酶促反应、发酵
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6.微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良 菌株并使生产设备得到充分利用,可以因此获得按常规方法难以生产的产品。
7.业发酵与其他工业相比,投资少见效快，可以取得显著的经济效益。
3.4 发酵的流程
3.5 影响因素
影响发酵的因素很多， 如： 1.温度 2.pH 3.通风 3.搅拌 4.罐压力等等。
03
发酵工程
3.1 发酵工程的定义及原理
什么是发酵？ 发酵是指微生物在无氧条件下，分解各种有机物产生能量的过程,或者更严格地说,
发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原的产能反应。 如酒精发酵，乳酸发酵等 过程
发酵工程定义： 发酵工程是将发酵原理和工程学相结合, 是研究由生物细胞参与的工艺过程的原理和
生素发醇等。 3、 按发酵形式来区分则有: 固态发酵和液体发酵。 4、 按发酵工艺流程区分则有:分批发酵、连续发酵和流加发酵。 5、 按发酵过程中对氧的不同需求来分，一般可分为:厌氧发酵和通风发酵两大类
型。
3.3发酵工程的特点
发酵工程和其他化学工业的最大区别在于它是生物体所进行的学反应。其主要特点 如下:
2.5 酶促反应的影响因素
1.温度：在一定范围内,当温度升高时，与一般的化学反应一样反应速 度加快。当温度过高,会导致酶的变性,从而失去活性。适宜的温度，酶 的活性、催化速率最快。 2.pH：溶液过酸或过碱都能让酶变性失活，适合的pH能使对酶的活性有 促进作用。 3.酶的浓度：在一定情况下，酶的浓度越高，催化速率越快。 4.底物的浓度：对于某些酶促反应，当底物浓度较高时，反应速率呈下 降趋势，称为底物抑制。.
2.4酶的稳定性
引起酶失活的原因: a、酶活性中心特定氨基酸(或其它)残基被化学修饰; b、外部环境的影响; C、酶的高级结构变化; d、多肽链的断裂。
2.4酶的稳定性
保持酶稳定性的方法：
2.5 酶促反应的影响因素
1.温度 2.pH 3.酶的浓度 4.底物的浓度 5.抑制剂 6.激活剂 7.反应产物
科学，是研究利用生物材料生产有用产品，服务于人类的一门综合性科学技术。
3.1 发酵工程的定义及原理
原理：
借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产 物或次级代谢产物的过程，朝人类所需要的物质生产的方向发展。
3.2发酵的类型
根据发酵的特点和微生物对氧的不同需要，可以将发酵分成若干类型: 1、 按发酵原料来区分:糖类物质发酵、烃类物质发酵及废水发酵等类型。 2、 按发酵产物来区分:如氨基酸发酵、有机酸发酵、抗生素发醇、酒精发酵、维
2.6 设备：酶反应器
酶反应器的类型有： 1.搅拌罐式反应器 2.填充式反应器 3.流化床反应器 4.鼓泡式反应器 5.膜反应器 6.喷射式反应器
2.6 设备：酶反应器
2.6 设备：酶反应器
搅拌罐式反应器
填充床式反应器
流化床反应器
2.7 具体应用
李殿鑫[1]研究表明：从鲜活鲫鱼中提取到一种胶原酶粗酶，它能在适合的PH和温度条 件下特异性地水解天然胶原蛋白的三维螺旋结构，而不损伤其它蛋白质和组织。胶原酶添 加量为0.3%、盐浓度为4.1%、pH值6.5对牛肉嫩度有显著影响。
必须适当地控制影响发酵的各种条件, 掌握发酵的动态，并进行杂菌的检查和产物测 定，使整个发酵过程顺利进行。
3.6 发酵设备
菌种的筛选
摇瓶试验
发酵罐试验
3.6 发酵设备
啤酒发酵设备
3.6发酵设备
酸奶发酵设备
3.7 发酵技术运用领域的转变
发酵工程主要运用于医药、轻工、食品、农业、环保、能源等行业
王瑞琴[2]将木瓜蛋白酶作用于原料麦芽蛋白质,可以防止蛋白质与多酚结合而产生沉 淀,有较好的过滤效果,从而提高啤酒的稳定性,一定程度上可澄清啤酒，且不影响啤酒的 口味特性。
乙引等[3]用0.08mg/dL木瓜蛋白酶使啤酒的浑浊度降低68.75%,同时可增加啤酒泡沫; 将耐高温的a-淀粉酶和a-乙酰乳酸脱羧酶作用于辅料的糊化过程,耐高温的a-淀粉酶可以 很好地将淀粉液化,a-乙酰乳酸脱羧酶能加快乙酰的还原速度,在一定程度上可降低成品啤 酒中的双乙酰含量。
源自文库
02
酶促反应工程
2.1 酶促反应工程的定义与原理
什么是酶？
酶是生物体为其自身代谢活动而产生的生物催化剂。
“经典”酶学理论：酶就是蛋白质。
部分RNA也具有生物催化能力，通常称之为“核酶”
总的来说，酶大多数是蛋白质，少部分是RNA。
按照酶进行催化反应的类型，可将酶分为6类：
1.氧化还原酶
2.转移酶
3.水解酶
谢谢！
0届硕士班
食品生物技术 酶促反应工程与发酵工程
汇报人：郭栋 组员：蓝伟杰 袁桃静 朱春燕 覃璐琪 时间：2019年7月1日
目录
CONTENT
01
引言
02
酶促反应工程
03
发酵工程
04
总结与展望
0 1引言
1、引言
随着科学技术的发展，人们生活水平的提高，人们对食品的要求也日益递增，需要寻求 更多、更为优良的食品深加工方法来满足对食品的需求。传统的食品催化剂已经不能全面的 适合现代化的生产，酶促反应工程、发酵工程的进一步发展将有益于完善食品添加剂的不足。
3, 发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以 得到较为单一的代谢产物。
3.3发酵工程的特点
4. 由于生物体本身所具有的反应机制, 能够专一性地和高度选择性地对某些较为 复杂的化合物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反应，也可以产生比较复杂的高分子 化合物。
5.发醇过程中对杂菌污染的防治至关重要。除了必须对设备进行严格消毒处理和空 气过滤外，反应必须在无菌条件下进行，如果污染了杂菌，生产上就要遭到巨大的经济损 失，要是感染了噬菌体, 对发酵就会造成更大的危害。因而维持无菌条件发酵成败的关键。
1.发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应, 反应安全，要求条件 也比较简单。
2, 发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主，只要加入少量的有机 和无机氮源就可进行反应。微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。 基于这特性, 可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。
2.5 酶促反应的影响因素
5.抑制剂：不同的酶会受到不同抑制剂的影响，从而活性、催化性能较弱。 6.激活剂：激活剂能够促进催化剂的催化作用，增强其活性。 7.反应产物：酶促反应中，有时随产物浓度提高，产物与酶形成复合物，阻碍了底物与酶的 结合，从而降低了酶促反应的速度。
2.5 酶促反应的影响因素
席慧婷［5］利用胚芽乳杆菌在30℃下培养17.5 h,酿酒酵母菌在35℃下培养16h,可以得到 复合菌制作的最佳工艺条件，为胚芽乳杆菌和酿酒酵母菌的比例1:1、接浆量10%、发酵时间 16h、发酵温度30℃,可以得到感官值为1.198和弹性值为0.896的发酵米粉。自然发酵米粉的 香气成分为10种,而复合菌发酵的米粉香气成分高达18种,其中香气成分中脂类、烷类和醇类 含量较高,赋予发酵米粉更浓烈的香气。
4.裂和酶
5.异构酶
6.转接（或合成）酶
2.1酶促反应工程的定义与原理
酶促反应工程的定义： 酶促反应工程是利用生物酶学的科学理论依据来建立一系列的
研究路径，从酶的研究、酶的分离纯化、酶促反应的过程再到酶的应 用。
原理： 对于可进行的反应来说，反应物分子应越过一个活化能才能发
生反应，酶作为催化剂的作用是降低活化能，使反应进行，且反应速 率提高。
4、总结与展望
酶促反应工程、发酵工程是目前食品深加工的两大研究热点，但由 于受技术限制，研究还不够深入。可以预期,随着生物技术的迅速发展, 可用于食品中的酶种类将大大增加,复合酶、新型酶、固定化酶的大力研 究将会是未来的发展趋势。各种酶、发酵研究成果在食品工业中的作用 机理有待于进一步研究，酶制剂、发酵技术具有广阔的应用前景。
3.8具体运用
杨晓东等［4］优化了一株低产高级醇酵母菌发酵苹果酒的工艺，条件为酵母液接种量5%， 果汁糖度18%，发酵温度22℃；经验证和对比，该工艺条件比果酒酵母产的高级醇低72 mg/100mL。它不仅大力开发苹果深加工，推广苹果酒深加工新技术新成果，既有利于缓解地 方出现的产销矛盾，又可以提高苹果的附加值。
2.1 酶促反应机理模型
2.2酶与底物作用机理
酶与底物作用机理有2种说法: 1.锁钥模型
2.2酶与底物作用机理
酶与底物作用机理有2种说法: 2.诱导契合模型
2.3 酶促反应的特点
一、酶促反应具有极高的效率 二、酶促反应具有高度的特异性
酶的特异性是指酶对底物的选择性，有以下三种类型： 1.绝对特异性 酶只作用于特定结构的底物，生成一种特定结构的产物。如淀粉酶只作用淀粉。 2.相对特异性 酶可作用于一类化合物或一种化学键。例如磷酸酶可作用于所有含磷酸酯键的 化合物。 3.立体异构特异性 一种产仅作用于立体异构体中的一种。例如L-乳酸脱氢酶只作用于L-乳 酸，而对D-乳酸不起催物作用。 三、酶活性的可调节性 四、酶活性的不稳定性
7.业发酵与其他工业相比,投资少见效快，可以取得显著的经济效益。
3.4 发酵的流程
3.5 影响因素
影响发酵的因素很多， 如： 1.温度 2.pH 3.通风 3.搅拌 4.罐压力等等。
03
发酵工程
3.1 发酵工程的定义及原理
什么是发酵？ 发酵是指微生物在无氧条件下，分解各种有机物产生能量的过程,或者更严格地说,
发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原的产能反应。 如酒精发酵，乳酸发酵等 过程
发酵工程定义： 发酵工程是将发酵原理和工程学相结合, 是研究由生物细胞参与的工艺过程的原理和
生素发醇等。 3、 按发酵形式来区分则有: 固态发酵和液体发酵。 4、 按发酵工艺流程区分则有:分批发酵、连续发酵和流加发酵。 5、 按发酵过程中对氧的不同需求来分，一般可分为:厌氧发酵和通风发酵两大类
型。
3.3发酵工程的特点
发酵工程和其他化学工业的最大区别在于它是生物体所进行的学反应。其主要特点 如下:
2.5 酶促反应的影响因素
1.温度：在一定范围内,当温度升高时，与一般的化学反应一样反应速 度加快。当温度过高,会导致酶的变性,从而失去活性。适宜的温度，酶 的活性、催化速率最快。 2.pH：溶液过酸或过碱都能让酶变性失活，适合的pH能使对酶的活性有 促进作用。 3.酶的浓度：在一定情况下，酶的浓度越高，催化速率越快。 4.底物的浓度：对于某些酶促反应，当底物浓度较高时，反应速率呈下 降趋势，称为底物抑制。.
2.4酶的稳定性
引起酶失活的原因: a、酶活性中心特定氨基酸(或其它)残基被化学修饰; b、外部环境的影响; C、酶的高级结构变化; d、多肽链的断裂。
2.4酶的稳定性
保持酶稳定性的方法：
2.5 酶促反应的影响因素
1.温度 2.pH 3.酶的浓度 4.底物的浓度 5.抑制剂 6.激活剂 7.反应产物
科学，是研究利用生物材料生产有用产品，服务于人类的一门综合性科学技术。
3.1 发酵工程的定义及原理
原理：
借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产 物或次级代谢产物的过程，朝人类所需要的物质生产的方向发展。
3.2发酵的类型
根据发酵的特点和微生物对氧的不同需要，可以将发酵分成若干类型: 1、 按发酵原料来区分:糖类物质发酵、烃类物质发酵及废水发酵等类型。 2、 按发酵产物来区分:如氨基酸发酵、有机酸发酵、抗生素发醇、酒精发酵、维
2.6 设备：酶反应器
酶反应器的类型有： 1.搅拌罐式反应器 2.填充式反应器 3.流化床反应器 4.鼓泡式反应器 5.膜反应器 6.喷射式反应器
2.6 设备：酶反应器
2.6 设备：酶反应器
搅拌罐式反应器
填充床式反应器
流化床反应器
2.7 具体应用
李殿鑫[1]研究表明：从鲜活鲫鱼中提取到一种胶原酶粗酶，它能在适合的PH和温度条 件下特异性地水解天然胶原蛋白的三维螺旋结构，而不损伤其它蛋白质和组织。胶原酶添 加量为0.3%、盐浓度为4.1%、pH值6.5对牛肉嫩度有显著影响。
必须适当地控制影响发酵的各种条件, 掌握发酵的动态，并进行杂菌的检查和产物测 定，使整个发酵过程顺利进行。
3.6 发酵设备
菌种的筛选
摇瓶试验
发酵罐试验
3.6 发酵设备
啤酒发酵设备
3.6发酵设备
酸奶发酵设备
3.7 发酵技术运用领域的转变
发酵工程主要运用于医药、轻工、食品、农业、环保、能源等行业
王瑞琴[2]将木瓜蛋白酶作用于原料麦芽蛋白质,可以防止蛋白质与多酚结合而产生沉 淀,有较好的过滤效果,从而提高啤酒的稳定性,一定程度上可澄清啤酒，且不影响啤酒的 口味特性。
乙引等[3]用0.08mg/dL木瓜蛋白酶使啤酒的浑浊度降低68.75%,同时可增加啤酒泡沫; 将耐高温的a-淀粉酶和a-乙酰乳酸脱羧酶作用于辅料的糊化过程,耐高温的a-淀粉酶可以 很好地将淀粉液化,a-乙酰乳酸脱羧酶能加快乙酰的还原速度,在一定程度上可降低成品啤 酒中的双乙酰含量。
源自文库
02
酶促反应工程
2.1 酶促反应工程的定义与原理
什么是酶？
酶是生物体为其自身代谢活动而产生的生物催化剂。
“经典”酶学理论：酶就是蛋白质。
部分RNA也具有生物催化能力，通常称之为“核酶”
总的来说，酶大多数是蛋白质，少部分是RNA。
按照酶进行催化反应的类型，可将酶分为6类：
1.氧化还原酶
2.转移酶
3.水解酶
谢谢！
0届硕士班
食品生物技术 酶促反应工程与发酵工程
汇报人：郭栋 组员：蓝伟杰 袁桃静 朱春燕 覃璐琪 时间：2019年7月1日
目录
CONTENT
01
引言
02
酶促反应工程
03
发酵工程
04
总结与展望
0 1引言
1、引言
随着科学技术的发展，人们生活水平的提高，人们对食品的要求也日益递增，需要寻求 更多、更为优良的食品深加工方法来满足对食品的需求。传统的食品催化剂已经不能全面的 适合现代化的生产，酶促反应工程、发酵工程的进一步发展将有益于完善食品添加剂的不足。
3, 发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以 得到较为单一的代谢产物。
3.3发酵工程的特点
4. 由于生物体本身所具有的反应机制, 能够专一性地和高度选择性地对某些较为 复杂的化合物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反应，也可以产生比较复杂的高分子 化合物。
5.发醇过程中对杂菌污染的防治至关重要。除了必须对设备进行严格消毒处理和空 气过滤外，反应必须在无菌条件下进行，如果污染了杂菌，生产上就要遭到巨大的经济损 失，要是感染了噬菌体, 对发酵就会造成更大的危害。因而维持无菌条件发酵成败的关键。
1.发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应, 反应安全，要求条件 也比较简单。
2, 发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主，只要加入少量的有机 和无机氮源就可进行反应。微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。 基于这特性, 可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。
2.5 酶促反应的影响因素
5.抑制剂：不同的酶会受到不同抑制剂的影响，从而活性、催化性能较弱。 6.激活剂：激活剂能够促进催化剂的催化作用，增强其活性。 7.反应产物：酶促反应中，有时随产物浓度提高，产物与酶形成复合物，阻碍了底物与酶的 结合，从而降低了酶促反应的速度。
2.5 酶促反应的影响因素
席慧婷［5］利用胚芽乳杆菌在30℃下培养17.5 h,酿酒酵母菌在35℃下培养16h,可以得到 复合菌制作的最佳工艺条件，为胚芽乳杆菌和酿酒酵母菌的比例1:1、接浆量10%、发酵时间 16h、发酵温度30℃,可以得到感官值为1.198和弹性值为0.896的发酵米粉。自然发酵米粉的 香气成分为10种,而复合菌发酵的米粉香气成分高达18种,其中香气成分中脂类、烷类和醇类 含量较高,赋予发酵米粉更浓烈的香气。
4.裂和酶
5.异构酶
6.转接（或合成）酶
2.1酶促反应工程的定义与原理
酶促反应工程的定义： 酶促反应工程是利用生物酶学的科学理论依据来建立一系列的
研究路径，从酶的研究、酶的分离纯化、酶促反应的过程再到酶的应 用。
原理： 对于可进行的反应来说，反应物分子应越过一个活化能才能发
生反应，酶作为催化剂的作用是降低活化能，使反应进行，且反应速 率提高。
4、总结与展望
酶促反应工程、发酵工程是目前食品深加工的两大研究热点，但由 于受技术限制，研究还不够深入。可以预期,随着生物技术的迅速发展, 可用于食品中的酶种类将大大增加,复合酶、新型酶、固定化酶的大力研 究将会是未来的发展趋势。各种酶、发酵研究成果在食品工业中的作用 机理有待于进一步研究，酶制剂、发酵技术具有广阔的应用前景。
3.8具体运用
杨晓东等［4］优化了一株低产高级醇酵母菌发酵苹果酒的工艺，条件为酵母液接种量5%， 果汁糖度18%，发酵温度22℃；经验证和对比，该工艺条件比果酒酵母产的高级醇低72 mg/100mL。它不仅大力开发苹果深加工，推广苹果酒深加工新技术新成果，既有利于缓解地 方出现的产销矛盾，又可以提高苹果的附加值。
2.1 酶促反应机理模型
2.2酶与底物作用机理
酶与底物作用机理有2种说法: 1.锁钥模型
2.2酶与底物作用机理
酶与底物作用机理有2种说法: 2.诱导契合模型
2.3 酶促反应的特点
一、酶促反应具有极高的效率 二、酶促反应具有高度的特异性
酶的特异性是指酶对底物的选择性，有以下三种类型： 1.绝对特异性 酶只作用于特定结构的底物，生成一种特定结构的产物。如淀粉酶只作用淀粉。 2.相对特异性 酶可作用于一类化合物或一种化学键。例如磷酸酶可作用于所有含磷酸酯键的 化合物。 3.立体异构特异性 一种产仅作用于立体异构体中的一种。例如L-乳酸脱氢酶只作用于L-乳 酸，而对D-乳酸不起催物作用。 三、酶活性的可调节性 四、酶活性的不稳定性