打印用食品生物技術(shù)第一章和第二章

1、 Henan University of Technology School of Food Science and TechnologyChapter One Introduction 第一節(jié)第一節(jié)食品生物技術(shù)研究的內(nèi)容：食品生物技術(shù)研究的內(nèi)容：（一）（一）The Definition of BiotechnologyThe Definition of Biotechnology 生物技術(shù)生物技術(shù)是指以現(xiàn)代分子生物學(xué)為基礎(chǔ)，是指以現(xiàn)代分子生物學(xué)為基礎(chǔ)，采用采用基因工程基因工程、蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程、酶工程酶工程、發(fā)酵工程發(fā)酵工程和和細(xì)胞工程細(xì)胞工程等新技術(shù)手段，按照預(yù)先設(shè)計(jì)改造生等新技術(shù)手段

2、，按照預(yù)先設(shè)計(jì)改造生物體或加工生物原料，為人類生產(chǎn)出所需產(chǎn)品或物體或加工生物原料，為人類生產(chǎn)出所需產(chǎn)品或達(dá)到某種目的高新技術(shù)。達(dá)到某種目的高新技術(shù)。 （ 信息、能源、生物技術(shù)、航天、材料、汽車和環(huán)境） 食品生物技術(shù)是指生物技術(shù)在食品中的應(yīng)用。食品生物技術(shù)是指生物技術(shù)在食品中的應(yīng)用。 DNA DNA雙螺旋的結(jié)構(gòu)特征雙螺旋的結(jié)構(gòu)特征 染色體染色體 DNA DNA 基因基因 人的染色體人的染色體免疫球蛋白部分分子的空間結(jié)構(gòu)免疫球蛋白部分分子的空間結(jié)構(gòu) 將人們需要的基因從將人們需要的基因從DNA或染色體上切割或染色體上切割下來或人工合成，在細(xì)胞體外將該基因連接到下來或人工合成，在細(xì)胞體外將該基因連接到

3、載體載體上，通過上，通過轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化或或轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)將將重組子重組子送入受體細(xì)送入受體細(xì)胞，使后者獲得復(fù)制該基因的能力，從而達(dá)到胞，使后者獲得復(fù)制該基因的能力，從而達(dá)到定向地改變生物遺傳特性或創(chuàng)造新物種的目的。定向地改變生物遺傳特性或創(chuàng)造新物種的目的。這種這種DNA重組技術(shù)（重組技術(shù)（Recombinant technology）一般含四個(gè)步驟：一般含四個(gè)步驟：（1）DNA片段的形成；片段的形成；（2）DNA和載體的連接；和載體的連接；（3）載體進(jìn)入受體細(xì)胞；）載體進(jìn)入受體細(xì)胞；（4）篩選、增殖和基因表達(dá)。）篩選、增殖和基因表達(dá)。1、基因工程（、基因工程（Gene Engineering）轉(zhuǎn)基因食品轉(zhuǎn)

4、基因食品：利用基因工程技術(shù)改變基因組構(gòu)成的動(dòng)物、植物和微生物生產(chǎn)的食品和食品添加劑。 -轉(zhuǎn)基因食品衛(wèi)生管理辦法1983世界上第一例轉(zhuǎn)基因植物問世世界上第一例轉(zhuǎn)基因植物問世 （轉(zhuǎn)抗蟲基因的煙草）（轉(zhuǎn)抗蟲基因的煙草）1994美國美國FDA批準(zhǔn)延熟保鮮的轉(zhuǎn)基因番批準(zhǔn)延熟保鮮的轉(zhuǎn)基因番 茄上市茄上市2、蛋白質(zhì)工程、蛋白質(zhì)工程(Protein Engineering)蛋白質(zhì)工程：蛋白質(zhì)工程：以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其功能為基礎(chǔ)，以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其功能為基礎(chǔ)，通過基因修飾、蛋白質(zhì)修飾等分子設(shè)計(jì)，對(duì)現(xiàn)通過基因修飾、蛋白質(zhì)修飾等分子設(shè)計(jì)，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)加以改造，組建新型蛋白質(zhì)的現(xiàn)代生有蛋白質(zhì)加以改造，組建新型蛋白質(zhì)的現(xiàn)

5、代生物技術(shù)物技術(shù)。 - 第二代基因工程第二代基因工程 理性分子設(shè)計(jì)：基因定位突變理性分子設(shè)計(jì)：基因定位突變 非理性分子設(shè)計(jì)：定向進(jìn)化、隨機(jī)突變非理性分子設(shè)計(jì)：定向進(jìn)化、隨機(jī)突變 定位突變技術(shù)在酶結(jié)構(gòu)改造中的應(yīng)用淀粉酶突變淀粉酶在90時(shí)的半衰期比正常酶增加了9倍蛋白酶在枯草桿菌蛋白酶的活力位點(diǎn)內(nèi)有一個(gè)Met殘基，利用定位誘變用Cys代替Met可以增加酶的活力用含不可氧化氨基酸構(gòu)造的突變酶可抗氧化食物蛋白質(zhì)改性技術(shù) 化學(xué)改性 酶法水解改性 酶法聚合改性 物理改性3、酶工程、酶工程(Enzyme Engineering)酶工程的主要技術(shù)包括酶工程的主要技術(shù)包括各類酶的開發(fā)和生產(chǎn)各類酶的開發(fā)和生產(chǎn)酶的

6、分離、純化及鑒定技術(shù)酶的分離、純化及鑒定技術(shù)酶的固定化技術(shù)酶的固定化技術(shù)酶的非水相催化酶的非水相催化酶的應(yīng)用酶的應(yīng)用4 4、發(fā)酵工程、發(fā)酵工程(Fermentation Engineering)鼻祖：法國科學(xué)家巴斯德鼻祖：法國科學(xué)家巴斯德發(fā)酵工程發(fā)酵工程 ： 利用微生物的生長與代謝活動(dòng)、通過現(xiàn)代工程利用微生物的生長與代謝活動(dòng)、通過現(xiàn)代工程技術(shù)手段，大量生產(chǎn)人們所需產(chǎn)品過程的理論和技術(shù)手段，大量生產(chǎn)人們所需產(chǎn)品過程的理論和工程技術(shù)。工程技術(shù)。舉例：舉例：? ?發(fā)酵工程的主要內(nèi)容包括發(fā)酵工程的主要內(nèi)容包括工業(yè)化大生產(chǎn)菌種的選育工業(yè)化大生產(chǎn)菌種的選育最佳發(fā)酵條件的選擇和控制最佳發(fā)酵條件的選擇和控制生

7、化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)生化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)產(chǎn)品的分離、提取和精制產(chǎn)品的分離、提取和精制第二節(jié)第二節(jié) 食品生物技術(shù)的發(fā)展簡史食品生物技術(shù)的發(fā)展簡史 The History of Food Biotechnology史前時(shí)期 數(shù)千年前，以天然微生物發(fā)酵釀制食品的數(shù)千年前，以天然微生物發(fā)酵釀制食品的傳統(tǒng)食品生物技術(shù)率先在我國形成。傳統(tǒng)食品生物技術(shù)率先在我國形成。 制曲技術(shù)是我國釀酒史上的一大發(fā)明（日本科學(xué)家制曲技術(shù)是我國釀酒史上的一大發(fā)明（日本科學(xué)家將之與古代中國四大發(fā)明媲美）將之與古代中國四大發(fā)明媲美） 對(duì)霉菌的充分利用反映我國古代勞動(dòng)人民的智慧對(duì)霉菌的充分利用反映我國古代勞動(dòng)人民的智慧第二節(jié)第二節(jié) 食品生物

8、技術(shù)的發(fā)展簡史食品生物技術(shù)的發(fā)展簡史 The History of Food Biotechnology近代時(shí)期 19 19世紀(jì)世紀(jì)5050年代開始，伴隨歐洲文藝復(fù)興帶來科學(xué)年代開始，伴隨歐洲文藝復(fù)興帶來科學(xué)和工業(yè)的繁榮。和工業(yè)的繁榮。-法國科學(xué)家巴斯德（法國科學(xué)家巴斯德（PasteurPasteur）創(chuàng)立微生物學(xué)）創(chuàng)立微生物學(xué) -德國科學(xué)家柯赫（德國科學(xué)家柯赫（KochKoch）發(fā)明微生物的分離和純）發(fā)明微生物的分離和純種培養(yǎng)技術(shù)種培養(yǎng)技術(shù)-法國科學(xué)家布合乃爾（法國科學(xué)家布合乃爾（BuchnerBuchner）兄弟通過實(shí)驗(yàn)）兄弟通過實(shí)驗(yàn)揭示發(fā)酵本質(zhì)是細(xì)胞中酶的作用揭示發(fā)酵本質(zhì)是細(xì)胞中酶的作用

9、 從傳統(tǒng)發(fā)酵食品的生產(chǎn)靠天然微生物作用，發(fā)展為從傳統(tǒng)發(fā)酵食品的生產(chǎn)靠天然微生物作用，發(fā)展為人工分離篩選和物理化學(xué)育種新階段。人工分離篩選和物理化學(xué)育種新階段。第二節(jié)第二節(jié) 食品生物技術(shù)的發(fā)展簡史食品生物技術(shù)的發(fā)展簡史 The History of Food Biotechnology現(xiàn)代時(shí)期-1953-1953年年“DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)”的發(fā)現(xiàn)的發(fā)現(xiàn) -1969-1969年酶固定化技術(shù)的應(yīng)用年酶固定化技術(shù)的應(yīng)用-1973-1973年基因工程誕生年基因工程誕生 逐步形成以分子生物學(xué)為基礎(chǔ)，以基因工程為核心逐步形成以分子生物學(xué)為基礎(chǔ)，以基因工程為核心手段，包括酶工程、發(fā)酵工程、細(xì)胞工程

10、和蛋白質(zhì)工手段，包括酶工程、發(fā)酵工程、細(xì)胞工程和蛋白質(zhì)工程的現(xiàn)代生物技術(shù)。推動(dòng)了傳統(tǒng)食品工業(yè)的革新。程的現(xiàn)代生物技術(shù)。推動(dòng)了傳統(tǒng)食品工業(yè)的革新。生物化學(xué)重大發(fā)展年代表生物化學(xué)重大發(fā)展年代表1897年 Buchner 發(fā)現(xiàn)酵母細(xì)胞裂解液能使糖發(fā)酵1902年 Fischer 肽鍵理論1926年 Sumner結(jié)晶得到了脲酶,證明酶是蛋白質(zhì)1935年 Schneider將同位素應(yīng)用于代謝的研究 1944年 Avery等人證明遺傳信息是核酸 1953年 Sanger胰島素氨基酸的序列測定（第一個(gè)蛋白質(zhì)分子） Waston-Crick提出DNA雙螺旋模型 1958年 Perutz等解明肌紅蛋白的立體結(jié)構(gòu)

11、1954-1965年 遺傳密碼的破譯1965年 人工合成胰島素1970年 發(fā)現(xiàn)了DNA限制性內(nèi)切酶 1972年 DNA重組技術(shù)的建立 1978年 DNA雙脫氧測序法的建立 1990年 人類基因組計(jì)劃的實(shí)施,2003年完成第二章第二章 酶工程及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用酶工程及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用The Application of Enzyme Engineeringin Food Industry前言前言1第一節(jié)第一節(jié) 酶法應(yīng)用于水解纖維素酶法應(yīng)用于水解纖維素2 第二節(jié)第二節(jié) 酶法應(yīng)用于淀粉糖類的生酶法應(yīng)用于淀粉糖類的生產(chǎn)產(chǎn)3 第三節(jié)第三節(jié) 酶法生產(chǎn)低聚糖酶法生產(chǎn)低聚糖4 第四節(jié)第四節(jié) 酶法生產(chǎn)活

12、性肽酶法生產(chǎn)活性肽5主要內(nèi)容主要內(nèi)容 第五節(jié)第五節(jié) 酶法應(yīng)用于干酪制品的生產(chǎn)酶法應(yīng)用于干酪制品的生產(chǎn)6第六節(jié)第六節(jié) 酶在其他食品加工中的應(yīng)用酶在其他食品加工中的應(yīng)用7 18361836年，德國科學(xué)家從胃液中年，德國科學(xué)家從胃液中提取出了消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)；提取出了消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)；18941894年，日本科學(xué)家首次從米曲霉中年，日本科學(xué)家首次從米曲霉中提煉出淀粉酶提煉出淀粉酶19111911年，美國科學(xué)家從木瓜中提取出年，美國科學(xué)家從木瓜中提取出木瓜蛋白酶，用與啤酒除渾濁；木瓜蛋白酶，用與啤酒除渾濁；19261926年，從刀豆種子中年，從刀豆種子中提取出脲酶的結(jié)晶提取出脲酶的結(jié)晶酶是酶是一類一類

13、具有具有生物生物催化催化作用作用的蛋的蛋白質(zhì)白質(zhì) 20世紀(jì)世紀(jì)80年代，美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)年代，美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)少數(shù)少數(shù)RNA也具有生物催化作用也具有生物催化作用生物細(xì)胞產(chǎn)生生物細(xì)胞產(chǎn)生蛋白質(zhì)組成（少數(shù)蛋白質(zhì)組成（少數(shù)RNA)高效催化高效催化促進(jìn)生物體代謝促進(jìn)生物體代謝常見的酶常見的酶 胃蛋白酶胃蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶脂肪酶脂肪酶淀粉酶淀粉酶酶催化化學(xué)反酶催化化學(xué)反應(yīng)的能力叫酶應(yīng)的能力叫酶活力活力概念概念酶的活力酶的活力 水解酶水解酶 氧化還原酶氧化還原酶 異構(gòu)酶異構(gòu)酶 轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶酶和細(xì)胞的固定酶和細(xì)胞的固定酶分子的酶分子的修飾改造修飾改造酶的生產(chǎn)酶的生產(chǎn)與純化與純化酶工程

14、又稱酶反應(yīng)技術(shù)，酶工程又稱酶反應(yīng)技術(shù)，將酶或微生物細(xì)胞，動(dòng)植物細(xì)胞，將酶或微生物細(xì)胞，動(dòng)植物細(xì)胞，細(xì)胞器等在一定的生物反應(yīng)裝置細(xì)胞器等在一定的生物反應(yīng)裝置中，利用酶所具有的生物催化功能，中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成借助工程手段將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)并應(yīng)用于社會(huì)生活的一門有用物質(zhì)并應(yīng)用于社會(huì)生活的一門科學(xué)技術(shù)科學(xué)技術(shù)酶反應(yīng)器；酶反應(yīng)器；酶的應(yīng)用酶的應(yīng)用菠蘿蛋白酶菠蘿蛋白酶木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶花青素花青素酶酶從前是從豬的胰臟里提取從前是從豬的胰臟里提取-淀粉酶來分解淀粉淀粉酶來分解淀粉, , 提取胰蛋白酶來軟化皮革提取胰蛋白酶來軟化皮革等。等。牧民把牛奶制成奶

15、酪，牧民把牛奶制成奶酪， 以便於貯存使用少量以便於貯存使用少量小牛犢的胃液用現(xiàn)代小牛犢的胃液用現(xiàn)代的眼光看那就是在使用的眼光看那就是在使用凝乳酶凝乳酶 1949年，人們開始用芽孢年，人們開始用芽孢桿菌來生產(chǎn)桿菌來生產(chǎn)-淀粉酶從淀粉酶從立方米的芽孢桿菌培養(yǎng)立方米的芽孢桿菌培養(yǎng)液液里獲取的里獲取的-淀粉酶，淀粉酶， 相當(dāng)相當(dāng)于幾千頭豬的胰臟的含量。于幾千頭豬的胰臟的含量。 -揭開了近代酶工業(yè)揭開了近代酶工業(yè)的序幕的序幕基因工程菌基因工程菌控制發(fā)酵控制發(fā)酵分離提取分離提取6. 微生物基因組較小，進(jìn)行基因操作相對(duì)容易。 微生物種類繁多，可滿足不同生產(chǎn)需要2. 微生物極易誘變、篩選，為優(yōu)良菌株選育提供捷

16、徑3. 容易培養(yǎng)，生產(chǎn)成本低4. 產(chǎn)酶活力高，繁殖快，周期短5. 利用現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、連續(xù)化、規(guī)?；a(chǎn)蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程中中的定位突變的定位突變技術(shù)技術(shù)穩(wěn)定性差穩(wěn)定性差使用壽命短使用壽命短使用效率低使用效率低不能反復(fù)使用不能反復(fù)使用難實(shí)現(xiàn)連續(xù)化難實(shí)現(xiàn)連續(xù)化優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1.一般固定化酶熱穩(wěn)定性較游離酶一般固定化酶熱穩(wěn)定性較游離酶熱穩(wěn)定性高熱穩(wěn)定性高（因（因?yàn)榻橘|(zhì)的保護(hù)），因此可以利用溫度的提高來為介質(zhì)的保護(hù)），因此可以利用溫度的提高來加速反應(yīng)的速率；加速反應(yīng)的速率； 2.可可反復(fù)使用反復(fù)使用多次，效率高，專一性強(qiáng)；多次，效率高，專一性強(qiáng)； 3.易與產(chǎn)物分離易與產(chǎn)物分離，有利于精

17、制，提高產(chǎn)品質(zhì)量；，有利于精制，提高產(chǎn)品質(zhì)量； 4.具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，可以置于專門的反應(yīng)器中具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，可以置于專門的反應(yīng)器中進(jìn)行進(jìn)行連續(xù)的催化反應(yīng)連續(xù)的催化反應(yīng)，便于連續(xù)化和自動(dòng)化的，便于連續(xù)化和自動(dòng)化的操作；操作； 固定化活細(xì)胞的發(fā)展使固定化活細(xì)胞的發(fā)展使固定化酶更進(jìn)一步，省去了固定化酶更進(jìn)一步，省去了酶的分離、純化工序，又有酶的分離、純化工序，又有更強(qiáng)的代謝能力更強(qiáng)的代謝能力，生產(chǎn)效率，生產(chǎn)效率高，又能連續(xù)化、管道化和高，又能連續(xù)化、管道化和自動(dòng)化自動(dòng)化 固定化細(xì)胞的限制因素：固定化細(xì)胞的限制因素：細(xì)胞中酶很多，可能產(chǎn)生副反應(yīng)，使細(xì)胞中酶很多，可能產(chǎn)生副反應(yīng)，使產(chǎn)物不純；產(chǎn)物不

18、純；細(xì)胞壁和細(xì)胞膜對(duì)底物和產(chǎn)物的擴(kuò)散細(xì)胞壁和細(xì)胞膜對(duì)底物和產(chǎn)物的擴(kuò)散產(chǎn)生限制，反應(yīng)速率降低；產(chǎn)生限制，反應(yīng)速率降低； 細(xì)胞內(nèi)蛋白酶可能會(huì)分解反應(yīng)所需酶；細(xì)胞內(nèi)蛋白酶可能會(huì)分解反應(yīng)所需酶； 如細(xì)胞發(fā)生自溶，將影響產(chǎn)品純度。如細(xì)胞發(fā)生自溶，將影響產(chǎn)品純度。 利用各種固體吸附劑將酶或含酶菌體吸附在利用各種固體吸附劑將酶或含酶菌體吸附在其表面上，而使酶固定化的方法稱為物理吸附其表面上，而使酶固定化的方法稱為物理吸附法，簡稱吸附法。法，簡稱吸附法。 物理吸附法常用的固體吸附劑有活性炭、氧物理吸附法常用的固體吸附劑有活性炭、氧化鋁、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅膠、化鋁、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅膠、

19、羥基磷灰石等。羥基磷灰石等。 靠物理吸附作用，結(jié)合力較弱，酶與載體結(jié)靠物理吸附作用，結(jié)合力較弱，酶與載體結(jié)合不牢固而容易脫落，所以使用受到一定限制。合不牢固而容易脫落，所以使用受到一定限制。固定化酶（細(xì)胞）的方法固定化酶（細(xì)胞）的方法 將酶或含酶菌體包埋在各種多孔載體中，使將酶或含酶菌體包埋在各種多孔載體中，使酶固定化的方法稱為包埋法。酶固定化的方法稱為包埋法。 包埋法使用的多孔載體主要有：瓊脂、瓊脂包埋法使用的多孔載體主要有：瓊脂、瓊脂糖、海藻酸鈉、角叉菜膠、明膠、聚丙烯酰胺、糖、海藻酸鈉、角叉菜膠、明膠、聚丙烯酰胺、光交聯(lián)樹脂、聚酰胺、火棉膠等。光交聯(lián)樹脂、聚酰胺、火棉膠等。 包埋法制備固

20、定化酶或固定化菌體時(shí)，根據(jù)包埋法制備固定化酶或固定化菌體時(shí)，根據(jù)載體材料和方法的不同，可分為凝膠包埋法和載體材料和方法的不同，可分為凝膠包埋法和半透膜包埋法兩大類。半透膜包埋法兩大類。凝膠包埋法：凝膠包埋法：凝膠包埋法是將酶或含酶菌體包埋在各種凝膠包埋法是將酶或含酶菌體包埋在各種凝膠內(nèi)部的微孔中，制成一定形狀的固定凝膠內(nèi)部的微孔中，制成一定形狀的固定化酶或固定化含酶菌體。大多數(shù)為球狀或化酶或固定化含酶菌體。大多數(shù)為球狀或片狀，也可按需要制成其他形狀。片狀，也可按需要制成其他形狀。常用的凝膠有瓊脂凝膠、海藻酸鈣凝膠、常用的凝膠有瓊脂凝膠、海藻酸鈣凝膠、角叉菜膠、明膠等天然凝膠以及聚丙烯酰角叉菜膠

21、、明膠等天然凝膠以及聚丙烯酰胺凝膠、光交聯(lián)樹脂等合成凝膠。胺凝膠、光交聯(lián)樹脂等合成凝膠。半透膜包埋法：半透膜包埋法：半透膜包埋法是將酶包埋在由各種高分子半透膜包埋法是將酶包埋在由各種高分子聚合物制成的小球內(nèi)，制成固定化酶。聚合物制成的小球內(nèi)，制成固定化酶。常用于制備固定化酶的半透膜有聚酰胺膜、常用于制備固定化酶的半透膜有聚酰胺膜、火棉膠膜等?；鹈弈z膜等。 選擇適宜的載體，使之通過共價(jià)鍵或離子鍵選擇適宜的載體，使之通過共價(jià)鍵或離子鍵與酶結(jié)合在一起的固定化方法稱為結(jié)合法。與酶結(jié)合在一起的固定化方法稱為結(jié)合法。 根據(jù)酶與載體結(jié)合的化學(xué)鍵不同，結(jié)合法根據(jù)酶與載體結(jié)合的化學(xué)鍵不同，結(jié)合法可分為離子鍵結(jié)合

22、法和共價(jià)鍵結(jié)合法?？煞譃殡x子鍵結(jié)合法和共價(jià)鍵結(jié)合法。 借助雙功能試劑使酶分子之間發(fā)生交聯(lián)作借助雙功能試劑使酶分子之間發(fā)生交聯(lián)作用，制成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固定化酶的方法稱為交聯(lián)用，制成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固定化酶的方法稱為交聯(lián)法。交聯(lián)法也可用于含酶菌體或菌體碎片的固法。交聯(lián)法也可用于含酶菌體或菌體碎片的固定化。定化。 常用的雙功能試劑有戊二醛、己二胺、順常用的雙功能試劑有戊二醛、己二胺、順丁烯二酸酐、雙偶氮苯等。其中應(yīng)用最廣泛的丁烯二酸酐、雙偶氮苯等。其中應(yīng)用最廣泛的是戊二醛。是戊二醛。 將含酶細(xì)胞在一定溫度下加熱處理一段時(shí)間，將含酶細(xì)胞在一定溫度下加熱處理一段時(shí)間，使酶固定在菌體內(nèi)，而制備得到固定化菌體。使酶固

23、定在菌體內(nèi)，而制備得到固定化菌體。 熱處理法只適用于那些熱穩(wěn)定性較好的酶的熱處理法只適用于那些熱穩(wěn)定性較好的酶的固定化，在加熱處理時(shí)，要嚴(yán)格控制好加熱溫固定化，在加熱處理時(shí)，要嚴(yán)格控制好加熱溫度和時(shí)間，以免引起酶的變性失活。度和時(shí)間，以免引起酶的變性失活。飼料飼料洗滌劑洗滌劑紡織品紡織品造紙?jiān)旒堄袡C(jī)酸有機(jī)酸醫(yī)藥醫(yī)藥食品食品酶的應(yīng)用酶的應(yīng)用主要研究內(nèi)容主要研究內(nèi)容纖維素酶的研究概況纖維素酶的研究概況纖維素酶的種類和來源纖維素酶的種類和來源纖維素酶的提取、精制及回收纖維素酶的提取、精制及回收纖維素酶活力的測定纖維素酶活力的測定纖維素酶作用的影響因素纖維素酶作用的影響因素纖維素酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用纖

24、維素酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用纖維素酶（纖維素酶（cellulase)是一是一組能夠降解纖維素生成葡萄組能夠降解纖維素生成葡萄糖的酶的總稱。糖的酶的總稱。自自1906年年Sellieres在蝸牛在蝸牛消化液中發(fā)現(xiàn)纖維素酶以消化液中發(fā)現(xiàn)纖維素酶以來，纖維素酶的研究和應(yīng)用來，纖維素酶的研究和應(yīng)用受到了國內(nèi)外學(xué)者的極大關(guān)受到了國內(nèi)外學(xué)者的極大關(guān)注，取得了很大的進(jìn)展。注，取得了很大的進(jìn)展?？稍偕钥稍偕蕴妓衔镔Y源碳水化合物資源秸稈，稻梗秸稈，稻梗含纖維素有含纖維素有5億噸億噸尚有尚有80%80%未被利用未被利用土壤土壤環(huán)境環(huán)境這是對(duì)纖維素最初起作用的酶，它破壞纖維素鏈的這是對(duì)纖維素最初起作用的酶，它破

25、壞纖維素鏈的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，起水化作用。即是作用于不溶性纖維素結(jié)晶結(jié)構(gòu)，起水化作用。即是作用于不溶性纖維素表面，使結(jié)晶纖維素鏈開裂、長鏈纖維素分子末端表面，使結(jié)晶纖維素鏈開裂、長鏈纖維素分子末端部分游離，從而使纖維素鏈易于水化。部分游離，從而使纖維素鏈易于水化。上述三種纖維素酶在分解纖維素時(shí)，任何一種酶都上述三種纖維素酶在分解纖維素時(shí)，任何一種酶都不能裂解晶體纖維素，只有三種酶共同存在并協(xié)同不能裂解晶體纖維素，只有三種酶共同存在并協(xié)同作用時(shí)，才能完成水解過程。作用時(shí)，才能完成水解過程。工業(yè)上常用以下方法：工業(yè)上常用以下方法： 硫酸銨鹽析；硫酸銨鹽析； 酒精沉淀；酒精沉淀； 單寧沉淀；單寧沉淀； 離心

26、、噴霧干燥離心、噴霧干燥由于纖維素酶和它的底物的復(fù)雜性以及對(duì)酶的本質(zhì)和由于纖維素酶和它的底物的復(fù)雜性以及對(duì)酶的本質(zhì)和底物特異性的區(qū)別，再加上反應(yīng)產(chǎn)物的不同，纖維素底物特異性的區(qū)別，再加上反應(yīng)產(chǎn)物的不同，纖維素酶活力的測定方法有很多種：酶活力的測定方法有很多種：常見的競爭性抑制劑：常見的競爭性抑制劑：纖維二糖；葡萄糖；甲基纖維素；纖維二糖；葡萄糖；甲基纖維素；酚類；單寧；花色素；酚類；單寧；花色素；鹵素化合物；重金屬；去垢劑；鹵素化合物；重金屬；去垢劑；常見的激活劑：常見的激活劑：Mg,Ca等中性鹽類等中性鹽類瓊脂瓊脂可發(fā)酵糖可發(fā)酵糖速溶茶速溶茶種子蛋白種子蛋白果蔬果蔬香料香料果汁果汁食品工業(yè)食

27、品工業(yè)高等植物細(xì)胞壁和細(xì)胞膜由果膠物質(zhì)、高等植物細(xì)胞壁和細(xì)胞膜由果膠物質(zhì)、 纖維素和蛋白質(zhì)等物質(zhì)構(gòu)成，在通常情纖維素和蛋白質(zhì)等物質(zhì)構(gòu)成，在通常情況下難以破碎況下難以破碎, 細(xì)胞內(nèi)液體難以釋放，果細(xì)胞內(nèi)液體難以釋放，果蔬汁加工和壓榨難度大，出汁低，加入蔬汁加工和壓榨難度大，出汁低，加入纖維素酶和半纖維素酶能催化纖維素水纖維素酶和半纖維素酶能催化纖維素水解，能使纖維素增溶和糖化，解，能使纖維素增溶和糖化，植物細(xì)胞植物細(xì)胞壁降解壁降解，使細(xì)胞內(nèi)的液體比較容易釋放，使細(xì)胞內(nèi)的液體比較容易釋放出來，出來， 增加果蔬的出汁率。增加果蔬的出汁率。NOVO NOVO 公司將纖維素復(fù)合酶應(yīng)用到蘋果汁的公司將纖維

28、素復(fù)合酶應(yīng)用到蘋果汁的加工工藝中，將蘋果清洗搗碎后，加入酶制加工工藝中，將蘋果清洗搗碎后，加入酶制劑，再榨汁，果汁的出汁率提高到劑，再榨汁，果汁的出汁率提高到5%-25%5%-25%。在草莓汁加工中加入上述酶制劑能大大提高出在草莓汁加工中加入上述酶制劑能大大提高出汁率，比傳統(tǒng)工藝平均高出汁汁率，比傳統(tǒng)工藝平均高出汁9%9%， 并且壓榨并且壓榨時(shí)間縮短時(shí)間縮短15min15min將綠色木霉菌株將綠色木霉菌株 SN-9106 生產(chǎn)的復(fù)合生產(chǎn)的復(fù)合纖維素酶制劑應(yīng)用于提取菠菜汁纖維素酶制劑應(yīng)用于提取菠菜汁的加工工藝中，結(jié)果表明，的加工工藝中，結(jié)果表明， 榨汁前用纖維素酶榨汁前用纖維素酶 5-15u/g

29、 進(jìn)行處理，可提高菠菜出汁率進(jìn)行處理，可提高菠菜出汁率 4%-16% ，同時(shí)不溶性殘?jiān)鼫p少同時(shí)不溶性殘?jiān)鼫p少9%-15% ， SEMSEM觀察菜籽細(xì)胞及纖維素復(fù)合酶處理后細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)觀察菜籽細(xì)胞及纖維素復(fù)合酶處理后細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu) 酶解酶解30分鐘后分鐘后酶解酶解60分鐘后分鐘后酶解酶解120分分鐘后鐘后未酶解未酶解菜籽細(xì)菜籽細(xì)胞胞原料纖維素原料纖維素預(yù)處理預(yù)處理水解糖化水解糖化發(fā)酵發(fā)酵酒精酒精酸和酶酸和酶酵母酵母世界上，以纖維素為原料生產(chǎn)酒精工藝條件研究還不世界上，以纖維素為原料生產(chǎn)酒精工藝條件研究還不成熟。雖然中國科學(xué)院早在成熟。雖然中國科學(xué)院早在19801980年在廣州召開年在廣州召開“

30、全國全國纖維素化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議纖維素化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議”，就把開發(fā)利用纖維素資源作，就把開發(fā)利用纖維素資源作給為動(dòng)力燃料提到議事日程，但到目前為止，仍沒有給為動(dòng)力燃料提到議事日程，但到目前為止，仍沒有取得重大突破，天然纖維素轉(zhuǎn)化為酒精新型開發(fā)技術(shù)取得重大突破，天然纖維素轉(zhuǎn)化為酒精新型開發(fā)技術(shù)在工業(yè)上尚未大規(guī)模實(shí)施，其工藝技術(shù)改進(jìn)和基礎(chǔ)理在工業(yè)上尚未大規(guī)模實(shí)施，其工藝技術(shù)改進(jìn)和基礎(chǔ)理論研究仍在進(jìn)行之中。因此，在我國以纖維素廢物為論研究仍在進(jìn)行之中。因此，在我國以纖維素廢物為原料生產(chǎn)酒精仍需進(jìn)一步深入研究。原料生產(chǎn)酒精仍需進(jìn)一步深入研究。諾維信生物能源市場總監(jiān)宣布，其合作諾維信生物能源市場總監(jiān)宣布，其合作伙

31、伴意大利伙伴意大利M&G集團(tuán)開始動(dòng)工建設(shè)一集團(tuán)開始動(dòng)工建設(shè)一座座年產(chǎn)年產(chǎn)4萬噸纖維素乙醇的工廠，預(yù)計(jì)萬噸纖維素乙醇的工廠，預(yù)計(jì)2012年完工。該廠以小麥秸稈、能源年完工。該廠以小麥秸稈、能源作作物和其他生物質(zhì)為生產(chǎn)原料，不僅是歐物和其他生物質(zhì)為生產(chǎn)原料，不僅是歐洲第一座也是世界上第一個(gè)商業(yè)化規(guī)模洲第一座也是世界上第一個(gè)商業(yè)化規(guī)模的生產(chǎn)廠，這標(biāo)志著纖維素乙醇從實(shí)驗(yàn)的生產(chǎn)廠，這標(biāo)志著纖維素乙醇從實(shí)驗(yàn)室、中試階段正式走向商業(yè)化。室、中試階段正式走向商業(yè)化。主要研究內(nèi)容主要研究內(nèi)容淀粉糖酶類作用特性及其來源淀粉糖酶類作用特性及其來源果葡糖漿的生產(chǎn)果葡糖漿的生產(chǎn)超高麥芽糖漿的生產(chǎn)超高麥芽糖漿的生

32、產(chǎn)淀粉酶淀粉酶-淀粉酶淀粉酶-淀粉酶淀粉酶葡萄糖淀粉酶葡萄糖淀粉酶脫枝酶脫枝酶淀粉淀粉液化液化糊精糊精低聚糖低聚糖糖化糖化過濾過濾純化純化糖化糖化異構(gòu)化異構(gòu)化異構(gòu)酶異構(gòu)酶過濾過濾純化純化果葡果葡糖漿糖漿DEDE值值95-96%95-96%（二）超高麥芽糖漿特性和優(yōu)點(diǎn)（二）超高麥芽糖漿特性和優(yōu)點(diǎn)脫枝淀粉酶脫枝淀粉酶淀粉淀粉液化液化糖化糖化精制精制濃縮濃縮-淀粉酶淀粉酶麥芽麥芽糖漿糖漿50%超高超高麥芽麥芽糖漿糖漿75%討討 論論主要研究內(nèi)容主要研究內(nèi)容新型低聚糖的研究進(jìn)展新型低聚糖的研究進(jìn)展新型低聚糖的酶法生產(chǎn)新型低聚糖的酶法生產(chǎn)功能性低聚糖。包括低聚異麥芽糖、大豆低聚糖、低功能性低聚糖。包括低

33、聚異麥芽糖、大豆低聚糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚乳果糖、低聚半乳糖、乳酮聚果糖、低聚木糖、低聚乳果糖、低聚半乳糖、乳酮糖、帕拉金糖、低聚龍膽糖等。它能改善腸道菌群結(jié)糖、帕拉金糖、低聚龍膽糖等。它能改善腸道菌群結(jié)構(gòu)構(gòu), 增強(qiáng)人體免疫力，增強(qiáng)人體免疫力， 防止齲齒和便秘；有的還具有防止齲齒和便秘；有的還具有其它特性，其它特性， 如海藻糖對(duì)生物體和生物分子具有神奇的如海藻糖對(duì)生物體和生物分子具有神奇的非特異性保護(hù)作用，非特異性保護(hù)作用， 因而成為國內(nèi)外研究開發(fā)的熱點(diǎn)。因而成為國內(nèi)外研究開發(fā)的熱點(diǎn)。 人體胃腸道內(nèi)沒有水解這些人體胃腸道內(nèi)沒有水解這些低聚糖的酶系統(tǒng)低聚糖的酶系統(tǒng), 因此它們因此它們不被消

34、化吸收而直接進(jìn)人大不被消化吸收而直接進(jìn)人大腸內(nèi)優(yōu)先為雙歧桿菌所利用，腸內(nèi)優(yōu)先為雙歧桿菌所利用，是雙歧桿菌的增殖因子。是雙歧桿菌的增殖因子。主要研究內(nèi)容主要研究內(nèi)容低聚果糖的生產(chǎn)低聚果糖的生產(chǎn)帕拉金糖的生產(chǎn)帕拉金糖的生產(chǎn)異麥芽寡糖的生產(chǎn)異麥芽寡糖的生產(chǎn)低聚半乳糖低聚半乳糖大豆低聚糖大豆低聚糖化學(xué)化學(xué)結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)(1)(1)蔗果三糖蔗果三糖(2)(2)蔗果四糖蔗果四糖(3)(3)蔗果五糖蔗果五糖 -果糖轉(zhuǎn)移酶果糖轉(zhuǎn)移酶-呋喃果糖苷酶呋喃果糖苷酶 應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例1： 杭州娃哈杭州娃哈哈集團(tuán)將低聚果糖添加哈集團(tuán)將低聚果糖添加到其新產(chǎn)品到其新產(chǎn)品“娃哈哈雙娃哈哈雙能博士能博士AD鈣奶鈣奶”中，中，該產(chǎn)品

35、口味純正，口感該產(chǎn)品口味純正，口感良好，具有增加雙歧桿良好，具有增加雙歧桿菌，促進(jìn)兒童飲食及生菌，促進(jìn)兒童飲食及生產(chǎn)發(fā)育，改善腸道菌群產(chǎn)發(fā)育，改善腸道菌群的顯著功效。的顯著功效。應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例2：山西杏花：山西杏花村酒廠生產(chǎn)的傳統(tǒng)產(chǎn)品村酒廠生產(chǎn)的傳統(tǒng)產(chǎn)品“竹葉青竹葉青” 在添加了在添加了低聚果糖后，其保健功低聚果糖后，其保健功能得到加強(qiáng)。同時(shí)還使能得到加強(qiáng)。同時(shí)還使調(diào)配后的酒，口感更加調(diào)配后的酒，口感更加醇厚爽快，使千年老酒醇厚爽快，使千年老酒煥發(fā)出新的生命力。煥發(fā)出新的生命力。（二）帕拉金糖的生產(chǎn)（二）帕拉金糖的生產(chǎn)（三）低聚異麥芽糖的生產(chǎn)（三）低聚異麥芽糖的生產(chǎn)低聚異麥芽糖是以淀粉為原料

36、，經(jīng)過特低聚異麥芽糖是以淀粉為原料，經(jīng)過特殊酶（殊酶（- 葡萄糖苷酶）葡萄糖苷酶）的作用而制成的的作用而制成的分枝低聚糖。它是指分枝低聚糖。它是指2 2 1010個(gè)葡萄糖分個(gè)葡萄糖分子子之間至少有一個(gè)以之間至少有一個(gè)以-1.6-1.6糖苷鍵結(jié)合而糖苷鍵結(jié)合而成的單糖數(shù)在成的單糖數(shù)在2 2 5 5個(gè)不等的一類個(gè)不等的一類支鏈支鏈狀低聚糖。狀低聚糖。包括異麥芽糖（包括異麥芽糖（IsomaltoseIsomaltose）、）、異麥芽三糖（異麥芽三糖（IsomaltotriseIsomaltotrise）、）、潘糖（潘糖（PanosePanose），以及異麥芽四糖），以及異麥芽四糖及以上的各支鏈寡糖等

37、。及以上的各支鏈寡糖等。 麥芽糖麥芽糖()：1.89 異麥芽糖異麥芽糖()：15.15 麥芽三糖麥芽三糖()：0.38 潘糖潘糖()：3.40 異麥芽三糖異麥芽三糖()：6.19 葡萄糖葡萄糖()： 0.22 四糖以上四糖以上()： 6.16（三）異麥芽寡糖的生產(chǎn)（三）異麥芽寡糖的生產(chǎn)（四）低聚半乳糖的生產(chǎn)（四）低聚半乳糖的生產(chǎn)（四）低聚半乳糖的生產(chǎn)（四）低聚半乳糖的生產(chǎn)（五）大豆低聚糖的生產(chǎn)（五）大豆低聚糖的生產(chǎn)簡介：簡介：大豆低聚糖是大豆中可溶性糖類大豆低聚糖是大豆中可溶性糖類的總稱。約占大豆質(zhì)量的的總稱。約占大豆質(zhì)量的10%10%，它由水蘇糖它由水蘇糖( (2.7%4.7%）、棉子糖棉子

38、糖( (1.1% 1.3%，) )和和蔗糖（蔗糖（4.2%5.7%) )等。等。大豆低聚糖中還含有葡萄糖、大豆低聚糖中還含有葡萄糖、果糖、半乳糖肌醇甲醚、果糖、半乳糖肌醇甲醚、右旋肌醇甲醚等。右旋肌醇甲醚等。結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)生理生理功能功能脫脂脫脂豆粕豆粕粉碎粉碎水浴浸提水浴浸提加水加水過濾過濾加酸加酸沉淀沉淀蛋白蛋白離心離心分離分離上清液上清液脫色脫色過濾過濾脫鹽脫鹽濃縮濃縮微微波波酶酶處處理理大豆低聚糖大豆低聚糖蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)活性肽活性肽1易消化吸收易消化吸收低致敏性低致敏性 多種生理活性多種生理活性酶水解酶水解23抗氧化抗氧化降血壓降血壓抗腫瘤抗腫瘤免疫調(diào)節(jié)免疫調(diào)節(jié)胰蛋白酶胰蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白

39、酶固定胰蛋白酶固定胰蛋白酶固定堿性蛋白酶固定堿性蛋白酶 胰蛋白酶胰蛋白酶（Trypsin）能選）能選擇地水解蛋白質(zhì)擇地水解蛋白質(zhì)中由賴氨酸或精中由賴氨酸或精氨酸的羧基所構(gòu)氨酸的羧基所構(gòu)成的肽鏈成的肽鏈 正常人血液中正常人血液中F值為值為3-3.5，而肝病病人，而肝病病人的的F值小于值小于1，高，高F值值寡肽的寡肽的F值一般大于值一般大于20就工藝而言，奶酪是發(fā)酵的牛奶；就工藝而言，奶酪是發(fā)酵的牛奶；就營養(yǎng)而言，奶酪是濃縮的牛奶。就營養(yǎng)而言，奶酪是濃縮的牛奶。奶酪奶酪營養(yǎng)價(jià)值更加豐富，營養(yǎng)價(jià)值更加豐富，含有豐富的蛋白質(zhì)、鈣、含有豐富的蛋白質(zhì)、鈣、脂肪、磷和維生素等營養(yǎng)脂肪、磷和維生素等營養(yǎng)成分。成分。干酪作為食品已有干酪作為食品已有90009000年歷史了。年歷史了。圣經(jīng)圣經(jīng)上記載，干酪最早是從上記載，干酪最早是從亞洲流傳到歐洲，在羅馬盛世傳亞洲流傳到歐洲，在羅馬盛世傳遍歐洲大地。在中世紀(jì)修道院的遍歐洲大地。在中世紀(jì)修道院的記錄中系統(tǒng)地提到了干酪的制備記錄中系統(tǒng)地提到了干酪的制備方法，可見僧侶們?yōu)楦衫抑圃鞓I(yè)方法，可見僧侶們?yōu)楦衫抑圃鞓I(yè)做出了很大的貢獻(xiàn)。到了十九世做出了很大的貢獻(xiàn)。到了十九世紀(jì)中期，美國農(nóng)場上開始出現(xiàn)了紀(jì)