酶工程第九章酶的應(yīng)用

酶工程第九章酶的應(yīng)用第一頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二概述酶催化的高效性、特異性、產(chǎn)品的高效回收和反應(yīng)體系的簡單等優(yōu)點使酶工程技術(shù)成為現(xiàn)代生物技術(shù)的生要支柱之一隨著酶的工業(yè)化生產(chǎn)發(fā)展,酶已廣泛應(yīng)用于工業(yè),農(nóng)業(yè)，醫(yī)藥、環(huán)保及科研等領(lǐng)域酶分子修飾、酶和固定化酶等酶工程技術(shù)的發(fā)展，使酶的應(yīng)用顯示出更加廣闊美好的前景。酶工程技術(shù)已成為生物技術(shù)和產(chǎn)業(yè)之間的重要橋梁酶的應(yīng)用包括各種游離酶、固定化酶以及修飾酶等在食品加工、輕工業(yè)、醫(yī)學(xué)和能源等各個領(lǐng)域的應(yīng)用。第二頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二多于80%的工業(yè)酶是水解酶;蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶是目前工業(yè)應(yīng)用的三大酶系；植物來源的酶木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、無花果蛋白酶、麥芽淀粉水解酶、大豆脂肪氧合酶動物酶豬胰蛋白酶、胃脂肪酶酶制劑等級工業(yè)級、食品級、醫(yī)藥級酶是通過催化活性來識別和出售，而不是質(zhì)量工業(yè)酶制劑對酶穩(wěn)定性要求干燥品，25℃保持6個月；4℃保持12個月；液體酶,25℃保持3個月；4℃保持6個月酶制劑的價格與其活力及純度有很大關(guān)系。工業(yè)酶制劑的來源及特點第三頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二(1)食品加工用酶，特別是生產(chǎn)低聚糖的酶類；(2)飼料用酶，重點是植酸酶；(3)紡織用酶，特別提到的是原果膠酶（protopectinase)的開發(fā)與應(yīng)用；(5)臨床診斷用酶、治療用酶、化妝品用酶。目前發(fā)達國家酶制品開發(fā)熱點：第四頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二第一節(jié)酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用當(dāng)身體內(nèi)缺乏某種酶時,代謝反應(yīng)受到障礙,導(dǎo)致疾病的產(chǎn)生,因此酶制劑作為藥物可以治療很多疾病,具有療效顯著,副作用小的特點.隨著酶分子修飾和酶固定化等酶技術(shù)的發(fā)展,將不斷擴大酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用.原理第五頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二主要的醫(yī)藥用酶酶名來源主要用途淀粉酶胰臟、麥芽、微生物治療消化不良蛋白酶胰臟、胃、植物、微生物治療消化不良、消炎、消腫、促愈合、降血壓脂肪酶胰臟、微生物治療消化不良纖維素酶霉菌治療消化不良溶菌酶蛋清、細菌治療手術(shù)性出血、咯血、鎮(zhèn)痛、浮腫尿激酶人尿治療心肌梗塞、結(jié)膜下出血鏈激酶鏈球菌治療血栓性靜脈炎、咳痰、血腫、骨折、外傷鏈道酶鏈球菌治療炎癥、血管栓塞、清潔外傷面青霉素酶蠟狀芽孢桿菌治療青霉素引起的變態(tài)反應(yīng)L-天冬酰胺酶大腸桿菌治療血病青霉素?；肝⑸镏圃彀牒铣汕嗝顾亍㈩^孢霉素超氧物岐化酶微生物、血液、肝臟預(yù)防輻射，治療紅斑狼瘡、皮肌炎、結(jié)腸炎、氧中毒第六頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用可歸納為下列3方面:(1)用酶進行疾病的診斷(2)用酶治療各種疾病(3)用酶制造各種藥物第七頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二一、酶在疾病診斷方面的應(yīng)用診斷的準(zhǔn)確性很大程度上決定了治療效果的好壞;由于酶的催化特點使酶學(xué)診斷方法成為可靠、簡便又快捷的診斷方法;酶學(xué)診斷方法包括兩個方面一是根據(jù)體內(nèi)原有酶活力的變化來診斷某些疾病;二是利用酶來測定體內(nèi)某些物質(zhì)的含量，從而診斷某些疾病第八頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二（一）根據(jù)體液內(nèi)酶活力的變化診斷疾病健康人體液內(nèi)所含有的某些酶的量是恒定在某一范圍的。若出現(xiàn)某些疾病，則體液內(nèi)的某種或某些酶的活力將會發(fā)生相應(yīng)的變化。故此，可以根據(jù)體液內(nèi)某些酶活力變化情況，而診斷出某些疾病。原理第九頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二表9-1酶在疾病診斷方面的應(yīng)用酶疾病與酶活力變化淀粉酶胰臟疾病，腎臟疾病時升高；肝病時下降膽堿酯酶肝病時下降酸性磷酸酶前列腺癌、肝炎、紅血球病變時，活力升高堿性磷酸酶佝僂病、軟化骨、骨癌、甲狀旁腺機能亢進時活力升高；軟骨發(fā)育不全等活力下降。谷丙轉(zhuǎn)氨酶肝炎等肝病、心肌梗塞等活力升高谷草轉(zhuǎn)氨酶肝病、心肌梗塞時活力升高胃蛋白酶胃癌時活力升高；十二指腸潰瘍時，活力下降磷酸葡糖變位酶肝炎、癌癥時，活力升高醛縮酶癌癥、肝病、心肌梗塞等活力升高-葡萄糖醛縮酶腎癌及膀胱癌，活力升高碳酸酐酶壞血病、貧血病活力升高乳酸脫氫酶癌癥、肝病、心肌梗塞活力升高第十頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二1、酸性磷酸酶前列腺癌患者及出現(xiàn)肝炎、甲狀旁腺機能亢進，紅血球病變等疾病時，血清中酸性磷酸酶的活力都會升高為了鑒別血清中增加的酸性磷酸酶是來自前列腺還是其它組織器官，可進一步采用某些抑制劑進行選擇性的抑制作用，有助于進一步作出確切的診斷2、堿性磷酸酶佝僂疾、軟化癥、瘤、廣泛性轉(zhuǎn)移癌、甲狀旁腺貢能亢進、黃疸性肝臟疾病等，患者血清中堿性磷酸酶活力升高，再結(jié)合其它物理、化學(xué)、酶學(xué)等診斷方法，可進一步確診是何種疾病營養(yǎng)不良引起的佝僂疾病，用此法比X-射線靈敏度還要高，軟發(fā)育不全等疾病，引起患者血清中堿性磷酸酶的活力下降第十一頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二3、轉(zhuǎn)氨酶血清中谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）和谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）的活力測定已在肝臟疾病和心肌梗塞等疾病的診斷中得到廣泛的應(yīng)用;急性傳染性肝炎、肝硬化和阻塞性黃疸肝炎的患者，其血清中GOT和GPT的活力升高。4、乳酸脫氫酶5、乳酸脫氫酶同工酶在心肌梗死、肝癌、肝炎等患者血清中，酶活力顯著升高。同工酶：具相同底物特異性而結(jié)構(gòu)不同的一群酶；病患者同工酶含量變化；用醋酸纖維薄膜電泳或瓊脂膜電泳分離鑒定。第十二頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二6、葡萄糖磷酸異構(gòu)酶急性肝炎患者血清中此酶活力極度升高；心肌梗死、腎炎、腦溢血患者此酶活力顯著升高；7、膽堿酯酶8、端粒酶傳染性肝炎、肝硬化、風(fēng)濕、營養(yǎng)不良時，活力降低；通過檢測端粒酶活性診斷癌變；第十三頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二（二）用酶測定體液中某些物質(zhì)的量診斷疾病酶具有專一性強、催化效率高等特點，可利用酶來測定體內(nèi)某些物質(zhì)的含量，從而診斷某些疾病。原理疾病體內(nèi)物質(zhì)酶糖尿病葡萄糖葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶痛風(fēng)病尿酸尿酸酶心血管病高血壓膽固醇膽堿脂酶、膽固醇氧化酶第十四頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二實例1、利用葡萄糖氧化酶檢測葡萄糖含量，診斷糖尿病

2、用葡萄糖氧化酶和過氧化酶檢測葡萄糖含量，診斷糖尿病

3、利用尿素酶測定尿素含量診斷肝、腎病變;4、利用膽固醇氧化酶測定膽固醇含量診斷高血脂癥

5、利用谷氨酰胺測定腦脊液中谷氨酰胺含量，診斷肝硬化、肝昏迷;6、利用DNA聚合酶進行基因診斷、檢測癌基因第十五頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二7、酶標(biāo)免疫測定，酶聯(lián)免疫吸附法把酶與抗體或抗原結(jié)合，制成酶標(biāo)抗體或抗原；再與待測的抗原（抗體）相結(jié)合成酶-抗體-抗原復(fù)合體；再借助酶的催化特性進行定量測量，測出復(fù)合體中酶的含量，從而計算出欲測的抗體或抗原的量；通過抗體或抗原的量就可診斷某種疾病常用于檢測免疫球蛋白、甲胎蛋白、胰鳥素、雌雄激素、乙肝三系等指標(biāo)。單克隆抗體生產(chǎn)技術(shù)為酶標(biāo)免疫測定帶來廣闊的應(yīng)用前景。（Enzyme-linkedimmunosorbentassay,ELISA)過程第十六頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二二、酶在疾病治療方面的應(yīng)用酶作為藥物可以治療多種疾病而且具有療效顯著、副作用小的特點，應(yīng)用越來越廣泛酶來源用途抗體酶分子修飾、誘導(dǎo)消除致病抗原降纖酶蛇毒溶血栓溶纖酶蚯蚓溶血栓凝血酶動物、細菌、酵母治療血病第十七頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二1、蛋白酶是臨床上使用最早、用途最廣的藥用酶之一；功用使蛋白質(zhì)構(gòu)造成和功能發(fā)生變化,對細胞運動、組織破壞、變形、激素活化、受體配基相互作用、感染、細胞增殖都有影響注意事項抗原反應(yīng)、局部過敏來源動植物，如胰蛋白酶、菠蘿蛋白酶、胃蛋白酶等（1）消化劑蛋白酶在醫(yī)藥中最早應(yīng)用，治療消化不良和食欲不振；類別胰凝乳蛋白酶，前體在肝臟中生成，在小腸中活化劑型片劑給藥方式口服第十八頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二（2）消炎劑由StreptomycesgriseusK1生產(chǎn)數(shù)種蛋白酶混合，含中性堿性蛋白酶、氨基肽酶、羧肽酶等，用于手術(shù)后、外傷的消炎，還可治療副鼻腔炎、咳痰困難；機理分解一些蛋白質(zhì)和多肽，使炎癥部位壞死組織溶解，增加組織通透性，抑制浮腫，促進病灶附近組織積液排出并抑制肉芽的形成給藥方式口服、局部外敷或肌肉注射。（3）治療高血壓機理蛋白酶催化運動遲緩素原及胰血管舒張素原水解，除去部分肽段后生成運動遲緩素及胰血管舒張素，使血壓下降副作用引起抗原反應(yīng)給藥方式靜脈注射第十九頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二改進酶分子修飾技術(shù)、蛋白質(zhì)工程、基因工程；美國加利福尼亞應(yīng)用蛋白質(zhì)工程對蛋白酶改性，除去對治療部位以外的組織毒性相關(guān)遺傳密碼美國Genetch公司應(yīng)用基因工程法生產(chǎn)中性蛋白酶。第二十頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二2、α-淀粉酶治療消化不良，食欲不振3、脂肪酶治療消化不良，食欲不振第二十一頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二4、溶菌酶（胞壁質(zhì)酶，muramidase)在蛋清中含量最高；1922年弗萊明發(fā)現(xiàn)并命名了溶菌酶；1936年，麥耶（Meyer)發(fā)表了精制溶菌酶報告；1945年，奧爾德頓采用膨土巖吸附法從雞卵蛋白中得到結(jié)晶好的溶菌酶；具抗菌、消炎、鎮(zhèn)痛作用；治療手術(shù)性出血、咯血、鼻出血、分解膿液、消炎鎮(zhèn)痛，治療外傷性浮腫，增強放射性治療效果機理：作用于細菌的細胞壁（肽聚糖），可使其溶解死亡對人體副作用小對抗生素有耐藥性的細菌同樣起溶菌作用；與抗生素聯(lián)合使用，可提高療效。用量減少到原來1%第二十二頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二5、超氧物歧化酶功用抗輻射、對紅斑狼瘡、皮炎、結(jié)腸炎及氧中毒等有顯著療效機理催化超氧負離子（O2-）進行氧化還原反應(yīng)，使機體免遭（O2-）的損害特性SOD未發(fā)現(xiàn)有任何明顯的副作用，也不會產(chǎn)生抗原性。，是一種多功效低毒性的藥用酶。缺點穩(wěn)定性差，在血漿中半衰期6~10min改進酶分子化學(xué)修飾第二十三頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二6、L-天門冬酰胺酶第一種治療癌癥的酶。特別對白血病有顯著療效；原理L-天冬酰胺酶催化天門冬酰胺水解生成L-天門冬氨酸和氨。人體正常細胞有天門冬酰胺合成酶可自已合成L-天門冬酰胺而使蛋白質(zhì)合成不受影響，而癌細胞缺乏此酶，蛋白合成受阻，導(dǎo)致癌細胞死亡。注意事項過敏反應(yīng)（發(fā)熱、惡心、嘔吐、體重下降），體克，使用前應(yīng)作皮下試驗；1994年，美國Enzon公司應(yīng)用聚乙二醇修飾L-天冬酰胺酶得到FDA認證，用于治療淋巴性白血病第二十四頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二7、尿激酶具溶解血栓功能；通過注射給藥；8、納豆激酶9、凝血酶催化血纖維蛋白水解，激活纖溶酶，溶解血栓功效；催化血纖蛋白原水解，生成不溶性血纖維蛋白，促進血凝第二十五頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二10、組織纖溶酶原激活劑催化纖溶酶原水解，促進纖溶；11、乳糖酶12、核酸類酶水解乳糖成葡萄糖和半乳糖，治療腹瀉、腹脹抑制不良基因和某些病毒基因的復(fù)制與表達；第二十六頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二進展：基因工程技術(shù)開發(fā)新治療用酶制劑美國FDA承認Genzyme公司應(yīng)用基因工程法生產(chǎn)的葡萄糖腦苷酯酶，治療高血壓??；意義改變了該酶只能從人的肝臟中得到的狀況；效益1999年，Genzyme公司銷售該酶的收入約2.307億美元第二十七頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二三、酶在藥物制造方面的應(yīng)用酶在藥物制造方面的應(yīng)用是利用酶的催化作用將前體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樗幬铮@方面的利用日益增多，已有不少藥物包括一些貴重的藥物都是由酶法生產(chǎn)的第二十八頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二1、青霉素?；钢圃彀牒铣煽股厥前牒铣煽咕厣a(chǎn)上有重要作用的酶.1928年發(fā)現(xiàn)第一個抗生素青霉素，臨床應(yīng)用抗生素已有40多年歷史。長期大量使用抗生素，造成細菌的抗藥性，使天然的青霉素療效下降,因此研究細菌耐藥性原因，改造原有青霉素結(jié)構(gòu)，用人工的方法合成。青霉素?；冈谄渲芯咧匾饔?。第二十九頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二由6-APA合成新型青霉素或由7-ACA合成新型頭孢霉素;青霉素和頭孢菌素同屬于-內(nèi)酰胺抗生素,是最有發(fā)展前途的抗生素.催化如下逆反應(yīng)頭孢霉素青霉素?；?-ACA(7-氯基頭孢霉烷酸)第三十頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二(1)不同來源的青霉素?；笇囟群蚿H值的要求不同;(2)同一來源的青霉素酰化酶在催化水解反應(yīng)和合成反應(yīng)時所要求的反應(yīng)條件不相同.(3)催化反應(yīng)時還要注意6-APA(7-ACA)與側(cè)鏈羥酸衍生物(R-COOH)的比例.注意點:第三十一頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二2、?-酪氨酸酶制造多巴背景:帕金森綜合癥是1817年英國醫(yī)師Parkinson所描述的一種大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生病變的老年性疾?。恢饕Y狀是手指顫抖，肌肉僵直，行動不便。病因:由于遺傳原因或人體代謝失調(diào)，不能由酪氨酸生成多巴（dopa)或多巴胺（神經(jīng)介質(zhì)）多巴是治療帕金森氏綜合癥的重要藥物。?-酪氨酸酶可催化L-酪氨酸或鄰苯二酚生成二羥苯甲氨酸（多巴）。反應(yīng)式注意點：

（1）溫度、pH（2）控制好氧化進程。第三十二頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二3、核苷磷酸化酶制造阿糖腺苷可催化核苷生成阿糖苷。阿糖苷是抗癌和抗病毒藥物，其中阿糖腺苷療效顯著。阿糖腺苷（阿拉伯糖腺嘌呤核苷）可由嘌呤核苷磷酸化酶催化阿糖尿苷（阿拉伯尿嘧啶核苷）轉(zhuǎn)化而成。過程尿苷阿糖尿苷阿糖苷化學(xué)法阿拉伯糖取代核糖核苷磷酸化酶第三十三頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二4、無色桿菌蛋白酶制造人胰島素作用:催化豬胰島素（A-30）轉(zhuǎn)變?yōu)槿艘葝u素（T-30）人胰島素與豬胰島素只在B鏈第30位的氨基酸不同，無色短桿菌（Achromobacterlydicus)蛋白酶可特異性催化胰島素B鏈羧基末端上的氨基酸置換反應(yīng)，由豬胰島素（Ala30)轉(zhuǎn)變?yōu)槿艘葝u素(Thr30)，增加療效。過程：在無色桿菌蛋白酶作用下，豬胰島素第30位的丙氨酸水解除去；然后在同一酶作用下，使之與蘇氨酸丁酯偶聯(lián)；再用三氟乙酸（TFA）和苯甲醚除去丁醇，得人胰島素。第三十四頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二5、多核苷酸磷酸化酶生產(chǎn)聚肌胞聚肌胞具誘導(dǎo)干擾素(INF)的功能;廣譜抗病毒、抑制腫瘤細胞生長、增強免疫力6、-D-葡萄糖苷酶制造抗腫瘤人參皂甙是人參主要成分，抗腫瘤效果顯著；第三十五頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二第二節(jié)酶在食品方面的應(yīng)用食品和輕工業(yè)部門是酶使用最廣泛的領(lǐng)域。大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的-淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、葡萄糖異構(gòu)酶、果膠酶、脂肪酶、纖維素酶、葡萄糖氧化酶等大部分都在輕工和食品方面應(yīng)用。酶的作用：促進了新產(chǎn)品、新工藝和新技術(shù)的發(fā)展；增加產(chǎn)品產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低原材料消耗，改善勞動條件，減輕勞動強度。原因：酶具有催化效率高，專一性強和作用條件溫和等特點，固定化酶更具有穩(wěn)定性好，可連續(xù)生產(chǎn)較長時間，容易與產(chǎn)物分離等優(yōu)越性第三十六頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二酶在食品方面的應(yīng)用酶來源主要用途-淀粉酶枯草桿菌、曲霉、黑曲霉發(fā)酵原料淀粉液化、制造葡萄糖、飴糖、果葡糖漿、紡織品退漿-淀粉酶麥芽、巨大芽孢桿菌、多粘芽孢桿菌制造麥芽，啤酒釀造糖化酶根霉、黑曲霉、紅曲霉、內(nèi)孢霉發(fā)酵原料淀粉糖化，制造葡萄糖、果葡糖異淀粉酶氣桿菌、假單胞桿菌制造直鏈淀粉，麥芽糖蛋白酶胰臟、木瓜、枯草桿菌、霉菌洗滌劑，皮革加工，絲綢脫膠，啤酒澄清，水解蛋白右旋糖酐酶霉菌牙膏、漱口水、牙粉添加劑第三十七頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二酶名來源主要用途果膠酶霉菌果汁、果酒的澄清葡萄糖異構(gòu)酶放線菌、細菌制造果葡糖、果糖葡萄糖氧化酶黑曲霉、青霉蛋白加工、食品保藏柑苷酶黑曲霉水果加工、去除桔汁苦味橙皮苷酶黑曲霉防止柑桔罐頭及桔汁出現(xiàn)混濁氨基?；该咕?、細菌由DL-aa生產(chǎn)L-aa天冬氨酸酶大腸桿菌、假單胞桿菌反丁烯二酸制造天冬氨酸磷酸二酯酶桔青霉、曲霉降解RNA、生產(chǎn)單核苷酸色氨酸合成酶細菌生產(chǎn)色氨酸核苷磷酸化酶酵母生產(chǎn)ATP纖維素酶木霉、青霉食品、發(fā)酵、飼料加工第三十八頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二一、酶在食品保鮮方面的應(yīng)用1、食品除氧保鮮葡萄糖氧化酶去氧防變質(zhì)2、蛋類制品脫糖保鮮3、食品滅菌保鮮溶菌酶防止細菌污染，保鮮第三十九頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二二、酶在食品生產(chǎn)方面的應(yīng)用食品工業(yè)是最早和最廣泛應(yīng)用酶的部門之一，已有幾十種酶成功地應(yīng)用于食品工業(yè)；20世紀(jì)50年代以來，以淀粉酶與葡萄糖異構(gòu)酶為基礎(chǔ)制備葡萄糖的工藝獲得成功，使淀粉加工業(yè)成為酶制劑的主要用戶;近年來，氧化還原酶的開發(fā)為食品工業(yè)增添了新活力；世界食品用酶60%是NovoNordisk公司提供的;第四十頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二1、酶在淀粉類食品生產(chǎn)方面的應(yīng)用酸水解法生產(chǎn)葡萄糖漿，在右旋糖漿當(dāng)量值（DE）高于55時產(chǎn)生異味；50年代末，日本成功應(yīng)用酶法生產(chǎn)葡萄糖淀粉30~40%淀粉漿調(diào)pH6.0~6.5加水

添加-淀粉酶,85~90oC保溫45min糊精冷卻至55~60oC，pH4.5~5.0，適量糖化酶保溫48hr葡萄糖工藝（1）酶法生產(chǎn)葡萄糖第四十一頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二注意事項1、利用噴射液化器，淀粉液化成糊精效果更佳；2、采用高溫淀粉酶時，液化溫度可提高到105~115oC；3、為保持-淀粉酶穩(wěn)定性，通常加入定量CaCl2，NaCL4、淀粉注解化程度以控制淀粉液DE值在15~20范圍為宜5、-淀粉酶和糖化酶都要求達到一定純度,不含或少含葡萄糖苷轉(zhuǎn)移酶；6、也可采用固定化糖化酶將糊精連續(xù)轉(zhuǎn)化為葡萄糖第四十二頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二全世界淀粉糖產(chǎn)量達1000多萬噸，其中70%為果葡糖漿；1966年日本首先用游離葡萄糖異構(gòu)酶工業(yè)化生產(chǎn)果葡糖漿；葡萄糖甜度是蔗糖的70%，果糖的甜度是蔗糖的1.5~1.7倍,使用果糖，糖用量少，血糖不易升高，具滋潤肌膚的作用（2）果葡糖漿的生產(chǎn)第四十三頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二

生產(chǎn)工藝簡單流程淀粉葡萄糖層析濃度40~45%精制葡萄糖液(DE》96)調(diào)pH6.5~7.0，0.01MMgSO4，60~70oC，加異構(gòu)酶果葡糖漿第四十四頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二1、層析除去Ca++解除對葡萄糖異構(gòu)酶抑制；2、Mg++、Co++是葡萄糖異構(gòu)酶的激活劑；3、不同來源異構(gòu)酶最適pH不同，生產(chǎn)時控制pH在6.5~7.0，防止堿性時葡萄糖分解使糖漿色澤加深；4、溫度升高，反應(yīng)平衡向有利于果糖方向變化，但超過70oC，異構(gòu)酶失活，溫度以60~700C為宜；5、將異構(gòu)化后混合糖中葡萄糖與果糖分離，再異構(gòu)化葡萄糖，得高果糖漿注意事項第四十五頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二（3）飴糖的生產(chǎn)大米或糯米研磨粉漿濃度18~20B’pH6.0~6.5淀粉酶，85~90oC液化液（糊精）冷卻至62oC，-淀粉酶，

保溫

麥芽糖第四十六頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二（4）糊精、麥芽糊精生產(chǎn)淀粉低程度水解產(chǎn)物；（5）環(huán)狀糊精的生產(chǎn)采用環(huán)狀糊精葡萄糖苷轉(zhuǎn)移酶生產(chǎn)第四十七頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二2、酶在蛋白質(zhì)類食品生產(chǎn)方面的應(yīng)用以蛋白質(zhì)為主要成分的制品稱為蛋白制品，如1、乳制品2、蛋制品3、魚制品4、肉制品;酶在蛋白制品加工中的主要用途是改善組織，嫩化肉類，轉(zhuǎn)化廢棄蛋白質(zhì)為供人類使用或作為飼料的蛋白質(zhì)濃縮液，增加蛋白的價值和可利用性；不同來源的蛋白酶在反應(yīng)條件和底物專一性上有很大差別食品工業(yè)中應(yīng)的主要有中性和酸性蛋白酶動植物來源的蛋白酶在食品工業(yè)中應(yīng)用廣泛；不同來源的蛋白酶對食品作用后的效果不同，如，不同蛋白酶水解蛋白的位點不同，產(chǎn)生的小肽結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致調(diào)味劑的味道不同第四十八頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二（1）水解蛋白的生產(chǎn)（2）氨基酸的生產(chǎn)（3）明膠的生產(chǎn)（4）干酪的生產(chǎn)（5）低乳糖奶的生產(chǎn)第四十九頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二3、酶在果蔬類食品生產(chǎn)方面的應(yīng)用（1）柑橘制品去除苦味柚苷酶脫苦味（2）柑橘罐頭防止白色混濁橙皮苷酶防止混濁（3）果蔬制品脫色（4）酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用果膠酶澄清作用是第一個用于果汁處理工業(yè)中的酶1930年，美國Z.J.Kertesz和德國A.Mehlitz同時建立了用果膠酶澄清蘋果汁的工藝；果膠在植物中作為一種細胞間隙充填物質(zhì)而存在，在酸性和高濃度糖下形成凝膠，是制造果凍、果醬的基礎(chǔ)，卻導(dǎo)致壓榨和澄清的困難；果膠酶處理潰碎果實，可加速果汁過濾，促進澄清；世界果膠酶銷售達酶制劑總銷售額的3%（5）酶在果酒生產(chǎn)中的應(yīng)用第五十頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二三、酶在食品添加劑生產(chǎn)方面的應(yīng)用指為改善食品品質(zhì)和色香味及防腐和加工工藝需要而加入食品中的化學(xué)合成或天然物質(zhì);按添加劑功能分為酸味劑、增味劑、甜味劑、乳化劑、增稠劑、強化劑等；生物催化劑酶在食品添加劑生產(chǎn)中已廣泛應(yīng)用；第五十一頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二應(yīng)用1、酶在酸味劑生產(chǎn)中的作用2、酶在食品增味劑（鮮味劑）生產(chǎn)中的作用3、酶在甜味劑生產(chǎn)中的作用4、酶在乳化劑生產(chǎn)中的應(yīng)用第五十二頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二四、酶在改善食品的品質(zhì)和風(fēng)味方面的應(yīng)用用酶改善食品的品質(zhì)、風(fēng)味與顏色（1）風(fēng)味酶的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用風(fēng)味物質(zhì)占世界添加劑市場的10~15%，占市場價值的25%天然調(diào)味料制造分兩大類：分解型和抽出型1）洋蔥風(fēng)味酶；2）奶油風(fēng)味酶；第五十三頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二（2）面包制造過程中加α-淀粉酶，蛋白酶（3）含蔗糖飲料生產(chǎn)中加蔗糖酶（4）可溶性魚蛋白水解產(chǎn)物生產(chǎn)中去苦味；（5）乳制品特有香味色素：占食品添加劑的0.5--0.8%的消耗量，目前較多用纖維素酶和果膠酶處理果皮提取。第五十四頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二第三節(jié)酶在輕工、化工方面的應(yīng)用輕工業(yè)與人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)酶在輕工業(yè)方面促進了新產(chǎn)品、新工藝和新技術(shù)的發(fā)展；酶制劑的廣泛應(yīng)用，提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低原材料消耗、改善勞動條件，減輕勞動強度;酶在輕工化工方面的應(yīng)用，概括起來主要有3種用途(1)酶在原材料處理方面的應(yīng)用(2)酶在輕工化工產(chǎn)品制造方面的應(yīng)用(3)加酶增強產(chǎn)品的使用效果第五十五頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二一、酶在原材料處理方面的應(yīng)用作用:縮短原料處理時間，提高處理效果，提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動條件，減輕勞動強度類別(1)發(fā)酵原料的處理；(2)紡織原料的處理；(3)造紙原料的制漿；(4)生絲的脫皮處理；(5)羊毛的除垢;(6)皮革的脫毛處理;(7)煙草原料的處理;(8)甜菜糖蜜的處理.第五十六頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二（1）發(fā)酵原料的處理淀粉用-淀粉酶和糖化酶進行處理;纖維素纖維素酶纖維素的研究與應(yīng)用在國際上普遍受關(guān)注，仍有不少問題有待解決戊聚糖存在于植物原料中，可用戊聚糖酶處理第五十七頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二（2）紡織原料的處理增強纖維的強度和光便于紡織，需先上漿漂白、印染之后，需將漿料除去，稱之退漿;兩道工序均需-淀粉酶.傳統(tǒng)牛仔褲用浸漬過次氯酸鈉或高錳酸鉀的浮石進行“石磨”丹麥Novo公司首先用纖維素酶處理牛仔布的棉纖維，有種古樸的感覺Trichodermareeser的酸性纖維酶處理纖維棉和麻的纖維，產(chǎn)生自然和軟性，除去纖維表面的毛，使纖維表面發(fā)出光澤;中性纖維素酶處理牛仔布后，著色率提高;纖維表面用酶處理后，纖維與肌膚的接觸更加愜意;蛋白酶對毛面料處理，使西裝面料得到極大改善第五十八頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二（3）造紙原料的制漿木質(zhì)素問題造紙原料中含木質(zhì)素，易使紙變?yōu)楹稚瑥姸冉档?，影響紙的質(zhì)量;化學(xué)法堿性硫酸鹽和二氯化鹽處理，致癌，環(huán)境污染;酶法木質(zhì)素酶水解1994年，美國波士頓召開美國工業(yè)微生物會議，酶在制紙、紙漿產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用成為一個令人關(guān)注的問題.紙張漂白酶法（木聚糖酶）有希望代替氯法1998年，日本開始應(yīng)用，1999年年處理量46000t紙漿，市場銷售額30億日元;加拿大ICI公司液態(tài)木聚糖酶“ECOPULPX-200”，處理30min每天生產(chǎn)900t的優(yōu)質(zhì)紙漿；每噸成本2美元以下，化學(xué)法每噸4美元;紙的回收再利用美國有1/3的紙進行回收利用化學(xué)法每噸30美元酶法美國農(nóng)業(yè)部威司康欣洲森林產(chǎn)品實驗室（Forestproductslaboratory)用纖維素酶處理，每噸3美元，機理還不清第五十九頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二(4)生絲的脫膠處理采用胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等處理，可進行絲膠蛋白水解(5)羊毛的除垢除鱗垢，使之著色；用枯草桿菌蛋白酶處理第六十頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二(6)皮革的脫毛處理原料皮的軟化幾千年來人們都是用動物排泄物提取物進行皮革軟化的，羅馬作家普林格（Pliny)曾報道兩千年前，人們用鴿糞進行皮革處理。近世紀(jì)，人們利用狗糞便進行皮革處理。1908年，德國的羅門（Rohm)發(fā)明了Oropon標(biāo)準(zhǔn)軟化工藝，用酶代替排泄放進行皮革軟化，即采用屠宰動物的胰臟提取物，含有胰蛋白酶（trypin).第六十一頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二(7)煙草原料的處理纖維素酶等進行煙梗、煙末處理，提高質(zhì)量；硝酸還原酶等處理，增加香氣；淀粉酶、蛋白酶處理，比例協(xié)調(diào)；(8)甜菜糖蜜的處理蜜二糖酶處理，減少棉子糖影響；第六十二頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二二、酶在輕工產(chǎn)品制造方面的應(yīng)用將原料轉(zhuǎn)變?yōu)樗璧漠a(chǎn)品，除去某些不需要的物質(zhì)而得到所需的產(chǎn)品1、酶法生產(chǎn)L-氨基酸2、酶法生產(chǎn)有機酸3、酶法制造化工原料第六十三頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二1、酶法生產(chǎn)L-氨基酸將底物轉(zhuǎn)化為L-氨基酸，或?qū)L-氨基酸拆分而生產(chǎn)L-氨基酸過程化學(xué)合成的N-?；鵇L-?；被峤?jīng)L-氨基酸酰化酶不對稱水解生成L-氨基酸和DL-?；被幔笳咴龠M行不對稱水解，如此反復(fù)DL-?；被釒缀醵嫁D(zhuǎn)化成L-氨基酸L-苯丙氨酸、L-色氨酸、L-天門冬氨酸、L-丙氨酸、L-賴氨酸等生產(chǎn)均是第六十四頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二例：L-賴氨酸由己內(nèi)酰胺水解酶生產(chǎn)尼龍副產(chǎn)品環(huán)己烯DL—氨基--己內(nèi)酰胺化學(xué)合成水解酶L-賴氨酸D-賴氨酸DL-型L-型第六十五頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二（2）酶法生產(chǎn)核苷酸核苷酸在食品和醫(yī)藥等方面有重要作用，可用多種酶生產(chǎn)5’-核苷酸：5’-磷酸二脂酶水解RNA肌苷酸IMP：腺苷酸脫氨酶水解AMP5’-肌苷酸、5’-鳥苷酸：核苷磷酸化酶AMP、ATP：核苷酸磷酸化酶第六十六頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二2、酶法生產(chǎn)有機酸L-蘋果酸、L-酒石酸3、酶法制造化工原料在常溫常壓下生產(chǎn)，減少投資；如腈水合酶的應(yīng)用；第六十七頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二三、加酶增強產(chǎn)品的使用效果應(yīng)用領(lǐng)域1、加酶洗滌劑2、加酶牙膏、牙粉和嗽口水3、加酶飼料4、加酶護膚用品第六十八頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二1、加酶洗滌劑1914年，羅門首先發(fā)明了復(fù)合冼滌劑；1962年，丹麥Novo公司首次推出加酶冼衣粉；1998年全球洗滌劑用酶銷售額達4.98億美元，是工業(yè)酶最大應(yīng)用領(lǐng)域洗滌用酶條件（1）堿性下能使用；（2）表面活性劑（LAS、AOS）存在下，很少失活；（3）洗滌輔助成分存在下不失活；（4）洗滌溫度下不失活。磷酸和鹽類漂白劑在高溫下對食具有損害，而酶不會；最廣泛使用的是堿性蛋白酶，對金屬螯合劑EDTA、重金屬和巰基試劑不敏感，有較大耐熱性，550C放置30min仍保持大部分活力；其它酶還有：脂肪酶、纖維素酶、淀粉酶等；蛋白酶占50%，糖類分解酶占27。8%；脂肪酶占22%第六十九頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二2、加酶牙膏、牙粉和嗽口水潔齒、減少牙垢、防齲齒；可添加到潔齒用品中的酶有蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、右旋糖酐酶等，右旋糖酐酶對預(yù)防齲齒有顯著效果第七十頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二3、加酶飼料1994~1998年飼料用酶年平均增長率為11%，高于同期工業(yè)酶制劑總體增長率5%的一倍；酶在飼料中的作用（1）補充畜禽內(nèi)源酶的不足，增加可消化性（2）解除飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子（3）良好安全性和減少環(huán)境污染；例：植酸酶在飼料中的應(yīng)用；2000年中國配合飼料年產(chǎn)量達65000kt，添加酶的量以0.1%計需酶65000t，而2000年中國用于飼料的酶制劑6500t，只占10%1993年，中國飼料工業(yè)辦公室與中國發(fā)酵工業(yè)會在江蘇召開全國酶在飼料工業(yè)上的應(yīng)用研討會諾和諾德公司、中芬合作肇慶市華芬飼料有限公司、珠海溢多利有限公司進行了有效的工作第七十一頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二4、加酶護膚用品溶菌酶清除皮膚表面死亡的細胞；超氧物歧化酶（SOD）清除皮膚表面自由基，抗衰老另外還有堿性磷酸酶、彈性蛋白酶、尿酸酶等第七十二頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二第四節(jié)酶在環(huán)境保護方面的應(yīng)用第七十三頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二一、酶在環(huán)境監(jiān)測方面的應(yīng)用1、利用膽堿酯酶檢測有機農(nóng)藥污染；2、利用乳酸脫氫酶的同工酶監(jiān)測重金屬污染；3、通過-葡聚糖苷酸酶監(jiān)測大腸肝菌污染；4、利用亞硝酸還原酶檢測水中亞硝酸鹽濃度第七十四頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二1、利用膽堿酯酶檢測有機農(nóng)藥污染有機農(nóng)藥是膽堿酯酶的一種抑制劑,可通過檢測膽堿酯酶活性變化來判定是否受有機磷農(nóng)藥污染;膽堿脂酶催化膽堿酯水解生成膽堿和有機酸第七十五頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二2、利用乳酸脫氫酶的同工酶監(jiān)測重金屬污染乳酸脫氫酶有5種同工酶,鎘鉛使SLDH5活性升高,汞使SLDH1活性升高,銅使SLDH4活性降低第七十六頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二3、通過β

-葡聚糖苷酸酶監(jiān)測大腸肝菌污染大腸桿菌中的β-葡聚糖苷酶會將4-甲基香豆素-β-葡聚糖苷酸水解,生成甲基香豆素,在紫外下發(fā)熒光,由此監(jiān)測水或食品中是否有大腸桿菌第七十七頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二4、利用亞硝酸還原酶檢測水中亞硝酸鹽濃度固定化亞硝酸還原酶,制成電極檢測水中亞硝酸含量,反應(yīng)如下:第七十八頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二二、酶在廢水處理方面的應(yīng)用廢水含淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪：有氧無氧下微生物處理，或通過固定化相應(yīng)酶；冶金含酚廢水：固定化酚氧化酶；第七十九頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二含硝酸鹽、亞硝酸鹽的廢水：固定化相應(yīng)酶處理使硝酸根、亞硝酸根逐步還原，最終成氮氣。第八十頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二三、酶在生物可解降材料開發(fā)方面的應(yīng)用利用脂肪酶的有機介質(zhì)催化合成聚酯類物、聚糖酯類物質(zhì)；利用蛋白酶或脂肪酶合成多肽類或聚酰胺類物質(zhì)第八十一頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二第五節(jié)酶在生物技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用第八十二頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二酶是生物體及其代謝過程中必不可少的生物催化劑，在生物工程中有著無法替代的作用；生物工程中的技術(shù)主要包括基因工程、細胞工程、酶工程和發(fā)酵工程，都是以生物體及其代謝過程為主要研究對象。上幾節(jié)闡述了酶在發(fā)酵工程中的應(yīng)用本節(jié)主要介紹酶在細胞工程、基因工程中的幾個關(guān)鍵性的作用，包括：（1）去除細胞壁；（2）大分子切割；（3）大分子連接第八十三頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二一、酶在去除細胞壁方面的應(yīng)用生物工程中去除細胞壁的必要性：1、胞內(nèi)物質(zhì)的提取2、原生質(zhì)體的制備酶在去除細胞壁方面的優(yōu)勢：不損傷細胞其它成分不同種類細胞去除細胞壁的酶也不同。第八十四頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二原生質(zhì)體的制備除去細胞壁后由細胞膜及胞內(nèi)物質(zhì)組成的微球體成為原生質(zhì)體；原生質(zhì)體釋放圖第八十五頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二種類細胞壁主要成分酶細菌陽性：肽多糖溶菌酶陰性：肽多糖、脂多糖溶菌酶+EDTA酵母外層：磷酸甘露糖+蛋白質(zhì)磷酸甘露糖酶、蛋白酶內(nèi)層：?-葡聚糖?-1，3-葡聚糖酶霉菌藻綱：幾丁質(zhì)、殼多糖殼多糖酶、幾丁質(zhì)酶、蛋白酶半知綱：幾丁質(zhì)、?-葡聚糖?-1，3-葡聚糖酶+幾丁質(zhì)酶植物纖維素、半纖維、木質(zhì)素、果膠纖維素酶+半纖維酶+果膠酶第八十六頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二二、酶在大分子切割方面的應(yīng)用生物大分子的切割過程要求在特定位點進行，只能借助于具有專一性的各種水解酶或其它酶類才能做到。用于生物大分子定點水解的酶很多：發(fā)酵工程中用-淀粉酶酶工程中用蛋白酶生產(chǎn)水解蛋白和氨基酸，用核糖核酸酶水解RNA生產(chǎn)核苷酸這里主要介紹在基因工程中常用的幾種水解酶第八十七頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期二1、限制性核酸內(nèi)切酶(restrictionenzyme)

DNA內(nèi)切酶（DNAendonucleases)