酶工程-酶工程第十章 酶的应用
酶工程第10章固定化酶催化的动力学特征)
一些酶在溶液中和固定化后的米氏常数值
酶
底物
固定化试剂
肌酸激酶 乳酸脱氢酶 α－糜蛋白酶 无花果蛋白酶 胰蛋白酶
ATP NADH N-乙酰酪氨酸乙酯 N-苯酰精氨酸乙酯 苯酰精氨酰胺
无（溶液酶） 对氨苯基纤维素
当 Da <<1时，酶催化的最大反应速度要大大 慢于底物的传质速率，此时该反应过程由反应动 力学控制；当 Da>>1时，底物的传质速率大大慢 于酶催化的最大反应速度，此时该反应过程由传 质扩散控制。
外扩散限制效应
（2）作图法求[S]i值和Vi值
根据 Vm[S]i
Km [S]i
kLa ([S]0
[S ]0
[S]0 [S]0
外扩散限制效应
引入 [S] [S]i ， K K m ，并定义 Da Vm ，
[S ]0
[S ]0
k L a [S ]0
[S ]i
Vm [S]0 1 [S]i
kLa [S]0 K m [S]i
[S ]0
[S]0 [S]0
Da [S] 1 [S] K [S]
Viห้องสมุดไป่ตู้
Vm [S ]0 Km [S]0
V0
在这种情况下，酶反应速度不受传质速率的 影响，为该酶的本征反应速度，或称在此条件下 可能达到的最大反应速度，用V0表示。
外扩散限制效应
当外扩散传质速率很慢，而酶表面上的反应 速度很快，此时传质速率成为限制步骤。固定化 酶外表面上的底物浓度趋于零，有
Vi k L a[S ]0 Vd max
kLa ([S]0
[S]i )
酶的应用
酶的应用绪论酶”对于大多数人来说，还是比较陌生的，还不知酶为何物，要么不知所云，要么误认为“煤”等等名词。
然而，随着生物技术的飞速发展，酶迅速的深入应用于人们息息相关的各工业部门及日常生活中来。
当你幸福的享受生活的时候，您可能已经在使用许多用酶制剂生产出来的产品，比如：爽口的果汁、香甜面包、清洁能力出众的洗衣粉、舒适的服装，以及昨天刚在超市买的调味品、化妆品、减肥品，今天朋友聚会喝的白酒、红酒、啤酒等等等等。
酶是自然的产物，是生物为了生存而适应自然的产物。
自古以来，酶就被应用于日常生活，远在人类游牧时代，人民已经利用动物胃液来凝固牛奶，制造奶酪。
尤其在我国远古时代，四千年前，已经掌握了酿酒技术，秦汉以前，已经利用麦芽制取饴糖，古人还用粪便供兽皮脱毛、制造皮革，用动物胰脏软化皮革等等，都是酶的作用。
酶的作用还被用于治病；两千五百年年前人民已懂得酒曲可治肠胃病，古代还用鸡内金（鸡胃膜）治消化不良。
说明了古代我们的祖先，在那时即使还不知道什么是酶，已凭着实践所积累的丰富经验，广泛应用动物、植物与微生物的酶的催化作用，来生产生活资料和治病。
目前，随着现代生物工程技术的快速发展，尤其是基因工程、蛋白质工程在酶制剂方面的深入应用，进一步拓宽了酶制剂应用的广度和深度。
使得酶制剂广泛应用于食品、洗涤剂、饲料、纺织、造纸、制药、制革、发酵、石油化工、环境保护等与国民经济息息相关的各个行业。
酶和微生物是能够在人类居住的地球上的自然资源和人类不断增长的消费需求之间建立一种良好平衡的要素之一。
而且伴随着科学技术，尤其是生物技术的发展，酶制剂将在许多行业发挥巨大作用，是现代众多行业进步的推动力之一，（三大技术：信息、生物、膜，生物工程技术包括四大工程技术，酶工程、发酵工程成熟）。
梅奥生物目标成为中国市场已经接受的酶制剂应用领域中的第一，并不断开拓酶制剂应用的新领域。
为实现这一目标，我们须把更多的精力放在酶制剂的应用研究与开发上，积极开发各方面的新的酶制剂应用工艺（中草药、保健品、能源、可再生资源）。
酶工程应用,附图片
3
微生物发酵药品：如人胰岛素、干扰素等
• 1、应用酶工程生产抗生素
• 应用酶工程可以制备青霉素酞化酶、头抱菌素酞 化酶、头抱菌素、头抱菌素酞化酶、青霉素酞化 酶、脱乙酸头抱菌素、头抱菌素乙酸醋酶,近年来 还进行固定化产黄青霉青霉素合成酶系细胞生产 青霉素的研究,合成青霉 索和头抱菌素前体物的 最新工艺也采用酶工程 的方法。
前言
• 早在几千年我们的祖先就曾有酿酒、制醋 、做酱的记载,所有这些,实际上都是酶知识 的应用。
• 现在，酶工程已在医药、食品、工业、农 业、饲料、环保、能源、科研等领域广泛 应用。
一、酶工程技术在医药工业中的应用
1 种类繁多的药品，如抗生素、维生素等
2
基因工程药品：如人生长素、乙肝疫苗、单抗等
2
酶工程在用农产品开发生物活性肽方面的应用
3
酶工程在饲料工业中的应用
1、酶工程应用于农产品的深加工
利用α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和葡萄糖异构 酶的催化功能，以玉米淀粉等为原料生产高果糖 浆等。乳制品加工则需要用凝乳酶和乳糖酶。农 副产品的加工和综合利用需要用纤维素酶、果胶 酶和木质素酶。
• 2、酶工程在用农产品开发生物活性肽方面 的应用
• 2、酶工程在调味剂生产中的应用
• 在日本和美国利用酶水解蛋白制取的营养型调味 剂和氨基酸复配调味品占调味剂市场很大的比重 。其销售量已超过传统调味剂的数倍。用酶法提 取的米糠蛋白的溶解性、起泡性、乳化特性和营 养性等蛋白功能特性 上表现出良好性能,不 仅可以作为食品中的 营养强化剂,还可以作 为食品中的风味增强 剂。
三、酶工程技术在食品工程的应用
1
酶工程在甜味剂生产中的应用
2
酶工程在调味剂生产中的应用
酶工程的应用
• 利用酶标免疫检测法测定抗体或者抗原
3、酶在疾病预防和治疗方面的应用
酶
名
淀粉酶 蛋白酶
来Leabharlann 源胰脏、麦芽、微生物 胰脏、胃、植物、微生物
脂肪酶 纤维素酶 溶菌酶 尿激酶 链激酶 青霉素酶 L-天冬酰胺酶 超氧化物歧化酶 凝血酶 胶原酶 右旋糖酐酶 胆碱酯酶 溶纤酶 弹性蛋白酶 核糖核酸酶 尿酸酶
通过基因扩增，基因测序， 诊断基因变异、检测癌基因
• 利用葡萄糖氧化酶检测葡萄糖的含量，进行糖尿病诊断
• 利用葡萄糖氧化酶和过氧化物酶的联合作用检测葡萄糖的 含量，诊断糖尿病
• 利用尿素酶测定尿素含量，从而诊断肝脏、肾脏病变
• 利用胆固醇氧化酶测定血液中胆固醇的含量，从而诊断高 血脂等疾病
• 利用谷氨酰胺酶测定脑脊液中谷氨酰胺含量，进行肝硬化、 肝昏迷的诊断
酶的应用
酶在医药方面的应用 酶在食品方面的应用 酶在轻工、化工方面的应用 酶在环境保护方面的应用 酶在生物技术方面的应用
• 用酶进行原料处理 • 用酶生产各种轻工、化工产品 • 用酶增强产品的使用效果。
酶在原料处理方面的应用
• 发酵原料液的处理 • 防止原料的处理 • 制浆、造纸原料的处理 • 生丝的脱胶处理 • 羊毛的除垢处理 • 皮革的脱毛处理 • 烟草原料的处理 • 甜菜蜜糖的处理 • 植物油的脱胶处理
蛋白酶
皮革脱毛与软化 加酶洗涤剂 生丝脱胶与羊毛染
酶水解了毛根部的毛 囊蛋白而使毛松动脱 落。蛋白酶分解皮纤 维间质中的可溶性蛋 白质，使皮纤维进一 步松散软化。
加速蛋白质的分解
染色温度降低
酶在轻工、化工产品制造方面的应用
酶工程酶在食品工业上的应用
酶工程酶在食品工业上的应用酶工程是一门利用生物技术手段对酶进行改造和优化的学科，它在食品工业中发挥着越来越重要的作用。
酶是一种生物催化剂，能够加速化学反应的速率，降低反应所需的能量，提高反应的选择性和效率。
在食品工业中，酶工程酶被广泛应用于面包、奶制品、果汁、啤酒、酒精、肉制品、酱油等食品的生产中，为食品工业的发展和进步做出了重要贡献。
首先，酶工程酶在面包生产中的应用十分广泛。
在面包的生产过程中，酶工程酶可以用来改善面团的加工性能，提高面包的品质和口感。
比如，面包中的面筋酶可以使面筋中的蛋白质水解，增加面团的延展性和弹性，使得面包更加松软和有嚼劲。
此外，面包中的淀粉酶可以降解淀粉，提高面包的柔软度和保湿性。
通过酶工程酶的应用，面包的质量可以得到显著提升，满足消费者对高品质面包的需求。
其次，酶工程酶在奶制品生产中也发挥着重要作用。
在奶制品的生产过程中，酶工程酶可以用来改善奶制品的口感、增加营养价值和延长保质期。
比如，在乳清蛋白的生产中，酶工程酶可以用来加速乳清蛋白的水解，产生多肽和氨基酸，提高乳清蛋白的营养价值和生物利用率。
在酸奶和奶酪的生产中，酶工程酶可以用来促进乳糖的水解，降低乳糖含量，改善奶制品的口感和消化性能。
通过酶工程酶的应用，奶制品的品质和营养价值得到了显著提升，受到了消费者的青睐。
此外，酶工程酶在果汁生产中也发挥着重要作用。
在果汁的生产过程中，酶工程酶可以用来改善果汁的浑浊度、增加果汁的口感和延长果汁的保质期。
比如，在苹果汁的生产中，果汁中的果胶酶可以用来降解果胶，改善果汁的浑浊度和口感。
在橙汁和柠檬汁的生产中，果汁中的木糖酶可以用来降解果汁中的木糖，减少果汁的黏稠度，提高果汁的口感和透明度。
通过酶工程酶的应用，果汁的品质和口感得到了显著提升，受到了消费者的喜爱。
此外，酶工程酶在啤酒和酒精的生产中也发挥着重要作用。
在啤酒的生产过程中，酶工程酶可以用来加速麦芽中淀粉的水解，提高酒花的利用率和啤酒的酒精度。
生物酶工程技术的研究及应用
生物酶工程技术的研究及应用近年来，随着生物科技的不断发展，生物酶工程技术的研究和应用也越来越广泛。
生物酶工程技术是将生物化学、分子生物学、微生物学等科学原理和技术应用于酶工程领域，以开发、改良、生产和利用各种酶类为核心的一种技术。
在制药、食品工业、环保等领域都有着广泛的应用。
本文将从酶的应用、酶的类型、酶工程技术和酶的市场前景四个方面对生物酶工程技术进行探讨。
一、酶的应用酶是一种天然的催化剂，具有高效、选择性和温和的反应条件等优势，因此在生物学、化学、医药、食品和环保等领域均有着广泛的应用。
以医药领域为例，酶的应用涉及到检测、治疗和预防等多个方面。
在检测方面，酶可以用于制造试剂盒和诊断试剂盒。
在治疗方面，酶可以用于制造抑癌剂、抗生素和疫苗等药物。
在预防方面，酶可以用于生物反应器的生产和酶活性控制等方面。
二、酶的类型酶的种类繁多，可分为生物酶和工业酶两类。
其中，生物酶主要分为氧化酶、水解酶、转移酶和异构酶等。
这些酶在代谢、运动和调节等过程中起到重要作用。
而工业酶主要包括纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖氧化酶和活性炭酶等。
这些酶在生物质转化、食品加工、纺织和制浆等工业领域中发挥着至关重要的作用。
三、酶工程技术酶工程技术是将基因工程、分子生物学和生物化学等科学原理和技术应用于生物化工领域，采用生物反应器、分离纯化和酶代谢等技术，以改良、开发和生产各种酶类为主要的技术。
因此，酶工程技术在生物质转化、食品、医药、环保等领域具有广泛的应用。
在酶工程技术的研究中，也有着一些热门研究方向，如：酶的结构和功能的研究，酶的遗传调控和表达调节等。
这些研究方向为酶工程技术的进一步发展提供了宝贵的思路和方法。
四、酶的市场前景随着生物科技的不断发展，酶作为一种天然的催化剂，在生物化工、医药、食品、纺织和环保等领域均有着广泛的应用。
根据MarketsandMarkets的研究显示，全球酶市场的规模将在2022年达到105.89亿美元，其中亚太地区的市场规模最大。
酶的应用
酶的应用绪论酶”对于大多数人来说，还是比较陌生的，还不知酶为何物，要么不知所云，要么误认为“煤”等等名词。
然而，随着生物技术的飞速发展，酶迅速的深入应用于人们息息相关的各工业部门及日常生活中来。
当你幸福的享受生活的时候，您可能已经在使用许多用酶制剂生产出来的产品，比如：爽口的果汁、香甜面包、清洁能力出众的洗衣粉、舒适的服装，以及昨天刚在超市买的调味品、化妆品、减肥品，今天朋友聚会喝的白酒、红酒、啤酒等等等等。
酶是自然的产物，是生物为了生存而适应自然的产物。
自古以来，酶就被应用于日常生活，远在人类游牧时代，人民已经利用动物胃液来凝固牛奶，制造奶酪。
尤其在我国远古时代，四千年前，已经掌握了酿酒技术，秦汉以前，已经利用麦芽制取饴糖，古人还用粪便供兽皮脱毛、制造皮革，用动物胰脏软化皮革等等，都是酶的作用。
酶的作用还被用于治病；两千五百年年前人民已懂得酒曲可治肠胃病，古代还用鸡内金（鸡胃膜）治消化不良。
说明了古代我们的祖先，在那时即使还不知道什么是酶，已凭着实践所积累的丰富经验，广泛应用动物、植物与微生物的酶的催化作用，来生产生活资料和治病。
目前，随着现代生物工程技术的快速发展，尤其是基因工程、蛋白质工程在酶制剂方面的深入应用，进一步拓宽了酶制剂应用的广度和深度。
使得酶制剂广泛应用于食品、洗涤剂、饲料、纺织、造纸、制药、制革、发酵、石油化工、环境保护等与国民经济息息相关的各个行业。
酶和微生物是能够在人类居住的地球上的自然资源和人类不断增长的消费需求之间建立一种良好平衡的要素之一。
而且伴随着科学技术，尤其是生物技术的发展，酶制剂将在许多行业发挥巨大作用，是现代众多行业进步的推动力之一，（三大技术：信息、生物、膜，生物工程技术包括四大工程技术，酶工程、发酵工程成熟）。
梅奥生物目标成为中国市场已经接受的酶制剂应用领域中的第一，并不断开拓酶制剂应用的新领域。
为实现这一目标，我们须把更多的精力放在酶制剂的应用研究与开发上，积极开发各方面的新的酶制剂应用工艺（中草药、保健品、能源、可再生资源）。
《酶工程的应用》课件
酶工程的主要应用 领域
药物代谢：酶催化药物代谢， 提高药物的生物利用度
药物合成：酶催化药物合成， 提高效率和选择性
药物分析：酶催化药物分析， 提高检测灵敏度和准确性
药物靶向：酶催化药物靶向， 提高药物的疗效和安全性
污水处理：酶 工程在污水处 理中的应用， 如生物酶降解
有机物
废气处理：酶 工程在废气处 理中的应用， 如生物酶降解
酶在农业生产中的应用：酶在农业生产中主要用于提高作物产量和质量，如酶在植物生长调节、植物病虫害防治 等方面的应用。
酶在食品加工中的应用：酶在食品加工中主要用于提高食品品质和营养价值，如酶在食品发酵、食品保鲜、食品 加工等方面的应用。
酶在环境保护中的应用：酶在环境保护中主要用于降解污染物、净化环境，如酶在污水处理、土壤修复、空气净 化等方面的应用。
酶的活性：酶的活 性受到多种因素的 影响，如温度、pH 值等
酶的纯化：酶的纯 化过程复杂，需要 耗费大量时间和成 本
酶的筛选：筛选出 适合特定反应的酶 需要大量的实验和 数据分析
生物医药领域：开发新型药物，提高药 物疗效
食品工业领域：提高食品品质，降低生 产成本
环保领域：生物降解污染物，减少环境 污染
酶在药物代谢中的应 用：酶催化药物代谢， 提高药物的生物利用 度和安全性
酶在药物靶向治疗中 的应用：酶催化药物 靶向治疗，提高药物 的疗效和降低副作用
污水处理：酶可以降解污水中的有机物，提高污水处理效率 生物降解：酶可以降解塑料、橡胶等难以降解的物质，减少环境污染 土壤修复：酶可以修复被污染的土壤，提高土壤肥力 生物能源：酶可以促进生物质能源的转化，减少化石能源的使用，降低温室气体排放
添加标题
添加标题添加标题添来自标题酶工程包括酶的筛选、改造、固定 化、反应器设计、过程控制和产物 分离等环节。
酶在生活中的应用
酶在日常生活中的应用(一)酶在化妆品行业的应用目前在化妆品领域，生物技术主要用于生产科技含量高的化妆品活性添加剂，这些技术主要包括生物提取分离技术、生物发酵技术、酶工程和植物细胞培养技术等。
利用这些技术，可以为化妆品开发提供高效、安全和价优的原材料和添加剂。
1. 生物发酵技术生物发酵技术是采用现代生物工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用产品或直接把微生物应用于工业生产过程，如运用生物发酵技术生产透明质酸(HA)和辅酶Q10 等。
HA 是由N-乙酰葡糖胺和糖醛酸为基础形成的一种杂多糖，它能和硫酸软骨素等共同组成黏多糖类物质，是结缔组织的主要成分之一。
过去HA 主要从鸡冠和脐带中提取，其含量较少，成本高。
日本资生堂于1985年利用生物发酵技术，对链球菌进行突变处理而筛选出HA高产菌株，通过发酵法大规模生产HA，运用该法1 L 培养液中可得5 g-6 g 高纯度的HA，使得HA 作为一种保湿剂在化妆品行业得到了广泛应用。
2. 酶工程酶工程是指利用酶、细胞或细胞器等具有的特异催化功能，借助生物反应装置和通过一定的工艺手段生产出人类所需产品。
它是酶学理论与化工技术相结合形成的一种新技术。
利用酶工程可提取动植物中的各种活性成分，如植物多糖、植物黄酮、生物活性肽等。
生物活性肽是对生物机体的生命活动有益或是具有生理作用的肽类化合物，是一类分子质量小于 6 000 Da 且具有多种生物学功能的多肽。
蛋白质本身是生物活性肽的前体，选择合适的蛋白酶水解这些多肽链，把具有生物活性的肽片断释放出来，从而可制得具有各种生理功能的生物活性肽。
蛋白质水解产生的活性肽主要是以化学法和酶法水解而来。
化学法以酸或碱断开蛋白质肽键，由于反应环境较极端，不利于活性的保持。
酶法水解蛋白质生产的活性肽安全性高，无副作用，能在温和的条件下进行定位水解分裂产生特定的肽，且水解过程易于控制。
因此，酶法生产的小分子生物肽已成为化妆品领域研究的一个重要方向。
酶工程 第十章 酶的催化特性与反应动力学 2013-2
½Vmax 分数级反应 一级反应 [S]<<K
零级反应 [S]>>K
K
[S]
当v = ½Vmax时，K=[S]，即米氏常数，记做Km
35/138
3. 稳态学说
中间复合物假说
假定[ES]处于稳态中，即形成速率等于分解速率： k1[E][S]=k-1[ES]+k2[ES] k1[E][S] [ES]= k-1+k2 酶以ES形式存在的比例: [S] k-1+k2 +[S] k1
41/138
（4）直接线性作图法：
Vmax
Vmax (Vmax, Km)
v1
v2 [S]2 -[S]1 -[S]3
Km
42/138
（5）常用动力学数据处理方法的比较 Lineweaver-Burk法最常用，优点是v和[S]在不同轴上 ，但误差分布不均衡 直接线性作图法优点是v 和[S]直接表现在图线上，具有 统计合理性，可采用Vmax和Km的中位数。采用非线性回 归进行拟合，可得到最优Vmax和Km的值。
15/138
4. 酶专一性的确定
（1）选择底物，测定最适温度、pH等条件 （2）确定米氏常数Km和最大反应速度Vmax （3）选用结构类似物确定专一性 （4）相对专一性的酶确定几个底物的Km、Vmax （5）确定是否有立体异构专一性
16/138
（二）酶催化作用的效率高
转换数（每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数）一般 103 min-1，β-半乳糖苷酶的转换数为12.5×103min-1， 碳酸酐酶的转换数达到3.6×107min-1 。 酶的催化作用可使反应速度提高107～1013倍 例如：H2O2的分解反应
H2O2 → H2O +
酶工程的应用
酶工程的应用
酶工程是一门研究酶及其催化作用的科学，它涉及酶的分离、纯化、表征、结构和功能分析，以及酶的应用。
酶工程的应用对我们的生活有着重要的意义。
首先，酶在生物制药中有着重要的作用。
酶可以改变活性成分的结构，使其获得更高的活性，从而提高药物的疗效。
此外，酶也可以用于生物合成药物，从而实现药物的节约。
其次，酶也可以用于食品加工。
酶的应用可以改变食品的口感、营养成分和加工工艺，从而提高食品的质量和品质。
此外，酶也可以用于食品添加剂，以改善食品的口感和营养价值。
最后，酶也可以用于环境保护。
酶可以用于分解有毒有害物质，从而减少污染物的污染，保护环境。
酶工程的应用对我们的生活有着重要的意义，它可以改善我们的生活质量，保护我们的环境。
酶的应用
2、 环保用酶固定化廉价载体的应用；
3、 废水处理酶反应器的技术开发；
4、 以新型酶反应器为核心构件污水处理系统技术开发。
酶与酶技术在环保产业中的开发应用项目，主要建立在目前科研单位研究成果的应用及我方科技人员原有的固体发酵生产纤维素酶其他酶的研究成果基础上，采用国内最新，成熟的技术装备，膜分离—超滤装备，“分子切割”技术装备，沸腾一次造粒技术制备高活性酶，以及应用吸附法，交联法等技术开发生产固定化酶，实现酶与酶技术在环保产业中的推广应用，开发出新型高效废水处理的环保用酶和酶生物反应器。在实践中应解决的技术关键：(略)
三、酶在可生物降解材料开发方面的应用
目前应用于各个领域的高分子材料，大多数是生物不可降解或不可完全降解的材料。这些高分子材料使用以后，成为固体废弃物，对环境造成严重的影响。研究和开发可生物降解材料, 已经成为可生物降解的高分子材料开发的重要途径。
利用酶在有机介质中的催化作用合成的可生物降解材料主要有：利用脂肪酶的有机介质催化合成聚酯类物质、聚糖脂类物质；利用蛋白酶或脂肪酶合成多肽类或聚酰胺类物质等。
发布：多吉利 来源：
减小字体 增大字体
酶在环境保护方面的应用
人类的生产和生活与自然环境密切相关，地球环境由于受到各方面因素的影响，正在不断恶化，已经成为举世瞩目的问题。如何保护和改善环境质量是人类面临的重大课题。
随着生物科学和生物工程的迅速发展，生物技术在环境保护领域的研究、开发方面已经展示了巨大的威力。酶在环保方面的应用日益受到关注，呈现出良好的发展前景。
2、环保用酶应用及现状
酶与酶技术用于环保领域，国内目前已经引起研究部门的重视，陆续有了这方面的相关报道，但在实践应用方面的开发仍属鲜见，几乎还处于空白。
酶工程 1~10章题目及答案
第一章绪论试题精选一、名词解释1、酶2、酶工程3、核酸类酶4、蛋白类酶5、酶的生产6、酶的改性7、酶的应用8、酶的专一性9、酶的转换数二、填空题1、根据分子中起催化作用的主要组分的不同，酶可以分为_蛋白类酶_和核酸类酶_两大类。
2、核酸类酶分子中起催化作用的主要组分是_核糖核酸，蛋白类酶分子中起催化作用的主要组分是_蛋白质_。
3、进行分子内催化作用的核酸类酶可以分为_自我剪切酶_，_自我剪接酶_。
4、酶活力是_酶量_的量度指标，酶的比活力是_酶纯度_的量度指标，酶的转换数的主要组分是_酶催化效率_的度量指标。
5、非竞争性抑制的特点是最大反应速度Vm_减小_，米氏常数Km__不变_。
三、选择题1、酶工程是（C）的技术过程。
A、利用酶的催化作用将底物转化为产物B、通过发酵生产和分离纯化获得所需酶C、酶的生产与应用D、酶在工业上大规模应用2、核酸类酶是（D）。
A、催化RNA进行水解反应的一类酶B、催化RNA进行剪接反应的一类酶C、由RNA组成的一类酶D、分子中起催化作用的主要组分为RNA的一类酶3、RNA剪切酶是（B）。
A、催化其他RNA分子进行反应的酶B、催化其他RNA分子进行剪切反应的R酶C、催化本身RNA分子进行剪切反应的R酶D、催化本身RNA分子进行剪接反应的R酶4、酶的改性是指通过各种方法（A）的技术过程。
A、改进酶的催化特性B、改变酶的催化特性C、提高酶的催化效率D、提高酶的稳定性5、酶的转换数是指（C）。
A、酶催化底物转化成产物的数量B、每个酶分子催化底物转化为产物的分子数C、每个酶分子每分钟催化底物转化为产物的分子数D、每摩尔酶催化底物转化为产物的摩尔数四、判断题（V）1、相同的酶在不同的pH条件下进行测定时，酶活力不同。
（V）2、竞争性抑制的特点是最大反应速度Vm不变，米氏常数Km 增大。
（X）3、催化两个化合物缩成一个化合物的酶称为合成酶。
（X ）4、RNA剪切酶是催化RNA分子进行剪切反应的核酸类酶。
酶工程的应用
酶是生物催化剂。
生物体内的各种化学反应都是在酶的催化下进行的，所以没有酶生物体就无法进行新陈代谢，生命也就停止了。
酶工程酶工程是生物工程(生物技术) 的内容之一。
它利用生物酶催化效率高、专一性强的特点，将生物酶置于适当的反应器中，使之生产人类所需产品或达到其它目的，如处理污染等。
酶工程的应用范围包括工业、农业、环保、医学诊断等诸多领域。
固定化酶。
由于生物酶在体外条件下稳定性不好，体外环境中的许多因素都可能使它失活，因此为了克服酶的这些缺点，发展了酶的固定化技术。
即将酶固定在适当的载体上，做成固定化酶后，使产品回收提纯的工艺大大简化，而且酶也可以反复利用。
现在固定化酶已成为酶工程产业化中的一个关键环节。
酶工程的广泛应用。
利用固定化酶技术可以在常温常压下将乙烯或丙烯氧化为环氧乙烷和环氧丙烷等化工产品。
在食品工业上，在转化糖、麦芽糖、乳酪等的生产上酶工程发挥了重要的作用。
在环保领域，固定化酶生物反应器用来监测和处理含苯、酚、氰化物等有毒物质的污水和废水。
在医药领域，可将青霉素酰胺酶固定化，将青霉素分解为6-氨基青霉烷酸，此项工艺可以替代传统的化学合成方法，消除有机溶剂对人健康的危害。
食品工业生产中酶的应用就是酶工程。
酶的特点使工业生产能在常温常压下进行，酶的高效催化率加快了生产过程，酶的专一性保证了产物只含一种异构体。
进行酶工程要考虑的主要问题，一是酶的性质和来源。
从工业角度来讲，酶最好使用微生物来生产，因酶被分泌到培养液中，酶量大，且易分离;二是将酶以什么方式进行最大程度的利用。
目前最好的方法是使反应液通过装有固定化酶颗粒的柱子，流出的即是生成物，这可省去从生成物中除去酶的步骤，且酶便于反复使用。
工业上生产果葡糖就是利用酶工程来完成的，首先利用从细菌或真菌中生产出来的酶使淀粉分解成葡萄糖，再把葡萄糖溶液流过装有葡萄糖异构酶的酶颗粒柱，调节流出速度，即可得到所要求葡萄糖和果糖比例的果葡糖浆。
其葡萄糖异构酶颗粒能反复使用，它的半衰期为800小时。
酶工程10有机溶剂中的酶催化作用
三、非水介质反应体系中有机溶剂对酶 催化反应的影响
1 有机溶剂对酶催化活力的影响
有机溶剂对酶催化活力的影响是非水酶学 所要阐明的一个重要因素，溶剂不但直接或间 接地影响酶的活力和稳定性，而且也能够改变 酶的特异性（包括底物特异性、立体选择性、 前手性选择性等）。
通常有机溶剂通过与水、酶、底物和产物 的相互作用来影响酶的这些性质。
3 对映体选择性
酶的对映体选择性是指酶在对称的外消旋 化合物中识别一种异构体的能力，这种选择 性是由不同对映体与酶的活性中心的三维空 间构像的互补性或称亲和力决定的。非水介 质中酶对底物的对映体选择性由于介质的亲 （疏）水性的变化而发生改变。
酶的立体选择性与反应介质之间存在着一 定的关系，一般来说，酶在水溶液中的对映 体选择性较强，而在疏水性较强的有机溶剂 中，酶的对映体选择性较差。
Klibanov等的工作
——在仅含微量水的有机介质 (Microaqueous media)中成功地酶 促合成了酯、肽、手性醇等许多 有机化合物。
基于研究工作，Ｋlibanov等提出 只要条件合适，酶可以在非生物体系 的疏水介质中催化天然或非天然的疏 水性底物和产物的转化，酶不仅可以 在水与有机溶剂互溶体系，也可以在 水与有机溶剂组成的双液相体系，甚 至在仅含微量水或几乎无水的有机溶 剂中表现出催化活性。
由水和疏水性较强的有机溶剂组成 的两相或多相反应体系。
游离酶、亲水性底物或产物溶解于水 相，而疏水性底物或产物则溶解于有机溶 剂相中。
一般这种体系仅适用于底物和产物或 其中的一种是疏水化合物的酶催化反应。 其中，最常用的是两相体系。
4 胶束和反胶束体系
当水和有机溶剂同时存在于反应体系 时，加入表面活性剂后，两性的表面活性 剂会形成球状或椭球状的胶束，其大小与 蛋白质分子在同一数量级上。
酶工程思考题汇总
酶工程思考题第一章绪论1、酶工程的主要任务是什么？2、简述酶工程的主要内容。
3、简述影响酶催化作用的因素。
4、简述酶活力测定步骤。
5、为什么要对酶的特性进行改良？如何改良？6、两大类酶分类与命名的基础是什么？分类与命名的原则是否相同？7、酶的比活力、酶的转换数与催化周期、酶结合效率与活力回收率、相对酶活力这些概念分别有什么作用？第二章微生物发酵产酶1、简述用于酶的生产的细胞应具备的条件。
2、原核生物酶生物合成调节控制模式的实质分别是什么？在酶的发酵生产中如何运用？3、在DNA分子中，与酶的生物合成有密切关系的基因是什么？它们有什么特点和作用？4、在酶的发酵生产中，为什么应尽量控制溶氧速度等于或稍高于耗氧速度？5、在酶的发酵生产中，如何提高酶产量？6、在酶的发酵生产中，为什么延续合成型是最理想的合成模式？对于其它合成模式的酶，如何使它们接近延续合成型？7、什么是生长和产酶动力学？二者的基本动力学方程是什么？8、绘出微生物发酵产酶的一般工艺流程图。
9、在碳源的选择和使用上，如何注意酶生物合成的调节作用？第三章动植物细胞培养产酶1、简述植物细胞的特性。
2、简述植物细胞培养的特点。
3、简述动物细胞的特性。
4、简述动物细胞培养的特点。
第四章酶的提取与分离纯化1、为什么要对细胞进行破碎？如何破碎？2、简述影响酶提的主要因素。
3、简述沉淀分离的主要方法和原理。
4、简述影响离心分离的主要因素。
5、简述层析分离的主要方法和原理。
6、在离子交换层析中，为什么要对离子交换剂进行处理？如何处理？7、在电泳分离中，颗粒的泳动速度受到哪些因素的影响？第五章酶分子修饰1、在限定位点进行修饰的方法有（）。
2、能探酶活性中心位置的方法有（）。
3、既是修饰方法，又是固定化方法有（）。
4、不改变酶的组成单位及其基团的修饰方法有（）。
5、采用定点突变技术的修饰方法有（）。
6、只适用于酶分子中含有金属离子的修饰方法有（）。
7、目前应用最广泛的修饰方法有（）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
淀粉的液化
• 淀粉先加水配制成浓度为30-40％的淀粉浆，pH 值一般调至6.0～6.5，添加一定量的α－淀粉酶后， 在85～90℃的温度下保温45min左右，使淀粉液化 成糊精。液化反应一般以碘反应颜色正好消失时为 终点。
淀粉液的糖化
• 液化完成后，将液化淀粉液冷却至55-60℃， pH调至4.5～5.0，加入适量的糖化酶，保温 糖化48h左右，使糊精转变为葡萄糖。
解决氧化问题的根本方法是除氧。葡萄糖氧化酶 是 一 种 有 效 的 除 氧 保 鲜 剂 。 葡 萄 糖 氧 化 酶 (glucose oxidase，EC 1·1·3·4)是催化葡萄糖与氧反应生成葡萄 糖酸和双氧水的一种氧化还原酶。
C6H12O6 (葡萄糖) +O2(氧) 葡萄糖氧化酶 C6H12O7 (葡萄糖酸) ＋H2O2(双氧水)
第十章 酶的应用
酶 和 我 们 的 生 活
第一节 酶在食品领域的应用
一、酶在食品保鲜方面的应用（氧、微生物）
食品保鲜是食品加工、食品运输、食品保藏中的 重要课题。在食品工业生产的整个过程中，由于受到 微生物、氧气、温度、湿度、光线等因素的影响，会 发生一系列物理、化学和生物学的变化，使食品的色 泽、香气、味道、营养、卫生和组织结构等发生变化。
C6H12O6+O2 葡 萄 糖 氧 化 酶 C6H12O7 ＋ H2O2
(葡萄糖) (氧)
(葡萄糖酸) (双氧水)
2H2O2 过氧化氢酶 2H2O + O2
3.食品灭菌保鲜
微生物的污染会引起食品的变质、腐败。防止微 生物的污染是食品保鲜的主要任务。杀灭微生物污染 的方法很多，诸如加热、添加防腐剂等，但这些方法 可能引起食品品质的改变，防腐剂的添加还可能对人 体健康带来某些不良的影响。如果采用溶菌酶进行食 品保鲜，则不但效果好，而且不存在食品安全问题。
以下是淀粉糖化生产葡萄糖的工艺流程:
DE 值 （ 葡 萄 糖 当 量 值 ） ： 淀粉水解后，其中的还原 糖（以葡萄糖计算）占总 固 形 物 的 分 比 。 DE 值 可 衡量淀粉的被水解的程度。 国 家 标 准 中 ， DE 值 越 高 ， 葡萄糖浆的级别越高。
葡萄糖生产应注意的问题
所采用的α－淀粉酶和糖化酶都要求达到一定的 纯度。尤其是糖化酶中应不含或尽量少含葡萄糖苷转 移酶。因为葡萄糖苷转移酶会催化葡萄糖生成异麦芽 糖等杂质，会严重影响葡萄糖的收率。
酶法保鲜技术：是通过各种酶的处理，利用酶的 催化作用，防止或消除各种外界因素对食品产生的不 良影响，从而保持食品的优良品质和风味特色的技术。
1.食品除氧保鲜
氧气是影响食品质量的主要因素之一。氧的存 在容易引起花生、奶粉、冰淇淋、奶油、饼干、油 炸食品等富含油脂的食品发生氧化作用，引起油脂 酸败，产生不良的味道和气味，降低营养价值，甚 至产生有毒物质；氧化还会使去皮的马铃薯、苹果 等水果及果汁、果酱、果蔬制品变色；氧化也会使 肉类褐变。
溶 菌 酶 (lysozyme ， EC3.2.1.17) 是 一 种 催 化 细 菌 细胞壁中的肽多糖水解的水解酶。专一地作用于肽多 糖分子中N－乙酰胞壁酸和N－乙酰氨基葡萄糖之间 的β－1，4糖苷键，从而破坏细菌的细胞壁，使细菌 溶解死亡。
溶菌酶一般从蛋清中分离得到，可以杀灭存在于 食品中的细菌，以达到防腐保鲜的效果。在干酪、水 产品、清酒、鲜奶、奶粉、奶油、生面条等生产中广 泛应用。
去除葡萄糖苷转移酶的最简单的方法之一是将糖 化酶配成酶液后，加酸调节pH值至2.0～2.5，室温下 静置一段时间，可以选择性地破坏葡萄糖苷转移酶。
（2）、果葡糖浆的生产
• 果葡糖浆是由葡萄糖异构酶催化葡萄糖异构化生 成部分果糖而得到的葡萄糖与果糖的混合糖浆。
• 应用于饮料中可以保持果汁饮料的原果香味。 • 糖尿病者，摄取果糖仍可进行正常的能量代谢,故
应用葡萄糖氧化酶进行食品保鲜时，食品应该 置于密闭容器中，将葡萄糖氧化酶和葡萄糖一起置 于这个密闭容器中。例如，将葡萄糖氧化酶和葡萄 糖混合在一起，包装于不透水但可以透气的保鲜薄 膜袋中，封闭后，置于装有需要保鲜食品的密闭容 器中，密闭容器中的氧气透过薄膜进入保鲜袋，与 葡萄糖反应，由此除去密闭容器中的氧，防止氧化 作用的发生，达到食品保鲜的目的。
不会引起血糖升高。
果葡糖浆的生产
淀粉 淀粉酶
液化液 糖化酶
糖化液 层析等精制
喷雾干燥 粉状葡萄糖
氢化还原 山梨醇
结晶 结晶葡萄糖
异构酶
果葡糖浆 混合
例如，变色、变味、软化、发黏、甚至酸败、 发臭等，为了尽可能地保持食品原有的优良品质和 风味特色，人们经过长期的研究和实践，掌握了一 系列行之有效的保鲜技术。常用的方法有冷冻、加 热、干燥、密封、腌制、烟熏、添加保鲜剂或防腐 剂等。这些方法各有特点，可以根据需要进行选择。
随着人们对食品各方面的要求越来越高和科学技 术的不断进步，一种崭新酶法保鲜技术越来越受到人 们的关注和欢迎。
二、酶在食品加工中的应用
1、在淀粉类食品生产方面的应用
（1）葡萄糖的生产 （2）果葡糖浆的生产 （3）啤酒糖浆的生产 （4）环状糊精的生产
淀粉类、 蛋白质类、 果蔬类、 烘烤食品、 啤酒工业
（1）、酶法生产葡萄糖
• 国内外萄萄糖的生产大都采用酶法。酶 法生产葡萄糖是以淀粉为原料，先经α-淀粉 酶液化成糊精，再用糖化酶催化生成葡萄糖。
2.蛋类制品脱糖保鲜
蛋类制品如蛋白粉、蛋白片、全蛋粉等，由于蛋白 中含有0.5％～0.6％葡萄糖，会与蛋白质反应生成小黑 点，并影响其溶解性，从而影响产品质量。（因为葡萄 糖中的醛基与蛋白质或氨基酸的氨基发生褐变反应）。
为了尽可能地保持蛋类制品的色泽和溶解性，必需 进行脱糖处理，将蛋白中含有的葡萄糖除去。以往多采 用接种乳酸菌的方法进行蛋白的脱糖，但是处理时间较 长，效果不大理想。应用葡萄糖氧化酶进行蛋白的脱糖 处理，是将适量的葡萄糖氧化酶加到蛋白液或全蛋液中， 采用适当的方法通进适量的氧气，通过葡萄糖氧化酶作 用，使所含的葡萄糖完全氧化，从而保持蛋品的色泽和 溶解性。