酶的工业应用PPT课件
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果葡糖浆 c. 结晶→离心分离→干燥→结晶葡萄糖
8
一、制糖工业
饴糖的生产
饴糖是我国传统的淀粉糖制品。是以大米或糯 米为原料，加进大麦芽，利用麦芽中的-淀粉 酶和-淀粉酶，将淀粉糖化而成的麦芽糖浆。 其中 含麦芽糖30%-40%，糊精60%-70%。
饴糖也可用酶法生产。原料也是大米或糯米， 所用酶为-淀粉酶和-淀粉酶，此法生产的饴 糖，麦芽糖含量可达60%-70%。
高果糖浆：通常果葡糖浆含果糖42%左右，若将其中 的葡萄糖与果糖分离，将分离出的葡萄糖再进行异构 化，如此反复，可得到果糖含量达70%、90%甚至更高 的糖浆，称为高果糖浆。
7
大米→浸泡→水洗→磨浆→调浆（加入淀 粉酶）→液化→压滤→糖化（加入糖化酶） →升温→压滤→精制→浓缩
a. 液体糖浆 b. 葡萄糖异构酶异构化→精制→浓缩→
上浆：用-淀粉酶处理淀粉，可用作上浆的浆料； 退浆：利用-淀粉酶使浆料水解；若上浆时用动物胶
作胶浆，可用蛋白酶使之退浆。
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一、原料处理
造纸原料的制浆
酶法制浆：木质素酶可水解除去木质素，提高 纸的质量，而且环保。
生丝的脱胶处理
胰蛋白酶、木瓜蛋白酶或微生物蛋白酶可在温 和条件下催化丝胶蛋白水解。
羊毛的除垢
原料：淀粉。 酶：-淀粉酶和糖化酶。都要求达到一定纯度，
尤其是糖化酶中应不含葡萄糖苷转移酶。通常 使用游离酶分批方式，也可采用固定化糖化酶 进行连续生产。
6
一、制糖工业
果葡糖浆的生产
原料：葡萄糖，一般由淀粉通过酶法水解制得。但需 经过层析等方法精制后使用。
酶：葡萄糖异构酶。最适pH可由于来源不同而有所差 别；温度不宜超过70℃。
氨基酸、有机酸、抗 生素、多肽
生物传感器
3
内容提纲
1 酶在食品工业中的应用 2 酶在轻工方面的应用 3 酶在医药行业中的应用 4 酶在生物工程中的应用
4
8.1 酶在食品方面的应用
制糖工业 蛋白制品加工 果蔬加工 改善食品的风味和品质 食品添加剂的生产
5
一、制糖工业
酶法生产葡萄糖
过去国内外葡萄糖生产通常采用酸法水解，现 在大都采用酶法。
脱除苦味和防止出现白色浑浊； 葡萄糖氧化酶：可去除果汁、饮料、罐头食品和果蔬干
制品中的氧气，防止产品氧化变质，防止微生物生长， 延长食品保存期； 溶菌酶：可防止细菌污染，起保鲜作用等。
15
果胶酶的作用机理
酯化的半乳糖醛酸
16
柚苷（柚配质-7-芸香糖苷） 橙皮苷（橙皮素-7-芸香糖苷）
四、改善食品的品质和风味
• 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。
2
酶的主要应用领域
发酵工程
基因工程 细胞工程 蛋白质工程
脂肪工程
酶的生 产 新 酶
固定化酶
酶电极
酶制剂 药用酶 食品添加剂 洗涤剂
酶反应
制糖(葡萄糖、麦芽糖、 果葡糖浆)
18
五、食品添加剂的生产
酸味剂的生产
乳酸脱氢酶催化丙酮酸还原为乳酸 2-卤代酸脱卤酶催化2-氯丙酸生成乳酸 延胡索酸酶催化反丁烯二酸（延胡索酸）生
成苹果酸
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五、食品添加剂的生产
增味剂（鲜味剂）的生产
酶法生产L-氨基酸
• 蛋白酶水解蛋白质生成混合L-氨基酸，然后分离 • 谷氨酸脱氢酶催化酮戊二酸生成L-谷氨酸
第七章 酶的工业应用
食品酶学
1
第八章 酶的工业应用
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。
9
淀粉酶类与淀粉糖业
淀粉 淀粉酶
淀
液化液
粉 酶
糖化酶
类
糖化液
与
淀
粉
糖
业Βιβλιοθήκη Baidu
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
果 糖 42% 葡 萄 糖 55%
分离
混合
果糖浆 果 糖 80-90%
低聚糖
高果糖浆
果 糖 55% 葡 萄 糖 39% 低聚糖
二、蛋白制品加工
乳制品加工：
凝乳蛋白酶用于制造奶酪：
风味酶的发现和应用，在食品风味的再现、强化和矫正 方面有广阔应用前景。例如： 用洋葱风味酶处理甘蓝等蔬菜； 用奶油风味酶（脂肪酶）作用于含乳脂的巧克力、冰 淇淋、人造奶油等食品； 端肽酶水解苦味肽消除苦味； 风味酶用于恢复甚至强化原来的天然风味。
面包制造中，面团中添加适量的-淀粉酶和蛋白酶，可 缩短面团发酵时间，面包品质也有提高。
• 水解κ-酪蛋白，促进α,β-酪蛋白凝固
用乳糖酶生产低乳糖奶：
• β-半乳糖苷酶分解乳糖
蛋白酶用于生产乳蛋白水解物：
• 水解大分子蛋白为小分子的肽和氨基酸
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二、蛋白制品加工
蛋制品加工：葡萄糖氧化酶用于除去蛋制品中存 在的少量葡萄糖，以防止褐变，提高产品质量。
鱼制品加工：利用蛋白酶生产可溶性的鱼蛋白粉； 用三甲基胺氧化酶脱腥等。
肉制品加工：蛋白酶用于制造肉类水解蛋白；用 木瓜蛋白酶制成嫩肉粉；蛋白酶用于生产明胶； 溶菌酶用于肉类制品的保鲜防腐等。
13
溶菌酶（肽多糖水解酶）
三、果蔬加工
果胶酶：用于果汁和果酒的澄清以及提高出汁率； 纤维素酶：分解细胞壁，提高出汁率和可溶性固形物含
量； 柚苷酶和橙皮苷酶：可分别用于柑桔类果汁或罐头制品
羊毛在染色前需除垢，可利用蛋白酶来实现， 提高羊毛的着色率，并保持羊毛的特点，提高 羊毛制品的质量。
乳化剂的生产
脂肪酶催化甘油三酯生成甘油单酯（乳化剂）
21
8. 2 酶在轻工业方面的应用
原料处理 轻工、化工产品制造 增强产品食用效果
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一、原料处理
发酵原料的处理
淀粉原料的处理，一般采用-淀粉酶和糖化酶（啤酒 生产）；
含纤维素原料可用纤维素酶处理； 含戊聚糖的植物原料可用各种戊聚糖酶处理。
纺织原料的处理
酶法生产核苷酸
• 5’-磷酸二酯酶水解RNA生产各种5’-核苷酸； • 腺苷酸脱氨酶水解AMP生产IMP； • 核苷磷酸化酶催化肌苷生成5’-IMP，催化鸟苷生
成5’-GMP。
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五、食品添加剂的生产
甜味剂的生产
嗜热菌蛋白酶催化Asp和Phe生成天苯肽（阿 斯巴甜）
葡萄糖基转移酶生产帕拉金糖 ···
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一、制糖工业
饴糖的生产
饴糖是我国传统的淀粉糖制品。是以大米或糯 米为原料，加进大麦芽，利用麦芽中的-淀粉 酶和-淀粉酶，将淀粉糖化而成的麦芽糖浆。 其中 含麦芽糖30%-40%，糊精60%-70%。
饴糖也可用酶法生产。原料也是大米或糯米， 所用酶为-淀粉酶和-淀粉酶，此法生产的饴 糖，麦芽糖含量可达60%-70%。
高果糖浆：通常果葡糖浆含果糖42%左右，若将其中 的葡萄糖与果糖分离，将分离出的葡萄糖再进行异构 化，如此反复，可得到果糖含量达70%、90%甚至更高 的糖浆，称为高果糖浆。
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大米→浸泡→水洗→磨浆→调浆（加入淀 粉酶）→液化→压滤→糖化（加入糖化酶） →升温→压滤→精制→浓缩
a. 液体糖浆 b. 葡萄糖异构酶异构化→精制→浓缩→
上浆：用-淀粉酶处理淀粉，可用作上浆的浆料； 退浆：利用-淀粉酶使浆料水解；若上浆时用动物胶
作胶浆，可用蛋白酶使之退浆。
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一、原料处理
造纸原料的制浆
酶法制浆：木质素酶可水解除去木质素，提高 纸的质量，而且环保。
生丝的脱胶处理
胰蛋白酶、木瓜蛋白酶或微生物蛋白酶可在温 和条件下催化丝胶蛋白水解。
羊毛的除垢
原料：淀粉。 酶：-淀粉酶和糖化酶。都要求达到一定纯度，
尤其是糖化酶中应不含葡萄糖苷转移酶。通常 使用游离酶分批方式，也可采用固定化糖化酶 进行连续生产。
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一、制糖工业
果葡糖浆的生产
原料：葡萄糖，一般由淀粉通过酶法水解制得。但需 经过层析等方法精制后使用。
酶：葡萄糖异构酶。最适pH可由于来源不同而有所差 别；温度不宜超过70℃。
氨基酸、有机酸、抗 生素、多肽
生物传感器
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内容提纲
1 酶在食品工业中的应用 2 酶在轻工方面的应用 3 酶在医药行业中的应用 4 酶在生物工程中的应用
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8.1 酶在食品方面的应用
制糖工业 蛋白制品加工 果蔬加工 改善食品的风味和品质 食品添加剂的生产
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一、制糖工业
酶法生产葡萄糖
过去国内外葡萄糖生产通常采用酸法水解，现 在大都采用酶法。
脱除苦味和防止出现白色浑浊； 葡萄糖氧化酶：可去除果汁、饮料、罐头食品和果蔬干
制品中的氧气，防止产品氧化变质，防止微生物生长， 延长食品保存期； 溶菌酶：可防止细菌污染，起保鲜作用等。
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果胶酶的作用机理
酯化的半乳糖醛酸
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柚苷（柚配质-7-芸香糖苷） 橙皮苷（橙皮素-7-芸香糖苷）
四、改善食品的品质和风味
• 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。
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酶的主要应用领域
发酵工程
基因工程 细胞工程 蛋白质工程
脂肪工程
酶的生 产 新 酶
固定化酶
酶电极
酶制剂 药用酶 食品添加剂 洗涤剂
酶反应
制糖(葡萄糖、麦芽糖、 果葡糖浆)
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五、食品添加剂的生产
酸味剂的生产
乳酸脱氢酶催化丙酮酸还原为乳酸 2-卤代酸脱卤酶催化2-氯丙酸生成乳酸 延胡索酸酶催化反丁烯二酸（延胡索酸）生
成苹果酸
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五、食品添加剂的生产
增味剂（鲜味剂）的生产
酶法生产L-氨基酸
• 蛋白酶水解蛋白质生成混合L-氨基酸，然后分离 • 谷氨酸脱氢酶催化酮戊二酸生成L-谷氨酸
第七章 酶的工业应用
食品酶学
1
第八章 酶的工业应用
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。
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淀粉酶类与淀粉糖业
淀粉 淀粉酶
淀
液化液
粉 酶
糖化酶
类
糖化液
与
淀
粉
糖
业Βιβλιοθήκη Baidu
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
果 糖 42% 葡 萄 糖 55%
分离
混合
果糖浆 果 糖 80-90%
低聚糖
高果糖浆
果 糖 55% 葡 萄 糖 39% 低聚糖
二、蛋白制品加工
乳制品加工：
凝乳蛋白酶用于制造奶酪：
风味酶的发现和应用，在食品风味的再现、强化和矫正 方面有广阔应用前景。例如： 用洋葱风味酶处理甘蓝等蔬菜； 用奶油风味酶（脂肪酶）作用于含乳脂的巧克力、冰 淇淋、人造奶油等食品； 端肽酶水解苦味肽消除苦味； 风味酶用于恢复甚至强化原来的天然风味。
面包制造中，面团中添加适量的-淀粉酶和蛋白酶，可 缩短面团发酵时间，面包品质也有提高。
• 水解κ-酪蛋白，促进α,β-酪蛋白凝固
用乳糖酶生产低乳糖奶：
• β-半乳糖苷酶分解乳糖
蛋白酶用于生产乳蛋白水解物：
• 水解大分子蛋白为小分子的肽和氨基酸
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二、蛋白制品加工
蛋制品加工：葡萄糖氧化酶用于除去蛋制品中存 在的少量葡萄糖，以防止褐变，提高产品质量。
鱼制品加工：利用蛋白酶生产可溶性的鱼蛋白粉； 用三甲基胺氧化酶脱腥等。
肉制品加工：蛋白酶用于制造肉类水解蛋白；用 木瓜蛋白酶制成嫩肉粉；蛋白酶用于生产明胶； 溶菌酶用于肉类制品的保鲜防腐等。
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溶菌酶（肽多糖水解酶）
三、果蔬加工
果胶酶：用于果汁和果酒的澄清以及提高出汁率； 纤维素酶：分解细胞壁，提高出汁率和可溶性固形物含
量； 柚苷酶和橙皮苷酶：可分别用于柑桔类果汁或罐头制品
羊毛在染色前需除垢，可利用蛋白酶来实现， 提高羊毛的着色率，并保持羊毛的特点，提高 羊毛制品的质量。
乳化剂的生产
脂肪酶催化甘油三酯生成甘油单酯（乳化剂）
21
8. 2 酶在轻工业方面的应用
原料处理 轻工、化工产品制造 增强产品食用效果
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一、原料处理
发酵原料的处理
淀粉原料的处理，一般采用-淀粉酶和糖化酶（啤酒 生产）；
含纤维素原料可用纤维素酶处理； 含戊聚糖的植物原料可用各种戊聚糖酶处理。
纺织原料的处理
酶法生产核苷酸
• 5’-磷酸二酯酶水解RNA生产各种5’-核苷酸； • 腺苷酸脱氨酶水解AMP生产IMP； • 核苷磷酸化酶催化肌苷生成5’-IMP，催化鸟苷生
成5’-GMP。
20
五、食品添加剂的生产
甜味剂的生产
嗜热菌蛋白酶催化Asp和Phe生成天苯肽（阿 斯巴甜）
葡萄糖基转移酶生产帕拉金糖 ···