第一章.食品酶工程1

食品酶工程學(xué)習(xí)小竅門(mén)扎扎實(shí)實(shí)學(xué)好每一章節(jié)，課后及時(shí)復(fù)習(xí)。動(dòng)手：上課記筆記，做作業(yè)及思考題。注意：抄一遍比看10遍心里更踏實(shí)。閱讀王鏡巖編《生物化學(xué)》中的相關(guān)章節(jié)。絕對(duì)有好處！善于總結(jié)所學(xué)知識(shí)，前后聯(lián)系，真正學(xué)會(huì)！考核方法及成績(jī)?cè)u(píng)定：

考勤*10%+平時(shí)成績(jī)（課程論文或作業(yè)）*20%+期末考試*70%=該課成績(jī)酶（Enzyme）由活細(xì)胞產(chǎn)生的、具有高效、專(zhuān)一催化功能的生物大分子。生物技術(shù)化學(xué)工業(yè)發(fā)酵工業(yè)輕工業(yè)采礦醫(yī)藥

食品能源材料生物安全環(huán)境21世紀(jì)酶工程（EnzymeEngineering）

從應(yīng)用目的出發(fā)研究酶的生產(chǎn)和應(yīng)用的一門(mén)技術(shù)性科學(xué)，是酶學(xué)、微生物學(xué)的基本原理與化學(xué)工程有機(jī)結(jié)合而產(chǎn)生的邊緣科學(xué)。

可分為：化學(xué)酶工程和生物酶工程

生物技術(shù)的重要分支食品酶工程（Enzymeengineeringoffood）是將酶工程的理論與技術(shù)應(yīng)用于食品工業(yè)領(lǐng)域，將酶學(xué)基本原理與食品工程相結(jié)合，為新型食品及食品原料的發(fā)展提供技術(shù)支持。第一章緒論酶學(xué)和酶工程研究的歷史與現(xiàn)狀1酶學(xué)的基礎(chǔ)理論2食品酶工程研究?jī)?nèi)容與技術(shù)方法3酶與生產(chǎn)實(shí)踐41.1酶學(xué)和酶工程研究的歷史與現(xiàn)狀

史前期4000多年前發(fā)明釀酒技術(shù)3000多年前豆醬的制備利用麥曲將淀粉降解為麥芽糖制飴糖2500多年前利用酒曲治胃病

無(wú)意識(shí)的應(yīng)用酶近代鋼絲小籠盛肉飼鷹的實(shí)驗(yàn)1783年，意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼（L.Spallanzani

1729—1799）設(shè)計(jì)1833年，法國(guó)化學(xué)家蔥麥芽的水抽提物中分離出淀粉酶。1836年，德國(guó)科學(xué)家施旺（T.Schwann，1810—1882）從胃液中提取出了消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)。解開(kāi)胃的消化之謎。酶的提出1878年，德國(guó)科學(xué)家K?hne提出酶enzyme—從活生物體中分離得到的酶，意思是“在酵母中”（希臘文）。小插曲

19世紀(jì)中葉，Pasteur和Liebig學(xué)術(shù)長(zhǎng)期爭(zhēng)論:

法國(guó)化學(xué)家和微生物學(xué)家Pasteur認(rèn)為沒(méi)有生物則沒(méi)有發(fā)酵。德國(guó)化學(xué)家Liebig認(rèn)為發(fā)酵是由化學(xué)物質(zhì)引起的。此爭(zhēng)議由德國(guó)學(xué)者Buchner兄弟于1896年解決。德國(guó)學(xué)者Buchner兄弟于1896年解決。Buchner兄弟的試驗(yàn)：用細(xì)砂研磨酵母細(xì)胞，壓取汁液，汁液不含活細(xì)胞，但仍能使糖發(fā)酵生成酒精和二氧化碳。證明：發(fā)酵與細(xì)胞的活動(dòng)無(wú)關(guān)，是酶作用的化學(xué)反應(yīng)。1907年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)鎖鑰學(xué)說(shuō)的提出1894年，由費(fèi)歇爾（EmilFisher）提出酶與底物分子或底物分子的一部分之間，在結(jié)構(gòu)上有嚴(yán)格的互補(bǔ)關(guān)系，就像鑰匙插入鎖中，使底物發(fā)生催化反應(yīng)

為現(xiàn)代酶學(xué)和酶工程的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)1902年，亨利提出現(xiàn)代1913年米徹利斯推導(dǎo)出米氏方程1926年，薩姆納從刀豆提取液獲得脲酶結(jié)晶1947年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)1958年，DanielE.Koshland提出誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)核酶的發(fā)現(xiàn)1982年，ThomasR.Cech

等人發(fā)現(xiàn)四膜蟲(chóng)細(xì)胞的26SrRNA前體具有自我剪接功能，將這種具有催化活性的天然RNA稱(chēng)為核酶—Ribozyme。1983年，Altman

等人發(fā)現(xiàn)核糖核酸酶P的RNA組分具有加工tRNA前體的催化功能。而RNaseP中的蛋白組分沒(méi)有催化功能，只是起穩(wěn)定構(gòu)象的作用。1989年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)核酶的發(fā)現(xiàn)，改變了有關(guān)酶的概念，即“酶是具有生物催化功能的生物大分子（蛋白質(zhì)或RNA）。酶分兩大類(lèi)：（根據(jù)起催化作用的組分）

由蛋白質(zhì)組成——蛋白類(lèi)酶（P酶）

由核糖核酸組成——核酸類(lèi)酶（R酶）

以上就是酶學(xué)理論發(fā)展史酶工程發(fā)展概況

1894年，日本的高峰讓吉用米曲霉制備得到淀粉酶，開(kāi)創(chuàng)了酶技術(shù)走向商業(yè)化的先例。1908年，德國(guó)的Rohm用動(dòng)物胰臟制得胰蛋白酶，用于皮革的軟化及洗滌。1908年，法國(guó)的Boidin制備得到細(xì)菌淀粉酶，用于紡織品的褪漿。1911年，Wallerstein從木瓜中獲得木瓜蛋白酶，用于啤酒的澄清。從植物、動(dòng)物、微生物中提取酶局限性：受原材料和分離純化技術(shù)限制難以大規(guī)模生產(chǎn)1949年，用微生物液體深層培養(yǎng)法進(jìn)行－淀粉酶的發(fā)酵生產(chǎn)，揭開(kāi)了近代酶工業(yè)的序幕。1960年，法國(guó)科學(xué)家Jacob和Monod提出的操縱子學(xué)說(shuō)，闡明了酶生物合成的調(diào)節(jié)機(jī)制，通過(guò)酶的誘導(dǎo)和解除阻遏，可顯著提高酶的產(chǎn)量。20世紀(jì)80年代動(dòng)物、植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，為酶生產(chǎn)提供新的途徑。微生物發(fā)酵大量生產(chǎn)酶局限性：

酶穩(wěn)定性差，對(duì)強(qiáng)酸堿敏感，酶只能使用一次，分離純化困難酶和產(chǎn)物混合

如何解決呢？？酶的改性（enzymeimproving）概念：通過(guò)各種方法對(duì)酶的催化特性進(jìn)行改進(jìn)的技術(shù)主要技術(shù)：酶固定化酶分子修飾酶的非水相催化固定化技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷1916年，Nelson和Griffin發(fā)現(xiàn)蔗糖酶吸附到骨炭上仍具催化活性。1969年，日本千佃一郎首次在工業(yè)規(guī)模上用固定化氨基?；笍腄L-氨基酸拆分生產(chǎn)L－氨基酸。1971年，第一屆國(guó)際酶工程會(huì)議在美國(guó)召開(kāi)，會(huì)議的主題是固定化酶。固定化酶的研究概念是指在一定的空間范圍內(nèi)起催化作用，并能反復(fù)和連續(xù)使用的酶。特點(diǎn)（1）提高了酶的穩(wěn)定性（2）可反復(fù)使用（3）易于與產(chǎn)物分離固定化酶固定化菌體固定化細(xì)胞固定化原生質(zhì)體酶分子的修飾概念：通過(guò)各種方法使酶分子的結(jié)構(gòu)發(fā)生某些改變，從而改變酶的某些選擇性和功能的技術(shù)過(guò)程主要方法：酶分子主鏈修飾酶分子側(cè)鏈基團(tuán)修飾酶分子組成單位置換修飾酶分子金屬離子置換修飾...酶的非水相催化概念：酶在非水介質(zhì)中進(jìn)行的催化作用優(yōu)點(diǎn)：提高非極性底物或產(chǎn)物的溶解度進(jìn)行在水溶液中無(wú)法進(jìn)行的合成反應(yīng)減少產(chǎn)物對(duì)酶的反饋抑制作用提高手性化合物不對(duì)稱(chēng)反應(yīng)的對(duì)映體選擇性生物酶工程主要支撐技術(shù)：DNA重排技術(shù)基因芯片技術(shù)（高通量篩選技術(shù)）易錯(cuò)PCR技術(shù)

酶的定向進(jìn)化酶的定向進(jìn)化概念：模擬自然進(jìn)化過(guò)程（隨機(jī)突變和自然選擇），在體外進(jìn)行基因的隨機(jī)突變，簡(jiǎn)歷突變基因文庫(kù)，通過(guò)人工控制條件的特殊環(huán)境，定向選擇得到具有優(yōu)良特性的酶的突變體的技術(shù)過(guò)程。