基因工程凝乳酶
凝乳酶的定义
凝乳酶的定义凝乳酶是一种在乳制品加工中起关键作用的酶类。
它能够催化牛奶中的乳糖分子分解为葡萄糖和半乳糖，从而促进奶液凝结。
凝乳酶广泛应用于乳制品工业，尤其是在奶酪制作中起到至关重要的作用。
凝乳酶属于一类酶，称为“酶切酶”。
它能够特异性地识别乳糖分子，并在特定的条件下将其切割成葡萄糖和半乳糖。
凝乳酶主要存在于某些微生物和真菌中，如乳酸杆菌、乳酸链球菌和曲霉等。
这些微生物和真菌通过发酵过程产生凝乳酶，然后将其提取和纯化，以用于乳制品加工。
在奶酪制作过程中，凝乳酶发挥着至关重要的作用。
首先，鲜牛奶中的乳糖通过乳糖酶的作用被分解成葡萄糖和半乳糖。
然后，凝乳酶作为“酶切酶”介入，将乳糖分子进一步切割成更小的碎片。
这些碎片在特定的条件下相互结合，形成了奶酪的凝结网络。
这个凝结网络能够捕获水分和脂肪，从而形成奶酪的特殊口感和质地。
除了奶酪制作，凝乳酶还被广泛应用于其他乳制品工业中。
例如，在酸奶的生产中，凝乳酶可以促进乳液凝结，使酸奶具有较浓稠的口感。
在乳酸菌发酵的过程中，凝乳酶还能够降低乳酸的生成速率，从而延长酸奶的保质期。
此外，凝乳酶还可以用于优化乳制品的质地和口感，使其更加适合消费者的口味需求。
凝乳酶的应用不仅仅局限于乳制品工业。
近年来，凝乳酶还被应用于医药领域。
研究表明，凝乳酶具有抗菌和抗病毒的活性。
它可以破坏细菌和病毒的细胞壁或膜结构，从而抑制它们的生长和繁殖。
这使得凝乳酶成为一种潜在的抗生素和抗病毒药物的候选物质。
凝乳酶是一种在乳制品加工中起关键作用的酶类。
它能够催化乳糖分子的分解，促进奶液凝结，从而在奶酪制作等乳制品工业中发挥重要作用。
凝乳酶不仅可以改善乳制品的口感和质地，还具有抗菌和抗病毒的潜力。
随着对凝乳酶研究的不断深入，相信它将在更多领域展现出巨大的应用潜力。
凝乳酶的发展及其在奶酪生产中的应用
乳业 科 学 与 技木
※专题论述
凝乳酶 的发展及其在奶酪生产 中的应用
朱 玉英 ，王 存 芳
（ １ ． 齐 鲁 工 业 大 学 轻 工 学 部 食 品学 院 ， 山东 省 微 生 物 工 程 重 点实 验 室 ， 山 东 济 南 ２ ５ ０ ３ ５ ３
关键词 ：凝乳 酶；研究进展；奶酪；生产；应用
Ｄｅ ｖｅ ｌ ｏ ｐｍｅ ｎ ｔ ｏｆ Ｃｈ ｙｍｏ ｓ ｉ ｎ ａ ｎｄ Ｉ ｔ ｓ Ａｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｃｈ ｅ ｅ ｓ ｅ Ｐｒ ｏ ｄｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
ＺＨＵ Ｙｕ ｙ ｉ ｎ ｇ ． Ｗ ＡＮＧ Ｃ ｕ ｎ ｆ ａ ｎ ｇ ， ＇
中图分类号 ：￥ ８ ２ ６ ． ９ ４
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ７ ５ ０ ６ ／ ｙｋ ｒ ｘ ￣ｓ １ ６ ７ １ － ５ １ ８ ７ — ２ ０ １ ５ ０ ４ ０ ０ ７
文献标志码 ：Ａ
文章编号 ：１ ６ ７ １ — ５ １ ８ ７（ ２ ０ １ ５ ）０ ４ ． ０ ０ ２ ５ — ０ ４
ｐ ｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｒ ｅ ｎ ｎ ｅ ｔ ａ ｒ ｅ ａ ｌ ｓ ｏ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｃ ｈ ｙ ｍｏ ｓ ｉ ｎ ； ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ； ｃ ｈ ｅ ｅ ｓ ｅ ； ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｑｉ ｌ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｊ ｉ ’ ｎ ａ ｎ ２ ５ ０ ３ ５ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ａ ｎ ｉ ｍａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｎｄ ａ Ｖ ｅ ｔ ｅ ｉ ｒ ｎ ａ ｒ ｙ Ｍｅ ｄ ｉ ｃ ｉ ｎ ｅ ，
凝乳酶的发展及其在奶酪生产中的应用
凝乳酶的发展及其在奶酪生产中的应用朱玉英;王存芳【摘要】随着我国乳制品行业的快速发展,奶酪的生产越来越受到人们的关注.凝乳酶是在奶酪生产过程中起凝乳作用的关键性酶,势必将成为我国未来重点开发的酶制剂之一.本文通过简要介绍凝乳酶的种类、结构、一般特性、凝乳机理以及不同凝乳酶在奶酪生产中的应用,综述了凝乳酶的研究进展,对凝乳酶的开发前景进行展望.【期刊名称】《乳业科学与技术》【年(卷),期】2015(038)004【总页数】4页(P25-28)【关键词】凝乳酶;研究进展;奶酪;生产;应用【作者】朱玉英;王存芳【作者单位】齐鲁工业大学轻工学部食品学院,山东省微生物工程重点实验室,山东济南 250353;齐鲁工业大学轻工学部食品学院,山东省微生物工程重点实验室,山东济南 250353;山东农业大学动物科技学院(动物医学院),山东泰安 271018【正文语种】中文【中图分类】S826.94乳品行业在人们的生活中占据着越来越重要的位置。
发酵乳制品，尤其是奶酪，以其独特的口感、易消化、营养丰富、便于保藏等优点成为了乳品行业中的重要产业，在人们的生活中变得越来越备受青睐［1］。
奶酪，别名干酪、乳酪，或芝士、起司、起士，就其工艺而言，可作为发酵的牛乳；就其营养而言，可作为浓缩的牛乳［2］。
奶酪中的钙、磷和生物活性肽可直接影响脱矿化和再矿化，故奶酪可作为一种抗龋齿产品。
在奶酪的生产过程中，凝乳酶作为一种关键性酶，不但在凝乳过程中起凝乳作用，同时又对奶酪的质构和特有风味的形成具有不可估量的作用［3］。
因此，随着奶酪生产的增加，凝乳酶势必将成为我国未来重点开发的酶制剂之一。
凝乳酶存在于哺乳动物的胃液中，能使乳中蛋白质凝聚成奶酪，而哺乳类以外的动物则很少存在凝乳酶。
凝乳酶是一种酸性蛋白酶，最早发现于未断奶的小牛胃中，在食品很多方面都有应用［4-5］，是生产奶酪不可缺少的制剂，其产值占整个酶制剂总产值的15.5%。
随着凝乳酶的研究及其在奶酪生产中的应用，其来源不断扩大。
凝乳酶
2、皱胃酶的制备
传统上，皱胃酶的制备方法主要是以干燥的小牛皱胃 为原料。但现在人们主要采用冷冻的皱胃进行皱胃酶 的加工，即将冷冻皱胃切成细末后至于3%~10%的NaCI 溶液中浸提，使凝乳酶原和胃蛋白酶原溶出；然后用 HCL将浸出液的pH调整至2.0，并保持此pH条件1h，目 的在于激活两种酶原并使之转化成凝乳酶和胃蛋白酶； 接下来调整提取液pH到5.5，用微孔滤膜过滤，以除 去浸出液中的微生物，再加入适量的NaCL，使液体中 盐的含量达到20%。
PH的影响
钙离子的影响
温度的响
牛乳加热的影响
4、皱胃酶的活力及活力测定
• 制造干酪时，凝乳酶的添加量是随其活力 而定的。皱胃酶的活力单位（RU）是指皱 胃酶在35℃条件下，使牛乳40min凝固时， 单位质量（通常为1g）皱胃酶能使若干牛 乳凝固而言。即1g（或1ml）皱胃酶在一定 温度（35℃），一定时间（40min）内所能 凝固牛乳的毫升数。
皱胃酶
• 1、皱胃酶的性质 • 皱胃酶常被称为凝乳酶，由犊牛第四胃（皱胃） 提取。皱胃酶的等电点pI为4.45~4.65。皱胃酶作 用最适为pH4.8左右，凝固乳最适温度为40~41℃。 皱胃酶在弱碱（pH为9）、强酸、热、超声波的作 用下而失活。实际上用皱胃酶制造干酪时的凝固 温度通常为30~35℃，时间为20~40min。温度高， 某些乳酸菌的活力降低，影响干酪的凝聚时间， 如果使用过量的皱胃酶、温度上升或延长时间， 则凝块变硬。20℃以下或50℃以上，则凝乳酶活 性减弱。
皱胃酶的代用凝乳酶：
猪胃蛋白 酶
动物性凝乳酶
鸡胃蛋白酶 无花果蛋白酶
植物性凝乳酶
木瓜蛋白酶 菠萝蛋白酶
微生物来源的凝乳酶
利用遗传工程技术生产皱胃酶
我国凝乳酶的研究进展
我国凝乳酶的研究进展凝乳酶（Chymosin）,一种酸性蛋白酶，能够促使乳内蛋白质凝聚形成乳酪。
在生产过程中，凝乳酶是生产干酪的一种不可缺少的酶制剂，主要来源为未断奶的小牛胃粘膜。
凝乳酶的主要作用是使原奶凝结，给乳清排出提供一定的条件。
在凝乳酶作用下形成的乳酪易被各种蛋白质酶消化，因此凝乳酶只是提高酶效率，在实际运用中，并不能算酶。
由于随着生产的发展，传统来源的凝乳酶已经越来越不能满足社会需要，通过科学技术手段寻求其替代品，寻找凝乳活力高，蛋白水解活力低的凝乳酶。
通过研究凝乳酶发酵生产及分离纯化，使凝乳酶回收率达到最优。
1.凝乳酶的简介1.1凝乳酶的结构及其活力凝乳酶是以无活性的酶原分泌到胃里，凝乳酶原含365个氨基酶，在酸性条件下形成有活性、成熟的凝乳酶，与天冬氨酸蛋白酶有高度同源性，能够专一地切割κ酪蛋白的Phe105-Met106之间的肽键，从而使牛奶凝集[1]。
凝乳酶没有绝对的活力单位，是以一定的凝乳酶稀释液，在特定条件下，将一定量牛乳凝固所需时间为标准，牛乳凝固时间不相同，因此很难标准化[2]。
1.2凝乳酶的作用原奶在凝乳酶作用下凝结，主要是因为酪蛋白发生变化。
一般酪蛋白可分为α-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白。
κ-酪蛋白的作用可以保护蛋白质胶体不发生凝固，在凝乳酶作用下，κ-酪蛋白会水解成副κ-酪蛋白，同时释放相对分子量大约为6000-8000的可溶性糖肽。
而副κ-酪蛋白则可以和Ca2+结合凝固，α-酪蛋白和β-酪蛋白对Ca2+本身不稳定，同时有失去了κ-酪蛋白的保护作用，因此一起凝固形成奶酪。
在干酪生产中，凝乳酶是起着凝乳作用的关键性酶，其传统来源是从小牛皱胃中提取，即皱胃酶[3]。
随着干酪生产的需要，不得不促使人们寻找其他凝乳酶来替代其传统来源。
目前已从动物、植物、微生物和基因工程等方面着手，来寻找传统凝乳酶的替代品。
但是由于高蛋白水解作用是细菌来源的凝乳酶成为商品凝乳酶的主要障碍，因此凝乳酶活力高，蛋白水解活力低的细菌凝乳酶也将成为传统凝乳酶的替代品，在工业化生产中将脱颖而出。
基因工程大题训练高二下学期生物人教版2019 选择性必修3
1、下面是将乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白的基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料，请分析回答下列问题。
资料1：巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌，能将甲醇作为其唯一碳源，此时AOX1基因受到诱导而表达[5′AOX1和3′AOX1（TT）分别是基因AOX1的启动子和终止子]。
资料2：巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒，所以科学家改造出了图1所示的pPIC9K 质粒用作载体，其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组，将目的基因整合于染色体中以实现表达。
资料3：限制酶酶切位点）如果要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组，应该在HBsAg基因两侧的A B位置接上______、______限制酶识别序列，这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化。
（2）酶切获取HBsAg基因后，需用__________将其连接到pPIC9K质粒上，形成重组质粒，并将其导入大肠杆菌以获取。
（3）步骤3中应选用限制酶______来切割重组质粒获得重组DNA，然后将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。
（4）为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功，在培养基中应该加入卡那霉素以便筛选，转化后的细胞中是否含有HBsAg基因，可以用__________方法进行检测。
（5）转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后，需要向其中加入______以维持其生活，同时诱导HBsAg基因表达。
（6）与大肠杆菌等细菌相比，用巴斯德毕赤酵母菌细胞作为基因工程的受体细胞，其优点是在蛋白质合成后，细胞可以对其进行并分泌到细胞外，便于提取。
2、凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶。
直接利用动、植物生产凝乳酶受多种因素限制，培育高酶活力凝乳酶微生物菌种是目前最有前途的发展方向。
从牛胃液中分离到的凝乳酶以催化能力强而被广泛应用，研究人员运用基因工程技术，将编码该酶的基因转移到了微生物细胞中。
（1）从牛胃细胞中提取，再逆转录形成cDNA，以此cDNA 为模板PCR 扩增目的基因，有时需要在引物的5’端设计（填“限制酶”“DNA 连接酶”或“R NA 聚合酶”）识别序列，以便构建重组DNA 分子。
详细设计小牛凝乳酶基因工程制备的方案和路线
详细设计小牛凝乳酶基因工程制备的方案和路线
小牛凝乳酶基因工程制备的方案和路线如下：
第一步：收集小牛凝乳酶的基因序列并进行分析；
第二步：将小牛基因序列进行克隆，插入到表达载体中；
第三步：转化大肠杆菌进行表达，收集表达产物进行纯化；
第四步：进行酶活测定，筛选出高活性的产物；
第五步：通过超滤浓缩和深冻干燥等方式进行制备。
具体操作步骤如下：
1. 收集小牛凝乳酶的基因序列并进行分析
从小牛的基因组中提取凝乳酶的基因序列，对其进行测序和序列分析，确定其编码区域和启动子、终止子等功能元件，并着手克隆和表达该基因序列。
2. 将小牛基因序列进行克隆，插入到表达载体中。
根据基因序列设计合适的引物，进行PCR扩增，将小牛凝乳酶基因扩增出来。
将该基因与适用的表达载体进行限制酶切割，并进行连接、转化。
3. 转化大肠杆菌进行表达，收集表达产物进行纯化；
将重组的表达菌接种到含有适宜抗生素的含有诱导剂的LB培养基中培养，进行蛋白表达，根据标准方法进行收纳和纯化处理。
4. 进行酶活测定，筛选出高活性的产物。
将小牛凝乳酶的相关酶活测定方法进行优化和实验验证，筛选出活性最高的产物。
5. 通过超滤浓缩和深冻干燥等方式进行制备。
经过深入浓缩、洗涤、干燥等工艺处理，将制备好的小牛凝乳酶保证其高纯度、高效性、高稳定性及良好的贮存寿命，同时也能够在饮料、乳制品等各种食品加工行业得到广泛应用。
微生物凝乳酶的研究进展
部分都有一砦ａ螺旋的短片段与口折叠相连，通常一个 区域内的口折叠在另一个区域有局部相同的片段。而口 螺旋则没有”在Ｎ端区域和ｃ端区域的分离裂沟底部
发现两个天冬氨基酸活性位点：Ａｓｐ２３４和Ａｓｐ２２１６”。凝
乳酶分子可分为由１—１７５氨基酸残基组成的Ｎ端区域 和由１７６－－３２３氨基酸残基组成的ｃ端区域．两个区域之 间是一个深沟状的活性部位。氨基酸残基和水分子在 活性位点形成广泛的氢键网状结构以维持凝乳酶的 类二折叠对称结构。二硫键Ｃｙｓ２２５０和ｃｖｓ２２８３对于酶 的活性有重要意义．如果将这两个二硫键羧基化或汞
Ｖ０１．３７，Ｎｏ．５ ２００９（ｔｏｔａｌ ２２２）’，
万方数据
专题论述Ｍｏｎｏｇｒａｐｈｓ
域抗体片断复合表达，在酿酒酵母中可以刺激凝乳酶 分泌量提高１．５到６倍１１６１。
米黑氏霉菌、黑曲霉、寄生毛霉菌等是霉菌中转
蛋白质工程可以潜在的增强凝乳活性，改善底物户专 一性、改变热稳定性和最适ｐＨ值，将来必将为凝乳酶 的开发和利用做出应有的贡献。
样品酶液活力为４
￥１ｔＳ
凝乳酶的凝乳过程可分为两步：第一步是凝乳酶 专一性的水解乳中Ｋ一酪蛋白多肽链１０５－１０６位苯丙氨 酸和甲硫氨酸之间的肽键．形成稳定的副Ｋ一酪蛋白及 亲水性的糖巨肽：第二步是当总的Ｋ一酪蛋白被水解掉 约８５％时．在Ｃａｚ＋存在下在酪蛋白胶粒间形成的化学 键形成凝胶．凝胶一旦形成。凝胶中的水分便通过脱 水收缩这样一个过程而排出。经过凝乳酶的作用，老
摘要：介绍了凝乳酶的分子特性弄口凝乳机理，综述了微生物凝乳酶的研究进展，最后介绍了利用基因工程生产凝乳酶和蛋白质工程 改造凝乳酶的研究状况．并对凝乳酶的未来生产与开发作了展望。
关键词：微生物凝乳酶；基因工程；蛋白质工程 中图分类号：Ｑ８１４．９ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００ｌ－２２３０｛２００９｝０５—００３４—０３
第3章 基因工程：第3节基因工程的应用
第3章基因工程：第3节基因工程的应用一、理清主干知识一、基因工程在农牧业方面的应用二、基因工程在医药卫生领域的应用三、基因工程在食品工业方面的应用利用基因工程菌还能生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。
1．凝乳酶(1)目的基因：编码牛凝乳酶的基因。
(2)受体细胞：大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌。
(3)应用：生产奶酪。
2．加工转化糖浆需要的淀粉酶，加工烘烤食品用到的脂酶等也都可以通过基因工程技术生产。
二、诊断自学效果1．判断下列叙述的正误(1)转基因抗虫植物培育成功后可防治各种害虫(×)(2)将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株(√)(3)利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中(×)(4)由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用(×)2．下列不属于利用基因工程技术制取的药物是()A．从大肠杆菌体内获得白细胞介素B．从酵母菌体内获得干扰素C．从大肠杆菌体内获得胰岛素D．从青霉菌体内获得青霉素解析：选D利用基因工程技术可制取药物，如将外源白细胞介素基因导入大肠杆菌中并表达制取白细胞介素，使外源干扰素基因在酵母菌体内表达获得干扰素，使外源胰岛素基因在大肠杆菌体内表达获得胰岛素。
青霉素是由青霉菌自身基因表达产生的，因此在青霉菌体内提取的青霉素不属于基因工程药品。
3．我国已能自行生产乙肝疫苗等基因工程药物，乙肝疫苗的生产方法是()A．在受体细胞内大量增殖乙肝病毒B．在液体培养基中大量增殖乙肝病毒C．将乙肝病毒的全部基因导入受体细胞并表达D．将乙肝病毒的表面抗原基因导入受体细胞并表达解析：选D疫苗具有抗原性，乙肝病毒的抗原性由蛋白质外壳决定，所以生产乙肝疫苗利用的是乙肝病毒的蛋白质外壳。
生产乙肝疫苗的方法是获取乙肝病毒表面抗原基因，将其导入受体细胞，使受体细胞表达乙肝病毒的蛋白质外壳。
凝乳酶的基因工程
凝乳酶的基因工程引言凝乳酶是一种酶类，具有将乳中的蛋白质聚合成凝胶的能力，广泛应用于食品和乳制品加工工业中。
传统上，凝乳酶是通过提取动物胃内的瘤胃液获得的。
然而，这种方法不仅效率低，还面临着供给不足和动物福利问题。
因此，通过基因工程从微生物中产生凝乳酶已成为一种可行的替代方法。
本文将探讨凝乳酶基因工程的背景、主要方法和应用前景。
背景凝乳酶属于一类特殊的蛋白酶，主要作用是将乳中的蛋白质聚合成凝胶，形成乳酪、酸奶等乳制品的基础结构。
传统上，凝乳酶主要来源于动物胃内的瘤胃液，如牛胃中的胃蛋白酶。
然而，传统方法提取凝乳酶存在一些问题。
首先，提取过程繁琐且耗时，效率较低。
其次，由于供给不足，凝乳酶的价格居高不下。
此外，在动物福利意识日益增强的今天，从动物身上提取凝乳酶也面临着道德和法律的限制。
为了解决这些问题，人们开始研究通过基因工程的方式来产生凝乳酶。
基因工程的主要方法基因工程的目标是将目标基因导入到高效表达的宿主微生物中，并通过优化生产条件来大量产生目标蛋白。
凝乳酶基因工程的主要方法包括以下几个步骤：1. 基因的选择首先，需要选择凝乳酶基因的适当来源。
常见的选择包括从动物胃中提取的凝乳酶基因、已知的微生物产凝乳酶的基因以及通过基因改造获得的合成基因。
2. 基因的克隆通过现代分子生物学技术，将目标基因克隆到适当的表达载体中。
常见的表达载体包括质粒和病毒。
3. 转化宿主细胞将经过克隆的表达载体转化到适当的宿主细胞中。
常用的宿主细胞包括大肠杆菌和酵母等。
4. 诱导表达通过添加诱导剂或调节培养条件来促使宿主细胞表达凝乳酶基因。
常见的诱导剂包括异丙基硫代半乳糖苷（IPTG）等。
5. 分离纯化将宿主细胞中表达的凝乳酶进行分离纯化，得到高纯度的凝乳酶产物。
常用的分离纯化方法包括离子交换、凝胶过滤和亲和层析等。
应用前景通过基因工程产生凝乳酶具有许多优点，使其具备了广泛的应用前景。
首先，基因工程可以显著提高凝乳酶的产量和纯度。
生物技术在食品中的应用
生物技术在食品中的应用200820622 郑妍 200820622092 [摘要]近年来，随着现代生物技术突飞猛进的发展，生物技术在食品工业中的应用日益广泛和深入，它的发展对于解决食物短缺，缓解人口增长带来的压力，丰富食品种类，满足不同消费需求，开发新型功能性食品具有重要的贡献。
现以基因工程为主要内容，分析生物技术在食品工业中的应用。
[关键词]生物技术基因工程食品工业应用根据生物技术的操作对象和操作技术条件不同，生物技术主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等五项技术，这些工程技术不是各自独立的，而是相互联系、相互渗透。
现代生物技术在食品中及食品加工制造上的应用，涉及基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程以及现代分子检测技术。
其中基因工程技术为核心技术，它能带动其他技术的发展。
基因是具有遗传效应的DNA分子片段，是编码蛋白质或RNA分子遗传信息的基本单位，它存在于染色体上。
基因不仅可以通过复制把遗传信息传给下一代，还可以使遗传信息得到表达，从而使后代表现出与亲代相似的性状。
基因工程的基本原理便是将某一种生物细胞的基因或人工合成的基因提取出来，将异源基因与载体DNA在体外进行重组，将形成的重组子转入受体细胞，使异源基因在其中复制表达，从而改造生物特性，大量生产出人类所需要的产物的高新技术。
随着基因工程的兴起和发展，人们对基因工程技术的研究日益成熟和深入，并逐渐将基因工程运用到食品工业之中。
而转基因生物技术为食品行业的发展注入了新的动力，直接加快了对粮食产量的提高和食品营养的改善，解决了了发展中国家人民的饥饿以及营养不良的问题。
基因工程已经运用到食品及食品工业领域的许个方面，包括：改良食品加工的原料、改良食品微生物菌种性能、应用于食品酶制剂的生产、改良食品加工工艺、应用于生产保健食品的有效成分。
改良食品加工的原料可分为改良动物性食品源和改良植物性食品源。
为了提高奶牛的产奶量，又不影响奶的质量，将采用基因工程技术生产的牛生长激素BST注射到母牛上，便可达到提高母牛产奶的目的。
凝乳酶
味有一定的贡献。这主要是凝乳酶水解酪蛋白形成苦昧肽引 起 的 。 理想 的 凝 乳酶 应 能 专一 的 打 开 K- 酪 蛋 白 的Phel05-Metl06的键，而水解其他肽键的水解能力低．即两者的活力 比值要高。
六、凝乳酶生产中的作用
凝乳酶除了在干酪生产中，起着凝乳的关键性 作用
在医药领域，凝乳酶具有良好的作用和功能， 例如凝乳酶的分泌有助于移植血管和PTCA后血 管增殖；用于治疗腰椎间盘突出；治疗胃病， 如萎缩性胃炎、浅表性胃炎和各种慢性胃炎等 方面都有较好的体现。
由于随着生产的发展，传统来源的凝乳酶 已经越来越不能满足社会的需要，通过科 学技术手段寻求其替代品，寻找凝乳活力 高，蛋白水解活力低的凝乳酶。
动物源凝乳酶：凝乳酶最早来源于小牛的第四胃黏膜，随后在 其他动物的胃中提取了凝乳酶。但是由于动物来源的凝乳酶来 源不稳定，同时出于对种族、信仰等方面的考虑，研究者已将 研究方向转为微生物和植物来源的凝乳酶。
原奶中酪蛋白有三种：αs-酪蛋白、β-酪蛋白和К-酪蛋白，前两 者易受Ca+2影响形成沉淀，而后者不仅稳定，而且还具有抑制 前者沉淀的作用。凝乳酶使原奶凝固分为两个阶段：首先将К酪蛋白分解为副К-酪蛋白；其次副К-酪蛋白及αs-酪蛋白和β-酪 蛋白在Ca+2作用下沉淀。
凝乳酶的凝乳过程可分为两步：第一步是凝乳酶专一性的水 解乳中K一酪蛋白多肽链105-106位苯丙氨酸和甲硫氨酸之间 的肽键。形成稳定的副K一酪蛋白及亲水性的糖巨肽；第二 步是当总的K一酪蛋白被水解掉约85％时．在Caz+存在下在 酪蛋白胶粒间形成的化学键形成凝胶。凝胶一旦形成，凝胶
前包括三类：动物性凝乳酶，来源于牛胃、猪胃和羊胃；植物
性凝乳酶，来源于无花果树液菠萝果实；微生物凝乳酶，来
转基因微生物在食品中应用
转基因微生物在食品中应用work Information Technology Company.2020YEAR转基因微生物在食品生产领域的应用(好处和坏处)利1．转基因微生物生产食品酶制剂利用基因工程技术对微生物进行改良，用来生产酶制剂，应用非常广泛。
目前工业上着重于对乳酸菌和酵母菌的基因工程改良。
利用基因工程技术改良菌种生产的第一种食品酶制剂是凝乳酶，应用于生产干酪，目前被批准使用的转基因微生物凝乳酶产品已达到3种。
2．转基因酵母在啤酒葡萄酒生产上的应用转基因酵母菌在食品生产上的应用也较为多见，已获使用的转基因酵母菌有面包酵母和啤酒酵母。
利用转基因啤酒酵母所生产的啤酒已被消费者试用。
转基因方法还用于葡萄酒酵母工程菌的育种，使葡萄酒酵母在酒精发酵的同时，赋予其苹果酸、乳酸发酵降酸的功能。
3.转基因微生物在水果生产方面的应用防治果树根癌病的放射土壤杆菌。
这一工程菌的防病效果和稳定性高，增强了生物防治效果的稳定性。
在澳大利亚和美国获准登记，成为世界上第一例商品化生产的植物病害生物防治基因工程细菌制剂。
弊1.转基因微生物生产的食品添加剂会带来健康风险：（1）某些食物成分和加工助剂源于转基因细菌、真菌、酵母。
（2）即使食物中没有发现转基因，转基因过程仍会造成风险。
（3）转基因蛋白质可能是不健康的，可能改变特性，或以不可预知的方式同其他化合物发生相互作用。
（4）基因插入过程也可能会破坏微生物的正常基因表达。
2.对环境的污染转基因技术有可能造成生物污染。
有的生物技术公司为了保护自己的知识产权，对销售给农民的转基因种子作了“绝育”处理3.对其他植物品种的危害有特殊功能的基因“流窜”到相近的野生植物品系中去，使之具有抗除草剂的能力而难以控制；或者使害虫体内产生抵御杀虫剂的抗体。
另外，有些小生物吃了具杀虫功能的转基因植物可能灭绝。
2。
基因工程技术在酶制剂生产中的应用案例介绍
基因工程技术在酶制剂生产中的应用案例介绍引言：基因工程技术是近年来迅速发展的一项科学技术，它通过对生物基因的篡改和调控，实现对生物体形态、功能和遗传特性的改变。
基因工程技术在酶制剂生产中的应用越来越广泛。
本文将介绍两个基因工程技术在酶制剂生产中的案例：乳酸菌产酶例和工程酵母产水解酶例。
乳酸菌产酶例：乳酸菌是一类常见的益生菌，它们能够发酵乳糖并产生乳酸，对人体健康有益。
基因工程技术被用来改变乳酸菌的遗传物质，使其能够产生特定的酶，从而用于酶制剂生产。
以利用乳酸菌产酶的案例为例，常见的是利用乳酸菌Bifidobacterium longum对乳糖进行水解，产生乳糖酶。
乳糖酶是一种常用酶制剂，在乳制品加工工业中具有重要的应用价值。
通过基因工程技术，可以将产生乳糖酶的基因导入乳酸菌Bifidobacterium longum中，使其表达乳糖酶。
这样，在乳制品的生产过程中，可以直接使用这种改造后的乳酸菌来水解乳糖，从而节省乳糖酶的制备成本，提高生产效率。
工程酵母产水解酶例：酵母是一类单细胞真菌，广泛存在于自然界中，具有很高的生物催化能力。
在酶制剂生产中，利用酵母产生水解酶也是常见的应用。
以工程酵母产生水解酶的案例为例，一种常用的酵母是工程酵母Saccharomyces cerevisiae。
基因工程技术可以将水解酶的基因导入Saccharomycescerevisiae中，使其具备合成水解酶的能力。
水解酶在纸浆行业和生物燃料行业有广泛的应用，通过改造酵母的基因使其产生水解酶，可以实现对废纸浆的高效降解和生物能源的生产。
此外，基因工程技术还可以通过改变酵母的代谢途径，提高酵母的生物合成能力，从而生产出高效的水解酶。
总结：基因工程技术在酶制剂生产中的应用案例不胜枚举，上述介绍的乳酸菌产酶和工程酵母产水解酶只是其中的两个例子。
通过基因工程技术，可以改变生物体的基因组成，使其具备合成特定酶的能力。
这样，就可以直接利用这些改造后的生物来生产酶制剂，不仅降低了生产成本，提高了生产效率，还有助于推动酶制剂产业的发展。
凝乳酶及代替酶研究和现状
简述凝乳酶及其代替酶研究和生产现状摘要：近年来，随着干酪产量的增加，从小牛皱胃中提取的皱胃酶产量已经不能满足干酪生产的需要，迫使人们不得不寻找其它凝乳酶来代替小牛皱胃酶，因此凝乳酶的研究显得愈来愈重要。
本文对目前的凝乳酶进行简述，重点论述了动物凝乳酶、植物凝乳酶、微生物凝乳酶以及基因工程凝乳酶的研究及应用现状，为解决凝乳酶的短缺问题提供思路。
关键词：凝乳酶代替酶动物性凝乳酶植物性凝乳酶微生物凝乳酶基因工程凝乳酶一、概述凝乳酶是制造干酪的凝乳过程中起凝乳作用的关键性酶, 同时凝乳酶对干酪的质构和特有风味的形成起着非常重要的作用。
凝乳酶一般特指皱胃酶, 它是一种从未断奶的小牛胃中发现的天门冬氨酸蛋白酶，其主要的生物学功能是有限剪切Phe105 -M et106连接的K-酪蛋白，导致牛乳凝结，因此被广泛用于乳酪制造业，成为重要的酶制剂。
我国还是发展中国家，畜牧业还不很发达，如果单靠屠宰小牛而提取凝乳酶是不能满足干酪生产的需求，也不符合中共中央提出的和谐社会，可持续发展观的根本要求。
因此，凝乳酶的性质及其代用品的研究对我国干酪产业的发展有重大而深远的理论和现实意义。
二、凝乳酶代替品的研发进展小牛皱胃酶代替品应具备以下的特点：凝乳活性与蛋白分解活性之比适当；酪制品的质地及风味可以被接受；贮藏期间性质稳定；对人体无毒副作用，来源广泛，成本及价格较小牛皱胃酶竞争低等特点。
在自然界中，几乎所有的蛋白分解酶在适当条件下都能使乳凝固。
但是由于上述条件的限制，能够实现商品化的凝乳剂却为数极少。
目前, 国内研究范围涉及其它动物器官、高等植物及细菌、真菌。
虽对皱胃酶代替品的研发尚处于初级阶段，但已经取得一定阶段性的研究成果。
1、动物性凝乳酶动物来源凝乳酶是指自羔羊皱胃、未成年牛皱胃提取的皱胃酶或从猪胃中提取的胃蛋白酶。
胃蛋白酶对酪蛋白的水解特异性较差。
人们研究了羔羊皱胃酶和猪胃蛋白酶对羊奶干酪出品率、组织结构、感官品质和成熟过程中蛋白质降解的影响，发现用羔羊皱胃酶生产干酪产品得率高，组织结构细腻；用猪胃蛋白酶生产干酪产量低，组织状态差，口感粗糙，有苦味产生，且成熟速度慢。
凝乳酶的基因工程
凝乳酶的基因工程
凝乳酶是一种能够将牛奶中的蛋白质分解成小分子的酶，广泛应用于
乳制品工业中。
然而，传统的凝乳酶生产方式需要从动物（如牛、猪）的胃中提取，不仅成本高昂，而且存在动物福利和食品安全等问题。
基因工程技术的出现为凝乳酶的生产带来了新的可能性。
基因工程技术可以通过改变生物体的基因序列，使其产生目标蛋白质。
对于凝乳酶的基因工程，一般采用大肠杆菌等微生物作为宿主，将凝
乳酶基因导入宿主细胞中，使其产生凝乳酶。
这种方法不仅可以大大
降低生产成本，而且还可以实现大规模生产，从而满足市场需求。
凝乳酶的基因工程还可以通过改变凝乳酶的基因序列，使其具有更好
的性能。
例如，可以通过改变凝乳酶的结构，使其在不同的温度和pH 值下都能够发挥更好的作用。
此外，还可以通过改变凝乳酶的特异性，使其只作用于特定的蛋白质，从而提高产品的纯度。
然而，凝乳酶的基因工程也存在一些问题。
首先，基因工程技术需要
对目标基因进行精准编辑，这需要高度专业的技术和设备，成本较高。
其次，基因工程技术可能会引发一些伦理和安全问题，例如基因污染
和基因突变等。
此外，基因工程技术还需要经过严格的监管和审批，
以确保产品的安全性和合法性。
总的来说，凝乳酶的基因工程为凝乳酶的生产和应用带来了新的机遇和挑战。
随着技术的不断发展和完善，相信基因工程技术将会在更广泛的领域中发挥更大的作用。
植物提取凝乳酶的原理
植物提取凝乳酶的原理
植物提取凝乳酶是利用植物中的天然酶蛋白质，从植物中提取并纯化凝乳酶的方法。
其原理如下：
1. 凝乳酶的定位：首先确定植物中含有凝乳酶，并确定其存在的组织或器官。
凝乳酶主要存在于某些植物种子（如大豆、木瓜等）或果实（如菠萝、桃子等）中。
2. 提取植物材料：选择含有丰富凝乳酶的植物材料，如大豆或木瓜果实，将其切碎或研磨成细碎颗粒。
3. 破碎细胞壁：通过物理或化学手段破坏细胞壁，使凝乳酶释放到溶液中。
常用的破碎方法包括高速搅拌、超声波或酶解等。
4. 去除杂质：利用过滤、沉淀或超高速离心等技术去除植物细胞残渣和其它杂质，得到纯化的凝乳酶提取液。
5. 纯化凝乳酶：将提取液进行进一步的纯化，可使用离子交换层析、凝胶层析、亲和层析等技术，去除植物提取物中的其他蛋白质、多糖和有机杂质。
6. 活性检测：对纯化后的凝乳酶进行活性检测，常用的方法包括酶动力学测定和凝乳酶活性酶标测定等。
7. 细胞培养法：除了植物提取凝乳酶外，还可以利用转基因技术将凝乳酶基因导入细胞中进行表达，通过细胞培养法产生大量凝乳酶。
总的来说，植物提取凝乳酶的原理是通过破坏植物细胞结构和选择性纯化，从植物中提取获得纯化的凝乳酶。
凝乳酶
凝乳酶-简介凝乳酶chymosin 一般也称rennin，因为容易与血管紧张肽原酶（renin）混淆，国际酶学委员会推荐使用此名，即chymosin，亦称rennet，Chymogen，Lab （德语），remnase。
是一种蛋白酶.哺乳动物胃液中有凝乳酶，能使乳中蛋白质凝聚成乳酪，乳酪易为各种蛋白质酶所消化。
凝乳酶只是提高酶的效率，实际不算作酶。
哺乳类以外的动物因为不食乳，所以很少存在凝乳酶。
凝乳酶是生产干酪不可缺少的制剂，其产值占整个酶制剂总产值的15.5%。
主要来源是未断奶小牛胃粘膜。
凝乳酶-作用和种类1、作用：促使原奶凝结，为排出乳清提供条件。
2、种类凝乳酶有三种状态：液态、粉状和片剂。
传统上利用牛犊第四胃的皱胃酶提取制作凝乳酶，近来凝乳酶的来源不断扩大，目前包括三类：动物性凝乳酶，来源于牛胃、猪胃和羊胃；植物性凝乳酶，来源于无花果树液和菠萝果实；微生物凝乳酶，来源于霉菌和酵母菌。
丹麦干酪生产中来源霉菌的凝乳酶得到广泛应用。
3、凝乳酶的活力指1毫升凝乳酶溶液或1克干粉在35℃条件下，40分钟内能凝结原奶的毫升数。
标准液态凝乳酶的活力通常是1.2-1.5万，粉状凝乳酶是前者10倍，为12-15万。
4、原奶凝结过程原奶中酪蛋白有三种：αs-酪蛋白、β-酪蛋白和К-酪蛋白，前两者易受Ca+2影响形成沉淀，而后者不仅稳定，而且还具有抑制前者沉淀的作用。
凝乳酶使原奶凝固分为两个阶段：首先将К-酪蛋白分解为副К-酪蛋白；其次副К-酪蛋白及αs-酪蛋白和β-酪蛋白在Ca+2作用下沉淀。
凝乳酶-影响凝乳酶活性的因素（1）PH：在酸性环境中凝乳酶活力最强，原奶酸度的任何微小变化均能显著影响凝乳酶的活力。
凝乳酶活力大部分来源于其中的胰蛋白酶，小部分来源于牛胃蛋白酶（不过猪凝乳酶中的有效成分是猪胃蛋白酶）。
胰蛋白酶的最适PH 为5.4，而胃蛋白酶的最适PH低于胰蛋白酶。
（2）温度：凝乳酶的最适温度是42℃。
（到55-60℃，酶本身受到破坏）因为乳温明显影响凝结速度。
酶在奶酪中的应用
酶在奶酪制作中的应用Application of Enzymes in the production of cheese摘要目前,我国的乳制品以奶粉、鲜奶类制品、酸奶为主,奶酪的生产和研究较少。
但是生物技术的迅速发展和人们对生物工程认识的日渐加深，酶工程已成为生物技术在实际生产中非常重要的应用。
虽然酶工程学近年来才兴起, 但酶在奶酪中的应用却由来已久。
本文主要就以上几种酶在奶酪生产中的酶制剂进行了论述。
关键词：生物工程；奶酪；酶制剂ABSTRACTAt present, China's dairy powdered milk, milk type products, yoghurt-based, less cheese production and research. However, the rapid development of biotechnology and Bioengineering people deepening understanding, enzyme engineering has become very important in the actual production of the application of biotechnology. Although the enzyme engineering in recent years before the rise, but the enzyme used in cheese has a long history. This review focuses on more than several enzymes in cheese production, enzymes are discussed.Key words: Bioengineering; cheese; enzymes目录1. 前言 (5)2. 奶酪熟化中的酶的种类 (6)2.1 凝乳酶 (6)2.2 脂肪酶 (7)2.3氨基肽酶 (7)3.酶在奶酪生产中的作用 (9)3.1 促进奶酪凝结成块,缩短熟化期 (9)3.2 产生芳香物质,增加奶酪的香气 (9)3.3 提高奶酪中可溶性氮的含量 (9)3.4 生产低脂肪奶酪制品 (9)3.5其它的作用 (9)4.酶制剂在奶酪熟化中的应用研究情况 (11)5. 展望 (12)6. 参考文献 (13)1.前言奶酪不仅具有与液体奶完全不同的风味和口感，而且含有较多的低聚肽、脂肪酸、维生素、钙、磷等营养物质,深受欧美等西方国家人民的喜爱；也是储备液体奶生产的一类固态乳制品。
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2016/4/25
真核生物，目的蛋白 分泌到胞外，表达量 高，提取方便，易于 规模化生产。
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基因工程凝乳酶
提纯（硫酸铵 盐析沉淀、离子交换柱、葡聚 糖分子筛提纯）
离心除去菌体（粗酶液）
表达率高，（十倍 甚至上百倍）；可 自行修饰目的蛋白 （对信号肽进行剪 接，形成二硫键， 适度糖基化）；成 本低，易于商016/4/25
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凝乳酶按其来源可以分为动物凝乳酶、植物凝乳酶、微生物凝乳酶
植物凝乳酶：包括木瓜蛋白酶、 无花果蛋白酶、菠萝蛋白酶、生 姜蛋白酶、合欢蛋白酶，蔬菜凝 乳酶
动物凝乳酶：小牛 皱胃酶，猪胃蛋白酶 ，羔羊胃蛋白酶，水牛和骆驼的 幼仔皱胃酶。
微生物凝乳酶：野生菌株产凝乳 酶（放线菌，真菌，细菌，酒曲 中分离出的根霉和曲霉）和基因 工程菌产凝乳酶。
基因工程凝乳酶
汇报人：乔美玲 组员：李文玉，崔蓬勃，孙浩
一 凝乳酶简介
凝乳酶是一种最早在未断奶的 小牛胃液中发现的天门冬氨酸蛋白 酶,可专一地切割乳中κ-酪蛋白的 Phe105-Met106之间的肽键，破坏 酪蛋白胶束使牛奶凝结。
凝乳酶不仅可以凝乳，其在干酪成 熟过程中也可起增加风味,改善营 养等作用。
甲醇营养型巴斯德毕赤酵母 宿主菌
胞外分泌目的蛋白 （培养基上清液）
液态发酵
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二 基因工程凝乳酶
★基因工程凝乳酶：采用基因工程技术,可将动物凝 乳酶基因、植物凝乳酶基因等各类基因转入微生 物中表达,获得外源表达凝乳酶。 ★ 在1990年美国FDA已批准基因工程凝乳酶在乳酪生产 中使用,FDA认可了3种凝乳酶产品:克氏乳酸菌凝 乳酶,黑曲霉菌凝乳酶,大肠杆菌K- 12凝乳酶。 ★ • 目前,可作为基因工程表达的宿主菌株主要为酵母 菌、米曲毛霉、大肠杆菌。