称为酶的发酵生产

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酶的生产工艺

酶的生产工艺酶是一种生物催化剂，它在许多各行各业的应用中具有广泛的用途。

酶的生产工艺是指通过生物工程技术和发酵工艺来大规模生产酶的过程。

酶的生产工艺主要包括以下几个步骤：1. 酶基因的克隆和表达：首先需要从天然菌株或其他来源中获得酶的基因。

通过核酸技术，将酶基因从DNA中克隆并插入表达载体中。

然后将表达载体转化到宿主细胞中，使宿主细胞能够表达目标酶的基因。

2. 发酵培养：经过基因工程改造的细胞株能够在合适的培养条件下高效表达酶。

发酵培养是通过提供适宜的营养物质和环境条件来培养这些细胞的过程。

其中，培养基的选择、操作工艺的优化和控制等因素对酶的生产量和质量有重要影响。

3. 酶的提取和纯化：经过发酵培养后，酶可存在于细胞内、细胞外或培养液中。

提取和纯化酶的过程需要选择合适的方法，如加热处理、超声波溶解、离心、过滤、层析等。

目的是分离纯酶，并去除其他蛋白质、细胞碎片、有机物等杂质。

4. 酶的稳定化和保存：酶的稳定性对其储存和运输至关重要。

稳定化的方法包括添加保护剂、介质改良、冻干等。

此外，酶的保存过程中要注意严格的冷链管理，避免温度和湿度的变化。

5. 酶的应用：生产出的酶可用于各种行业，如食品加工、制药、酿酒、制革、纺织、洗涤剂等。

酶在这些行业中起到催化剂和增效剂的作用，提高生产效率，减少能源消耗，保护环境等。

总之，酶的生产工艺是通过基因工程技术和发酵工艺来实现大规模生产酶的过程，它涉及到酶基因的克隆和表达、发酵培养、酶的提取和纯化、稳定化和保存等多个步骤。

随着生物工程技术的不断发展，新的酶生产工艺也在不断涌现，为酶的生产提供了更多的选择和可能。

酶工程第三章酶的发酵生产第三节发酵工艺条件及控制

为了获得足够多的能量，以满足细胞生长和发酵产酶的需要，培养基中的能源（一般是碳源提供）必须经有氧解才能产生大量的ATP。为此，必须供给充足的氧气。
第三节发酵工艺条件及控制
无机元素是通过添加无机盐来提供的，一般采用水溶性的硫酸盐、磷酸盐或盐酸盐等。有时也使用硝酸盐，在提供无机氮的同时，提供无机元素。
4．生长因素生长因素是指细胞生长繁殖所必不可缺的微量有机化合物主要包括各种氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素，以及动植物生长激素等。各种氨基酸是蛋白质和酶的组分；嘌呤和嘧啶是核酸和某些辅酶的组分；维生素主要起辅酶作用；动植物生长激素则分别对动物细胞和植物细胞的生长、分裂起调节作用。有的细胞能够自己合成各种生长因素，而有的细胞则缺少合成一种或多种生长因素的能力，需由外界供给，才能正常生长繁殖，这样的细胞称为营养缺陷型。
第三节发酵工艺条件及控制
在酶的发酵生产中，通常在培养基中加进玉米浆、酵母膏等，以提供各种必需的生长因素。有时，也加进纯化的生长因素，以供细胞生长繁殖之需。
现举例几种酶发酵培养基：（1）枯草杆菌BF7658α—淀粉酶发酵培养基：玉米粉 8%，豆饼粉4%，磷酸氢二钠0.8%，硫酸铵0.4%，氧化钙 0.2%，氯化铵0.15%。（2）枯草杆菌AS1.398中性蛋白酶发酵培养基：玉米粉4%，豆饼粉3%，麸皮3.2%，米糠1%，磷酸氢二钠0.4%，磷酸二氢钾0.03%。（3）黑曲霉糖化发酵培养基：玉米粉10%，豆饼粉4%，麸皮1%（PH4.4—5.0）。
第三节发酵工艺条件及控制
不同细胞生长繁殖的最适PH有所不同。一般细胞和放线菌的生长最适PH为中性或微碱性（PH6.5—8.0）；霉菌和酵母的生长最适PH为偏酸性（PH4.0—6.0）；植物细胞生长的最适PH为5—6。

酶的生产方法介绍

酶的⽣产⽅法介绍
酶的⽣产是指经过预先设计，并且通过⼈⼯控制⽽获得所需要酶的过程。

概括地说，酶的⽣产⽅法有提取法、发酵法和化学合成法三种。

(⼀)提取法
提取法是最早采⽤并且⼀直沿⽤⾄今的⼀种⽅法。

提取法采⽤各种技术，直接从动植物或微⽣物的细胞或组织中将酶提取出来。

提取法虽简单易⾏，但必须要有充⾜的原材料，这就使提取法的⼴泛应⽤受到了限制。

但是，在动植物或微⽣物资源丰富的地区，提取法仍然具有应⽤价值。

例如，在屠宰⼚，可从家畜胰脏中提取胰酶；在⽔果加⼯⼚，可从菠萝⽪中提取菠萝蛋⽩酶。

(⼆)发酵法
发酵法是20世纪50年代以来⽣产酶的主要⽅法。

发酵法主要通过微⽣物发酵来获得⼈们所需要的酶。

发酵法⼀般包括固体发酵、液体深层发酵、固定化细胞发酵和原⽣质体发酵等多种⽅式。

(三)化学合成法
化学合成法是20世纪60年代末出现的⼀种⽣产酶的技术。

1969年，美国科学家⾸次采⽤化学合成的⽅法获得了含有124个氨基酸的核糖核酸酶。

但是，化学合成法的成本⽐较⾼，并且只能合成那些已知化学结构的酶。

所以，化学合成法⽬前仍然停留在实验室内合成的阶段。

酶的发酵生产

分解代谢物阻遏
定义：容易利用的基质（常为碳源）阻遏某些酶（主要是诱导酶）生物合成的现象。
cAMP receptor protein
第四节酶的发酵生产技术
一、微生物发酵产酶方式
1、固体培养利用麸皮和米糠为主要原料，添加谷壳，豆饼等，加水拌成半固体状态，供微生物生长和产酶用。浅盘法、转桶法、厚层通气法
含菌体较少，利于产品分离。缺点：（1）不能强烈搅拌；（2）技术要求高，传质传热效果差（氧气供给，温度控制。培养基成分的控制）；理论研究阶段；（3）只适用于胞外酶的生产。
4、固定化原生质体发酵（80年代中期）
优点：（1）解除细胞壁扩散障碍，可使胞内物质分泌到胞外，变革了胞内酶的生产工艺和技术路线；（2）可使细胞胞间质中的物质，如碱性磷酸酶等变为胞外产物；（3）稳定性良好，可反复或连续使用。。缺点：（1）原生质体的制备比较复杂；（2）发酵培养基中需维持较高的渗透压；（3）要防止细胞壁再生
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第二章酶的发酵生产
Producting Enzyme by Fermention
第一节酶的生产方法
一、酶的生产：指经过预先设计，通过人工操作控制而获得所需的酶的过程。二、酶的生产方法 1、提取法：最早采用的方法，现仍继续使用。指采用各种提取、分离技术从动、植物或微生物细胞或组织中将酶提取分离出来。优缺点：方法简单，有时候需先培养含酶组织或细胞而使工艺路线变得复杂，且产品杂质多造成分离纯化困难。
பைடு நூலகம்
工业规模应用的微生物酶和它们的某些来源
纤维素酶半纤维素酶里氏木霉、黑曲霉
木霉、曲霉、根霉
水洗布生产，饲料添加剂，消化植物细胞壁饲料添加剂，消化植物细胞壁，低聚木糖生产

第三章酶的生产

第三章酶的生产
2023年5月15日星期一
第三章酶的生产制备
酶的生产方式
1.提取法: 植物、动物、微生物
2.化学合成法
生物合成法：利用植物、动物、微生物细胞合成。上个世纪50年代起利用微生物生产酶
。 1949年细菌发酵生产淀粉酶
上个世纪70年代以来利用植物细胞和动物细胞培养技术生产酶。
木瓜细胞培养生产木瓜蛋白酶和木瓜凝乳蛋白酶人黑色素瘤细胞培养生产血纤维蛋白溶酶原激活剂
34
2.生长偶联型中的特殊形式——中期合成型
酶的合成在细胞生长一段时间后才开始，而在细胞生长进入平衡期以后，酶的合成也随着停止。特点：酶的合成受产物的反馈阻遏或分解代谢物阻遏。
所对应的mRNA是不稳定的。
枯草杆菌碱性磷酸酶合成曲线 35
3.部分生长偶联型（又称延续合成型）
酶的合成在细胞的生长阶段开始，在细胞生长进入平衡期后，酶还可以延续合成较长一段时间。特点：可受诱导，一般不受分解代谢物和产物阻遏。
所对应的mRNA相当稳定。
黑曲霉聚半乳糖醛酸酶合成曲线 36
4. 非生长偶联型（又称滞后合成型）
只有当细胞生长进入平衡期以后，酶才开始合成并大量积累。许多水解酶的生物合成都属于这一类型。特点：受分解代谢物的阻遏作用。
所对应的mRNA稳定性高。
黑曲霉酸性蛋白酶合成曲线 37
总结：影响酶生物合成模式的主要因素
②发酵代谢调节：理想诱导物的添加，解除反馈阻遏和分解代谢物阻遏（难利用的碳氮源的使用，补料发酵）。
③降低产酶温度。
二、细胞生长动力学
微生物细胞生长的动力学方程：
Monod方程：
S－限制性基质浓度； μm—最大比生长速率； Ks —Monod常数

酶的发酵生产

酶工程•第一章绪论•第二章酶的发酵生产•第三章酶的分离纯化•第四章酶分子修饰•第五章酶与细胞固定化•第六章酶反应动力学•第七章酶的应用第一章绪论•第一节酶的概述•第二节酶工程概述•第三节酶的生产方法•第四节酶的应用前景第一节酶的概述一. 酶(enzyme)的概念二. 酶的研究历史三. 酶的分类与命名四. 酶的活力测定一. 酶(enzyme)的概念1.酶是催化剂（catalyst）所谓催化剂是一类能改变反应速度，但不改变反应性质、反应方向和反应平衡点，而且本身在反应前后也不发生变化的外在因素。

酶在化学反应中就是充当这样的角色。

2.酶是一种特殊的催化剂3.酶是生物催化剂酶在催化反应时，具有与一般非酶催化剂不同的特点。

其具有催化的高效性、高度专一性及化学本质是蛋白质的特点。

（1）酶具有催化的高效性酶能在温和条件下（常温、常压和近中性PH），极大地提高反应速度，与非酶催化剂相比，酶的催化效率可高出107~1012倍。

如：2H2O2 2H2O + O2该反应的催化剂可以有Fe+、血红素和过氧化氢酶，其催化反应的速度分别是：5.6×10-4mol/mol Fe+.S、6.0×10-1mol/mol血红素.S、3.5×106mol/mol过氧化氢酶.S（2）酶具有催化的高度专一性(specificity)酶作用的的专一性是指酶在催化反应时，通常只作用一种或一类反应物发生相应的反应的特性。

酶作用的专一性主要表现在以下几个方面：a. 绝对专一性：酶只能催化一种反应物发生反应的特性如：谷氨酸脱氢酶只能催化L-谷氨酸脱氢，对其他氨基酸没有作用，其具有绝对专一性。

b. 相对专一性：酶在催化反应时，允许底物分子有一些变化，即可以催化一类反应物发生反应。

如：酯酶催化酸与醇缩合成酯，但对反应物分子的侧链基团专一性不强。

淀粉酶、蛋白水解酶也具有这种专一性。

c. 异构专一性：酶对反应物分子的立体异构体和顺反异构体具有高度的选择能力。

西大酶工程名词解释

超临界萃取：又称为超临界流体萃取，是利用欲分离物质与杂质在超临界流体中的溶解度不同而达到分离的一种萃取技术。

大分子结合修饰：采用水溶性大分子与酶的侧链基团共价结合，使酶分子空间构象发生改变，从而改变酶的特性与功能的方法称大分子结合修饰。

定点突变：是20世纪80年代发展起来的一种基因操作技术。

是指在DNA序列中的某一特定位点上进行碱基的改变从而获得突变基因的操作技术。

反胶束萃取：是利用反胶束将酶或其他蛋白质从混合液中萃取出来的一种分离纯化技术。

反胶束又称反胶团，是表面活性剂分散于连续有机相中形成的纳米尺度的一种聚集体。

反胶束溶液是透明的，热力学稳定的系统。

反馈阻遏作用：酶生物合成的反馈阻遏作用又称产物阻遏作用，是指酶催化反应的产物或代谢途径的末端产物使该酶的生物合成受到阻遏的现象。

分解代谢阻遏作用：是指某些物质（主要是指葡萄糖和其他容易利用的碳源等）分解代谢和产物阻遏某些酶（主要是诱导酶）生物合成的现象。

固定化酶：固定在水不溶性载体上，并在一定的空间范围内进行催化反应的酶，称为固定化酶。

固定化细胞：固定在载体上，并在一定的空间范围内进行生命活动的细胞称为固定化细胞。

固定化原生质体：指固定在载体上，并在一定的空间范围内进行生命活动的原生质体。

抗体酶：又称为催化性抗体，是一类具有生物催化功能的抗体分子。

抗体酶同时具有抗体的高度特异性以及酶的高效催化能力，是通过人工设计、采用现代生物技术而获得的一类新的生物催化剂，有些是在自然界原本不存在的。

离子交换层析：是利用离子交换剂上的可解离基团（活性基团）对各种离子的亲和力不同而达到分离目的的一种层析分离方法。

酶的发酵生产：经过预先设计，通过人工操作，利用微生物的生命活动获得所需酶的技术过程，称为酶的发酵生产。

酶的诱导合成：加进某些物质，使酶的生物合成开始或加速进行的现象，称为酶生物合成的诱导作用，简称诱导作用。

酶反应器：用于酶进行催化反应的容器及其附属设备称为酶反应器。

第三章酶的发酵生产

CAP结合位点
DNA
P
O
Z
Y
A
+ + + + 转录
无葡萄糖，cAMP浓度高时
CAP CAP CAP CAP
CAP CAP
CAP
有葡萄糖，cAMP浓度低时
低半乳糖时
葡萄糖低 cAMP浓度高
高半乳糖时
RNA-pol
O Ｉ
无转录
O
mRNA
葡萄糖高 cAMP浓度低
Ｉ O
无转录
O
低水平转录
色氨酸操纵子——阻遏型操纵子调节区
UUUU…… UUUU……
4
trp 密码子前导肽
序列3、4不能形成衰减子结构 •当色氨酸浓度低时
细胞周期与酶的合成
可能的三种模式：
合成伴着生长进行，
进入静止期，合成降
低静止期合成增加
中间类型
对数生长期合成降低，
三、酶发酵动力学
主要研究在发酵过程中细胞生长速率，产物形成速率以及环境因素对速率的影响. 在酶的发酵生产中,研究酶发酵动力学对于了解酶生物合成模式；发酵条件的优化控制,提高酶产量具有重要的理论指导意义。
影响酶生物合成模式的因素主要是: mRNA和培养基中存的阻遏物：

mRNA稳定性高的，在细胞停止生长后继续合成相应的酶； mRNA稳定性差的，随着细胞生长停止而终止酶的合成；
不受阻遏物阻遏的,可随着细胞生长而开始酶的合成；
受阻遏物阻遏的,要在细胞生长一段时间或进入稳定期后解除阻遏,才能开始酶的合成。
2.人工合成酶制剂：

蛋白质的人工合成：人工合成胰岛素等

人工合成酶制剂受客观
条件的限制，如试剂、设备等，另外，体外合成，形成单体的难度大，

酶工程试卷

一、判断题（每题1分，共10分）1. 酶是具有生物催化特性的特殊蛋白质。

（×）2. 酶活力是指在一定条件下酶所催化的反应速度，反应速度越大，意味着酶活力越高。

（√）3. 液体深层发酵是目前酶发酵生产的主要方式。

（√）4. 培养基中的碳源，其唯一作用是能够向细胞提供碳素化合物的营养物质。

（×）5. 在酶与底物、酶与竞争性抑制剂、酶与辅酶之间都是互配的分子对，在酶的亲和层析分离中，可把分子对中的任何一方作为固定相。

（√）6. 补料是指在发酵过程中补充添加一定量的营养物质，补料的时间一般以发酵前期为好。

（×）7. 酶固定化过程中，固定化的载体应是疏水的。

（×）8. 在酶的抽提过程，抽提液的pH应接近酶蛋白的等电点。

（×）9. 青霉素酰化酶不但能催化青霉素侧链的水解作用，而且也能催化逆反应。

（√）10.亲和试剂又称活性部位指示试剂,这类修饰剂的结构类似于底物结构。

（√）11.酶的分类与命名的基础是酶的专一性。

（√）12.膜分离过程中，膜的作用是选择性地让小于其孔径的物质颗粒成分或分子通过，而把大于其孔径的颗粒截留。

（√）13.角叉菜胶也是一种凝胶，在酶工程中常用于凝胶层析分离纯化酶。

（╳）14.α－淀粉酶在一定条件下可使淀粉液化，但不称为糊精化酶。

（╳）15.酶法产生饴糖使用α－淀粉酶和葡萄糖异构酶协同作用。

（╳）二、填空题（每空1分，共10分）1. 日本称为“酵素”的东西，中文称为____酶_，英文则为__enzyme_，是库尼（Kuhne）于1878年首先使用的。

2. 1926年，萨姆纳（Sumner）首先制得__脲酶_酶结晶，并指出_脲酶_是蛋白质。

他因这一杰出贡献，获1946年度诺贝尔化学奖。

3.1960年，雅各布（Jacob）和莫诺德（Monod）提出了操纵子学说，认为DNA分子中，与酶生物合成有关的基因有四种，即启动基因、操纵_基因和__结构__基因。

第三章酶的发酵生产

五、温度的调节控制
1、温度对酶的发酵生产的影响
在发酵初期，细胞吸收营养物质合成自身物质和酶，吸热反应，培养基中的营养物质被大量分解释放热反应，但此时吸热反应大于放热反应，培养基需升温；
当细胞繁殖迅速时，情况相反，需降温维持细胞生产繁殖和产酶所需的最适的温度。
细胞（微生物）生产繁殖和产酶的最适温度随菌种和酶的性质不同而异，并且生长繁殖和产酶的最适温度往往不一致。一般，细菌为37℃，霉菌和放线菌为28～30℃，一些嗜温微生物需在40～50℃生长繁殖，如：红曲霉的生长温度为35℃～37℃，而产糖化酶的最适温度为37 ℃～40 ℃。
1、划线分离法
将样品制备适当的稀释液，用接种环蘸取样品稀释液在培养基平板上分区划线分离，然后培养直至单个菌落出现。
2、稀释分离法
五、菌株产酶性能鉴定
1、平板透明水解圈法
透明圈直径与产酶的关系： lg[E] / D=k· △[C] / lgt R/r·
其中：
[E] ：产酶浓度； D：菌体量； R：水解圈； r：菌落直径；△：琼脂厚度；[C] ：底物浓度； t：培养时间； k：常数。
（一）固体培养发酵（传统的方法）
一般适合于真菌发酵。
（二）液体深层发酵：
①适用性强，可用于各种细胞的悬浮培养和发酵。 ②易于人为控制。 ③机械化程度高，酶产品质量好，酶产率及回收率较高。
（三）固定化细胞发酵（70年代后期）
1、优点：重复使用、易于分离、易于机械化、抗逆性强、效率高。 2、缺点：产品质量不够稳定、易受传质和氧的限制。
4、滞后合成型
只有当细胞生长进入平衡期后，酶才开始合成并大量积累。许多水解酶类属于此类。它们在细胞对数期不合成，可能是受到分解代谢产物的阻遏作用，当阻遏解除后，酶开始合成，其对应的 mRNA稳定性高。

酶的发酵生产

特点： ①适用性强，可用于各种细胞的悬浮培养和发酵； ②易于人为控制； ③机械化程度高，酶产品质量较好，酶产率及产品回收率较高。（三）固定化细胞发酵（70 年代后期）固定化细胞：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。
优点： ①固定化细胞的密度较高，反应器水平的生产强度较大，可提高生产能力； ②发酵稳定性好，固定化细胞可以反复使用或连续使用较长的时间，易于连续化，自动化生产； ③细胞固定在载体上，流失较少，可在高稀释率的情况下连续发酵，大大提高设备利用率； ④发酵液中含细胞较少，利于产品分离纯化，提高产品质量。缺点： ①只适用于胞外酶的生产； ②技术要求较高，需要特殊的固定化细胞反应器，且许多技术问题都有待研究解决。
二．发酵液的分离、过滤：得到粗品设备：转鼓式真空吸滤机，离心沉降分离机，板框压滤机。三．酶液的脱色活性炭或使用无离子交换作用的脱色树脂。四．发酵液的浓缩与初步提纯（一）盐析 1．常用的盐：MgSO4, (NH4)2SO4, (Na)2SO4, NaH2PO4, 它们盐析蛋白质的能力一般按以上顺序依次增大。实际应用得最多的是(NH4)2SO4，因其溶解度在较低的温度下仍相当高。 2．优点：在常温沉淀过程中不会造成酶的失活，沉淀物在室温下可长期放置，分级沉淀可去除大部分杂质，适用于多数酶的沉淀。 3．缺点：要经脱盐处理。
七．提高酶产量的其它措施 1．添加诱导物诱导物一般分为三类：酶的作用底物或底物类似物以及酶的反应产物。选择： a. 特异性； b. 诱导效果； c. 来源。 2．控制阻遏物浓度根据不同的阻遏类型，采取不同的控制方式 ①分解代谢物阻遏
a. 采用其它的碳源； b. 控制浓度，或分次流加； c. 加一定量的cAMP. ②反馈阻遏 a. 控制终产物浓度； b. 添加末端产物类似物。 3．添加表面活性剂 4．添加产酶促进剂

第三章酶的发酵生产

三动植物细胞培养缺点动植物细胞体积大、对剪切力敏感，动植物细胞体积大、对剪切力敏感，要求特殊生物反应器。物反应器。动植物细胞生长速率、代谢速率低，发酵周期长，动植物细胞生长速率、代谢速率低，发酵周期长，对防止杂菌污染的技术要求高。对防止杂菌污染的技术要求高。动物细胞营养要求苛刻. 动物细胞营养要求苛刻
应用实例在利用嗜热芽孢杆菌生产α-淀粉酶时淀粉酶时,采用甘油替在利用嗜热芽孢杆菌生产淀粉酶时采用甘油替代果糖解除分解代谢物阻遏,可以使产量提高可以使产量提高25 代果糖解除分解代谢物阻遏可以使产量提高倍. 某些商业酶的诱导酶 α-淀粉酶淀粉酶葡萄糖淀粉酶转化酶普鲁兰酶木糖异构酶底物淀粉淀粉蔗糖普鲁兰木糖诱导淀粉或麦芽糊精
酶的生产方法酶的生产方法
提取分离法
生物合成
化学合成
SOD-BLOOD Papain-Papaya Chymotrypsin-Pancrea
Amylase from B.subtilis Protease from B.subtilis Phosphatase from B.subtilis Glucoamylase from Aspergillus Plant cell Animal cell
二不同类型、植物、动物细胞的特性比较不同类型、植物、
微生物细胞细菌细胞大小 (µm) 025～1 ～倍增时间(hr) 倍增时间营养要求细胞壁对剪切力主要产物酵母 1～10 ～ 1.15～～ 2 简单有大多不敏感醇、有机酸、氨基酸、核苷有机酸、氨基酸、抗生素、多糖、酸、抗生素、酶、多糖、色素、菌体 2～6.9 ～霉菌 20～300 ～ 20～74 ～较简单有，坚硬敏感色素、色素、香精、药物 10～100 ～ 15～100 ～复杂无很敏感激素、激素、疫苗、单克隆抗体植物细胞动物细胞

酶工程第三章酶的发酵生产第二节酶发酵生产常用的微生物

第二节酶发酵生产常用的微生物
十、啤酒酵母（Sacharomycescerevisiae）
啤酒酵母是在工业上广泛应用的酵母，细胞由圆形、卵形、椭圆形到腊肠形。在麦芽汁琼脂培养基上菌落为白色，有光泽，平滑，边缘整齐。营养细胞可以直接变为子囊，每个子囊含有1—4个圆形光亮的子囊孢子。
啤酒酵母主要用于酿造啤酒、酒精、饮料酒和面包制造。在酶的生产方面，用于转化酶、丙酮酸脱羧酶、醇脱氢酶等的生产。
酶的发酵生产是以获得大量所需的酶为目的。为此，除了选择性能优良的产酶细胞以外，还必须满足细胞生长、繁殖和发酵产酶的各种工艺条件，并要根据发酵过程的变化进行优化控制。
酶发酵生产的一般工艺流程如图3-6所示。
酶工程
第三章酶的发酵生产
第二节酶发酵生产常用的微生物
任何生物都能在一定条件下合成某些酶。但是并不是所有的细胞都能用于酶的发酵生产。一般说来，能用于酶发酵生产的细胞必需具备如下几个条件：（1）酶的产量高。优良的产酶细胞首先要具有高产的特性，才有较好的开发应用价值。高产细胞可以通过筛选、诱变、或采用基因工程、细胞工程等技术而获得。（2）容易培养和管理。要求产酶细胞容易生长繁殖，并且适应性较强，易于控制便于管理。（3）产酶稳定性好。在通常的生产条件下，能够稳定地用于生产，不易退化。一旦细胞退化，要经过复壮处理，使其恢复产酶性能。（4）利于酶的分离纯化。发酵完成后，需经分离纯化过程，才能得到所需的酶。这就要求产酶细胞本身及其它杂质易于和酶分离。（5）安全可靠。要求使用的细胞及其代谢物安全无毒，不会影响生产人员和环境，也不会对酶的应用产生其他不良影响。
第二节酶发酵生产常用的微生物
二、大肠杆菌（Escherichia coli）

酶工程——名词解释

酶工程—名词解释1.酶：生物体内进行新陈代谢不可缺少的受多种因素调节控制的具有催化能力的生物催化剂。

2.酶工程：是酶学和工程学相互渗透结合形成的一门新的技术科学。

从应用目的出发研究酶，在一定的生物反应装置中利用酶的催化性质，将相应原料转化成有用的物质。

3.单体酶（monomeric enzyme）：由一条多肽链组成，如溶菌酶；由多条肽链组成，肽链间二硫键相连构成一整体。

4.寡聚酶（oligomeric enzyme）：由两个或两个以上的亚基组成的酶。

5.多酶复合体（multienzyme complex）：由几种酶非共价键彼此嵌合而成。

6.催化转换数：每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数。

7.酶活力(酶活性)：指酶催化一定化学反应的能力。

8.酶活力的大小：一定条件下所催化的某一化学反应的反应速度，9.酶反应速度：单位时间内底物的减少量或产物的增加量。

10.酶的活力单位（U，activity unit）：酶活力的大小及酶含量的多少。

11.酶单位：在一定条件下，一定时间内将一定量的底物转化为产物所需要的酶量。

这样酶的含量可以用每克酶制剂或每毫升酶制剂含有多少酶单位来表示（U/g或U/ml）。

12.Katal（Kat）单位：一个katal单位是指在最适反应条件下，1秒钟催化1moL底物转化为产物所需要的酶量。

13.酶的比活力（specific activity）：代表酶的纯度，比活力用每mg蛋白质所含有的酶活力单位数表示。

对同一种酶比活力愈大，纯度愈高。

14.酶的转换数：以一定条件下每秒钟每个酶分子转换底物的分子数来表示酶的催化效率。

15.酶动力学：是研究酶促反应的速度以及影响此速度的各种因素的科学。

16.抑制剂:任何分子直接作用于酶使他的催化速度降低即称为~。

17.不可逆抑制作用：抑制剂与酶的必需基团以共价键结合而引起酶活性丧失，不能用透析，超滤或凝胶过滤等物理方法去除抑制剂而使酶复活。

18.可逆抑制作用：抑制剂与酶以非共价键结合而引起酶活性的降低或丧失，能用物理的方法除去抑制剂而使酶复活。

发酵工程应用实例酶制剂生产

酶发酵生产的一般工艺流程图
[ 麸皮等原料 ] ↓
[ 配制培养基] (灭菌)
[ 发酵池(固体发酵) ]
[ 成品曲 ]
{固体粗酶制剂}
（二）常用的产酶微生物
1、细菌
大肠杆菌
谷氨酸脱羧酶、天冬氨酸酶、青霉素酰化酶、天冬酰胺酶、β-半乳糖苷酶、限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、核酸外切酶等。
（2）过滤与膜分离
过滤是借助于过滤介质将不同大小、不同形状的物质分离的技术过程。过滤介质多种多样，常用的有滤纸、滤布、纤维、多孔陶瓷、烧结金属和各种高分子膜等，可以根据需要选用。
过
非膜过滤：采用高分子膜以外的物质作为过滤介质
滤
膜过滤：采用各种高分子膜为过滤介质
过滤的分类及其特性 ( ) 根据过滤介质截留的物质颗粒大小不同
（2）酶作用底物的类似物；
（3）酶的反应产物；
（4）底物和底物类似物的前体物。 3、诱导物的浓度：必须控制在适当浓度。
（二）控制阻遏物的浓度
1、解除终产物阻遏的方法降低培养基中酶作用产物的浓度；添加终产物的类似物。
2、解除分解代谢产物阻遏的方法控制培养基中葡萄糖等容易利用的碳源浓度，可采用其他较
1）机械破碎 2）物理破碎 3）化学破碎 4）酶解破碎
DY89-I型电动玻璃匀浆机
高压细胞破碎机
细胞破碎珠
2、酶的提取
• 酶的提取是指在一定的条件下，用适当的溶剂或溶液处理含酶原料，使酶充分溶解到溶剂或溶液中的过程。也称为酶的抽提。
• 酶提取时首先应根据酶的结构和溶解性质，选择适当的溶剂。一般说来，极性物质易溶于极性溶剂中，非极性物质易溶于非极性的有机溶剂中，酸性物质易溶于碱性溶剂中，碱性物质易溶于酸性溶剂中。

称为酶的发酵生产

酶的生产工艺

酶工程 第三章酶的发酵生产 第三节发酵工艺条件及控制

酶的生产方法介绍

酶的发酵生产

第三章酶的生产

酶的发酵生产

西大酶工程名词解释

第三章酶的发酵生产

酶工程试卷

第三章 酶的发酵生产

酶的发酵生产

第三章 酶的发酵生产

酶工程 第三章酶的发酵生产 第二节酶发酵生产常用的微生物

酶工程——名词解释

发酵工程应用实例 酶制剂生产

酶工程第三章酶的发酵生产第三节发酵工艺条件及控制

第三章酶的发酵生产

第三章酶的发酵生产

酶工程第三章酶的发酵生产第二节酶发酵生产常用的微生物

发酵工程应用实例酶制剂生产