福建农林大学：《食品酶学》课程教学课件（PPT讲稿）第二章 酶的生产与分离纯化

第2章 酶的生产与分离纯化 主要内容： 2.1 国内外酶制剂工业生产及应用现状 2.2 酶的发酵技术 2.3 酶的分离纯化 2.4 酶分离、纯化的评价 2.5 酶的剂型与保存

第2章 酶的生产与分离纯化 主要内容： 2.1 国内外酶制剂工业生产及应用现状 2.2 酶的发酵技术 2.3 酶的分离纯化 2.4 酶分离、纯化的评价 2.5 酶的剂型与保存

2.1国内外酶制剂工业生产及应用现状

2.1国内外酶制剂工业生产及应用现状

2.1.1．新技术在生产中的应用： 三种方法： ◼ 组织提取：木瓜蛋白酶、凝乳蛋白酶 ◼ 微生物发酵：最大量的来源 ◼ 化学及生物合成：生物重组 高新技术的应用：酶的修饰、固定化、基 因重组、膜分离技术、冷冻干燥、微胶囊

2.1.1．新技术在生产中的应用： 三种方法： ◼ 组织提取：木瓜蛋白酶、凝乳蛋白酶 ◼ 微生物发酵：最大量的来源 ◼ 化学及生物合成：生物重组 高新技术的应用：酶的修饰、固定化、基 因重组、膜分离技术、冷冻干燥、微胶囊

2.1.2. 集中垄断，市场全球化： 规模企业由20世纪80年代初的80多家减少至20多家，占市 场90% 丹麦诺和诺得公司（诺维信novozymes）→1978年进入中 国诺维信公司，占50%市场（天津）； 美国杰能科公司（Genencor）→98年进入中国，与无锡合 资，控股80%（无锡），两家公司销售额占全球2/3； （2005年杰能科国际公司被丹尼斯克公司收购）； 芬兰科特公司和丹麦丹尼斯克公司酶制剂业务合并， Pfizer，Rhone，SKW , Biosystems，日本天野

2.1.2. 集中垄断，市场全球化： 规模企业由20世纪80年代初的80多家减少至20多家，占市 场90% 丹麦诺和诺得公司（诺维信novozymes）→1978年进入中 国诺维信公司，占50%市场（天津）； 美国杰能科公司（Genencor）→98年进入中国，与无锡合 资，控股80%（无锡），两家公司销售额占全球2/3； （2005年杰能科国际公司被丹尼斯克公司收购）； 芬兰科特公司和丹麦丹尼斯克公司酶制剂业务合并， Pfizer，Rhone，SKW , Biosystems，日本天野

2.1.3. 品种、规模不断扩大 目前30多家600多个品种，应用于18个工业领域。 我国2000年酶制剂产量为30万吨，100家，市场份额仅占 5%，以未经除菌去渣的粗制品粉状酶为主。 国际以液体、颗粒为主。 国内糖化酶、ａ-淀粉酶、蛋白酶三大类占了97%，显然不 合理。 重要产品普鲁兰酶、真菌淀粉酶、系列果胶酶、低温碱性 蛋白酶，国内尚未投入生产; 我国有7家上市公司介入酶制剂开发生产

2.1.3. 品种、规模不断扩大 目前30多家600多个品种，应用于18个工业领域。 我国2000年酶制剂产量为30万吨，100家，市场份额仅占 5%，以未经除菌去渣的粗制品粉状酶为主。 国际以液体、颗粒为主。 国内糖化酶、ａ-淀粉酶、蛋白酶三大类占了97%，显然不 合理。 重要产品普鲁兰酶、真菌淀粉酶、系列果胶酶、低温碱性 蛋白酶，国内尚未投入生产; 我国有7家上市公司介入酶制剂开发生产

2.1.4. 应用领域不断扩大： 美国酶制剂年产值6.25亿美元，食品工业占62%，拓展饲 料工业、洗涤剂工业、化学工业

2.1.4. 应用领域不断扩大： 美国酶制剂年产值6.25亿美元，食品工业占62%，拓展饲 料工业、洗涤剂工业、化学工业

2.2 酶的发酵技术 利用微生物产酶的优点是： ◼ (1) 微生物种类多、酶种丰富，且菌株易诱变，菌种多样。 ◼ (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) 可以采用微电脑等新技术，控制酶发酵生产过程，生产 可连续化、自动化，经济效益高。 ◼ (5) 可以利用以基因工程为主的现代分子生物学技术，选育 菌种、增加酶产率和开发新酶种。因此，下面将主要介绍微 生物发酵法产酶的一般原理和工艺

2.2 酶的发酵技术 利用微生物产酶的优点是： ◼ (1) 微生物种类多、酶种丰富，且菌株易诱变，菌种多样。 ◼ (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) 可以采用微电脑等新技术，控制酶发酵生产过程，生产 可连续化、自动化，经济效益高。 ◼ (5) 可以利用以基因工程为主的现代分子生物学技术，选育 菌种、增加酶产率和开发新酶种。因此，下面将主要介绍微 生物发酵法产酶的一般原理和工艺

2.2.1 产酶微生物 菌种是发酵生产酶的重要条件。菌种不仅与产酶种类、产 量密切相关，而且与发酵条件、工艺等关系密切。已经在 自然界中发现的酶有数千种，目前投入工业发酵生产的酶 约有50～60种。它们的生产菌种十分广泛，包括细菌、放 线菌、酵母菌、霉菌

2.2.1 产酶微生物 菌种是发酵生产酶的重要条件。菌种不仅与产酶种类、产 量密切相关，而且与发酵条件、工艺等关系密切。已经在 自然界中发现的酶有数千种，目前投入工业发酵生产的酶 约有50～60种。它们的生产菌种十分广泛，包括细菌、放 线菌、酵母菌、霉菌

2.2.2 酶的发酵技术 2.2.2.1 培养基 ◼ 培养基的营养成分是微生物发酵产酶的原料， 主要是碳源、氮源，其次是无机盐、生长因子 和产酶促进剂等。 重要

2.2.2 酶的发酵技术 2.2.2.1 培养基 ◼ 培养基的营养成分是微生物发酵产酶的原料， 主要是碳源、氮源，其次是无机盐、生长因子 和产酶促进剂等。 重要

（1）碳源  碳素是构成菌体成分的主要元素，也是细胞贮藏物质 和生产各种代谢产物的骨架，还是菌体生命活动的能 量的主要来源。当前酶制剂生产上使用的菌种大都是 只能利用有机碳的异养型微生物。有机碳的主要来源 有：一是农副产品中如甘薯、麸皮、玉米、米糠等淀 粉质原料；二是野生的如土茯苓、橡子、石蒜等淀粉 质原料。此外，以石油产品中12～16碳的成分来作碳 源，如以某些嗜石油微生物生产蛋白酶、脂酶，均已 获得成功。 重要

（1）碳源  碳素是构成菌体成分的主要元素，也是细胞贮藏物质 和生产各种代谢产物的骨架，还是菌体生命活动的能 量的主要来源。当前酶制剂生产上使用的菌种大都是 只能利用有机碳的异养型微生物。有机碳的主要来源 有：一是农副产品中如甘薯、麸皮、玉米、米糠等淀 粉质原料；二是野生的如土茯苓、橡子、石蒜等淀粉 质原料。此外，以石油产品中12～16碳的成分来作碳 源，如以某些嗜石油微生物生产蛋白酶、脂酶，均已 获得成功。 重要