第三章酶工程在食品工业中的应用

第三章酶工程在食品工业中的应用第一页，共五十五页。第一节酶工程的概况一、酶工程发展历史二、酶的基本概念、分类与命名三、酶的活力测定四、微生物发酵产酶五、酶的提取与分离纯化六、酶与细胞固定化七、酶分子修饰八、酶反应器及反应操作控制第二页，共五十五页。一、酶工程发展历史第三页，共五十五页。二、酶的基本概念、分类与命名（一）酶基本概念（二）酶的分类（三）酶的命名第四页，共五十五页。（一）酶基本概念第五页，共五十五页。（二）酶的分类第六页，共五十五页。第七页，共五十五页。（三）酶的命名第八页，共五十五页。三、酶的活力测定第九页，共五十五页。三、酶的活力测定第十页，共五十五页。四、微生物发酵产酶（一）产酶细胞的要求（二）酶发酵生产常用的微生物（三）提高酶产量的措施第十一页，共五十五页。（一）产酶细胞的要求第十二页，共五十五页。（二）酶发酵生产常用的微生物第十三页，共五十五页。（二）酶发酵生产常用的微生物第十四页，共五十五页。（二）酶发酵生产常用的微生物第十五页，共五十五页。（三）提高酶产量的措施1．添加诱导物2．控制阻遏物浓度3．添加表面活性剂4．添加产酶促进剂第十六页，共五十五页。1．添加诱导物第十七页，共五十五页。2．控制阻遏物浓度第十八页，共五十五页。3．添加表面活性剂第十九页，共五十五页。4．添加产酶促进剂第二十页，共五十五页。五、酶的提取与分离纯化（一）酶提取的主要方法（二）酶提取过程的注意事项（三）酶的分离纯化的一般原则第二十一页，共五十五页。（一）酶提取的主要方法1.盐溶液提取2.酸溶液提取3.碱溶液提取4.有机溶剂提取第二十二页，共五十五页。1.盐溶液提取第二十三页，共五十五页。2.酸溶液提取第二十四页，共五十五页。3.碱溶液提取第二十五页，共五十五页。4.有机溶剂提取第二十六页，共五十五页。（二）酶提取过程的注意事项1．温度为了防止酶的变性失活，提取时温度不宜高。特别是采用有机溶剂提取时，温度应控制在-10℃。有些酶对温度的耐受性较高，如酵母醇脱氢酶、细菌碱性磷酸酶、胃蛋白酶，可在37℃或更高一些温度下提取。2．pH提取时溶液的pH值应该远离酶的等电点，可增加酶的溶解度。除了酸溶液提取或碱溶液提取，提取时溶液的pH不宜过高或过低，以防止酶的变性失活。3．提取液的体积提取液的用量增加，可提高提取率，但是过量的提取液，使酶浓度降低，对进一步的分离纯化不利，故提取液的用量一般为含酶原料体积的3-5倍，可一次提取。4．添加保护剂在酶提取过程中，为了提高酶的稳定性，防止酶变性失活，可以加入适量的酶作用底物，或其辅酶，或加入某些抗氧化剂等保护剂。第二十七页，共五十五页。（三）酶的分离纯化的一般原则1．原料来源广泛，成本低廉；目标酶含量高、活力强；可溶性和稳定性好。2．注意防止酶的变性和失活细胞破碎后，目标酶和溶酶体中水解酶等会混合在一起，变性的机会大大增加。因此，破碎细胞的条件要尽可能温和，尽早尽可能多地去除各种杂质等；设法避免过酸、过碱、重金属离子、变性剂、去污剂、高温、剧烈震动等不利因素；加入蛋白水解酶的抑制剂。3．建立适宜的检测手段建立灵敏、特异、精确的检测手段是评估目标酶蛋白的产量、活性、纯度的前提。4．纯化策略的选择充分利用目标酶蛋白的特点，如溶菌酶热稳定性好，可在高温下处理，使杂蛋白变性；如目标酶蛋白的性质并不特异，通常先运用非特异、快速、低分辨的方法，如硫酸铵沉淀、超滤和吸附等操作尽快缩小样品体积，提高目标酶蛋白的浓度，实现粗分离；随后可利用具有高选择性的凝胶过滤、离子交换、色谱聚焦、疏水作用、亲和分离等操作进行精分离。5．细胞破碎为了分离提取胞内酶，就先收集细胞及破碎。细胞破碎的方法有机械破碎法、物理破碎法、化学破碎法和酶学破碎法等。实际使用时可根据具体情况选用一种方法进行破碎，有时也可用两种或两种以上方法联合使用，以达到细胞破碎的目的。第二十八页，共五十五页。六、酶与细胞固定化第二十九页，共五十五页。七、酶的分子修饰第三十页，共五十五页。八、酶反应器1．常见的酶反应器类型和特点2．酶反应器的选择和使用3．酶反应器使用中应注意的问题第三十一页，共五十五页。1．常见的酶反应器类型和特点第三十二页，共五十五页。第三十三页，共五十五页。2．酶反应器的选择和使用第三十四页，共五十五页。3．酶反应器使用中应注意的问题第三十五页，共五十五页。第二节酶工程在食品工业中的应用一、酶法应用于水解纤维素二、酶法应用于各种功能性糖类的生产三、酶法应用于干酪制品的生产四、酶法应用于环状糊精的生产五、其他酶在食品加工中的应用第三十六页，共五十五页。一、酶法应用于水解纤维素（一）纤维素的预处理（二）纤维素的酶解机制（三）纤维素酶法水解的应用第三十七页，共五十五页。（一）纤维素的预处理第三十八页，共五十五页。（二）纤维素的酶解机制第三十九页，共五十五页。（三）纤维素酶法水解的应用第四十页，共五十五页。二、酶法应用于各种功能性糖类的生产（一）低聚半乳糖的酶法生产（二）低聚异麦芽糖的酶法生产（三）低聚木糖的酶法生产（四）低聚壳聚糖的酶法生产第四十一页，共五十五页。（一）低聚半乳糖的酶法生产第四十二页，共五十五页。（二）低聚异麦芽糖的酶法生产第四十三页，共五十五页。（三）低聚木糖的酶法生产第四十四页，共五十五页。（三）低聚木糖的酶法生产第四十五页，共五十五页。（四）低聚壳聚糖的酶法生产第四十六页，共五十五页。三、酶法应用于干酪制品的生产第四十七页，共五十五页。四、酶法应用于环状糊精的生产第四十八页，共五十五页。五、其它酶在食品加工中的应用1.海藻糖的生产2.大豆肽的酶法生产3.酶法应用于食品保鲜4.酶在果蔬加工中的应用第四十九页，共五十五页。1.海藻糖的生产第五十页，共五十五页。2.大豆肽的酶法生产第五十一页，共五十五页。3.酶法应用于食品保鲜第五十二页，共五十五页。3.酶法应用于食品保鲜第五十三页，共五十五页。4.酶在果蔬加工中的应用第五十四页，共五十五页。内容总结第三章酶工程在食品工业中的应用。二、酶的基本概念、分类与命名。（三）酶的分离纯化的一般原则。有些酶对温度的耐受性较高，如酵母醇脱氢酶、细菌碱性磷酸酶、胃蛋白酶，可在37℃或更高一些温度下提取。提取时溶液的pH值应该远离酶的等电点，可增加酶的溶解度。除了酸溶液提取或碱溶液提取，提取时溶液的pH不宜过高或过低，以防止酶的