级至数级的扩大培养， 以获得足够数量的优质细胞。
⑤ 生长因子
– 微生物还需一些微量的像维生素一类的物质，才能正 常生长发育，这类物质统称生长因子(或生长素)。其中 包括某些氨基酸、维生素、嘌呤或嘧啶等。酶制剂生 产中所需的生长因子，大多是由天然原料提供，如玉 米浆、麦芽汁、豆芽汁、酵母膏、麸皮、米糠等。玉 米浆中一般含有生长素32-128mg/mL。
微生物工程生产实例简介
微生物酶制剂生产工艺
一、简介
1、定义 酶制剂是指从生物中提取的具有酶特性的一
类物质，酶制剂主要作用是催化食品加工过程 中各种化学反应，改进食品加工方法。是一类 从动物、植物、微生物中提取具有生物催化能 力的蛋白质。微生物酶制剂就是从微生物中提 取的蛋白质。
• 近20年来，随着基因工程的渗入，使酶的定向改造成为可 能，所以在固定化酶、固定化细胞和固定化原生质体发展的 同时，酶分子修饰技术、酶的化学合成以及酶的人工合成等 方面的研究，也在积极地开展中，从而使酶工程更加显示出 广阔而诱人的前景。
微生物酶制剂及其在食品工业中的应用
微生物酶制剂及其在食品工业中的应用微生物酶制剂是利用微生物产生的酶作为催化剂的一种生物技术产品。
在食品工业中，微生物酶制剂具有广泛的应用，能够提高食品品质、辅助加工过程、改善营养价值等。
本文将对微生物酶制剂以及其在食品工业中的应用进行详细介绍。
微生物酶制剂是从微生物体内提取的酶活性物质，具有高纯度、高效率、高特异性等特点。
微生物酶制剂可以分为单一酶和复合酶两种类型，包括淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等。
微生物酶制剂在食品工业中的应用主要有以下几个方面。
首先，微生物酶制剂能够提高食品品质。
例如，淀粉酶可以将淀粉分解为糖类，使得食品口感更加柔软、嫩滑，提高食品的口感和口感。
蛋白酶可以降低面筋的黏性，使得面团更加柔软，提高面包等面制品的可口性。
脂肪酶可以分解食品中的脂肪，减少油脂的含量，降低食品的热量，更加符合现代人的健康需求。
其次，微生物酶制剂可以辅助加工过程。
在食品生产中，有些原料含有抗营养因子，如抗营养物质、抗营养酶等，会影响人体对营养成分的吸收利用。
而微生物酶制剂可以具有分解这些抗营养因子的能力，改善原料的营养价值和消化吸收率。
例如，在豆及豆制品的加工中，加入全谷发酵液可以提高豆腐的蛋白质消化率，使得豆制品更易于消化吸收。
在面粉加工过程中使用微生物酶制剂可以使面粉中的蛋白质更易于消化吸收。
再次，微生物酶制剂还可以改善食品的质地和保鲜性。
微生物酶制剂可以使食品中的物质结构发生变化，使食品更具有弹性、细腻等特点。
例如，在面包的制作过程中使用微生物酶制剂可以使得面包更加柔软、富有弹性。
此外，微生物酶制剂还可以分解食品中的一些抗营养物质，如植物纤维素，减少食品的纤维素含量，使得食品更加易嚼、易消化。
同时，微生物酶制剂还可以分解食品中的一些变质产物，如过酸和苦味物质，改善食品的口感和保鲜性。
此外，微生物酶制剂还可以改善食品的营养价值。
微生物酶制剂可以使食品中的一些营养成分更易于吸收利用。
例如，蛋白酶可以加速蛋白质的水解，使得蛋白质中的氨基酸更易于消化和吸收。
微生物酶制剂生产工艺及在食品工业中的应用-张课件 (一)
微生物酶制剂生产工艺及在食品工业中的应用-张课件 (一)微生物酶制剂是指用微生物作为酶源，通过发酵和提取等技术，制备的酶制品。
微生物酶制剂具有高效、环保、安全、优质等特点，对于食品工业的生产具有很大的帮助，本文将会讲解微生物酶制剂生产工艺及在食品工业中的应用。
一、微生物酶制剂生产工艺1、微生物菌种的筛选、培养和保存在微生物酶制剂生产工艺中，适当的微生物菌种的选择是非常关键的。
可以从自然环境中或经过人工改造的微生物菌种中进行选择。
经过筛选后，需要进行培养和保存，并进行菌种的深冻保存，以备以后的使用。
2、微生物菌种的发酵微生物酶制剂的生产需要采用微生物菌种进行发酵。
在发酵过程中，需要保持合适的温度、pH值和通气条件等，以保证菌种的正常生长和代谢。
发酵的过程中，需要添加合适的培养基和营养剂等，以提高酶的产量和酶的活性。
发酵完毕后，通过分离和提取等工艺流程，制取成酶制剂。
3、酶制剂的筛选和检测酶制剂的筛选和检测是关键的一步。
需要进行酶的酶活监测，判断酶的酶活是否适宜于后续的生产使用，并根据生产需要，筛选出适宜的酶制剂。
二、微生物酶制剂在食品工业中的应用1、面包在面包生产中，添加一定量的酶制剂能够改善面团的发酵性能，提高面包的体积和质地。
同时，酶制剂能够降低面团的黏度，提高加工性能。
自然面包中不含有酶制剂，而加入了酶制剂的面包，具有更好的口感和质地。
2、啤酒在啤酒生产中，加入酶制剂，能够激发麦芽中的酶的活力，提高发酵的速度和率，并提高酒精的产量。
同时，酶制剂还能够降低啤酒的酒花量，改善啤酒的口感和酒精度。
3、酱油在酱油生产中，添加酶制剂可以加快酱油的发酵，并提高酱油的酱香味和润滑度。
同时，酶制剂还能够降低酱油中的氨基酸含量和添加某些添加剂的量，实现降低生产成本的目的。
总结：微生物酶制剂是一种重要的酶制品，具有广泛的应用前景。
在食品工业中的应用也是非常重要的，可以改善食品的质量和口感，提高生产效率，实现降低生产成本的目的。
微生物酶制剂种类
微生物酶制剂种类微生物酶制剂是一种利用微生物产生的酶来进行工业生产的一种方法。
它由微生物菌种培养和酶的提取工艺组成，常用于食品、医药、环境保护等领域。
根据不同的酶种类和应用领域的需求，微生物酶制剂可以分为多种类型。
1. 淀粉酶制剂淀粉酶制剂是一种常见的微生物酶制剂，它可以将淀粉分解为糖类物质，进一步用于酿酒、发酵等工艺中。
常见的淀粉酶制剂包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、γ-淀粉酶等。
2. 蛋白酶制剂蛋白酶制剂是一种能够分解蛋白质的酶制剂，常用于食品加工、洗涤剂、皮革加工等领域。
蛋白酶制剂可以将蛋白质分解为氨基酸，从而改善产品的质地和口感，提高产品的降解性能。
3. 脂肪酶制剂脂肪酶制剂是一种能够分解脂肪的酶制剂，常用于食品加工、清洁剂、生物柴油等领域。
脂肪酶制剂可以将脂肪分解为甘油和脂肪酸，从而提高产品的溶解性和降解性能。
4. 纤维素酶制剂纤维素酶制剂是一种能够分解纤维素的酶制剂，常用于纺织品、造纸、生物质能源等领域。
纤维素酶制剂可以将纤维素分解为葡萄糖和纤维素醇，从而提高纤维素的可利用性和降解性能。
5. 聚糖酶制剂聚糖酶制剂是一种能够分解多糖类物质的酶制剂，常用于食品加工、医药、化妆品等领域。
聚糖酶制剂可以将多糖类物质分解为单糖，从而提高产品的溶解性和降解性能。
6. 果胶酶制剂果胶酶制剂是一种能够分解果胶的酶制剂，常用于果汁饮料、果酱、果冻等食品加工领域。
果胶酶制剂可以将果胶分解为果胶酸和低聚果胶，从而提高产品的质地和口感。
7. 木聚糖酶制剂木聚糖酶制剂是一种能够分解木聚糖的酶制剂，常用于纸浆、造纸、纺织品等领域。
木聚糖酶制剂可以将木聚糖分解为木糖和低聚木糖，从而提高木质纤维的可利用性和降解性能。
8. 脱氢酶制剂脱氢酶制剂是一种能够催化氧化还原反应的酶制剂，常用于生物化学合成、制药工艺等领域。
脱氢酶制剂可以将底物氧化或还原，从而实现特定化学反应的进行。
总结起来，微生物酶制剂种类繁多，根据不同的酶种类和应用领域的需求，可以选择适合的酶制剂来提高产品的性能和降解性能。
第六章 微生物与酶制剂
固定化酶(细胞）应用实例
固定化酶和固定化细 胞 氨基酰基转移酶 葡萄糖异构酶 青霉素酰胺酶 天冬氨酸酶 延胡索酸酶 ß -半乳糖苷酶 L-天冬氨酸ß -脱羧酶
应用
DL-氨基酸的旋光度解 析 将葡萄糖异构变为果糖 生产6-APA 生产L-天冬氨酸 生产L-苹果酸 水解乳糖 生产L-丙氨酸
生产时 间
1969 1973 1973 1973 1974 1977
葡萄糖异构酶——世界上生产规模最大的一种固定化酶。
用吸附法、结合法、凝胶包埋法等进行固定化。 葡萄糖
葡萄糖异构酶
果糖
果葡糖浆
固定化酶在工业生产中的应用
固定化细胞
固定化细胞是指直接将细胞固定在水不溶性 载体上，在一定的空间范围内进行生命活动（生 长、繁殖和新陈代谢）的细胞。 固定化细胞的优点： 1、可增殖，细胞密度大，可获得高度密集而体 积小的生产菌集合体。 2、发酵稳定性好，可以较长时间反复使用或 连续使用。 3、发酵液中含菌体较少，有利于产品分离纯化 。 4、有利于需要辅酶和多酶系统才能进行的反应 。
制法 特性 制备 结合力 物理吸附 包埋法 共价结合 法 共价交联 法
易
易 强
难
强
难
强
弱
高
无变化 可能
酶活力
底物专一性 再生 固定化费用
高
无变化
中
中
有变化 有变化
高
不可能 不可能 不可能
低
中
中
固定化方法与载体的选择
1.必须注意维持酶的催化活性和专一性 2.酶与载体结合牢固 3.载体的机械强度 4.固定化酶要有最小的空间位阻 5.载体稳定，不可与底物、产物发生反应 6.固定化酶要廉价
微生物制药中的微生物酶制剂研究
微生物制药中的微生物酶制剂研究微生物制药是利用微生物进行生物合成、转化和降解等生物过程，生产具有特殊功能的制剂。
微生物酶制剂是微生物制药的重要组成部分，具有广泛的应用前景。
本文将探讨微生物制药中的微生物酶制剂研究的相关内容。
一、微生物酶制剂的概念和分类微生物酶制剂是通过微生物菌种发酵生产的酶制剂。
根据酶的来源和酶制剂的用途不同，可以将微生物酶制剂分为多个分类。
首先是根据酶的来源，可将微生物酶制剂分为细菌酶制剂、真菌酶制剂和酵母酶制剂等。
其次，根据酶制剂的用途，可以将微生物酶制剂分为食品酶制剂、饲料酶制剂、医药酶制剂和工业酶制剂等。
微生物酶制剂在不同领域有着不同的应用。
二、微生物酶制剂的研究进展微生物酶制剂的研究关注于酶的产生、纯化和改性等方面。
近年来，随着生物技术的迅速发展，微生物酶制剂的研究进展迅速。
科研人员通过筛选适合的微生物菌种，利用发酵工艺大规模生产目标酶，然后通过纯化技术将酶提纯，以满足不同领域的需求。
同时，酶的改性技术也为微生物酶制剂的研究提供了新的途径。
通过改变酶的结构和性质，可以增强酶的稳定性和活性，提高酶在制剂中的使用效果。
三、微生物酶制剂在微生物制药中的应用微生物酶制剂在微生物制药中具有广泛的应用前景。
首先，在食品工业中，微生物酶制剂可以用于面粉加工、啤酒酿造、乳制品生产等过程中，提高产品的质量和产量。
其次，在饲料工业中，微生物酶制剂可以用来降低饲料中的纤维素含量，改善动物的饲料利用效率。
再次，在医药工业中，微生物酶制剂可以用于制备抗生素、激素和酶制剂等药物。
最后，在工业领域中，微生物酶制剂可以用于废水处理、纺织工艺和制革过程等环境友好的工业应用中。
四、微生物酶制剂在环境保护中的作用微生物酶制剂对环境保护也有着积极的作用。
微生物酶制剂可以用于生物降解有机废水中的有害物质，使废水得到有效处理。
此外，微生物酶制剂还可以用于土壤修复，降解土壤中的有机污染物，提高土壤的质量和肥力。
微生物酶制剂在环境保护中的应用，有利于减少化学物质的使用，减少环境污染，促进可持续发展。
微生物在生物酶制剂中的应用
微生物在生物酶制剂中的应用随着科学技术的不断发展，微生物在各个领域的应用也越来越广泛。
生物酶制剂作为一种新型的生物农药和生物肥料，正逐渐受到人们的关注和重视。
本文将着重探讨微生物在生物酶制剂中的应用及其优势。
一、微生物在生物酶制剂中的作用机理微生物在生物酶制剂中起到了至关重要的作用。
首先，微生物通过自身代谢产生的酶能够催化生物酶制剂中的活性成分，从而达到提高农作物产量和改善土壤质量的效果。
其次，微生物所产生的酶能够降低农作物生长过程中的抗性，增加其对外界环境的适应能力。
最后，微生物能够通过与土壤中其他有害微生物的竞争作用，减少病原微生物的数量，提高植物的健康度。
二、微生物在生物酶制剂中的应用案例1. 果树生物酶制剂：某公司研发的果树生物酶制剂中添加了一种特定的微生物菌种，该菌种能够分解土壤中的有机物质，并释放出植物生长所需的营养元素。
通过该生物酶制剂的使用，果树的生长状况明显改善，果实产量也大幅度提高。
2. 农作物生物肥料：利用微生物菌种研发的农作物生物肥料，能够提高土壤的肥力和抗病虫害能力。
该生物肥料中的微生物能够分解土壤中的有机质，释放出各种养分供农作物吸收利用，同时还能够与根系形成共生关系，提高植物的养分吸收效率。
三、微生物在生物酶制剂中的优势1. 环保无毒：由于微生物酶制剂主要由天然微生物菌株提取制成，因此不会产生毒害和环境污染问题，对自然生态环境无不良影响。
2. 高效可控：微生物酶制剂中的微生物菌株经过科学筛选和培养，具备高效提酶能力和良好的适应性，能够在各种环境条件下正常生长和代谢。
3. 经济可行：相比于传统的化学农药和化肥，微生物酶制剂的生产成本相对较低，且使用量较少，能够节约农民的经济成本。
同时，其使用也可以减少土地和水资源的污染，提高农作物生产的可持续性。
四、微生物在生物酶制剂中的前景展望随着人们对绿色农业和可持续发展的需求不断增加，微生物在生物酶制剂中的应用前景十分广阔。
未来，科学家们将继续深入研究微生物菌株的筛选和利用，开发更多功能性的生物酶制剂，以提高农作物产量、改善土壤质量，进一步推动农业生产的绿色化和可持续化发展。
微生物酶制剂在农业领域的应用
微生物酶制剂在农业领域的应用植物生长的各种因素，包括土壤、温度、湿度、光照、气候等等，如何协调才能更好地促进植物生长呢？同时，他们如何保持强健的状态，以抵抗虫害和疾病呢？这就需要对微生物酶制剂的了解了。
今天我想和大家分享一下微生物酶制剂在农业领域的应用。
什么是微生物酶制剂？微生物酶制剂是指将微生物中外源制备的生物催化剂加入土壤中，以促进植物的健康生长。
酶能够加速植物内部的新陈代谢和养分吸收，从而提高产量和品质。
微生物酶制剂能够加速土壤养分的释放，并对土壤病原体产生抗菌效果，这有利于植物进行生长和抵御外界威胁。
微生物酶制剂的主要成分微生物酶制剂的主要成分包括生物酵素、有机酸、微生物及其代谢产物。
生物酶是主要成分，最常见的酶有钝化酶、酰胺酶、膜内哥伦比亚办公室等。
有机酸是微生物酶制剂中的一种重要成分，可以促进植物吸收养分，降低土壤 pH 值，增加土壤活力。
微生物和代谢产物是表明微生物酶制剂的各种微生物菌株，具有调节土壤生态系统的作用，防止病原体遍布土壤。
微生物酶制剂的种类微生物酶制剂的种类也非常丰富。
一般，它们可分为三类：一、单一微生物酶制剂——由一种菌株制成，可防止具有特定菌株的病原体；二、混合微生物酶制剂——由多种菌株组成，可以综合调节土壤环境，促进植物生长；三、菌渣酶制剂——由微生物乃至其代谢物制成，具有富润土壤的作用，可防止土壤缺氧，促进有机物分解，提高土壤肥力。
微生物酶制剂在农业领域的应用微生物酶制剂在农业领域的应用越来越广泛。
它们大多用于促进植物的生长和增产，同时还可以增加植物的抗病能力，减少施肥量，提高土壤肥力，改善农作物的品质，市场问价也更高。
大家看到这里，自然会不由自主地想到一个问题：微生物酶制剂有没有什么副作用呢？其实，微生物酶制剂是可持续性农业的重要组成部分，不会对人类及环境产生副作用。
总之，微生物酶制剂的概念、类型和作用还是较为具体的。
如果您想使自己的植物更加健康和强壮，提高其产量和品质，那么不妨尝试一下微生物酶制剂，在现代农业生产中应用起来实际操作可行，就可以创造出更加和谐美好的绿色农业生态系统，让我们共同努力。
微生物产生酶类制剂的研究与开发
微生物产生酶类制剂的研究与开发酶类制剂是利用微生物产生的酶来进行工业生产的重要工具。
随着生物技术的发展，微生物产生酶类制剂的研究与开发变得越来越受关注。
本文将探讨微生物产生酶类制剂的研究与开发的现状和未来发展趋势。
一、微生物产生酶类制剂的意义酶是生物体内功能最为多样化和广泛的一类激素，它在生物体的代谢过程中起着关键的催化作用。
与传统的化学催化剂相比，酶具有高效、高选择性和绿色环保等优点。
微生物作为酶产生的重要来源之一，具有丰富的菌种资源和较低的生产成本，成为工业上应用最为广泛的酶来源之一。
二、微生物产生酶类制剂的研究与开发现状1. 菌种筛选与改造技术的进展酶类制剂研究的第一步是找到具有高酶产量和稳定性的菌株。
通过传统的菌种筛选技术和现代的高通量筛选技术，可以快速地找到高产酶菌株。
此外，基因工程技术的发展为菌种改造提供了新的途径，通过基因突变、基因克隆和表达调控等手段，可以进一步提高酶的产量和活性。
2. 生产工艺的优化为了大规模生产酶类制剂，还需要优化生产工艺。
生产过程中的温度、pH值、培养基等条件的控制对酶活性和产量起着重要作用。
采用合适的发酵设备、培养方式和工艺流程，可以提高酶的产量和纯度。
3. 酶类制剂的稳定性和储存条件制备好的酶类制剂需要满足长期存储和使用的要求。
研究人员通过改善酶的稳定性和开发适当的保存条件，延长了酶类制剂的使用寿命。
常见的方法包括添加保护剂、进行脱水和冷冻干燥等。
三、微生物产生酶类制剂研究与开发的未来趋势1. 研究酶的结构与功能酶的结构与功能之间存在密切的关系。
深入研究酶的结构和催化机制，可以为酶类制剂的开发提供理论基础。
结合计算生物学和生物物理学的研究方法，可以更好地理解酶的结构与功能的关系，并开发出更加高效的酶类制剂。
2. 结合生物工程与合成生物学技术生物工程和合成生物学技术的发展为酶类制剂的研究与开发带来了新的机遇。
利用基因编辑技术和合成生物学的方法，可以设计、重构新的途径和菌株，进一步提高酶类制剂的产量和质量。
第六章酶制剂的应用ppt课件
（四）酶在乳化剂生产中的应用
食品乳化剂是食品加工过程中使互不相溶的 液体（如油和水）形成稳定乳浊液的一类食品添 加剂。目前，国内外最普遍使用的乳化剂是甘油 单脂及其衍生物和大豆磷脂等。这些乳化剂在人 体消化过程中被分解为脂肪酸和多元醇，从而被 人体吸收或排出体外，对人体代谢无不良作用。
采用酶工程技术将糖化酶等淀粉酶或者纤维 素酶与酵母细胞共固定化，通过多糖水解酶 和酵母细胞内酒化酶系的共同作用，将淀粉或纤 维素转化为乙醇。
6.2.5 酶在生物柴油制造方面的应用
生物柴油是甘油酯与小分子醇类经过酯交换 反应而得到的脂肪酸酯类物质，可以代替柴油作 为柴油发动机的燃料使用等。在当今石油资源面 临枯竭的情况下，研究和开发新的生物能源具有 重要的意义和应用价值。
第六章 酶制剂的应用
6.1 酶在食品工业中的应用 6.2 酶在环保与能源方面的应用 6.3 酶在医药领域中的应用 6.4 酶在基因工程与细胞工程中的应用 6.5 酶在饲料工业和养殖业中的应用
本章教学要求
【了解】：酶在环保、能源、医药、基因工程、
细胞工程、动物饲养等领域的应用。
【熟悉】：酶在食品保鲜、淀粉加工、蛋白制品
在有机介质中，脂肪酶或酯酶可以催化甘油 酯与小分子醇类进行酯交换反应，生成小分子的 酯类混合物（甘油和酯）。
6.3 酶在医药领域中的应用
6.3.1 酶在疾病诊断方面的应用
疾病治疗效果的好坏，在很大程度上决定 于诊断的准确性。疾病诊断的方法很多，其中， 酶学诊断方法具有可靠、简便、快捷等特点。
6.1.7 酶在食品分析检测中的应用
1、醇类和胆固醇的测定 2、食品中糖类的测定 3、氨基酸类的测定 4、有机酸的测定 5、食品中其他组分的测定
第六章微生物酶制剂生产工艺
酶生产的温度控制
• 酶生产的培养温度随菌种而不同，例如利用芽 孢杆菌进行蛋白酶生产常采用30-37℃，而霉菌、 放线菌的蛋白酶生产以28-30℃为佳。
• 在酶生产中，为了有利于菌体生长和酶的合 成，也有进行变温生产的。例如以枯草杆菌AS 1.398进行中性蛋白酶生产时，31→40→31℃的 变温培养，蛋白酶产量比不升温者高66%。
• 例如在枯草杆菌的蛋白酶生产过程中，用流加 法使葡萄糖浓度保持在0.4%-1%，酶产量比对 照增加1倍。
淀粉质原料
• 淀粉等是缓慢地被利用的碳源，它们的 分解分解代谢产物不会对酶的合成产生 阻遏作用，对酶生产有利，是很好的碳 源。
• 许多酶类特别是各种淀粉酶和蛋白酶的 生产以玉米粉、甘薯粉、淀粉等为碳源。
快速利用碳源
• 葡萄糖等迅速利用的碳源的分解代谢产物，对 蛋白酶和淀粉酶的生产等都有阻遏作用。因 此，除某些菌株的酶合成不易受糖分解代谢产 物阻遏以外，一般不使用这一类碳水化合物为 碳源。
• 采用流加法，使葡萄糖等快速碳源的浓度保持 较低的水平，使其不致对酶合成产生分解代谢 产物阻遏作用，这一类糖还是可以用的。
碳氮比
• 在微生物酶生产培养基中碳源与氮源的 比例是随生产的酶类、生产菌株的性质 和培养阶段的不同而改变的。
• 蛋白酶（酸性、中性和碱性蛋白酶）生 产采用碳氮比低的培养基比较有利，淀 粉酶（α-淀粉酶、糖化酶、β-淀粉酶等） 生产的碳氮比一般比蛋白酶生产略高。
种子培养与发酵C/N
• 在种子培养时，为了适应菌体生长繁殖 的需要，要求提供合成细胞蛋白质的氮 多些，容易利用的氮源的比例大些，种 子培养基的碳氮比一般要比发酵培养基 低些。
• 有的产酶诱导物不仅是酶作用的底物或底 物类似物，而且是诱导物的前体物质。例 如纤维素能诱导纤维素酶，实际上起诱导 作用的诱导物不是纤维素而是它的分解产 物纤维二糖。
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其他品种
三． 四． 五． 六． 七． 八． 九． 十． ß -淀粉酶 葡聚糖酶 转苷酶 果胶酶 蛋白酶 木聚糖酶 脂肪酶 纤维素酶
用途 食品加工 业
作用 1生产麦芽糖 2果汁提取 3生产高甜天冬精 4生产果聚糖 5果实防霉 1降解纤维素 2分解地下水污染物-三氯乙烯 3纸浆漂白及废糖蜜水处理 4原油脱硫，降低空气污染 1生产丙烯酰胺 2在特殊条件下将煤转变为液 体燃料 1用于诊断心脏病和肝病 2用于分析血清中的尿酸浓度 3用于测定血清中的胆红素水 平
固定化酶（细胞）的应用
1． 固定化酶（细胞）在工农业生产上的应用
2． 固定化酶在医药治疗上的应用
3． 固定化酶在分析化学中应用
4． 固定化酶和亲和色谱
5． 固定化酶与环境保护
6． 新能源开发中的应用
7． 固定化酶在基础理论研究中应用
1． 固定化酶（细胞）在工农业生产 上的应用
我国已批准的有木瓜蛋白酶、α—淀粉酶制剂、精制 果胶酶、β—葡萄糖酶等6种。酶制剂来源于生物，一 般地说较为安全 ，可按生产需要适量使用。
二、酶制剂工业的发展
1.我国酶工业发展阶段
1965 无锡酶制剂厂BF-7658淀粉酶，首先用在淀粉加工和纺织退 浆上，这是我国首次应用。 1979利用黑曲UV-11糖化酶菌种进行糖化酶生产，首先在白酒、 酒精行业推广应用，提高了出酒率。 1990年， 2709碱性蛋白酶在洗涤剂行业上应用，当时由于这种颗 粒酶的出现，使加酶洗衣粉开始风行全国。 1992年，1.398中性蛋白酶，166中性蛋白酶在毛皮制革行业上 推广应用，提高了产品质量和效率，减轻了劳动强度。 1995年，无锡酶制剂厂首先引进了耐高温α-淀粉酶和高转化率液体 糖化酶，在国家科委成果办公室的推动下，将完成的"新双酶法在淀 粉质原料深加工工业中应用"科研项目在酒精、味精、制糖、啤酒等 行业进行了推广，从此"双酶法"技术在全国迅速得以发展。
葡萄糖异构酶——世界上生产规模最大的一种固定化酶。
用吸附法、结合法、凝胶包埋法等进行固定化。 葡萄糖
葡萄糖异构酶
果糖
果葡糖浆
固定化酶在工业生产中的应用
（2） 贮存稳定性比游离酶大多数提高。
(3 ) (4 ) 对热稳定性，大多数升高，有些反而降低。 对分解酶的稳定性提高。
（5） 对变性剂的耐受力升高
固定化后酶稳定性提高的原因：
a. 固定化后酶分子与载体多点连接。 b. 酶活力的释放是缓慢的。
c. 抑制自降解，提高了酶稳定性。
六．酶制剂在造纸生产中的应用
1．在造纸行业上生物技术的应用流程 2．酶法用于纤维改造
七．固定化酶技术
直接利用微生物酶—— （1）不稳定。在高温、高压、强酸、强碱下。 （2）易失活。即使在最适合的条件下反应。
（3）回收困难。用适当方法提取目的产物后，残存酶回
收困难。 （4）反应速度减慢。随着反应时间的推移。 （5）经济上不合算。一次性反应后不能再次使用。
微环境是指在固定化酶附近的局部环境，而把主体溶 液称为宏观环境。
固定化酶制备的一般方法及特点
关键在于选择适当的固定化方法和必要的载体以及稳定
性研究、改进。
1． 四大类方法：
吸附法（包括电吸附法）
结合法（无机多孔材料） 交联法（双功能试剂） 包埋法（微胶囊法）
各类固定化方法的特点比较:
影响固定化酶性质的因素
1． 酶本身的变化，主要是由于活性中心的氨基酸残基、 高级结构和电荷状态等发生了变化。 2． 载体的影响 （1） 分配效应 （2） 空间障碍效应 （3） 扩散限制效应 3. 固定化方法的影响
固定化后酶性质的变化
1． 固定化对酶活性的影响：酶活性下降，反应速度 下降 2． 固定化对酶稳定性的影响 （1） 操作稳定性提高
1982
固定化酶
酶反应器
分批搅拌反应器。 连续流搅拌桶反应器。 连续搅拌桶-超滤反应器 填充床反应器 循环反应器 流化床反应器
应用
工农业生产上的应用 医药治疗上的应用 分析化学中应用 亲和色谱 环境保护 新能源开发中 基础理论研究
青霉素酰化酶 制造人工肾 酶电极
酶反应器。
分批搅拌反应器。
环境保护
生物化工
医疗卫生
纺织业
使用羊毛表面手感硬的蛋白 质分解，使羊毛表面变的柔 软有光泽
中性耐热蛋白酶
工程酵母
开发的一般程序
最佳产酶条件组合研究 物理诱变
样品采集
初筛 菌种分离 复筛
化学诱变
摇瓶实验
微生物育种 分子改造 酶制备
遗传工程
基因工程
酶学研究
胞外酶
收集发酵液
扩大
产品
胞内酶
破碎
收集菌体
四、 酶制剂在食品工业中的应用技术
第六章 微生物与酶制剂
一、酶制剂概述
酶制剂是所有活的有机体所产生的由氨基酸组成的蛋 白质，它可以控制许多反应过程和组织、动物、人类 以及微生物的生物活动，它是新陈代谢中必不可少的 要素。 酶制剂是指从生物中提取的具有酶特性的一类物质， 主要作用是催化食品加工过程中各种化学反应，改进 食品加工方法。
阻碍了微生物酶的应用和发展。 研制固定化酶和固定化菌体
1953年，Grubhofev和Schleith首先开始了酶固定化 研究，并第一次实现了酶的固定化。 1960年，日本的千畑一郎开始了氨基酰化酶固定化 研究，开始了将固定酶应用在工业上的第一步。 1969年，千畑一郎成功地将氨基酰化酶反应用于 DL-AA的光学分析，实现了酶连续反应的工业化。这是 世界上固定化酶用于工业的开端。 1973年，千畑一郎再次在工业上成功地固定化大肠 杆菌细胞，成功实现了L-天冬氨酸连续生产。
2． 加大科研投入 3． 发展具有自己知识产权的新技术 4．调整产品结构、大力开发新品种
三、种类及其应用
一．α -淀粉酶 1. 耐高温α -淀粉酶 2. 高效耐高温α -淀粉酶 3. 洗涤剂α -淀粉酶 4. 中温α -淀粉酶
二．糖化酶 1．葡萄糖糖化酶 2．高效糖化酶 3．强效糖化酶 4．新型液体糖化酶
酶的名称 1β-淀粉酶 2纤维素酶 3某种热稳定酶 4未定 5几丁质酶 1木糖酶 2三氯乙烯 3木质素过氧化氢酶 4未定 1腈水合酶 2氢氧化酶 1胞内L-苹果酸酶 2尿酸酶 3胆红素氧化酶
酶的来源 1细菌 2曲霉 3嗜热脂肪芽孢杆菌 4环状芽孢杆菌 5木霉 1某种真菌 2大肠杆菌工程菌 3白腐菌 4红球菌 1绿真假单胞菌 2肠道变形杆菌 1嗜热芽孢杆菌 2苛求芽孢杆菌 3疣孢漆斑菌
果蔬加工
食品工业是用酶大户，目前已在烘焙、果蔬加工、奶制品、肉类加 工和蛋白质水解等行业广泛应用。目前酶制剂品种还远远不能满足 食品工业需要，酶制剂工业正不断推出新型酶制剂、复合酶制剂、 高活力和高纯度特殊酶制剂来满足日益发展的食品工业需要。
奶制品工业
酶在乳制品中最主要的应用，是蛋白酶的应用，特别是 用凝 乳酶加工奶酪和用乳糖酶将乳糖分解以提高有乳糖不耐受症的 人对乳制品的消化力。
制法 特性 制备 结合力 物理吸附 包埋法 共价结合 法 共价交联 法
易
易 强
难
强
难
强
弱
高
无变化 可能
酶活力
底物专一性 再生 固定化费用
高
无变化
中
中
有变化 有变化
高
不可能 不可能 不可能
低
中
中
固定化方法与载体的选择
1.必须注意维持酶的催化活性和专一性 2.酶与载体结合牢固 3.载体的机械强度 4.固定化酶要有最小的空间位阻 5.载体稳定，不可与底物、产物发生反应 6.固定化酶要廉价
酿酒用酶
乳制品用酶 纺织用酶
4．国内外酶制剂生产应用差异
1． 规模：国外多公司重组
国内重复建设、效益低
2 投入： 国外：开发经费高达15%，甚至19%
销售额
国内：研究、开发投入不足，占1%销
售额
3 开发重点国外：大力研制、开发新酶种和新用途 国内：品种少、剂型少
5．我国酶制剂工业的若干对策
1．走集约化、规模化经营
1998年，国外酶制剂大公司纷纷到中国建厂和合资， 引进了国外先进设备、优良菌种、新型酶制剂，给中 国酶制剂带来了机遇和挑战。 1998年，美国最大 的酶制剂公司--杰能科国际公司和中国最大的酶制剂 公司无锡酶制剂厂合资，成立"无锡杰能科生物工程 有限公司"，将杰能科国际公司的新型复合酶源引进 中国。2005年，杰能科正式成为丹尼斯克的全资子 公司，继续拓展酶制剂的全球市场。 2006年，酶制剂进入了全新的发展阶段，向"高档 次、高活性、高质量、高水平"方向发展，向专用酶 制剂和特种复合酶制剂发展，向新的应用领域发展， 向新型糖类、面粉加工、肉类、油脂、调味品、饲料、 纺织、纸浆、环保等方面发展。
比较项目 吸附法
物理吸附
结合法
.共价键结合 离子键结合
交联法
包埋法
制备难易
固定化程度
易
弱
难
强
易
中等
较难
强
较难
强
活力回收率
载体再生 费用 底物专一性 适用性
较高
可能 低 不变 酶源多
低
不可能 高 可变 较广
高
可能 低 不变 广泛
中等
不可能 中等 可变 较广
高
不可能 低 不变 小分子底物、 药用酶
四种固定化酶制备方法的特点小结
pH的变化
PH对酶活性的影响：
（1） 改变酶的空间构象
（2）影响酶的催化基团的解离
（3）影响酶的结合基团的解离 （4）改变底物的解离状态，酶与底物不能结合或结合后 不能生成产物。