酶的應(yīng)用及基本知識(shí)

1、授課教師：王授課教師：王 瑩瑩TELTEL：1361639977113616399771E-MailE-Mail：第二部分第二部分 酶工程原理及其應(yīng)用酶工程原理及其應(yīng)用n咀嚼甜味？咀嚼甜味？n酵母如何使面包發(fā)起的呢？酵母如何使面包發(fā)起的呢？n啤酒是如何釀出的啤酒是如何釀出的? ?n果汁果汁 實(shí)際上，酶已經(jīng)應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)實(shí)際上，酶已經(jīng)應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，為我們的生活提供了極大的便利。域，為我們的生活提供了極大的便利。一、酶的重要性一、酶的重要性緒緒 論論大自然的杰作：無(wú)處不在的酶大自然的杰作：無(wú)處不在的酶n生命與非生命最根本的區(qū)別：生命與非生命最根本的區(qū)別：沒(méi)有酶，就沒(méi)有新陳代謝，

2、就沒(méi)有整沒(méi)有酶，就沒(méi)有新陳代謝，就沒(méi)有整個(gè)生物界。個(gè)生物界。生命具有新陳代謝生命具有新陳代謝二、酶制劑的應(yīng)用二、酶制劑的應(yīng)用( (一一) )酶在食品、發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用酶在食品、發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用1、酶在食品保鮮方面的應(yīng)用、酶在食品保鮮方面的應(yīng)用A A 食品除氧保鮮食品除氧保鮮 22712626126COHOHOOHC葡萄糖氧化酶 (葡萄糖酸葡萄糖酸) B B 蛋類制品脫糖保鮮蛋類制品脫糖保鮮葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶 蛋類制品，由于蛋白中含有蛋類制品，由于蛋白中含有0.50.50.60.6葡萄糖，與蛋白質(zhì)反應(yīng)生成黑點(diǎn)，影響葡萄糖，與蛋白質(zhì)反應(yīng)生成黑點(diǎn)，影響產(chǎn)品質(zhì)量。應(yīng)用葡萄糖氧化酶進(jìn)行蛋白產(chǎn)品質(zhì)量

3、。應(yīng)用葡萄糖氧化酶進(jìn)行蛋白脫糖處理，將適量的葡萄糖氧化酶加到脫糖處理，將適量的葡萄糖氧化酶加到蛋白液中，采用適當(dāng)方法通氣，將葡萄蛋白液中，采用適當(dāng)方法通氣，將葡萄糖氧化，從而保持蛋品的色澤和溶解性。糖氧化，從而保持蛋品的色澤和溶解性。 C 食品滅菌保鮮食品滅菌保鮮 溶菌酶溶菌酶 溶菌酶是一種催化細(xì)菌細(xì)胞壁中肽多糖溶菌酶是一種催化細(xì)菌細(xì)胞壁中肽多糖水解的水解酶。破壞細(xì)胞壁使細(xì)菌溶解水解的水解酶。破壞細(xì)胞壁使細(xì)菌溶解死亡。溶菌酶一般從蛋清中分離得到。死亡。溶菌酶一般從蛋清中分離得到。在干酪、水產(chǎn)品、啤酒、清酒、鮮奶、在干酪、水產(chǎn)品、啤酒、清酒、鮮奶、奶粉、奶油、生面條等生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。奶粉、奶油、

4、生面條等生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。2.2.谷物食品中的魔術(shù)師谷物食品中的魔術(shù)師A A 促進(jìn)酵母發(fā)酵的酶促進(jìn)酵母發(fā)酵的酶, -, -淀粉酶淀粉酶B B 改善面筋網(wǎng)絡(luò)的酶改善面筋網(wǎng)絡(luò)的酶葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶 C C 延長(zhǎng)保鮮期的酶延長(zhǎng)保鮮期的酶麥芽糖淀粉酶麥芽糖淀粉酶 D D 有前途的增白酶有前途的增白酶脂肪氧化酶脂肪氧化酶 3.淀粉糖的孵化器淀粉糖的孵化器 淀粉糖是是人們非常喜愛(ài)的一種甜味料。淀粉糖是是人們非常喜愛(ài)的一種甜味料。 淀粉糖大致可分為液體葡萄糖、結(jié)晶葡萄淀粉糖大致可分為液體葡萄糖、結(jié)晶葡萄糖、麥芽糖漿、麥芽糊精、麥芽低聚糖、糖、麥芽糖漿、麥芽糊精、麥芽低聚糖、果葡糖漿等。果葡糖漿等。 近年

5、來(lái)人們還成功地生產(chǎn)了低聚異麥芽糖、近年來(lái)人們還成功地生產(chǎn)了低聚異麥芽糖、低聚果糖、低聚乳果糖等功能性低聚糖。低聚果糖、低聚乳果糖等功能性低聚糖。 4.4.油脂加工中的大力神油脂加工中的大力神 A A 使植物油的生產(chǎn)變的使植物油的生產(chǎn)變的“多快好省多快好省”傳統(tǒng)的植物油化學(xué)脫膠工藝流程：傳統(tǒng)的植物油化學(xué)脫膠工藝流程：毛油毛油酸處理酸處理堿處理堿處理離心分離離心分離水洗水洗離心離心分離分離脫膠油脫膠油酶法脫膠工藝流程：酶法脫膠工藝流程：毛油毛油檸檬酸處理檸檬酸處理酶處理酶處理離心分離離心分離脫膠油脫膠油 人造奶油或起酥油人造奶油或起酥油反式脂肪酸。反式脂肪酸。 丹麥諾維信公司丹麥諾維信公司脂肪酶脂

6、肪酶 “酶法酯交換酶法酯交換” 替代替代 “部分氫化部分氫化”工工藝。藝。B B 健康衛(wèi)士健康衛(wèi)士酶讓我們遠(yuǎn)離反式脂肪酸酶讓我們遠(yuǎn)離反式脂肪酸5. 高品質(zhì)功能食品生產(chǎn)的法寶高品質(zhì)功能食品生產(chǎn)的法寶 功能食品是指具有營(yíng)養(yǎng)功能、感覺(jué)功能功能食品是指具有營(yíng)養(yǎng)功能、感覺(jué)功能和調(diào)節(jié)生理活動(dòng)功能的食品。和調(diào)節(jié)生理活動(dòng)功能的食品。 目前的功能食品生產(chǎn)中，酶技術(shù)正越來(lái)目前的功能食品生產(chǎn)中，酶技術(shù)正越來(lái)越廣泛地得到應(yīng)用。越廣泛地得到應(yīng)用。 A 大豆多肽大豆多肽 蛋白質(zhì)長(zhǎng)鏈被切斷至一定程度的短鏈就蛋白質(zhì)長(zhǎng)鏈被切斷至一定程度的短鏈就稱為小肽?？茖W(xué)研究表明，具有某種長(zhǎng)稱為小肽?？茖W(xué)研究表明，具有某種長(zhǎng)度和空間結(jié)構(gòu)的肽

7、鏈具有某種特殊的功度和空間結(jié)構(gòu)的肽鏈具有某種特殊的功能，大豆多肽就是一個(gè)典型的例子。能，大豆多肽就是一個(gè)典型的例子。 大豆多肽可以應(yīng)用于老年人保健食品、大豆多肽可以應(yīng)用于老年人保健食品、運(yùn)動(dòng)員食品、恢復(fù)營(yíng)養(yǎng)食品和一些新品運(yùn)動(dòng)員食品、恢復(fù)營(yíng)養(yǎng)食品和一些新品種的發(fā)酵類食品中。種的發(fā)酵類食品中。 利用蛋白酶分解大豆蛋白生產(chǎn)大豆多肽利用蛋白酶分解大豆蛋白生產(chǎn)大豆多肽是大豆深加工的一個(gè)重要方向是大豆深加工的一個(gè)重要方向B 大豆低聚糖大豆低聚糖 雙歧桿菌雙歧桿菌有益菌。有益菌。產(chǎn)氣莢膜梭菌產(chǎn)氣莢膜梭菌有害菌有害菌大豆低聚糖具有促雙歧桿菌增殖作用。同大豆低聚糖具有促雙歧桿菌增殖作用。同時(shí)，減少有毒發(fā)酵產(chǎn)物及

8、有害細(xì)菌酶的產(chǎn)生時(shí)，減少有毒發(fā)酵產(chǎn)物及有害細(xì)菌酶的產(chǎn)生 n目前大豆低聚糖的生產(chǎn)方式目前大豆低聚糖的生產(chǎn)方式n主要色譜分離方法主要色譜分離方法純度較高，產(chǎn)率較純度較高，產(chǎn)率較低，成本偏高。低，成本偏高。n采用酶技術(shù)可以使大豆低聚糖中的蔗糖轉(zhuǎn)采用酶技術(shù)可以使大豆低聚糖中的蔗糖轉(zhuǎn)化為低聚糖化為低聚糖提高產(chǎn)率、節(jié)省成本。提高產(chǎn)率、節(jié)省成本。6 .果汁工業(yè)的巧幫手果汁工業(yè)的巧幫手 A 澄清蘋(píng)果汁的生產(chǎn)澄清蘋(píng)果汁的生產(chǎn)果膠酶 B 酶法脫苦酶法脫苦 C 酶法去皮酶法去皮 味）鼠李糖普魯寧（無(wú)苦柚苷柚苷酶 7 .液體大麥液體大麥啤酒中的催化劑啤酒中的催化劑 A 酶可以改善啤酒的口味酶可以改善啤酒的口味 雙乙酰

9、雙乙酰延長(zhǎng)生產(chǎn)周期延長(zhǎng)生產(chǎn)周期 - 乙酰乳酸脫羧酶乙酰乳酸脫羧酶縮短生產(chǎn)周期?？s短生產(chǎn)周期。 B 酶可以提高啤酒質(zhì)量酶可以提高啤酒質(zhì)量 啤酒渾濁、失光等現(xiàn)象。啤酒渾濁、失光等現(xiàn)象。 大分子物質(zhì)沒(méi)有被徹底分解大分子物質(zhì)沒(méi)有被徹底分解 這可以通過(guò)添加相應(yīng)的酶來(lái)加以彌補(bǔ)。這可以通過(guò)添加相應(yīng)的酶來(lái)加以彌補(bǔ)。 啤酒其獨(dú)特的色、香、味啤酒其獨(dú)特的色、香、味保證麥汁保證麥汁成分的一致性成分的一致性酶作用的一致性酶作用的一致性 現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中往往或多或少出現(xiàn)問(wèn)題，商現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中往往或多或少出現(xiàn)問(wèn)題，商品酶可以很方便地進(jìn)行補(bǔ)救。品酶可以很方便地進(jìn)行補(bǔ)救。8 8 乳制品中的點(diǎn)金石乳制品中的點(diǎn)金石A A 酶在奶酪加工中的

10、應(yīng)用酶在奶酪加工中的應(yīng)用B B 酶解決乳糖不耐受癥酶解決乳糖不耐受癥 制造乳糖水解奶制造乳糖水解奶乳糖酶乳糖酶（二）酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用（二）酶在醫(yī)藥方面的應(yīng)用 據(jù)左傳記載，據(jù)左傳記載，2500 2500 多年前，人們就多年前，人們就懂得用麥曲治療消化不良。懂得用麥曲治療消化不良。 20 20 世紀(jì)后半葉，酶的應(yīng)用日益廣泛，它具世紀(jì)后半葉，酶的應(yīng)用日益廣泛，它具有療效顯著、副作用小的特點(diǎn)。有療效顯著、副作用小的特點(diǎn)。 目前，酶在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用主要有疾病的目前，酶在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用主要有疾病的診斷、治療和藥物制造等方面。診斷、治療和藥物制造等方面。 化驗(yàn)單上的酶 生命是酶的有秩序的協(xié)同作用，酶的紊亂

11、就預(yù)示著疾病。根據(jù)谷丙轉(zhuǎn)氨酶根據(jù)谷丙轉(zhuǎn)氨酶( (GPT)GPT)的活性大小，醫(yī)生就的活性大小，醫(yī)生就能確診是不是肝病。能確診是不是肝病。 肝組織中谷丙轉(zhuǎn)氨酶含量很高，而在正常肝組織中谷丙轉(zhuǎn)氨酶含量很高，而在正常血清中其含量很低血清中其含量很低(40(40單位以下單位以下) )。感染肝炎病毒。感染肝炎病毒后，肝細(xì)胞遭到破壞，后，肝細(xì)胞遭到破壞，GPT GPT 被釋放到血液中，使被釋放到血液中，使血清中血清中GPT GPT 的活性迅速增大，醫(yī)生就可以根據(jù)血的活性迅速增大，醫(yī)生就可以根據(jù)血清中清中GPT GPT 的活性大小確診是不是患肝炎，也能根的活性大小確診是不是患肝炎，也能根據(jù)據(jù)GPT GPT

12、的變化情況判斷病情是好轉(zhuǎn)還是惡化。的變化情況判斷病情是好轉(zhuǎn)還是惡化。 處方單上的酶處方單上的酶內(nèi)科處方單上常見(jiàn)的酶要算多酶片。內(nèi)科處方單上常見(jiàn)的酶要算多酶片。如果你消化不良或食欲不振，醫(yī)生就會(huì)開(kāi)如果你消化不良或食欲不振，醫(yī)生就會(huì)開(kāi)點(diǎn)多酶片或乳酶生作為助消化劑，它們就點(diǎn)多酶片或乳酶生作為助消化劑，它們就含有消化積食的酶含有消化積食的酶淀粉酶、胃蛋白酶、淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、脂肪酶等。胰蛋白酶、脂肪酶等。 1893 1893年就有人用木瓜蛋白酶治療結(jié)核性年就有人用木瓜蛋白酶治療結(jié)核性潰瘍；如今，胰蛋白酶、菠蘿蛋白酶、潰瘍；如今，胰蛋白酶、菠蘿蛋白酶、木瓜蛋白酶等可作為消炎劑，治療各種木瓜蛋白

13、酶等可作為消炎劑，治療各種炎癥。這是因?yàn)樗鼈兡芊纸獾鞍踪|(zhì)和多炎癥。這是因?yàn)樗鼈兡芊纸獾鞍踪|(zhì)和多肽，從而增加了組織的通透性，促進(jìn)炎肽，從而增加了組織的通透性，促進(jìn)炎癥壞死組織溶解，具有消炎、消腫等效癥壞死組織溶解，具有消炎、消腫等效用。用。 外科處方單上常有溶菌酶。外科處方單上常有溶菌酶。 它能分解細(xì)菌堅(jiān)韌的細(xì)胞壁，使細(xì)菌溶它能分解細(xì)菌堅(jiān)韌的細(xì)胞壁，使細(xì)菌溶解死亡，具有抗、消炎等作用，并對(duì)組解死亡，具有抗、消炎等作用，并對(duì)組織無(wú)刺激、無(wú)毒性；它對(duì)眼、耳、鼻、織無(wú)刺激、無(wú)毒性；它對(duì)眼、耳、鼻、口腔五官科的急慢性炎癥均有一定的療口腔五官科的急慢性炎癥均有一定的療效。溶菌酶與抗生素制成復(fù)合藥劑，可效。

14、溶菌酶與抗生素制成復(fù)合藥劑，可以使抗生素的用量減少到原來(lái)的百分之以使抗生素的用量減少到原來(lái)的百分之一。一。L-L-天冬酰胺酶是第一種用來(lái)治療白血病的酶。天冬酰胺酶是第一種用來(lái)治療白血病的酶。癌細(xì)胞生長(zhǎng)需要天冬酰胺，這種酶可以癌細(xì)胞生長(zhǎng)需要天冬酰胺，這種酶可以切斷天冬酰胺的供給，使癌細(xì)胞切斷天冬酰胺的供給，使癌細(xì)胞“餓餓”死，而死，而人體正常細(xì)胞可以合成天冬酰胺人體正常細(xì)胞可以合成天冬酰胺, ,因而不受因而不受影響。因此，影響。因此，L- L- 天冬酰胺酶對(duì)治療癌癥，天冬酰胺酶對(duì)治療癌癥，特別是白血病有顯著療效。特別是白血病有顯著療效。 制藥能手制藥能手 酶在藥物制造方面的應(yīng)用是利用酶酶在藥物制

15、造方面的應(yīng)用是利用酶催化反應(yīng)物轉(zhuǎn)變成藥物?，F(xiàn)在用酶催化反應(yīng)物轉(zhuǎn)變成藥物?，F(xiàn)在用酶法生產(chǎn)的藥物有上百種。法生產(chǎn)的藥物有上百種。青霉素青霉素最初用最初用4 4 萬(wàn)單位就能殺死的細(xì)菌，現(xiàn)在用上百萬(wàn)單萬(wàn)單位就能殺死的細(xì)菌，現(xiàn)在用上百萬(wàn)單位還不能殺死，原因是細(xì)菌產(chǎn)生了耐藥性。位還不能殺死，原因是細(xì)菌產(chǎn)生了耐藥性。利用酶利用酶稍改變青霉素的結(jié)構(gòu)，即有利于對(duì)細(xì)胞的稍改變青霉素的結(jié)構(gòu)，即有利于對(duì)細(xì)胞的攻擊，如加上一個(gè)攻擊，如加上一個(gè)“氨芐氨芐”基，就成為氨芐青霉素?；统蔀榘逼S青霉素。 氨芐青霉素氨芐青霉素它們能作用于耐藥性菌株，它們能作用于耐藥性菌株，是療效很好的廣譜抗生素?，F(xiàn)在，酶工業(yè)發(fā)達(dá)的是療效很好的

16、廣譜抗生素。現(xiàn)在，酶工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家每年要生產(chǎn)上千噸半合成青霉素。國(guó)家每年要生產(chǎn)上千噸半合成青霉素。（三）酶在輕工化工方面的應(yīng)用（三）酶在輕工化工方面的應(yīng)用 洗滌能手19621962年，加酶洗衣粉。年，加酶洗衣粉。目前，洗滌劑用酶已成為工業(yè)用酶中市場(chǎng)目前，洗滌劑用酶已成為工業(yè)用酶中市場(chǎng)銷量最大的酶制劑。銷量最大的酶制劑。除堿性蛋白酶外，還添加有淀粉酶、纖維除堿性蛋白酶外，還添加有淀粉酶、纖維素酶、果膠酶、脂肪酶等，用來(lái)去除血素酶、果膠酶、脂肪酶等，用來(lái)去除血漬、油漬、菜漬、巧克力等有機(jī)污漬。漬、油漬、菜漬、巧克力等有機(jī)污漬。 在個(gè)人用品工業(yè)在個(gè)人用品工業(yè) 牙膏、漱口水等產(chǎn)品中加酶，可增加潔牙膏、

17、漱口水等產(chǎn)品中加酶，可增加潔齒效果，防治齲齒。齒效果，防治齲齒。 在護(hù)膚品和化妝品在護(hù)膚品和化妝品 加入超氧化物歧化酶、溶菌酶、彈性蛋加入超氧化物歧化酶、溶菌酶、彈性蛋白酶可以起到抗衰老、抗氧化、殺菌消白酶可以起到抗衰老、抗氧化、殺菌消炎、光潔皮膚等作用。炎、光潔皮膚等作用。n造紙工業(yè)是一個(gè)重度污染環(huán)境的工業(yè)。造紙工業(yè)是一個(gè)重度污染環(huán)境的工業(yè)。在漂白過(guò)程中使用木聚糖酶和半纖維素酶在漂白過(guò)程中使用木聚糖酶和半纖維素酶等處理紙漿，減少了用氯量，從而減少了等處理紙漿，減少了用氯量，從而減少了氯的污染。氯的污染。n在飼料廠在飼料廠植酸酶植酸酶 飼料中的磷飼料中的磷50%50%80%80%以植酸形式存在

18、，但由于以植酸形式存在，但由于大多數(shù)單胃動(dòng)物大多數(shù)單胃動(dòng)物( (雞、豬等雞、豬等) )體內(nèi)植酸酶的活力體內(nèi)植酸酶的活力很低，所以大多數(shù)植酸磷無(wú)法利用。因此為預(yù)很低，所以大多數(shù)植酸磷無(wú)法利用。因此為預(yù)防磷酸缺乏，必須向飼料中添加無(wú)機(jī)磷酸鹽，防磷酸缺乏，必須向飼料中添加無(wú)機(jī)磷酸鹽，而未消化的植酸磷被排出動(dòng)物體外，不僅意味而未消化的植酸磷被排出動(dòng)物體外，不僅意味著對(duì)磷這種貴重原料的浪費(fèi)，而且會(huì)造成環(huán)境著對(duì)磷這種貴重原料的浪費(fèi)，而且會(huì)造成環(huán)境污染。如果在飼料中添加由微生物重組制成的污染。如果在飼料中添加由微生物重組制成的植酸酶，一方面能分解利用飼料中的磷以提高植酸酶，一方面能分解利用飼料中的磷以提高營(yíng)

19、養(yǎng)，另一方面也可以使排出的磷減少營(yíng)養(yǎng)，另一方面也可以使排出的磷減少30%30%。（四）酶在環(huán)保、能源方面的應(yīng)用（四）酶在環(huán)保、能源方面的應(yīng)用 n“白色污染白色污染”是嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題是嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題 酶已被用于生產(chǎn)可生物降解塑料酶已被用于生產(chǎn)可生物降解塑料聚聚3-3-羥基丁內(nèi)酯羥基丁內(nèi)酯( (PHB)PHB) 取代塑料發(fā)泡制品、消滅白色污染的最取代塑料發(fā)泡制品、消滅白色污染的最具前景的替代物。具前景的替代物。n利用酶還可以轉(zhuǎn)化工廠廢水中有毒的酚利用酶還可以轉(zhuǎn)化工廠廢水中有毒的酚類、汞化合物、劇毒的氰化物等物質(zhì)，類、汞化合物、劇毒的氰化物等物質(zhì)，減少環(huán)境污染。減少環(huán)境污染。n在環(huán)境檢測(cè)方面，酶可以

20、檢測(cè)有機(jī)磷、在環(huán)境檢測(cè)方面，酶可以檢測(cè)有機(jī)磷、有機(jī)氯等痕量環(huán)境污染物。有機(jī)氯等痕量環(huán)境污染物。n酶在分解廢棄物中的蛋白質(zhì)、脂肪、碳酶在分解廢棄物中的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、纖維素、環(huán)烴、有機(jī)磷、人水化合物、纖維素、環(huán)烴、有機(jī)磷、人工合成聚合物等的過(guò)程中，也都擔(dān)任著工合成聚合物等的過(guò)程中，也都擔(dān)任著重要角色。重要角色。n能源乙醇很可能是未來(lái)石油的代替品。能源乙醇很可能是未來(lái)石油的代替品。 利用酶將淀粉等可再生資源轉(zhuǎn)化為乙醇利用酶將淀粉等可再生資源轉(zhuǎn)化為乙醇制成的乙醇汽油已得到關(guān)注。我國(guó)以玉制成的乙醇汽油已得到關(guān)注。我國(guó)以玉米淀粉為原料生產(chǎn)燃料乙醇，現(xiàn)在吉林、米淀粉為原料生產(chǎn)燃料乙醇，現(xiàn)在吉林、

21、黑龍江等地已建立了年產(chǎn)數(shù)十萬(wàn)噸乙醇黑龍江等地已建立了年產(chǎn)數(shù)十萬(wàn)噸乙醇的工廠。的工廠。n酶法還可以通過(guò)對(duì)廢棄的植物油進(jìn)行酯酶法還可以通過(guò)對(duì)廢棄的植物油進(jìn)行酯交換反應(yīng)而生產(chǎn)生物柴油。交換反應(yīng)而生產(chǎn)生物柴油。（五）酶在分析檢測(cè)方面的應(yīng)用（五）酶在分析檢測(cè)方面的應(yīng)用 n快速、方便、靈敏、精確快速、方便、靈敏、精確n在臨床醫(yī)學(xué)、環(huán)保監(jiān)測(cè)及工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)在臨床醫(yī)學(xué)、環(huán)保監(jiān)測(cè)及工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用。揮著巨大的作用。n酶法檢測(cè)包括單酶反應(yīng)檢測(cè)、酶偶聯(lián)反酶法檢測(cè)包括單酶反應(yīng)檢測(cè)、酶偶聯(lián)反應(yīng)檢測(cè)、酶標(biāo)記免疫反應(yīng)檢測(cè)，可確定應(yīng)檢測(cè)、酶標(biāo)記免疫反應(yīng)檢測(cè)，可確定葡萄糖、膽固醇、乳糖、胰島素、多種葡萄糖、膽固醇、乳糖

22、、胰島素、多種抗體抗原等物質(zhì)的含量。抗體抗原等物質(zhì)的含量。三、酶制劑工業(yè)的發(fā)展概況三、酶制劑工業(yè)的發(fā)展概況 1 1、世界酶制劑發(fā)展現(xiàn)狀、世界酶制劑發(fā)展現(xiàn)狀 酶作為商品生產(chǎn)已有酶作為商品生產(chǎn)已有100 100 多年歷史多年歷史 1949 1949日本人采用液體深層培養(yǎng)法生產(chǎn)細(xì)菌日本人采用液體深層培養(yǎng)法生產(chǎn)細(xì)菌-淀粉酶，這標(biāo)志著微生物酶的生產(chǎn)進(jìn)入淀粉酶，這標(biāo)志著微生物酶的生產(chǎn)進(jìn)入大規(guī)模工業(yè)化階段。大規(guī)模工業(yè)化階段。 第二次世界大戰(zhàn)后，由于抗生素工業(yè)的第二次世界大戰(zhàn)后，由于抗生素工業(yè)的興起，使酶制劑工業(yè)迅速發(fā)展。興起，使酶制劑工業(yè)迅速發(fā)展。 1974 1974，全世界酶制劑年銷售總額不過(guò)，全世界酶制

23、劑年銷售總額不過(guò)40004000萬(wàn)美元萬(wàn)美元 20022002已經(jīng)達(dá)到已經(jīng)達(dá)到2424億美元億美元 據(jù)據(jù)1985 1985 年的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，世界上大型酶制年的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，世界上大型酶制劑生產(chǎn)廠家超過(guò)劑生產(chǎn)廠家超過(guò)10 10 家，其中丹麥諾維信家，其中丹麥諾維信公司是世界上最大的酶制劑生產(chǎn)公司，公司是世界上最大的酶制劑生產(chǎn)公司，在丹麥、日本、美國(guó)、巴西、中國(guó)等國(guó)在丹麥、日本、美國(guó)、巴西、中國(guó)等國(guó)設(shè)廠，在生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品品種開(kāi)發(fā)和經(jīng)設(shè)廠，在生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品品種開(kāi)發(fā)和經(jīng)濟(jì)效益等方面處于世界領(lǐng)先水平。濟(jì)效益等方面處于世界領(lǐng)先水平。 n諾維信酶制劑公司，全球最大的酶制劑諾維信酶制劑公司，全球最大的酶制劑公司。公

24、司產(chǎn)品占有中國(guó)公司。公司產(chǎn)品占有中國(guó)50%50%的工業(yè)酶制的工業(yè)酶制劑市場(chǎng)?？偣疚挥诘湥谔旖蛴兴鼊┦袌?chǎng)?？偣疚挥诘?，在天津有它的生產(chǎn)基地，并在全國(guó)都有分廠和合作的生產(chǎn)基地，并在全國(guó)都有分廠和合作工廠。工廠。n世界第二大酶制劑公司世界第二大酶制劑公司genencor genencor n德國(guó)德國(guó)ABAB酶制劑公司酶制劑公司 n比利時(shí)比利時(shí)BELDEM BELDEM 丹麥哥本哈根丹麥哥本哈根 諾維信公司總部諾維信公司總部 全世界酶制劑市場(chǎng)以每年全世界酶制劑市場(chǎng)以每年1111的速度逐的速度逐年增長(zhǎng)。就酶應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，食品、年增長(zhǎng)。就酶應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，食品、飼料工業(yè)用量最大，洗滌劑

25、、紡織、造紙飼料工業(yè)用量最大，洗滌劑、紡織、造紙工業(yè)、化學(xué)工業(yè)。工業(yè)、化學(xué)工業(yè)。 美國(guó)、加拿大、歐盟、澳大利亞、新西美國(guó)、加拿大、歐盟、澳大利亞、新西蘭、日本等國(guó)均規(guī)定酶制劑必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格蘭、日本等國(guó)均規(guī)定酶制劑必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的的安全性評(píng)價(jià)安全性評(píng)價(jià)，批準(zhǔn)后才能生產(chǎn)銷售。，批準(zhǔn)后才能生產(chǎn)銷售。 2、我國(guó)的酶制劑工業(yè)、我國(guó)的酶制劑工業(yè) 1965 1965 年開(kāi)始生產(chǎn)，主要細(xì)菌淀粉酶，填年開(kāi)始生產(chǎn)，主要細(xì)菌淀粉酶，填補(bǔ)了我國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)微生物酶制劑的空補(bǔ)了我國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)微生物酶制劑的空白。白。 1969 1969年又完成了蛋白酶的工業(yè)化生產(chǎn)。年又完成了蛋白酶的工業(yè)化生產(chǎn)。 1980 1980年將糖化酶投

26、入到白酒與酒精生產(chǎn)年將糖化酶投入到白酒與酒精生產(chǎn)中，節(jié)約了曲糧，并節(jié)省了勞動(dòng)力與廠中，節(jié)約了曲糧，并節(jié)省了勞動(dòng)力與廠房。房。 在我國(guó)食品工業(yè)用酶制劑按食品添在我國(guó)食品工業(yè)用酶制劑按食品添加劑進(jìn)行管理。對(duì)新申請(qǐng)的酶制劑加劑進(jìn)行管理。對(duì)新申請(qǐng)的酶制劑進(jìn)行進(jìn)行衛(wèi)生學(xué)評(píng)價(jià)衛(wèi)生學(xué)評(píng)價(jià), ,包括包括毒理試驗(yàn)毒理試驗(yàn)、理理化檢驗(yàn)化檢驗(yàn)和和微生物檢驗(yàn)微生物檢驗(yàn) 使用微生物生產(chǎn)酶制劑使用微生物生產(chǎn)酶制劑, ,必須提供微必須提供微生物的菌種鑒定報(bào)告、毒理試驗(yàn)報(bào)生物的菌種鑒定報(bào)告、毒理試驗(yàn)報(bào)告等安全性評(píng)價(jià)資料。告等安全性評(píng)價(jià)資料。 我國(guó)酶制劑企業(yè)具有一定規(guī)模的有近百我國(guó)酶制劑企業(yè)具有一定規(guī)模的有近百家。主要產(chǎn)品是家

27、。主要產(chǎn)品是淀粉酶淀粉酶，其次是，其次是蛋白酶蛋白酶，其它酶的產(chǎn)量甚微。我國(guó)酶制劑工業(yè)基其它酶的產(chǎn)量甚微。我國(guó)酶制劑工業(yè)基礎(chǔ)較薄弱，產(chǎn)量雖大，但技術(shù)水平整體礎(chǔ)較薄弱，產(chǎn)量雖大，但技術(shù)水平整體不高，離國(guó)際先進(jìn)水平還有差距，需要不高，離國(guó)際先進(jìn)水平還有差距，需要趕超。趕超。 目前我國(guó)的酶制劑工業(yè)與國(guó)際先進(jìn)水平目前我國(guó)的酶制劑工業(yè)與國(guó)際先進(jìn)水平相比，仍有較大差距，主要表現(xiàn)在相比，仍有較大差距，主要表現(xiàn)在3 3方方面：面：（1 1）酶制劑品種少，結(jié)構(gòu)不合理。國(guó)內(nèi)有近百）酶制劑品種少，結(jié)構(gòu)不合理。國(guó)內(nèi)有近百家酶制劑廠，除無(wú)錫酶制劑廠生產(chǎn)的品種較多家酶制劑廠，除無(wú)錫酶制劑廠生產(chǎn)的品種較多外，其他廠家的產(chǎn)品

28、品種單一。淀粉加工用酶外，其他廠家的產(chǎn)品品種單一。淀粉加工用酶的比例居高不下，我國(guó)占的比例居高不下，我國(guó)占7070，而國(guó)外只占而國(guó)外只占2020左右。左右。（2 2）技術(shù)水平總體較低，趨于發(fā)展不批平衡，）技術(shù)水平總體較低，趨于發(fā)展不批平衡，環(huán)境治理差，廢水沒(méi)有完全處理環(huán)境治理差，廢水沒(méi)有完全處理（3 3）應(yīng)用的深度和廣度不夠。品種少，同時(shí)應(yīng)）應(yīng)用的深度和廣度不夠。品種少，同時(shí)應(yīng)用技術(shù)的研究跟不上生產(chǎn)發(fā)展需要，導(dǎo)致生產(chǎn)用技術(shù)的研究跟不上生產(chǎn)發(fā)展需要，導(dǎo)致生產(chǎn)不穩(wěn)定，影響了酶制劑行業(yè)的發(fā)展不穩(wěn)定，影響了酶制劑行業(yè)的發(fā)展四、酶制劑工業(yè)的發(fā)展方向四、酶制劑工業(yè)的發(fā)展方向1 1、開(kāi)發(fā)新酶源、開(kāi)發(fā)新酶源菊

29、糖酶菊糖酶果葡糖漿生產(chǎn)果葡糖漿生產(chǎn)黃曲霉毒素脫毒酶黃曲霉毒素脫毒酶單寧酶單寧酶茶飲料、制革、化妝品茶飲料、制革、化妝品2 2、微生物酶及產(chǎn)酶效能和酶制劑應(yīng)用性、微生物酶及產(chǎn)酶效能和酶制劑應(yīng)用性能改良能改良3 3、酶制劑應(yīng)用研究開(kāi)發(fā)趨勢(shì)、酶制劑應(yīng)用研究開(kāi)發(fā)趨勢(shì)（1 1）基因工程和蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用）基因工程和蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用 菌種是發(fā)酵工程的根本，改良菌種是酶菌種是發(fā)酵工程的根本，改良菌種是酶工程發(fā)展的必由之路工程發(fā)展的必由之路 80% 80%基因工程菌基因工程菌NovozymeNovozyme（2 2）人工合成酶和模擬酶）人工合成酶和模擬酶 人工合成的具有類似酶活性的有機(jī)催化人工合成的具有類似酶

30、活性的有機(jī)催化劑稱之為劑稱之為（3 3）酶的定向固定化）酶的定向固定化 使酶蛋白以有序的方式附著在載體的表使酶蛋白以有序的方式附著在載體的表面，面，（4 4）雜交酶）雜交酶 由來(lái)自兩種或兩種以上的酶不同結(jié)構(gòu)片段由來(lái)自兩種或兩種以上的酶不同結(jié)構(gòu)片段構(gòu)建成的新酶。構(gòu)建成的新酶。n應(yīng)用領(lǐng)域新用途應(yīng)用領(lǐng)域新用途（1）制造功能性低聚糖）制造功能性低聚糖益生元，益生元，雙歧因子雙歧因子（2）功能性肽）功能性肽n目前，已發(fā)現(xiàn)的酶目前，已發(fā)現(xiàn)的酶70007000，已利用的，已利用的150150，工業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)生產(chǎn)的6060，大量生產(chǎn)的，大量生產(chǎn)的2020，占，占0.3%0.3%，其中，其中，80%80%是水解

31、酶，氧化還原酶有待開(kāi)是水解酶，氧化還原酶有待開(kāi)發(fā)。發(fā)。第一章第一章 酶與酶制劑酶與酶制劑由活細(xì)胞所產(chǎn)生的，具有高效和專一由活細(xì)胞所產(chǎn)生的，具有高效和專一催化功能的生物大分子催化功能的生物大分子( (蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)、RNA)RNA)。第一節(jié)第一節(jié) 酶酶一、定義一、定義蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)二、酶的特性二、酶的特性 A A 只改變反應(yīng)速度，不改變反應(yīng)性只改變反應(yīng)速度，不改變反應(yīng)性 質(zhì)、方向和反應(yīng)平橫點(diǎn)。質(zhì)、方向和反應(yīng)平橫點(diǎn)。 B B 在反應(yīng)過(guò)程中不消耗。在反應(yīng)過(guò)程中不消耗。 C C 可降低反應(yīng)活化能?？山档头磻?yīng)活化能。 1、酶是催化劑，首先具有催化劑的共同特性。、酶是催化劑，首先具有催化劑的共同特性。酶促反

32、應(yīng)酶促反應(yīng)非酶促反應(yīng)非酶促反應(yīng)自由能自由能能能反應(yīng)進(jìn)程反應(yīng)進(jìn)程底物底物產(chǎn)物產(chǎn)物ESESESES* *EPEP2 2 作為生物催化劑，酶還具有特殊的特性作為生物催化劑，酶還具有特殊的特性nA A 高效性高效性Exp.1Exp.1鐵離子和過(guò)氧化氫酶分別催化鐵離子和過(guò)氧化氫酶分別催化1mol1mol鐵離子可催化鐵離子可催化 1mol1mol過(guò)氧化氫酶過(guò)氧化氫酶222222OOHOH10-5mol H2O210+5mol H2O2 exp.2 exp.2 在正常體溫下，人的消化道在正常體溫下，人的消化道內(nèi)要是沒(méi)有酶的作用，消化一頓簡(jiǎn)內(nèi)要是沒(méi)有酶的作用，消化一頓簡(jiǎn)單的午餐將會(huì)花費(fèi)單的午餐將會(huì)花費(fèi) 原理：

33、原理： 酶的催化效率之所以這么高，酶的催化效率之所以這么高，由于酶催化反應(yīng)可以使反應(yīng)所需的由于酶催化反應(yīng)可以使反應(yīng)所需的活化能顯著降低。活化能顯著降低。50年年 B B、高度專一性、高度專一性I 絕對(duì)專一性：絕對(duì)專一性：一種酶只能作用于一種化合物，以催化一一種酶只能作用于一種化合物，以催化一種化學(xué)反應(yīng)，稱為絕對(duì)專一性。種化學(xué)反應(yīng)，稱為絕對(duì)專一性。L乳酸乳酸乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶D乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸一種酶只能作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵，一種酶只能作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵，催化一類化學(xué)反應(yīng)，稱為相對(duì)專一性。催化一類化學(xué)反應(yīng)，稱為相對(duì)專一性。II 相對(duì)專一性：相對(duì)專一性：

34、相對(duì)相對(duì)專一性專一性胰蛋白酶選擇性水解含有賴氨酰和精氨酰胰蛋白酶選擇性水解含有賴氨酰和精氨酰的羰基肽鍵。凡含有這兩種肽鍵的物質(zhì)，的羰基肽鍵。凡含有這兩種肽鍵的物質(zhì)，都能被水解。都能被水解。RCOR+ H2OR COOH + R OH鍵專一性：鍵專一性：基團(tuán)專一性：基團(tuán)專一性：酶能夠催化具有相同化學(xué)鍵酶能夠催化具有相同化學(xué)鍵的一的一 類底物。類底物。酯酶酯酶催化具有相同基團(tuán)的一類底物。催化具有相同基團(tuán)的一類底物。酶為什么具有專一性？酶為什么具有專一性？鎖、鑰學(xué)說(shuō)鎖、鑰學(xué)說(shuō) 認(rèn)為整個(gè)酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性認(rèn)為整個(gè)酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性結(jié)構(gòu)的，酶表面具有特定的形狀。酶與結(jié)構(gòu)的，酶表面具有特定

35、的形狀。酶與底物的結(jié)合如同一把鑰匙對(duì)一把鎖一樣底物的結(jié)合如同一把鑰匙對(duì)一把鎖一樣剛性模式：剛性模式：Emil Fisher提出提出誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō) 該學(xué)說(shuō)認(rèn)為酶表面并沒(méi)有一種與底物該學(xué)說(shuō)認(rèn)為酶表面并沒(méi)有一種與底物互補(bǔ)的固定形狀，而只是由于底物的互補(bǔ)的固定形狀，而只是由于底物的誘導(dǎo)才形成了互補(bǔ)形狀誘導(dǎo)才形成了互補(bǔ)形狀. .柔性學(xué)說(shuō)：柔性學(xué)說(shuō)：Koshland提出提出 常溫、常壓、常溫、常壓、pHpH值近乎中性值近乎中性 c c 作用條件溫和作用條件溫和245294 千帕千帕140150的高的高溫耐酸的設(shè)備溫耐酸的設(shè)備淀粉淀粉葡萄糖葡萄糖酸酸90、一般設(shè)備、一般設(shè)備淀粉淀粉葡萄糖葡萄糖 酶酶d d 高度受控性高度受控性酶濃度的調(diào)節(jié)酶濃度的調(diào)節(jié)共價(jià)修飾調(diào)節(jié)共價(jià)修飾調(diào)節(jié)激素調(diào)節(jié)、輔助因子、存在狀態(tài)、反饋調(diào)激素調(diào)節(jié)、輔助因子、存在狀態(tài)、反饋調(diào)節(jié)、底物水平、酶原激活、抑制劑、溫度、節(jié)、底物水平、酶原激活、抑制劑、溫度、pHpH等。等。e e 易變性易變性 結(jié)構(gòu)易變結(jié)構(gòu)易變f f 代謝相關(guān)性代謝相關(guān)性 酶改變酶改變酶變化酶變化新陳代謝功能新陳代謝功能國(guó)際系統(tǒng)分類法：國(guó)際系統(tǒng)分類法：每個(gè)酶都有一個(gè)編號(hào)，前面冠以每個(gè)酶都有一個(gè)編號(hào)，前面冠以EC(Enzyme Commision)。編