第三章 酶制剂的发酵(培养)生产
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发酵学 第3章 培养基
3.粘度适中，具有适当的渗透压
4. 主产物合成达到最高速率，发酵后所形成的副产物尽可 能的少。
5.生产过程中既不影响通气与搅拌的效果，又不影响或少 影响产物的分离精制和废物处理。
6.大规模生产时要考虑材料的成本。
第二节
培养基的成分
碳源 氮源 无机离子 生长因子 前体 促进剂和抑制剂
水分
一、碳源
凡是用于构成微生物细胞和代谢产物中碳素的营养物 质均称为碳源。它既是构成菌体细胞和代谢产物的主要元 素，又是提供微生物生命活动中所需能源的原料。
维生素B12 钴化物
青霉素V 苯氧乙酸
链霉素 金霉素色氨酸 Nhomakorabea吲哚、氨茴酸
2-羟基-4-甲基硫代丁 酸 D-苏氨酸
肌醇、精氨酸等 蛋氨酸 氯化物等 异亮氨酸
红霉素
丙酸、丙醇等
苏氨酸
高丝氨酸
灰黄霉素 氯化物
六、产物促进剂
所谓产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物， 又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。
一些维生素生长因子及其生理功能
维生素 生理功能 维生素B1（硫胺素） 脱羧酶辅酶，与酮基转移有关 维生素B2（核黄素） 构成黄素单核苷酸和黄素腺嘌呤二核苷酸， 作为电子传递链中的递H体 维生素B3（泛酸） 维生素B5（烟酸） 辅酶A（CoA）的前体物质之一，递酰基体， 是细胞内多种酶的辅酶 又称尼克酸，是辅酶I，辅酶II的前体，参与 细胞内很多氧化还原反应
促进剂提高产量的机制：
有些促进剂本身是酶的诱导物； 有些促进剂是表面活性剂，可改善细胞的透性，改善 细胞与氧的接触从而促进酶的分泌与生产， 也有人认为表面活性剂对酶的表面失活有保护作用； 有些促进剂的作用是沉淀或螯合有害的重金属离子。
发酵培养基及制备
kA2>kA3>kA1，所以可断定A2为A因素的优水平。
同理，可以计算并确定B3、C3、D1分别为B、 C、D因素的优水平。四个因素的优水平组合 A2B3C3D1为本试验的最优水平组合，即酶法 液化生产山楂清汁的最优工艺条件为加水量 50mL/100g，加酶量7mL/100g，酶解 温度为50℃,酶解时间为1.5h。
• 根据生产实践和科学试验的不同要求选择 • 根据经济效益分析选择培养基
–价廉、来源Βιβλιοθήκη 富、运输方便、就地取材、无毒二、发酵培养基成分选择的原则
• 不同的微生物所需要的培养基成分是不同 的，要确定一个合适的培养基，就需要了 解生产根据不同生产菌种的培养条件、生 物合成的代谢途径、代谢产物的化学性质 等确定培养基。
3
2
1
3
2
1
3
18
3
3
2
1
42
不考察交互作用的试验结果分析
（1） 确定试验因素的优水平和最优水平组合
分析A因素各水平对试验指标的影响。由表3可以看出，A1 的影响反映在第1、2、3号试验中，A2的影响反映在第4、5、 6号试验中，A3的影响反映在第7、8、9号试验中。
A因素的1水平所对应的试验指标之和为
度。Rj越大，说明该因素对试验指
标判的断影因响素越的大主。次根顺据 序。Rj大1小. ，计可算以
Kjm，kjm
极差分析法－R法
Rj 因素主次
2. 判断 优水平
优组合
试验号
1 2 3 4 5 6 7 8 9
因素
液化率
A
B
C
D
％
1
1
1
1
0
1
2
2
同理，可以计算并确定B3、C3、D1分别为B、 C、D因素的优水平。四个因素的优水平组合 A2B3C3D1为本试验的最优水平组合，即酶法 液化生产山楂清汁的最优工艺条件为加水量 50mL/100g，加酶量7mL/100g，酶解 温度为50℃,酶解时间为1.5h。
• 根据生产实践和科学试验的不同要求选择 • 根据经济效益分析选择培养基
–价廉、来源Βιβλιοθήκη 富、运输方便、就地取材、无毒二、发酵培养基成分选择的原则
• 不同的微生物所需要的培养基成分是不同 的，要确定一个合适的培养基，就需要了 解生产根据不同生产菌种的培养条件、生 物合成的代谢途径、代谢产物的化学性质 等确定培养基。
3
2
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不考察交互作用的试验结果分析
（1） 确定试验因素的优水平和最优水平组合
分析A因素各水平对试验指标的影响。由表3可以看出，A1 的影响反映在第1、2、3号试验中，A2的影响反映在第4、5、 6号试验中，A3的影响反映在第7、8、9号试验中。
A因素的1水平所对应的试验指标之和为
度。Rj越大，说明该因素对试验指
标判的断影因响素越的大主。次根顺据 序。Rj大1小. ，计可算以
Kjm，kjm
极差分析法－R法
Rj 因素主次
2. 判断 优水平
优组合
试验号
1 2 3 4 5 6 7 8 9
因素
液化率
A
B
C
D
％
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第三章 酶的生物合成
溶解氧：通气量越大、氧分压越高、气液接触 时间越长、气液接触面积越大，则溶氧速率越 大。此外，培养液的性质，主要是粘度、气泡 以及温度等对溶氧速率有明显的影响，可通过 以上方面调节溶氧速率。
溶氧量过低，会对微生物生长、繁殖和新陈代 谢产生影响，从而使酶产量降低。但，过高的 溶氧量对酶的发酵生产业会产生不利影响，一 方面会造成浪费，另一方面高溶氧也会抑制某 些酶的生物合成，因此在整个发酵过程中应根 据需要控制好溶氧量。.
酶浓度调节的化学本质是基因表达的调节， 在细胞内进行的转录或翻译过程都有特定的 调节控制机制，其中，转录水平的调控占主 导地位，是酶生物合成中最重要的调节
.
操纵子
操纵子（operon）是一组功能上相关且受同 一调控区控制的基因组成的遗传单位
操纵子是酶合成调控的结构基础
.
操纵子调控模型
根据基因调节理论，在 DNA 分子中，与酶的生物 合成有密切关系的基因有 4 种。它们是调节基因 （regulator gene）、启动基因（promoter gene）、 操纵基因（operator gene）和结构基因（structural gene）。
蛋白酶
. 皮革脱毛
酶发酵生产菌种要求
产酶量高，具有生产应用价值 易培养，既能适应大生产粗放的营养和生产条
件，包括能利用廉价原料、对工艺条件要求不 苛刻 代谢速率高，发酵周期短 产酶稳定性好，菌种的生产性能不易退化，不 易感染噬菌体 安全可靠，要求菌种不是致病菌，其代谢物安 全无毒，在系统发育上与病原体无关 选用产胞外酶菌种，有. 利于酶的分离提取
.
发酵条件控制及对产酶的影响
温度：影响微生物生长和合成酶、影响酶合成 后的稳定性
pH:影响微生物体内各种酶活性，从而导致微生 物代谢途径发生变化；影响微生物形态和细胞 膜通的透性，从而影响微生物对培养基中营养 成分的吸收以及代谢产物的分泌；影响培养基 中某些营养物质的分解或中间产物的解离，从 而影响微生物对这些营养物质的利用
溶氧量过低，会对微生物生长、繁殖和新陈代 谢产生影响，从而使酶产量降低。但，过高的 溶氧量对酶的发酵生产业会产生不利影响，一 方面会造成浪费，另一方面高溶氧也会抑制某 些酶的生物合成，因此在整个发酵过程中应根 据需要控制好溶氧量。.
酶浓度调节的化学本质是基因表达的调节， 在细胞内进行的转录或翻译过程都有特定的 调节控制机制，其中，转录水平的调控占主 导地位，是酶生物合成中最重要的调节
.
操纵子
操纵子（operon）是一组功能上相关且受同 一调控区控制的基因组成的遗传单位
操纵子是酶合成调控的结构基础
.
操纵子调控模型
根据基因调节理论，在 DNA 分子中，与酶的生物 合成有密切关系的基因有 4 种。它们是调节基因 （regulator gene）、启动基因（promoter gene）、 操纵基因（operator gene）和结构基因（structural gene）。
蛋白酶
. 皮革脱毛
酶发酵生产菌种要求
产酶量高，具有生产应用价值 易培养，既能适应大生产粗放的营养和生产条
件，包括能利用廉价原料、对工艺条件要求不 苛刻 代谢速率高，发酵周期短 产酶稳定性好，菌种的生产性能不易退化，不 易感染噬菌体 安全可靠，要求菌种不是致病菌，其代谢物安 全无毒，在系统发育上与病原体无关 选用产胞外酶菌种，有. 利于酶的分离提取
.
发酵条件控制及对产酶的影响
温度：影响微生物生长和合成酶、影响酶合成 后的稳定性
pH:影响微生物体内各种酶活性，从而导致微生 物代谢途径发生变化；影响微生物形态和细胞 膜通的透性，从而影响微生物对培养基中营养 成分的吸收以及代谢产物的分泌；影响培养基 中某些营养物质的分解或中间产物的解离，从 而影响微生物对这些营养物质的利用
酶制剂生产工艺
酶制剂生产工艺
酶制剂生产工艺是指将酶通过一系列的工艺步骤进行提取、纯化、稳定化等处理，最终获得符合质量标准的酶制剂产品的过程。
酶制剂生产工艺的主要步骤如下：
1. 酶源筛选与培养：选择适合的菌株或真菌菌种作为酶源，通过培养与繁殖，获得大量的酶产生菌株。
2. 发酵过程：将酶源加入培养基中，进行发酵过程。
通过调节发酵条件，如温度、pH值、氧气供应等，使酶产量达到最大化。
3. 酶提取：将发酵液进行分离，分离出含有酶的液体部分。
常用的方法有离心、过滤、沉淀等。
通过这些方法可以去除酶产生菌株和不溶性杂质。
4. 酶溶解：将分离得到的含有酶的液体溶解在适当的溶液中，使酶能够更好地活性。
5. 酶纯化：通过一系列的纯化工艺步骤，如沉淀、离子交换、凝胶过滤、超滤等，去除酶中的杂质，使酶获得更高的纯度。
6. 酶稳定化：对于易受到温度、pH值、湿度等环境条件影响的酶来说，需要进行稳定化处理。
常用的稳定化方法包括冷冻干燥、喷雾干燥、添加保护剂等。
7. 储存与包装：将纯化稳定化后的酶制剂进行储存和包装。
通常要求酶制剂能够在常温下长期保存，并保持较好的活性。
8. 质量控制：对酶制剂进行质量控制，包括活性测定、含水量测定、纯度测定等，确保酶制剂符合相关质量标准。
以上就是酶制剂生产工艺的主要步骤。
不同的酶制剂可能会有一些微小的差别，但总体而言，工艺流程是相似的。
通过这些工艺步骤，可以有效地提高酶制剂的产量、纯度和稳定性，为酶制剂的应用提供有力的支撑。
酶制剂生产工艺流程
酶制剂生产工艺流程酶制剂是一种由酶制备的药物，被广泛应用于医药、食品、化学工业等领域。
酶制剂的生产工艺流程主要包括五个步骤：原料准备、酶发酵、分离和纯化、干燥和包装。
首先，原料准备是酶制剂生产的第一步。
原料主要包括基础培养基、基因工程菌株和辅助物质。
基础培养基是酶发酵的基础，其中包含有机氮源、碳源、无机盐等成分，其他还需要加入一些辅助物质如缓冲剂、抗泡剂等。
基因工程菌株是通过基因重组技术构建的，用于产生目标酶。
辅助物质是为了提高发酵的效果和酶的稳定性。
第二步是酶发酵。
将准备好的基础培养基中添加基因工程菌株，并进行培养。
培养条件包括温度、pH值和气氛等。
通常情况下，酶发酵一般分为激活阶段、生长阶段和酶合成阶段。
在激活阶段，菌株将从冷冻状态中恢复活性。
在生长阶段，菌株将进行繁殖，并伴随有机物的消耗和产生。
在酶合成阶段，酶的合成量开始增加。
整个发酵过程需要严格控制各个参数，以确保酶的产量和质量。
第三步是分离和纯化。
将发酵后的培养液通过离心、过滤等分离方法，将酶分离出来。
之后，通过流动层析、离子交换等纯化方法，除去杂质，得到纯净的酶制剂。
分离和纯化过程中需要选择合适的材料和工艺条件，以确保酶的活性和稳定性。
第四步是干燥。
将纯化后的酶制剂进行干燥处理，以去除水分，防止酶的降解和微生物的污染。
干燥方法主要有喷雾干燥、冷冻干燥等。
选择适当的干燥方法可以减少酶的损失并提高产量。
最后一步是包装。
将干燥后的酶制剂进行包装，通常采用密封、无菌的包装方式，以确保酶的稳定性和长期保存。
综上所述，酶制剂的生产工艺流程主要包括原料准备、酶发酵、分离和纯化、干燥和包装等五个步骤。
每个步骤都需要严格控制各项参数，以确保酶制剂的产量和质量。
同时，工艺流程中的每个环节都需要选择适当的材料和工艺条件，以确保酶的活性和稳定性。
酶制剂工艺流程
酶制剂工艺流程酶制剂是一种通过使用酶来改变或促进化学反应的生物催化剂。
酶制剂工艺流程是将酶的生产和提取过程进行规范化和系统化的操作。
下面将以某酶制剂工艺流程为例，介绍其主要步骤。
首先是酶的生产阶段。
该阶段主要包括菌种培养、发酵和提取。
首先，选择适合酶生产的菌种，并通过接种在培养基中进行培养，以获得大量的菌体。
然后，将培养基转移到发酵罐中，进行大规模的发酵。
发酵过程中，需要控制好温度、pH值、氧气供应等因素，以促进菌体生长和酶的产生。
发酵结束后，通过离心等方法将发酵液分离，得到含有目标酶的菌体或酶液。
最后，在适当的条件下对菌体或酶液进行破碎或纯化，得到纯净的酶制剂。
第二是酶制剂的固化阶段。
将获得的纯酶与载体材料混合，并经适当处理形成固定化的酶制剂。
固化酶制剂可以提高酶的稳定性、重复使用性和操作性能。
固化过程可以采用物理固定化（如吸附固定化、包埋固定化等）或化学固定化（如共价结合、交联固定化等）的方法。
固定化后的酶制剂可用于工业生产或实验室研究等领域。
最后是酶制剂的应用阶段。
根据实际需要，将制备好的酶制剂应用于不同的领域。
酶制剂广泛应用于食品工业、医药工业、环境保护等领域。
具体应用可以包括食品加工中的蛋白酶、液体洗涤剂中的葡糖苷酶等。
应用过程中，需要根据具体情况进行调整和优化，以达到最佳效果。
总结起来，酶制剂工艺流程主要包括酶的生产、固化和应用三个环节。
通过科学规范的操作和精细的控制，可以获得高效、低成本的酶制剂，并应用于各个领域，实现生产、研究和环境保护等方面的目标。
随着酶工程和生物加工技术的不断发展，酶制剂工艺流程也在不断完善，为酶制剂的开发和应用提供更多的可能性。
第三章发酵工业原料及其处理
• 工业生产中常用有机氮源有：黄豆饼粉、花生饼粉、 棉子饼粉、麸皮或麸皮水解液、玉米浆等。 无机氮源有：氨水、硝酸盐、铵盐和尿素等。
（3）无机盐
• 无机盐对菌体生长和产物合成有重要影响， 是发酵培养基的必须成分之一。
• 磷对微生物生长有明显促进作用； • 在青霉素和头孢菌素的发酵培养基中必须加
入硫源； • Mg、Zn、Co、Cu、Mn等微量元素是某些酶
• 发酵培养基中某些成分的加入有利于调节 产物的形成，而并不促进微生物的生长， 这些物质包括前体、促进剂和抑制剂。
前体
• 指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被
微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去，
而其自身的结构没有多大的变化，但产物的产
量却因加入前体而有较大的提高。 • 如：在青霉素生产中加入玉米浆，青霉素产
• 优点：设备要求简单，水解时间短（20min）， 设备生产能力大
• 缺点：高温高压下进行，设备要求耐腐蚀、耐 高温、耐高压，副反应多，对原料要求严格， 淀粉颗粒不宜过大，淀粉乳浓度不能过高。
淀粉酸水解的工艺流程
中和脱色
水 淀粉
冷却
调浆
盐酸
酸水解
过滤除杂
糖液
1.酸的种类和用量：
• 盐酸：催化效能为 100 • 硫酸：催化效能为 50.35 • 草酸: 催化效能为 20.45 • 一般用盐酸，其量占干淀粉的 0.6-0.7%，
• 在酶法糖化时， -淀粉酶很难进入 老化淀粉的结晶区起作用，使淀粉 很难液化，因此，必须采取相应的 措施控制糊化淀粉的老化。
2.糖化酶的水解作用
• 糖化酶对底物作用从非还原末端开始将 -1, 4 和 -1, 6糖苷键水解，也能水解麦芽糖。
• 必须控制糖化酶的用量和液化液DE值。 • 糖化的温度和pH值决定于所用的糖化剂的性
（3）无机盐
• 无机盐对菌体生长和产物合成有重要影响， 是发酵培养基的必须成分之一。
• 磷对微生物生长有明显促进作用； • 在青霉素和头孢菌素的发酵培养基中必须加
入硫源； • Mg、Zn、Co、Cu、Mn等微量元素是某些酶
• 发酵培养基中某些成分的加入有利于调节 产物的形成，而并不促进微生物的生长， 这些物质包括前体、促进剂和抑制剂。
前体
• 指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被
微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去，
而其自身的结构没有多大的变化，但产物的产
量却因加入前体而有较大的提高。 • 如：在青霉素生产中加入玉米浆，青霉素产
• 优点：设备要求简单，水解时间短（20min）， 设备生产能力大
• 缺点：高温高压下进行，设备要求耐腐蚀、耐 高温、耐高压，副反应多，对原料要求严格， 淀粉颗粒不宜过大，淀粉乳浓度不能过高。
淀粉酸水解的工艺流程
中和脱色
水 淀粉
冷却
调浆
盐酸
酸水解
过滤除杂
糖液
1.酸的种类和用量：
• 盐酸：催化效能为 100 • 硫酸：催化效能为 50.35 • 草酸: 催化效能为 20.45 • 一般用盐酸，其量占干淀粉的 0.6-0.7%，
• 在酶法糖化时， -淀粉酶很难进入 老化淀粉的结晶区起作用，使淀粉 很难液化，因此，必须采取相应的 措施控制糊化淀粉的老化。
2.糖化酶的水解作用
• 糖化酶对底物作用从非还原末端开始将 -1, 4 和 -1, 6糖苷键水解，也能水解麦芽糖。
• 必须控制糖化酶的用量和液化液DE值。 • 糖化的温度和pH值决定于所用的糖化剂的性
酶制剂的发酵(培养)生产
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
色氨酸操纵子——酶的阻遏
结构基因 调节基因 操纵基因 调节基因
操纵基因
结构基因
mRNA
阻遏蛋白 阻遏蛋白
酶蛋白
辅阻遏物
代谢产物与阻遏蛋白结 阻遏蛋白不能与操纵基因结合， 合，使之构象发生变化 与操纵基因结合，结构基 结构基因表达 因不能表达 武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
第三章 酶制剂的发酵（培养）生产
本章主要内容： 酶生物合成的基本理论； 发酵产酶的工艺条件及控制； 酶发酵动力学；
固定化细胞和原生质体发酵产酶。
重点： 酶生物合成的基本理论； 微生物发酵产酶工艺。 难点：
酶生物合成的诱导和阻遏；
发酵过程细胞生长与酶合成之 间的关系。
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
（三）酶合成的调节机制
1. 酶合成的诱导
加进某种物质，使酶生物合成开始或加速进行。
已知分解利用乳糖的酶有： -半乳糖苷酶
酶合成诱导的现象：
实验： （1）大肠杆菌生长在葡萄糖 培养基上时，细胞内无上述 三种酶合成； （2）大肠杆菌生长在乳糖培 养基上时，细胞内有上述三 种酶合成； （3）表明菌体生物合成的经 济原则：需要时才合成。
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
3、微生物发酵法
是20世纪50年代以来生产酶的主要方法。
利用微生物细胞的生命活动合成所需酶的方法称 为发酵法。 酶的发酵生产是现在酶生产的主要方法。 经过预先设计，通过人工操作控制，利用细胞 （包括微生物细胞、动植物细胞）的生命活动， 产生人们所需的酶的过程，称为酶的发酵生产。
转录
RNA聚合酶 翻译
色氨酸操纵子——酶的阻遏
结构基因 调节基因 操纵基因 调节基因
操纵基因
结构基因
mRNA
阻遏蛋白 阻遏蛋白
酶蛋白
辅阻遏物
代谢产物与阻遏蛋白结 阻遏蛋白不能与操纵基因结合， 合，使之构象发生变化 与操纵基因结合，结构基 结构基因表达 因不能表达 武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
第三章 酶制剂的发酵（培养）生产
本章主要内容： 酶生物合成的基本理论； 发酵产酶的工艺条件及控制； 酶发酵动力学；
固定化细胞和原生质体发酵产酶。
重点： 酶生物合成的基本理论； 微生物发酵产酶工艺。 难点：
酶生物合成的诱导和阻遏；
发酵过程细胞生长与酶合成之 间的关系。
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
（三）酶合成的调节机制
1. 酶合成的诱导
加进某种物质，使酶生物合成开始或加速进行。
已知分解利用乳糖的酶有： -半乳糖苷酶
酶合成诱导的现象：
实验： （1）大肠杆菌生长在葡萄糖 培养基上时，细胞内无上述 三种酶合成； （2）大肠杆菌生长在乳糖培 养基上时，细胞内有上述三 种酶合成； （3）表明菌体生物合成的经 济原则：需要时才合成。
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
3、微生物发酵法
是20世纪50年代以来生产酶的主要方法。
利用微生物细胞的生命活动合成所需酶的方法称 为发酵法。 酶的发酵生产是现在酶生产的主要方法。 经过预先设计，通过人工操作控制，利用细胞 （包括微生物细胞、动植物细胞）的生命活动， 产生人们所需的酶的过程，称为酶的发酵生产。
转录
RNA聚合酶 翻译
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，
第三章微生物在食品制造中的应用
果胶酶
用途
水解淀粉制造葡萄糖、麦芽糖、糊精 水解淀粉成葡萄糖 水解淀粉成直链低聚糖
软化肌肉纤维、啤酒果酒澄清、动植物蛋白 质水解营养液 用于制造干酪和奶油，增进食品香味，大豆 脱腥等 用于大米、大豆、玉米脱皮，淀粉制造
用于大米、大豆、玉米脱皮，提高果汁澄清 度 用于柑橘脱囊衣，饮料、果酒澄清等
来源 细菌、霉菌 细菌、霉菌 细菌、霉菌 细菌、霉菌
（二）酿酒
我国是一个酒类生产大国，也是一个酒文化文明古 国，在应用酵母菌酿酒的领域里，有着举足轻重的地位。
1、啤酒
啤酒是以优质大麦芽为主要原料，大米、酒花等为
辅料，经过制麦、糖化、啤酒酵母发酵等工序酿制而成 的一种含有CO2、低酒精浓度和多种营养成分的饮料酒。
啤酒的发酵温度：30ºC左右
7ºC左右
使淀粉液化、糖化的微生物很多，而适合酿醋的主要是曲霉菌。
（2）酒精发酵微生物
生产上一般采用子囊菌亚门酵母属中的酵母，但不同的酵母
菌株，其发酵能力也不同，产生的滋味和香气也不同。 （3）醋酸发酵微生物
醋酸菌是醋酸发酵的主要菌种。
（二）发酵乳制品
发酵乳制品是指良好的原料乳经过杀菌作用接种特定 的微生物进行发酵作用，产生具有特殊风味的食品，称为 发酵乳制品。常用发酵乳制品有酸奶、奶酪、酸奶油、马 奶酒等。
（2）柠檬酸发酵机制
关于柠檬酸发酵的机制虽有多种理论，但目前大多 数学者认为它与三羧酸循环有密切的关系。糖经糖酵解 途径（EMP途径），形成丙酮酸，丙酮酸羧化形成C4化 合物，丙酮酸脱羧形成C2化合物，两者缩合形成柠檬酸。
（3）柠檬酸发酵用原料
柠檬酸发酵的原料有糖质原料、淀粉质原料和正烷 烃类原料3大类。
自从20世纪60年代以来，微生物直 接用糖类发酵生产谷氨酸获得成功，并 投入工业化生产。
用途
水解淀粉制造葡萄糖、麦芽糖、糊精 水解淀粉成葡萄糖 水解淀粉成直链低聚糖
软化肌肉纤维、啤酒果酒澄清、动植物蛋白 质水解营养液 用于制造干酪和奶油，增进食品香味，大豆 脱腥等 用于大米、大豆、玉米脱皮，淀粉制造
用于大米、大豆、玉米脱皮，提高果汁澄清 度 用于柑橘脱囊衣，饮料、果酒澄清等
来源 细菌、霉菌 细菌、霉菌 细菌、霉菌 细菌、霉菌
（二）酿酒
我国是一个酒类生产大国，也是一个酒文化文明古 国，在应用酵母菌酿酒的领域里，有着举足轻重的地位。
1、啤酒
啤酒是以优质大麦芽为主要原料，大米、酒花等为
辅料，经过制麦、糖化、啤酒酵母发酵等工序酿制而成 的一种含有CO2、低酒精浓度和多种营养成分的饮料酒。
啤酒的发酵温度：30ºC左右
7ºC左右
使淀粉液化、糖化的微生物很多，而适合酿醋的主要是曲霉菌。
（2）酒精发酵微生物
生产上一般采用子囊菌亚门酵母属中的酵母，但不同的酵母
菌株，其发酵能力也不同，产生的滋味和香气也不同。 （3）醋酸发酵微生物
醋酸菌是醋酸发酵的主要菌种。
（二）发酵乳制品
发酵乳制品是指良好的原料乳经过杀菌作用接种特定 的微生物进行发酵作用，产生具有特殊风味的食品，称为 发酵乳制品。常用发酵乳制品有酸奶、奶酪、酸奶油、马 奶酒等。
（2）柠檬酸发酵机制
关于柠檬酸发酵的机制虽有多种理论，但目前大多 数学者认为它与三羧酸循环有密切的关系。糖经糖酵解 途径（EMP途径），形成丙酮酸，丙酮酸羧化形成C4化 合物，丙酮酸脱羧形成C2化合物，两者缩合形成柠檬酸。
（3）柠檬酸发酵用原料
柠檬酸发酵的原料有糖质原料、淀粉质原料和正烷 烃类原料3大类。
自从20世纪60年代以来，微生物直 接用糖类发酵生产谷氨酸获得成功，并 投入工业化生产。
酶的发酵生产
• 2. 液体深层发酵 • 液体表面发酵，目前已不采用。 • 液体深层通风发酵， • 主要设备是一个具有搅拌桨叶和 通气系统
的密闭容器。
• 优点：①产酶纯度高，质量稳定；
• ②较易控制发酵条件，有利于自动化控制； ③机械化程度高，劳动强度小；设备利用 率高。
• 缺点：设备投资较大。
• 3. 固定化细胞发酵
• 厚层通气法：将固体培养基接入菌种后，平 铺在具有多孔的大池内，厚度可达20-30厘米； 待微生物已开始生长，即从池底通入一定温 度和相对湿度的空气，使微生物比较均匀适 宜地生长繁殖和产酶。
优点：①设备简单，投资较少。②环境污染 少；③特别适用于霉菌的培养和发酵产酶。
缺点 ：①劳动强度大；②原料利用率低；③ 产酶纯度较差；提取精制较难；④传质传 热效率低，发酵条件不易控制均匀，产酶 不稳定；⑤不宜胞内酶生产（菌体分离难 度大）
酶合成转录水平上的调节
底物和代谢产物对基因活性的调节（诱导、 阻遏）
编码蛋白质和淀粉等分解酶的基因。 合成各种细胞代谢过程中所必需的小分子物
质（如氨基酸、嘌呤和嘧啶）的酶的基因。
• 弱化子对基因活性的调节（转录弱化作用）
某些酶基因的起始密码前有一段一定长度的 mRNA片断（前导区），此mRNA片断通过自 我配对可行成茎环结构，负载特殊氨基酰— tRNA的浓度影响了其在mRNA上的位置，从 而决定了mRNA的二级结构，达到微调基因转 录的目的。该片断的缺失会提高酶的表达量。
来源于中温性和嗜热性微生物的耐热蛋白酶
来源
Bacillus Licheniformis
B.stearothermophilus NCIB 8924 B.thermoproteolyticus
生长温
酶工程(酶制剂生产)
有以下几种： 有以下几种： 本法对设备条件要求简单， ① 本法对设备条件要求简单，适合投入力量不足
CH3.3 发酵方法
2. 液态发酵法 液态发酵方法， 液态发酵方法，是利用液体培养基进行微生物生长 繁殖和产酶方法。 繁殖和产酶方法。 其特点是： 其特点是： 液态发酵的自动化控制程度高，节省人力投入； ①液态发酵的自动化控制程度高，节省人力投入； 液态发酵生产的酶制剂易提取制备。 ②液态发酵生产的酶制剂易提取制备。 液态发酵适合于大规模生产； ③液态发酵适合于大规模生产； 液态发酵的投资要求高，要求生产的技术条件高。 ④液态发酵的投资要求高，要求生产的技术条件高。 目前液态发酵普遍采用的是‘ 目前液态发酵普遍采用的是‘液态深层通气发酵 法’。
CH3.3 发酵方法
固态发酵法的特点是： 固态发酵法的特点是： 根据固态发酵所使用的设备和通气方法不同， 根据固态发酵所使用的设备和通气方法不同，常用的发酵方法 1. 固态发酵法
固态发酵法又称为麸曲培养法， 固态发酵法又称为麸曲培养法，该法是利 ①浅盘发酵法：此法是将固体培养基平铺在浅盘内，进行微生物 浅盘发酵法：此法是将固体培养基平铺在浅盘内， 的乡镇企业生产； 的乡镇企业生产； 的培养和产酶，一般都是用木制的浅盘或竹编的匾框， 的培养和产酶，一般都是用木制的浅盘或竹编的匾框，铺培养基约 用麸皮或米糠为主要原料，添加其它辅料， 用麸皮或米糠为主要原料，添加其它辅料，制 此法利用固体培养基，由于麸皮、 ② 此法利用固体培养基，由于麸皮、米糠等的通 3～5厘米厚，控制温度和湿度进行发酵。 厘米厚， ～ 厘米厚 控制温度和湿度进行发酵。 成固体培养基，进行发酵的一种方法。 成固体培养基，进行发酵的一种方法 气性好，尤其是对于好氧性微生物的发酵， 。 气性好，尤其是对于好氧性微生物的发酵，通气对产酶 转桶发酵法：此法是将固态培养基接种后， ②转桶发酵法：此法是将固态培养基接种后，在可旋转的桶内进 的影响很大； 的影响很大； 行发酵，发酵桶在发酵过程中，慢慢地进行旋转，以有利于通气。 行发酵，发酵桶在发酵过程中，慢慢地进行旋转，以有利于通气。
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。
发酵工程微生物酶制剂生产工艺
延迟期 对数期
合成 合成
合成 合成
合成
平衡期
合成
合成
mRNA 不稳定 稳定
不稳定 稳定
分解代谢 物
反应产物
阻遏
阻遏
诱导物 诱导
诱导
三）产酶微生物
生产酶制剂的微生物有丝状真菌、酵母、 细菌3大类群，主要是用好气菌。
1、产酶菌种的要求
（1）产酶量高； （2）繁殖快，发酵周期短； （3）产酶稳定性好，不易退化，不易被感染； （4）能够利用廉价原料，容易培养和管理； （5）安全性可靠，非致病菌。
利用微生物产酶的优点是：
微生物 酶
①微生物种类繁多，制备出 的酶种类齐全，几乎所有的 酶都能从微生物中得到
②微生物繁殖快、生产周期 短、培养简便，并可以通过 控制培养条件来提高酶的产量
③微生物具有较强的适应性和 应变能力，可以通过适应、诱 导、诱变以及基因工程等方法 培育出新的产酶高的菌株Βιβλιοθήκη 二、微生物酶制剂的生产技术
工业规模应用的微生物酶和它们的某些来源
酶
产酶微生物
用途
α-淀粉酶
枯草芽胞杆菌 地衣芽胞杆菌
米曲霉
淀粉液化，织物退浆，消化 助剂，加酶洗涤剂
米曲霉，黑曲霉， 制造葡萄糖，发酵、酿酒等
葡萄糖淀粉酶
米根霉
工业的淀粉水解糖
中性蛋白酶
枯草芽胞杆菌， 米曲霉
皮革、毛皮加工，食品加工， 调味品制造、助消化、消炎、
异淀粉酶
产气克雷伯氏菌， 芽孢杆菌
淀粉加工
乳糖酶
乳酸酵母，米曲霉， 黑曲霉，米根霉
乳品工业（处理牛乳和乳清）
果胶酶
曲霉、欧文氏菌
水果加工，果汁、果酒澄清， 麻类纤维脱胶
酶制剂生产工艺流程
酶制剂生产工艺流程
《酶制剂生产工艺流程》
酶制剂生产是一项复杂而精密的工艺，涉及到多种化学和生物学技术。
这种工艺通常用于生产大规模的酶制剂，这些酶制剂可以用于各种工业和生物技术应用，如饲料添加剂、洗涤剂、医药制剂和食品加工等。
酶制剂生产工艺流程一般包括以下几个步骤：
1. 选择合适的菌株和培养基：首先需要选择合适的酶产生菌株，并将其培养在适宜的培养基上。
培养基的成分会对酶的产量和质量产生很大影响，因此需要进行精心的设计和优化。
2. 发酵生产：在选定的培养基中进行发酵培养，以产生酶制剂的原料。
这个过程需要控制好温度、pH值、氧气供应和搅拌
速度等参数，以保证菌株的生长和酶的产生。
3. 分离和提纯：将发酵液中的酶制剂进行分离和提纯，通常需要采用离心、过滤、超滤等技术。
这个过程需要对酶制剂进行精确的分离和提纯，以确保其纯度和活性。
4. 粉碎和干燥：将提纯后的酶制剂进行粉碎和干燥处理，以得到最终的酶制剂产品。
这个过程需要控制好粉碎和干燥的温度和湿度，以保证酶制剂的质量和稳定性。
5. 包装和贮存：将干燥后的酶制剂产品进行包装和贮存，通常
需要进行真空包装或气调包装，以延长产品的保质期和稳定性。
整个酶制剂生产工艺流程需要对每个步骤进行精密控制和监控，以确保最终产品的质量和稳定性。
同时，工艺流程还需要充分考虑生产成本和环保要求，以确保生产过程的经济性和可持续性。
随着生物技术的不断发展，酶制剂生产工艺流程也在不断改进和创新，以满足市场和产品需求的变化。
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
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乳糖操 纵子
酶的阻遏
无活性
阻遏物
＋
不转录， 色氨酸 继而不翻译 操纵子
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
3.分解代谢物阻遏
指细胞内同时有两种分解底物（碳 源或氮源）存在时，利用快的那种 分解底物会阻遏与利用慢的底物的 分解有关的酶的合成的现象。
A1
B1 E A2 × B2
实验：细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基上生长，优
（一）基因调控理论 —操纵子学说
1960年，Jocob&Monod 提出操纵子学说 操纵子——基因表达的协同单位
结构基因（编码蛋白质, structural gene, S）
操纵子
控制部位
操纵基因（operator gene, O）
启动子（promotor gene, P）
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
保藏菌种
试管斜面培养（活化）
摇瓶扩大培养
种子罐培养 培养基 发酵罐
分离纯化 酶
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
无菌空气
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一、发酵产酶的一般工艺流程
无论哪种发酵法，都要做三方面的工作： （1）从原料准备培养基；
（2）从原始菌种准备生产菌种；
先利用葡萄糖。待葡萄糖耗尽后才开始利用乳糖，产 生了两个对数生长期中间隔开一个生长延滞期的“二 次生长现象”(diauxie或biphasic growth）。
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这一现象又称葡萄糖效应， 产生的原因是由于葡萄糖降解 物阻遏了分解乳糖酶系的合成。 此调节基因的产物是环腺苷酸 受体蛋白（CRP）,亦称降解物 基因活化蛋白（CAP）。
但在生长前期，葡萄糖的存在使菌株优先利用小分子单糖，
抑制菌株产酶。
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例题
利用黑曲霉菌株液体发酵生产生淀粉糖化酶，期间每隔一 段时间取样检测生物量、糖化酶活力、还原糖含量及总糖含量， 其结果见下图：
该酶的合成过程是否受到阻遏？如果有，如何消除或减弱？
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2、常用的产酶微生物
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细菌
（1）大肠杆菌
短杆菌
有的呈杆状，有的近似球 状；革兰氏染色阴性，无芽孢， 无荚膜，运动或不运动。 菌落从白色到黄白色，光滑闪亮。
长杆菌
梭状芽孢杆菌
产酶种类： 谷氨酸脱羧酶、天冬氨酸酶、限制性内切核酸酶、DNA聚 大肠杆菌产酶一般属于胞内酶。 合酶、DNA连接酶、外切核酸酶
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
三、酶发酵生产的类型 1、液体深层发酵：
液体培养基，经灭菌、冷却后，接入产酶细胞，在一定条件 下发酵。
2、固体培养发酵
培养基以麸皮、米糠等为主要原料，经灭菌后，接入产酶菌 株，在一定条件下发酵。
3、固定化细胞发酵（70年代后期发展）
将细胞固定在载体上后，进行发酵生产。
mRNAY
mRNAa
基 因 表 达
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室 B、乳糖酶的诱导
2.末端产物阻遏
由某代谢途径末端产物的过 量累积引起的阻遏
实验现象： （1）大肠杆菌生长在无机盐和葡萄糖的培养基上时，检测到 细胞内有色氨酸合成酶的存在；
× E A→→ →→ →B
（2）在上述培养基中加入色氨酸，检测发现细胞内色氨酸合
第三章 酶制剂的发酵（培养）生产
本章主要内容： 酶生物合成的基本理论； 发酵产酶的工艺条件及控制； 酶发酵动力学； 动植物酶的生产。 重点： 酶生物合成的基本理论； 微生物发酵产酶工艺。 难点：
酶生物合成的诱导和阻遏；
发酵过程细胞生长与酶合成之 间的关系。
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
调节基因
启动基因 操纵基因
结构基因
阻遏蛋白阻挡操纵基因 结构基因不表达
酶 的 诱 导 和 阻 遏 操 纵 子 模 型
A.有活性阻遏蛋白
阻遏蛋白 (有活性)
诱 导
B.有活性阻遏蛋白加诱导剂
mRNA 酶蛋白 诱导物 诱导物与阻遏蛋白结合,使阻遏蛋白不能起 到阻挡操纵基因的作用,结构基因可以表达
该酶的合成过程受到阻遏，阻遏物为碳源降解物如葡 萄糖等。在前48h，菌体快速生长期，淀粉水解产物葡萄 糖含量最高，而生淀粉糖化酶合成最低；此后菌体生长处 于稳定期，培养基中的葡萄糖含量迅速降低，酶开始大量
合成，说明培养前期生淀粉糖化酶的合成受阻遏，此即分
解代谢阻遏。 如想消除或减弱这种阻遏作用，可采用的办法有：缓 慢供给低浓度、易利用的碳源或添加环腺苷酸等。
酶的生产方法
一、酶的生产方法 1、提取法
牛胃—凝乳酶 胰脏—胰酶 血液—凝血酶 木瓜—木瓜蛋白酶
采用各种技术，直接从动、植物细胞或组织中将 酶提取出来。提取法虽简单易行，但受原材料来源的 限制。 2、化学合成法 是20世纪60年代中期出现的新技术。 只能合成那些已知化学结构的酶；成本比较高。 目前仍然停留在实验室内合成的阶段。
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
二、应用微生物来开发酶的优点 1、微生物种类多，酶种丰富； 2、微生物生长繁殖快，易提取酶，特别是胞外酶； 3、微生物培养基来源广泛，价格便宜； 4、可采用微电脑等新技术，控制酶发酵生产过程； 5、可利用以基因工程为主的近代分子生物学技术选 育菌种，增加酶的产率和开发新酶种。
成酶的活性降低，直至消失。 （3）表明色氨酸的存在阻止了色氨酸合成酶的合成，体现了 菌体生长的经济原则:不需要就不合成。
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无活性阻遏蛋白
mRNA 酶蛋白 阻遏蛋白(无活性)
阻 遏
无活性阻遏蛋白加辅阻遏剂
阻遏蛋白不能跟操纵基因结合, 结构基因可以表达
代谢产物与阻遏蛋白结合,从而使阻遏蛋白 能够阻挡操纵基因,结构基因不表达 代谢产物
（3）发酵过程管理。
核心
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二、生产菌种 1、产酶微生物的要求
（1）产酶量高； （2）繁殖快，生产周期短；
（3）产酶稳定性好，不易退化；
（4）不易感染噬菌体； （5）能够利用廉价原料，容易培养 和管理； （6）安全性可靠，非致病菌。
高、快、稳、廉、安全
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ATP 葡萄糖
降低cAMP浓度 cAMP 使CAP呈失活状态
腺苷酸 环化酶 cAMP
抑制
CAP：降解物基因活化蛋白（catabolic gene activation protein）
5'-AMP
磷酸二酯 酶 激活
分解代 谢产物
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例题
琼胶降解酶是一种诱导酶，现用某种菌株发酵产琼胶降解酶，液体
[ 原始菌种 ] ↓ 试管斜面培养(活化) ↓ 摇瓶等分级扩大培养 ↓ 种子罐培养 ↓ [ 发酵罐(液体发酵) ]
培养
[ 麸皮等原料 ] ↓ [ 配制培养基] (灭菌)
[ 发酵池(固体发酵) ]
[ 发酵液 ]
[ 成品曲 ]
下游加工
{液态酶制剂} {各种精制酶制剂}
{固体粗酶制剂}
酶发酵生产的一般工艺流程图
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第二节 微生物酶制剂发酵生产的一般工艺
发酵法生产酶制剂，就是给酶的生产菌种提供适当的营养 和生长环境，使生产菌大量增殖，同时合成所需要的酶，然后
由发酵所得物料制成酶产品。
现代酶制剂的大规模生产以深层液体发酵法为主。
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[原 料 ] 饼粕等原料 ↓ 按不同原料 作不同处理 淀粉质原料 ↓ 净化、粉碎 ↓ 水解 ↓ [ 淀粉糖液] ↓ 配制培养基 (灭菌)
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
3、微生物发酵法
是20世纪50年代以来生产酶的主要方法。
利用微生物细胞的生命活动合成所需酶的方法称 为发酵法。 酶的发酵生产是现在酶生产的主要方法。 经过预先设计，通过人工操作控制，利用细胞 （包括微生物细胞、动植物细胞）的生命活动， 产生人们所需的酶的过程，称为酶的发酵生产。
2.阻遏 (repression)
分解代谢物阻遏(catabolite repression)
反馈阻遏(feedback repression)
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1. 酶合成的诱导
加进某种物质，使酶生物合成开始或加速进行。
实验现象： （1）大肠杆菌生长在葡萄糖培养基上，细胞内无乳糖酶合成； （2）大肠杆菌生长在乳糖培养基上时，细胞内有乳糖酶合成； （3）表明菌体生物合成的经济原则：需要时才合成。 -半乳糖苷酶 -半乳糖苷透过酶
胞内
胞外
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
二、酶生物合成的调节
按酶生物合成的速度把细胞中合成的酶分为两类： 内因调控（遗传物质） 组成酶— 恒定（速度、浓度） 诱导酶— 诱导环境，酶合成速度、浓度激增
（适应型酶、调节型酶）
内因调控（基因结构） 外因调控（诱导物）
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
4、固定化原生质体发酵（80年代中期发展）
原生质体是指除去了细胞壁的微生物细胞或植物细胞。
武汉生物工程学院生物工程系酶工程教研室
第一节 概述-酶合成的诱导和阻遏
一、酶生物合成的基本过程
DNA
转录
RNA
翻译
蛋白质（新生多肽链）
酶合成的 调节控制
加工 转录水平的调节 ：基因调控 转录产物的加工调节 成熟蛋白质（酶） 翻译水平的调节 分泌或定位 翻译产物的加工调节 酶降解调节