第三章酶工程在食品工业中的应用精要.ppt

第三章 酶工程在食品工业中的应用 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 一、酶工程发展历史 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 （一）酶基本概念 （二）酶的分类 （三）酶的命名 三、酶的活力测定 三、酶的活力测定 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 （一）产酶细胞的要求 （二）酶发酵生产常用的微生物 （二）酶发酵生产常用的微生物 （二）酶发酵生产常用的微生物 （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 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 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 （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 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 （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。 （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。 六、酶与细胞固定化 七、酶的分子修饰 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 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 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 （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 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 （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 （三）低聚木糖的酶法生产 （四）低聚壳聚糖的酶法生产 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 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 3. 酶法应用于食品保鲜 4. 酶在果蔬加工中的应用 *