蛋白酶类的生产
蛋白酶的工厂设计
年产1500m³蛋白酶的工厂设计摘要蛋白酶是催化肽键水解的一类酶，它可迅速水解蛋白质为胨、肽类，广泛存在于动物内脏、植物茎叶、果实和微生物中。
同时大多数微生物蛋白酶都是胞外酶。
微生物蛋白酶按其作用的最适pH可分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶三类。
酸性蛋白酶是一种羧基蛋白酶，它的分子质量为30-40kD，等电点（pH3.0-5.0）酸性蛋白酶现已广泛应用于食品、饲料、酿造、毛皮与皮革、医药、胶原纤维等各个行业之中。
本设计采用豆饼粉、玉米粉、淀粉为主要的培养基原料，并选用黑曲霉（Aspergillus niger ）3.350菌种发酵。
其中豆饼粉3.75%，玉米粉0.625%，鱼粉0.625%，氯化铵1%，氯化钙0.5%，磷酸氢二钠0.2%。
本设计利用通风搅拌式发酵罐进行发酵，同时利用离子交换树脂对母液进行提取，提高了酸性蛋白酶的生产效率，减少了生产成本。
设计还包括发酵罐，全厂平面图，车间平面布置图，工艺流程图。
关键词：酸性蛋白酶发酵工厂设计The Process Design of the Protease used forSection with the Capacity of 1500m³ AnnuallyAbstractprotease is a kind of Peptone and peptide. It has been discover across in animal giblets ,the stem of plant,fruit , microbial and so on.Most of the Microbial protease are ectoenzyme .According to its best Optimum pH function ,Microbial protease Can be divided into Acid protease ,Neutral protease and alkaline protease .Acid protease is a kind of Carboxyl protease , Its molecular weight is 30-40 kd, lower isoelectric point (pH3.0-5.0)Acid protease in food, medicine, textile, leather, feed, cosmetics, washing industries have applications, natural health, avirulent and harmless, quite safe. So in this paper the basic content of more acid protease, production process and application development were introduced. This design USES the bean cake powder, corn flour, starch as the main medium of raw materials, and selects the Aspergillus Niger, Aspergillus Niger) 3.350 bacterial fermentation. With bean cake powder 3.75%, corn flour 3.75%, 0.625% fish meal, 1% ammonium chloride, calcium chloride 0.5%, disodium hydrogen phosphate 0.2%.This design using the ventilation agitator in fermentor, using ion exchange resin in mother liquid was extracted at the same time, improve the efficiency of the acid protease production, reduce the production cost. The design also includes Fermentor, The factory plan, Shop floor plan, Flow Chart.Key Words: Acid protease ; fermentation; plant-design;前言酸性蛋白酶是一类最适pH值为2.5〜5.0的天冬氨酸蛋白酶，相对分子质量为KD30 。
年产蛋白酶的生产工艺设计
年产蛋白酶的生产工艺设计摘要本文介绍了年产蛋白酶的生产工艺设计。
蛋白酶是一种重要的生物催化剂，广泛应用于生物技术、食品工业等领域。
通过合理的生产工艺设计，可以提高蛋白酶的生产效率、减少生产成本，从而满足市场的需求。
本文从蛋白酶的选择、培养基的配方、发酵工艺的优化等方面进行了探讨，并提出了一种适用于年产蛋白酶的生产工艺设计方案。
1. 引言蛋白酶是一种能够催化蛋白质降解的酶类物质，具有广泛的应用前景。
随着生物技术的不断发展，蛋白酶的需求量逐年增加。
为了满足市场需求，提高生产效率和降低生产成本成为关键问题。
因此，合理的生产工艺设计对于年产蛋白酶非常重要。
2. 蛋白酶的选择蛋白酶的选择是设计生产工艺的基础。
根据蛋白酶的特性和应用需求，选择合适的蛋白酶种类是至关重要的。
常见的蛋白酶可以分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶三类。
不同的蛋白酶适用于不同的底物和反应条件，因此在选择合适的蛋白酶时需要考虑底物的性质、反应条件等因素。
3. 培养基的配方培养基是蛋白酶生产中不可或缺的一部分。
合理的培养基配方可以提供蛋白酶的生长所需的营养物质，并维持适宜的环境条件。
一般来说，培养基的基本成分包括碳源、氮源、矿物质和生长因子。
在选择培养基配方时，需要根据蛋白酶的特性和生产需求进行调整和优化。
4. 发酵工艺的优化发酵是生产蛋白酶的关键步骤之一。
在发酵过程中，通过调整发酵条件可以提高蛋白酶的产量和纯度。
常见的发酵调控参数包括温度、pH值、氧气供应和酵母菌的种植密度等。
通过对这些参数的优化，可以使蛋白酶的生产效率得到提高，并减少副产物的生成。
5. 生产过程的控制除了发酵工艺的优化，生产过程的控制也对于年产蛋白酶的生产效率起到重要作用。
生产过程的控制主要包括培养基供应、废液处理、分离纯化等环节。
合理的生产过程控制可以使蛋白酶的生产过程稳定，并减少生产中的不确定性，从而提高生产效率。
6. 结论通过对年产蛋白酶的生产工艺设计的探讨，我们可以得出以下结论：•合理选择蛋白酶种类对于设计生产工艺至关重要；•培养基的配方需根据蛋白酶特性和生产需求进行优化；•发酵工艺的优化可以提高蛋白酶的产量和纯度；•生产过程的控制对于生产效率的提高至关重要。
蛋白酶生产和应用的进展
蛋白酶生产和应用的进展蛋白酶是生物世界中一类重要的酶，具有广泛的应用价值。
它们能够分解蛋白质，使其转化为更容易被机体吸收的氨基酸或小分子肽。
在食品、医药、环保等领域，蛋白酶都发挥着重要的作用。
本文将围绕蛋白酶的生产和应用进行深入探讨，展望其未来的发展趋势。
蛋白酶的生产蛋白酶的生产方法主要有三种：微生物发酵、化学合成和生物合成。
微生物发酵微生物发酵是生产蛋白酶的最常用方法。
通过选用合适的微生物菌种，在适宜的生长条件下进行培养，以获得大量的微生物菌体及分泌的蛋白酶。
该方法的优点是菌体生长快、产量高，而且生产成本相对较低。
但微生物发酵过程中，发酵条件及培养基的组成对蛋白酶的产量和性质有很大影响，需要严格控制。
化学合成化学合成是通过化学反应直接合成蛋白酶的方法。
该方法具有操作简便、成本低等优点。
但是，化学合成方法需要使用有机溶剂，有时还需加入重金属催化剂，可能导致环境污染和健康问题。
生物合成生物合成是利用细胞内基因表达系统合成蛋白酶的方法。
通过基因工程技术将目的基因导入受体细胞，在适宜的生长条件下进行培养，实现蛋白酶的高效表达。
生物合成的优点在于无污染、高效、定向，但需要具备基因工程技术的专业知识和技能，生产成本相对较高。
蛋白酶的应用食品领域在食品领域，蛋白酶主要用于肉类、奶制品、面制品等食品的加工过程中。
通过使用蛋白酶，能够提高食品的营养价值、改善口感、风味和质地等方面。
蛋白酶还被用于生产新型的功能性食品，如高纤维蛋白食品、低过敏性食品等。
医药领域在医药领域，蛋白酶主要用于药物生产和医学研究。
例如，胰蛋白酶被用于消化蛋白质，提高药物的吸收效果；胶原蛋白酶可用于治疗骨折、关节炎等疾病；弹性蛋白酶可用于治疗血管疾病等。
蛋白酶在疫苗生产和临床诊断方面也有广泛应用。
环保领域在环保领域，蛋白酶主要用于废水处理和污染环境的修复。
蛋白酶能够分解废水中的有机物，将其转化为更易被微生物降解的小分子物质，从而实现废水的净化。
蛋白酶类的生产
一、 酸性蛋白酶
• 一、酸性蛋白酶的性质 • 二、酸性蛋白酶的生产
一、酸性蛋白酶的性质
• （一）酸性蛋白酶是一种羧基蛋白酶。 • （二） pI3-5；分子量30000-40000；最适pH 3-4；稳定 pH2-6； 。 • （三）50℃以上不稳定。 • （四）抑制剂为重氮酮化合物。 • （五）微生物酸性蛋白酶与胃蛋白酶有所不同。 • （六）水解不同蛋白质能力不同。 • （七）霉菌产生的胞外酸性蛋白酶中，常夹有酸性羧肽 酶。
（一）按蛋白酶水解蛋白质的 方式分类
• 1、内肽酶 • 2、端肽酶 • 3、酯蛋白酶
（二）按酶的来源分类
• 1、动物蛋白酶 • 2、植物蛋白酶 • 3、微生物蛋白酶
（三）按蛋白酶作用的最适pH 值分类
• 1、酸性蛋白酶 • 2、中性蛋白酶 • 3、碱性蛋白酶
（四）按蛋白酶的活性中心分 类
1、丝氨酸蛋白酶 • 2、巯基蛋白酶 • 3、羧基蛋白酶 • 4、金属蛋白酶
动物内脏植物茎叶果实微生物细胞第一节蛋白酶的分类三微生物蛋白酶生产的影响因素一蛋白酶的分类四按蛋白酶的活性中心分类一按蛋白酶水解蛋白质的方式分类3酯蛋白酶二按酶的来源分类3微生物蛋白酶三按蛋白酶作用的最适ph值分类3碱性蛋白酶四按蛋白酶的活性中心分4金属蛋白酶一酸性蛋白酶二酸性蛋白酶的生产一酸性蛋白酶的性质二pi35
• • • •
（二）分子量：20000-34000；pI 8-9。 （三）对二异丙基氟磷酸敏感。 （四）比较能耐热。 （五）由芽孢杆菌产生的作用性质相同的碱性蛋 白酶可分为两种。
二、碱性蛋白酶的生产
• （一）微生物（菌种） 地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、嗜碱性芽孢杆菌、 灰色链霉菌、费氏链霉菌等 • （二） 举例 • 1、短小芽孢杆菌289碱性蛋白酶的生产 • 2、地衣芽孢杆菌2709碱性蛋白酶的生产 • 3、嗜碱性芽孢杆菌生产碱性蛋白酶
蛋白酶制备方法
蛋白酶制备方法（原创版4篇）《蛋白酶制备方法》篇1蛋白酶是一种重要的酶类，具有广泛的应用前景。
下面是几种常见的蛋白酶制备方法：1. 化学合成法：化学合成法是利用化学试剂和仪器设备，通过多步反应将原料分子合成为目标蛋白酶分子的方法。
该方法可以精确控制蛋白酶的结构和性质，但需要较为复杂的实验室设备和技术，且合成成本较高。
2. 基因工程法：基因工程法是通过构建表达目标蛋白酶的基因表达载体，并将其转化到合适的宿主细胞中，利用宿主细胞的表达系统合成目标蛋白酶的方法。
该方法可以实现对蛋白酶的大量制备，但需要较为复杂的基因工程技术和设备。
3. 酶解法：酶解法是利用蛋白酶或其他酶类分解原料分子，从而制备目标蛋白酶的方法。
该方法操作简单，成本较低，但容易受到底物浓度、酶浓度、温度和pH 等因素的影响，难以精确控制蛋白酶的性质和产量。
4. 微生物发酵法：微生物发酵法是利用微生物生产目标蛋白酶的方法。
该方法可以实现对蛋白酶的大量制备，但需要筛选合适的微生物菌种，并进行发酵过程的控制和优化，以提高蛋白酶的产量和质量。
《蛋白酶制备方法》篇2蛋白酶是一种重要的酶类，具有广泛的应用前景。
下面是几种常见的蛋白酶制备方法：1. 化学合成法：化学合成法是制备蛋白酶的一种常见方法。
该方法主要包括以下步骤：首先，将所需的氨基酸按一定比例混合，然后通过化学反应将它们连接成多肽链。
接着，将多肽链折叠成蛋白质，并通过纯化和分离步骤获得目标蛋白酶。
2. 基因工程法：基因工程法是另一种制备蛋白酶的方法。
该方法主要包括以下步骤：首先，通过基因克隆和表达技术，将目标蛋白酶的基因克隆到表达载体中。
接着，将表达载体转化到宿主细胞中，并通过发酵或细胞培养技术获得目标蛋白酶。
3. 酶解法：酶解法是制备蛋白酶的另一种方法。
该方法主要包括以下步骤：首先，将目标蛋白质通过酶解反应分解成小分子片段。
接着，通过分离和纯化步骤获得目标蛋白酶。
4. 微生物发酵法：微生物发酵法是制备蛋白酶的一种常见方法。
木瓜蛋白酶的生产过程
木瓜蛋白酶的生产过程1.材料准备：生产木瓜蛋白酶的关键材料是木瓜果肉。
新鲜、成熟的木瓜果肉是首选材料，因为它含有丰富的蛋白酶酶源。
其他所需材料包括维生素、糖、盐和发酵基质等。
2.果肉处理：将木瓜果肉经过清洗、去皮去籽等处理，然后剁碎成细小的颗粒状。
细碎的果肉便于酶的分离和提取。
3.酶的提取：将细碎的果肉加入适量的缓冲液中，使果肉与缓冲液的比例合适。
然后用搅拌器或搅拌棒进行搅拌，破碎细胞壁，使酶释放到溶液中。
4.澄清和过滤：将搅拌后的果肉与提取液进行分离，采用澄清法或过滤法将酶液中的果肉残渣去除。
过滤可以使用滤纸、纱布或特殊的滤网等。
5.稳定和富集：将已澄清的酶液进行稳定处理，添加适量的酶稳定剂和防腐剂，在适宜的温度下进行保藏。
同时，也可以利用浓缩和富集等工艺步骤提高酶的含量。
6.发酵过程：取适量的酶液与发酵基质进行混合，然后将混合物装入发酵罐中。
发酵过程需要控制合适的温度、湿度和通气条件等因素，使菌株能够生长繁殖，并产生丰富的酶。
7.发酵结束后，进行酶液的提取和纯化。
通常采用加热杀菌、固液分离、过滤、浓缩等步骤对发酵液进行处理，除去微生物和杂质，并得到纯净的酶液。
8.酶液的活性测定和品质检测：利用标准测定方法对木瓜蛋白酶液的酶活进行测定，以评估酶液的品质和活性水平。
常用的活性测定方法包括凝胶电泳法、酶联免疫吸附测定法等。
9.包装和贮藏：将酶液进行分装和灭菌包装，然后存放在低温下进行贮藏。
包装后的酶液需要标示清楚产品名称、规格、生产日期和有效期等信息。
总而言之，在木瓜蛋白酶的生产过程中，关键步骤包括木瓜果肉处理、酶的提取和分离、酶液的稳定和富集、发酵过程、酶液的提取和纯化、活性测定及品质检测、包装和贮藏。
这些步骤的严格控制可以保证木瓜蛋白酶的质量和活性，以满足市场需求。
蛋白酶及其在食品工业中应用(论文)
蛋白酶及其在食品工业中应用09化本3班2009364308 梁容摘要：随着科学技术的发展，食品加工的精度越来越高，食品加工的方法越来愈多，人们对食品的要求也越来越高。
蛋白酶作为具有高效性、转移性而且有非常安全的生物催化剂，在食品加工和生产中备受关注。
本文介绍了蛋白酶的种类及其在食品工业中的应用，以其在制糖工业、蛋白制品加工、果蔬加工、焙烤食品、酿酒工业中以及生产油脂中的应用为代表。
关键词：蛋白酶、制糖、鱼、啤酒一、蛋白酶1.蛋白酶是一类由活细胞产生的具有生物催化功能的分子量适中的蛋白质,具有极高的催化效率、高度的特异性及控制的灵敏性。
大多数酶是水溶性的。
由于酶催化反应具有底物专一性、催化高效性、反应条件温和等优点,符合绿色化学的要求，从而被大家高度重视，已在许多领域得到广泛的应用[1]。
蛋白酶广泛的存在于动物、植物以及微生物体内。
蛋白酶主要来源于高等植物的种子和果实, 动物的内脏和腺体, 以及某些微生物如酵母、霉菌和杆菌等。
目前已商品化的酶制剂中, 植物来源的蛋白酶有木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和生姜蛋白酶等。
动物来源的蛋白酶有从家畜胰脏和胃中提取的胰蛋白酶和胃蛋白酶等。
微生物来源的蛋白酶是商品化酶的主体。
2.种类木瓜蛋白酶，是一种蛋白水解酶，可将抗体分子水解为3个片段。
是番木瓜中含有的一种低特异性蛋白水解酶，活性中心含半胱氨酸，属巯基蛋白酶，是一种在酸性、中性、碱性环境下均能分解蛋白质的蛋白酶。
它的外观为白色至浅黄色的粉末，微有吸湿性。
胃蛋白酶（英文名称：Pepsin），是一种消化性蛋白酶，由胃部中的胃粘膜主细胞所分泌，功能是将食物中的蛋白质分解为小的肽片段。
胃蛋白酶原由胃底主细胞分泌，在pH1.5～5.0条件下，被活化成胃蛋白酶，将蛋白质分解为胨，而且一部分被分解为酪氨酸、苯丙氨酸等氨基酸。
可分解蛋白质中苯丙氨酸或酪氨酸与其他氨基酸形成的肽键，产物为蛋白胨及少量的多肽和氨基酸，该酶的最适pH为2左右。
蛋白酶生产工艺流程
蛋白酶生产工艺流程English Answer:Proteinase production process flow:1. Raw material selection and preparation: The first step in the proteinase production process is to select and prepare the raw materials. The most common raw materials used for proteinase production are animal and plant tissues, such as pancreas, stomach, and soybeans. These rawmaterials are typically ground into a fine powder and then mixed with a buffer solution to create a slurry.2. Fermentation: The slurry is then fermented with a strain of bacteria or yeast that produces proteinase. The fermentation process typically takes place in a bioreactor, which is a controlled environment that provides the optimal conditions for the growth of the microorganisms.3. Extraction: After fermentation, the proteinase isextracted from the fermentation broth. This is typically done using a combination of methods, such as centrifugation, filtration, and precipitation.4. Purification: The extracted proteinase is then purified to remove any impurities, such as other proteins, enzymes, and nucleic acids. This is typically done using a series of chromatography steps.5. Formulation: The purified proteinase is then formulated into a final product. This typically involves adding stabilizers, preservatives, and other ingredients to improve the stability and performance of the proteinase.6. Packaging and storage: The final proteinase productis then packaged and stored in a controlled environment to maintain its stability and activity.Chinese Answer:蛋白酶生产工艺流程：1. 原料选择和准备，蛋白酶生产工艺的第一步是选择和准备原料。
三种不同来源(植物、细菌和真菌)蛋白酶的纯化、性质及应用研究共3篇
三种不同来源（植物、细菌和真菌）蛋白酶的纯化、性质及应用研究共3篇三种不同来源（植物、细菌和真菌）蛋白酶的纯化、性质及应用研究1蛋白酶是一类具有水解蛋白质能力的酶，广泛存在于细胞中并参与多种生物学过程。
在生物制药等领域，蛋白酶的纯化、性质及应用研究具有重要的现实意义。
本文将重点介绍来自植物、细菌和真菌三种不同来源的蛋白酶在纯化、性质和应用方面的研究进展。
一、植物蛋白酶的纯化、性质和应用植物蛋白酶主要存在于种子、果实、根茎等植物组织中，其中的大多数是半胱氨酸蛋白酶。
植物蛋白酶的纯化主要采用柱层析法和电泳法等技术。
研究表明，植物蛋白酶的氨基酸序列存在着相似性和区别性，其中一些同源物可以分为家族或亚家族。
此外，植物蛋白酶的活性受到温度、pH值和抑制剂等因素的调节。
植物蛋白酶在食品加工和医药制品等方面可发挥重要作用。
例如，灵芝多肽可以被植物蛋白酶水解成具有生物活性的多肽物质，这对于灵芝多肽的生产具有重要意义。
另外，复合酶制剂SiOpro可以通过作用于面团中的酯酶、氧化酶和蛋白酶等多种酶的协同作用，达到改善松软度、延长保质期等目的。
二、细菌蛋白酶的纯化、性质和应用细菌蛋白酶主要可分为内质网蛋白酶和外源性蛋白酶两种。
前者在细胞内、后者在菌体周围均有分布。
细菌蛋白酶的纯化常常采用柱层析技术和亲和层析技术等，具有高效、快速、经济等优势。
细菌蛋白酶在医药、食品及皮革制品等方面应用广泛。
例如，基于外源性蛋白酶的制剂Accutase是用于脱离培养细胞的酶，具有无细胞毒性、操作简单等特点；生产蛋白药物方面，葡萄球菌的外源性蛋白酶已被用于制备重组蛋白；在食品加工过程中，外源性蛋白酶可以提高油脂的提取效率和品质。
三、真菌蛋白酶的纯化、性质和应用真菌蛋白酶可分为胶原酶和无胶原酶两大类。
前者主要用于胶原的加工，后者则广泛应用于食品加工、纸张制品、色谱等领域。
真菌蛋白酶的纯化方法有很多种，包括柱层析、电泳、反向相色谱法等。
真菌蛋白酶在pH值、温度、金属离子和阻碍剂等条件下均表现出不同的活性和特异性。
蛋白酶在畜牧业中的应用
本高 、 价格昂贵， 所以目 前主要是作为特殊作用的药
用酶 。植物蛋 白酶可从植物组织 中提取 ，比较典型 的 有木瓜蛋 白酶 、菠萝蛋白酶 。微生物蛋 白酶 由微生物
发酵获得 ，其来源广 ，产量丰富 ，—株菌株可以产多
种 蛋 白酶 ，是工业 用酶 的主要来 源 。据统 计 ，微生
物所产 的蛋 白酶 占世 界蛋 白酶总量 的６ ０ ％。蛋 白酶按
不仅可以提高其中的小肽含量， 还可有效地降解饲料
中的抗 营养 因子成分 ，减少抗营养 因子对肠道产生的 危害 ，促进肠道有益菌群 的繁殖 ，提高机体的免疫能 力 ，从 而大大地消除 了大豆作为饲料所存在的安全隐 患 ，使大豆得到更好地利用 ，发挥其应有的价值。
２ ． ３直接 分 解营养 物质
饲料 中的蛋 白酶直接 作用 于蛋 白质 ，将其分解 成 多肽 、小 肽和氨基酸 等小 分子物 质 ，随后 动物体 内的相应 内源酶又直接作用 相应 的底 物继续 消化利
用 ，大大减少了机体能量的消耗 ， 有利于动物机体
★ 通讯作者 ：王垮丰 华，博士 ，副教授 。
的快 速生长 ，同时对饲料 中蛋 白质 的消化 吸收更 加
机体对饲料中蛋白质的消化利用 ，降低饲料中的抗 营养 因子 以及解 决幼龄动 物在断奶后 出现 的腹 泻等
问题 。本 文简要阐述 了蛋 白酶在猪 、禽 、反 刍动物 及 水产动物 中的应用 ，以期为蛋 白酶在畜牧行业 的
料的浪费。同时，也会增加粪便中蛋白质的含量， 而这些未被 消化 的蛋 白质 又会快速地 转化成氨 、硝
大量研究表 明 ，幼龄 动物在 断奶后 的几 周 内消 化 道 中消化酶 的活性会显 著降低 ，严重影 响动物 机 体 对饲料 中各 种营养 的消化吸收 ，从 而使动物 出现 生 长迟缓甚 至停滞等现象 ，在一定程度 上造成 了饲
木瓜蛋白酶的生产及其在食品中的应用
在啤酒酿造过程中，木瓜蛋白酶可以水解麦芽中的蛋白质， 提高麦汁的过滤速度和啤酒的清澈度。
木瓜蛋白酶的使用可以减少啤酒中的沉淀物，提高啤酒的稳 定性和口感。
乳制品加工
在乳制品加工中，木瓜蛋白酶可以水解酪蛋白，提高乳液的稳定性，防止乳液分 离和沉淀。
木瓜蛋白酶在奶酪、酸奶等乳制品的生产中也有广泛应用，可以提高产品的口感 和品质。
详细描述
木瓜蛋白酶的生产成本较高，主要是 由于其所需的原材料木瓜和生产工艺 的复杂性所致。为了降低生产成本， 可以采取优化生产工艺、寻找低成本 的替代原材料等方法。
酶活性的保持问题
总结词
保持酶活性是木瓜蛋白酶生产中的另一个关键问题，直接影响到产品的质量和应用效果。
详细描述
木瓜蛋白酶是一种生物催化剂，其活性会受到温度、pH值、金属离子等多种因素的影响。为了保持酶活性，需 要在生产过程中严格控制这些因素，同时采用适当的储存方式，以确保木瓜蛋白酶的活性在应用源， 降低生产成本和环境负担。
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提高生产效率
01
优化发酵工艺
通过改进发酵条件和工艺参数， 提高木瓜蛋白酶的产量和生产效 率。
02
03
基因工程技术
酶的固定化
利用基因工程技术对木瓜蛋白酶 基因进行改造，提高酶的活性或 产量。
将木瓜蛋白酶固定在载体上，实 现酶的重复使用，降低生产成本。
开发新型应用领域
保健品开发
01
利用木瓜蛋白酶的生物活性，开发具有保健功能的食品或补充
基因工程法
通过基因工程技术重组微生物或植物 细胞，实现木瓜蛋白酶的高效表达和 生产。
02 木瓜蛋白酶在食品中的应 用
肉类嫩化
蛋白酶的生产和应用
注：PFP．二异丙基磷酰氟 甲基磺酰氟 Ph 马铃薯蛋白酶抑制剂 EDTA：乙二胺四乙酸
PCMB：对氯汞苯甲酸 PMSF．"苯 DAN：重氮乙酰正．DL．亮氨酸甲酯 OP：郯二氮杂菲)(菲绕啉)
2．关于微生物蛋白酶的生产
蛋白酶是用途最广泛的酶制剂之一，主要用于洗涤剂，制革、毛皮、蛋白水解物、酿酒、 酱油，以及纺织、医药品、化妆品等的生产上。全球蛋白酶的销售额占酶制剂市场的60％， 我国2005 年全国(外资合资企业不计)微生物酶制剂产量约48 万吨，总销售额约20 亿 人 民币，其中蛋白酶约10 万吨，销售额近9 亿人民币。
食品、饲料加工
蛋白质水解、脱苦、调味液
食品饲料加工
动植物蛋白水解、面包、发酵食品
面包制造
。·
动植物蛋白水解、调味液
弱碱性蛋白酶、调味液
水解蛋白质
Actinase(科研医药)
灰色链霉菌
试剂、食品加工、医药
13
Pantiase NP-2(Yokult)
酸性蛋白酶： SumizymeAP(新日本) Sumizyme RP(新日本) Molsin(Seishin 制药) Neulase F(天野)
奶酪制造
3．蛋白酶的利用 蛋白酶的用途非常广泛(表3)，最大的用户是洗涤剂，其次用于饲料、食品工业、酿
酒酿造，以及制革工业和医药。
用途
说明
表3 蛋白酶的用途
干酪制造
凝固酪蛋白，缩短成熟时间 酱油酿造
预处理大豆，提高蛋白质利用率 天然调
味液制造
水解蛋白质，增强风昧，制HVP、HAP
酒精，酿酒
水解蛋白质，促进酵母发酵
啤酒澄清 酿醋
分解啤酒单宁蛋白沉淀，延长保质期 缩短酿醋周期，增加食醋得率
碱性蛋白酶在洗涤剂行业的生产及应用
碱性蛋白酶在洗涤剂行业的生产及应用前言碱性蛋白酶（又称丝氨酸蛋白酶）是能使蛋白质水解成肽或氨基酸的酶的总称，包括动物产生的胃蛋白酶和胰蛋白酶、由植物产生的木瓜朊酶和由微生物产生的霉菌蛋白酶。
碱性蛋白酶对去除奶渍、汗渍、血渍及肉汁等蛋白质类污渍很有效果，使不溶性的蛋白质污渍分解成可溶性氨基酸和肽，从而去除这些污渍。
广泛存在与细菌、放线菌和真菌中，研究最为广泛和深入的是芽孢杆菌的丝氨酸蛋白酶。
这种酶在洗涤剂、制革、丝绸等工业上有广泛用途。
1 碱性蛋白酶的性质碱性蛋白酶最早发现于猪胰脏中，1913年Rohm首先将胰蛋白酶作为洗涤浸泡剂使用。
1945年瑞士学者Jaag等发现微生物能产生碱性蛋白酶，如芽孢杆菌属细菌和曲霉属的真菌等，从而使蛋白酶应用拓展到洗涤剂工业。
近20年来，随着新的产碱性蛋白酶菌株的不断分离和发现，碱性蛋白酶的研究有了很大的发展。
迄今，已有多种微生物来源的碱性蛋白酶被纯化和鉴定。
昆虫病原菌产蛋白水解酶的报道很少。
自60年代始，有关耳霉属菌株分泌碱性蛋白酶的报道日渐增多，研究日益深入。
研究表明，耳霉能产生高分子量的碱性蛋白酶A和低分子量的碱性蛋白酶B。
冠状耳霉分泌的碱性蛋白酶B分子量蛋白为6800，是迄今为止报道的分子量最小的碱性蛋白酶。
它的最适pH 9.7，最适反应温度45℃。
该酶经50℃时1小时后完全失活。
该酶具有广泛的底物专一性，能催化水解多种天然蛋白质（如酪蛋白，血红蛋白，卵清蛋白，牛血清白蛋白），其中酪蛋白是最适底物。
此外，碱性蛋白酶B还具有一定的酯酶活性，可专一性水解苯赖氨酸和苯甘氨酸衍生物L－型异构体酯键的羧基，而D－型异构体不受酶处理的影响。
可用于分离氨基的消旋混合物。
可望代替目前工业上用来分离DL－旋光异构体的枯草芽孢杆菌蛋白酶。
与其它产碱性蛋白酶菌株相比，冠状耳霉能分泌高比活力碱性蛋白酶。
如地衣芽孢杆菌株2709碱性蛋白酶比活力为1800u/mg蛋白，枯草芽孢杆菌碱性蛋白酶比活力为880u/mg蛋白，短小芽孢杆菌碱性蛋白酶比活力为3602.4u/mg蛋白，嗜麦芽假单胞菌碱性蛋白酶比活力为1173u/mg蛋白。
动物酶工程与蛋白质工程—蛋白酶生产实例
4. 蛋白质工程的应用实例
一、胰蛋白酶
概念
胰蛋白酶(EC3.4.21.4)是丝氨酸蛋白酶类，它是一条单链肽，由223个氨基酸残 基组成，N末端为异亮氨酸。主要作用于精氨酸或赖氨酸羧基端的肽键。是特异性 最强的蛋白酶，在决定蛋白质的氨基酸排列中，它成为不可缺少的工具。
胰蛋白酶极易自溶，自溶产物经层析分离后，会得到4个具有胰蛋白酶活性的片 段。通过对N 末端残基的分析，表明这些活性产物是由于 Arg117-Val118、 Lys145-Ser146及Lys159-Ala160处发生了断裂而出现的。人们运用字蛋白质工程 手段, 对Arg117位自溶点进行了缺失突变，最终得到了稳定性明显提高的突变株。
思 考： 蛋白质工程在枯草杆菌蛋白酶的应用实例？
人们用蛋白质工程中的定位诱变技术将Cys125的密码TGT转换成TCT或GCA,使Cys125 转换成丝氨酸或丙氨酸，避免了错误配对的产生。结果不但使IL-2的生物活性不受影响，而 且其热稳定性等方面也得到了较明显的改善。工程IL-2目前已被美国FDA批准上市，用于治 疗肾细胞瘤。我国卫生部也已经批准了在国内试生产基因工程白细胞介素-2。
人们为将含有a-结构域 的基因转移到烟草中，成功的获得了 对镉，铜, 铅等重金属具有较高抗性的工程株。
三、人白细胞介素-2
IL-2是第一个被发现的白细胞介素。天然人白细胞介素-2是一个由133个氨基酸残基 组成的多肽，133个氨基酸中共有3个半胱氨酸，其中有一个半胱氨酸（Cys125）以游离 方式存在，而另两个半胱氨酸（Cys58和Cys105）缩合成活性所必需的二硫键。
基因的概念及其结构
tPA能够切割纤溶酶原形成纤ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ酶，从而激活纤溶作用(fibrinolysis)，使血栓溶解。作为 一种高 效特异性溶血栓药物。
蛋白酶的生产和应用
注：PFP．二异丙基磷酰氟 甲基磺酰氟 Ph 马铃薯蛋白酶抑制剂 EDTA：乙二胺四乙酸
PCMB：对氯汞苯甲酸 PMSF．"苯 DAN：重氮乙酰正．DL．亮氨酸甲酯 OP：郯二氮杂菲)(菲绕啉)
2．关于微生物蛋白酶的生产
蛋白酶是用途最广泛的酶制剂之一，主要用于洗涤剂，制革、毛皮、蛋白水解物、酿酒、 酱油，以及纺织、医药品、化妆品等的生产上。全球蛋白酶的销售额占酶制剂市场的60％， 我国2005 年全国(外资合资企业不计)微生物酶制剂产量约48 万吨，总销售额约20 亿 人 民币，其中蛋白酶约10 万吨，销售额近9 亿人民币。
15表4我国碱性蛋白酶的研究菌种研究者说明地衣芽孢杆菌上海合成洗涤荆厂从进口洗衣粉中分离得到27091965地衣芽孢杆菌复旦大学新型发酵厂发酵罐40h产酶50006000umi27091971短小芽孢杆菌沈阳林土所1974土壤分离lom3发酵罐20h产酶6000umi289短小芽孢杆菌河南省皮革研究所土壤分离10m3发酵罐25h产酶5000uml209短小芽孢杆菌天津酶制剂厂1975209地衣芽孢杆菌上海市工业微生物研原生质诱变25m3发酵罐30h产酶2709a5究所19914000um1地衣芽孢杆菌天津市工业微生物研人工诱变产酶21000uml2709c1213究所天津酶制剂厂19841993地衣芽孢杆菌中科院微生物研究所土壤分离经人工诱变获得发酵产酶553f13那淑敏等19880000uml短小芽孢杆菌突中科院微生物研究所广西甘蔗渣分离经人工诱变获得3m3变株smip邱秀宝等1990发酵罐产酶18000uml地衣芽孢杆菌兰州大学薛冯等分离菌种no53经原生质诱变得到摇瓶533861997104uml提高到22080uml工程菌bp071无锡轻工业大学唐雪产酶24480uml明等2002工程菌a16河北大学潘延云等由地衣芽孢杆菌2709与含碱性蛋白酶基因2002克隆载体pdw2的工程菌枯草杆菌bdl05进行细胞融合得到产酶30000uml黄海杆菌突变株张云波等2000以黄海杆菌ys9412130的突变s形r104ys9412130sw140原生质体作复合诱处理获得的碱性低温蛋白酶20测定酶活3912uml短小芽孢杆菌杨文博等1994ntg处理原生质得到产酶13977umlc1724153酸性蛋白酶酸性蛋白酶首先由日本吉田文彦于1954年所报道1963年黑曲霉酸性蛋白酶产品molsin问世
木瓜蛋白酶
在番木瓜的茎、叶中含有木瓜蛋白酶,但在实际生产中,主要是 从未成熟的生番木瓜果实中收集果皮创口流出的白色浆液,经 过加工提纯后得到。
生产工艺
提取与纯化途径： 1.主要流程：
番木瓜 (采集浆液)→浆液(过滤)→滤液(单宁法去杂质干燥)→ 粗酶制品(加半胱氨酸混合研磨)→研磨混合液(调PH后过滤)→滤液 (硫酸铵和氯化钠两次盐析) →盐析物(低温半胱氨酸溶液中结晶)→ 结晶体(重结晶) →精酶
木瓜蛋白酶的生产工艺和成本控制
木瓜蛋白酶(Papain), 又称木瓜酶，广泛存在于 番木瓜茎叶和果实中,以未成熟果实的乳汁中为最高。 它既有很强的蛋白水解催化活性又含凝乳和溶菌活性, 还具脂解能力及蛋白合成功能, 主要是催化蛋白质水 解, 也能分解小肽。它的切割分解点很多, 大致优先分 解精氨酶, 苯丙氨酸的肽键。又因其含量高、稳定性 好、能有效地分解明胶、酪蛋白、谷蛋白、弹性蛋白、 球蛋白和肌纤维蛋白等常用蛋白质，被广泛应用于肉 类嫩化、啤酒澄清、明胶制造、蚕茧脱胶、皮革脱毛 等工业，另外还在医学方面主要用于治疗消化不良、 各种炎症和水肿，防止腹膜粘连，处理血检及创伤脱 痂；此外，它还可以用于研究蛋白质结构等等。
最后,在果实外面套上一个比果实稍大的塑料 袋，并将其固定在果柄处,用于收集流出的浆液。 番木瓜开始采浆液后,就可以每隔5-8天,在没有刀 口的部位破皮采集浆液,直到番木瓜果皮开始变黄 为止。
2、番木瓜浆液的加工：
采集的番木瓜浆液要及时加工，一般不要超过24小时。 将木瓜乳汁倾入不锈钢锅中，在搅拌的条件下加入含0.1％四 乙酸乙二胺化二钠和0.3％氯化钠溶液，并加入还原剂 0.06mmol／L硫代硫酸钠和0.08mmol／L半胱氨酸的混合液， 混匀后过滤，收集滤液。再将浆液装入搪瓷浅盘中，浆液的深 度在8-12mm为好。最后，将搪瓷浅盘装入鼓风式热风干燥箱 中，在55-60℃的条件下对浆液进行热风干燥（如果条件允许， 最好是采用低温真空干燥法或喷雾干燥法进行干燥）。当浆液 的含水量下降至5-8%时，即可从搪瓷浅盘中取出片状的木瓜 蛋白酶，再经过粉碎,即可得到木瓜蛋白酶粗品。
微生物发酵生产蛋白酶
妥善保存，才能保证其产酶特性不异、不死亡、
不被杂菌污染。
❖ 2）菌种活化：产酶菌种在使用钱必须接种于斜
面培养基上，在一定条件下，进行培养，以恢复
细胞的生命活动能力。
❖ 3）扩大培养：活化了的菌种，一般还要经一级 至数级的扩大培养。
❖ 4）分离纯化：发酵结束后得到的酶可能含有一些杂
微生物发酵生产 蛋白酶
一、蛋白酶
❖ 定义：催化蛋白质中肽键水解的酶。根据酶 的活性中心起催化作用的基团属性，可分为： 丝氨酸/苏氨酸蛋白酶(编号：EC 3.4.21.-/EC 3.4.25.-)、巯基蛋白酶(编号：EC 3.4.22.-).、金 属蛋白酶(编号：EC 3.4.24.-)和天冬氨酸蛋白酶 (编号 ：EC 3.4.23.-)等。
❖ 1、从菌种保存机构和有关研究部门获得 ❖ 2、通过筛选获得
五、培养基的配制
❖ 枯草杆菌ASL.398中性蛋白酶发酵培养基：
❖ 玉米粉8%，豆饼粉4%，麸皮3.2%，米 糠1%，磷酸氢二钠0.4%，磷酸二氢钠 0.03%.
六、发酵工艺流程
保藏菌种 菌种活化 种子扩大培养
发酵 分离纯化
酶
七、剖析：
❖ 蛋白酶广泛存在于动物内脏、植物茎叶、果 实和微生物中。微生物蛋白酶，主要由霉菌、 细菌，其次由酵母、放线菌生产。
二、酶发酵的方式
❖ 1、固体培养发酵 ❖ 2、液体深层发酵 ❖ 3、固定化细胞或固定化原生质体发酵
三、各种发酵方式发酵模式：
❖1、固定培养发酵：
❖ 以麸皮、米糠等为培养基的主要原料，加入 其它必需的营养成分而制成的固体或半固体 的麦曲，经灭菌、冷却后，接入产酶菌株， 在一定条件下，发酵产酶。
木瓜蛋白酶的生产过程
木瓜蛋白酶的生产过程
一、原料处理
木瓜蛋白酶的生产原料主要是木瓜果实。
首先将木瓜去皮、去籽、切块，然后进行粉碎和浸出，得到含有酶活的液体。
为了保证酶的稳定性和活性，液体需要进行调节，包括pH值、温度等。
二、菌种培养
采用好的菌株（如酵母菌、大肠杆菌等）进行培养。
首先需要将菌种进行悬浮液处理，控制菌种数量和菌活力。
然后将悬浮液进行预培养，使菌种适应工业生产环境。
最后在合适的时间和温度下，将菌种接种到液体中进行生长。
三、发酵
将培养好的菌种接种到含有酶活液体中，控制温度、pH值和氧气供应等参数，使得菌种能够正常发酵生长，并释放出目标酶。
发酵时间的长短和温度的高低对酶活性有影响，需要根据具体情况进行调整和控制。
四、提取
将发酵好的生物体进行破碎或离心等处理，将酶液和其他成分分离出来。
然后根据具体产品需求和要求，进行纯化和精制处理。
五、应用前景和市场需求
木瓜蛋白酶具有广泛的应用前景。
主要应用领域包括食品加工、医药生产、纺织工业等。
随着人们对健康和环保的重视，天然酶类产
品逐渐受到市场关注和需求。
因此，木瓜蛋白酶等生物酶市场需求逐渐增加，具有很大的发展潜力。
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二、酸性蛋白酶的生产
• （一）微生物（菌种） 黑曲霉、斋藤曲霉、宇佐美曲霉、根霉、微小毛霉等。 • （二） 举例 1、黑曲霉A.S.3.350酸性蛋白酶的生产 （1）菌种培养 （2）种子制备 （3）发酵
程 黑 0 酸 性 蛋 白 酶 提 取 流 曲 霉
A.S. 3 3 5 .
二、 中性蛋白酶
• 一、中性蛋白酶的性质 • 二、中性蛋白酶的生产
• • • •
（二）分子量：20000-34000；pI 8-9。 （三）对二异丙基氟磷酸敏感。 （四）比较能耐热。 （五）由芽孢杆菌产生的作用性质相同的碱性蛋 白酶可分为两种。
二、碱性蛋白酶的生产
• （一）微生物（菌种） 地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、嗜碱性芽孢杆菌、 灰色链霉菌、费氏链霉菌等 • （二） 举例 • 1、短小芽孢杆菌289碱性蛋白酶的生产 • 2、地衣芽孢杆菌2709碱性蛋白酶的生产 • 3、嗜碱性芽孢杆菌生产碱性蛋白酶
第二节 蛋白酶类
• 蛋白酶：催化蛋白质水解的一类酶。 • 存在：动物内脏 植物茎叶、果实 微生物细胞
第一节 蛋白酶的分类
• 一、蛋白酶的分类 • 二、微生物蛋白酶的底物专一性 • 三、微生物蛋白酶生产的影响因素
一、蛋白酶的分类
• • • • （一）按蛋白酶水解蛋白质的方式分类 （二）按酶的来源分类 （三）按蛋白酶作用的最适pH值分类 （四）按蛋白酶的活性中心分类
一、 酸性蛋白酶
• 一、酸性蛋白酶的性质 • 二、酸性蛋白酶的生产
一、酸性蛋白酶的性质
• （一）酸性蛋白酶是一种羧基蛋白酶。 • （二） pI3-5；分子量30000-40000；最适pH 3-4；稳定 pH2-6； 。 • （三）50℃以上不稳定。 • （四）抑制剂为重氮酮化合物。 • （五）微生物酸性蛋白酶与胃蛋白酶有所不同。 • （六）水解不同蛋白质能力不同。 • （七）霉菌产生的胞外酸性蛋白酶中，常夹有酸性羧肽 酶。
发 过 程 变 化 曲 线 白 酶 蛋 性 中 产 生 酵
中 取 流 程 酶 提 白 蛋 性
• 2、栖土曲霉3. 942中性蛋白酶的生产。 • 3、放线菌166中性蛋白酶的生产。
三、 碱性蛋白酶
• 一、碱性蛋白酶的性质 • 二、碱性蛋白酶的生产
一、碱性蛋白酶的性质
（一）定义：是一类最适pH在9-11 范围内的蛋白酶，因他们的活性中心大 多含有丝氨酸，所以又称丝氨酸蛋白酶。
一、中性蛋白酶的性质
• （一）大多数是金属酶；分子量35000-40000；pI8-9；不 稳定，易自溶。 • （二）最适pH6.5-7.5，稳定pH6-10。 • （三）热稳定性较差。 • （四）大多数生产中性蛋白酶的芽孢杆菌还产生α-淀粉酶。
二、中性蛋白酶的生产
• （一）微生物（菌种） 枯草杆菌1.398（淀粉液化芽孢杆菌）、栖土曲 霉3. 942、放线菌166等。 • （二） 举例 1、A.S.1398中性蛋白酶的生产 （1）菌种培养 （2）种子制备 （3）发酵
（一）按蛋白酶水解蛋白质的 方式分来源分类
• 1、动物蛋白酶 • 2、植物蛋白酶 • 3、微生物蛋白酶
（三）按蛋白酶作用的最适pH 值分类
• 1、酸性蛋白酶 • 2、中性蛋白酶 • 3、碱性蛋白酶
（四）按蛋白酶的活性中心分 类
1、丝氨酸蛋白酶 • 2、巯基蛋白酶 • 3、羧基蛋白酶 • 4、金属蛋白酶