生物技术原理.ppt

酶工程的应用主要集中于食品工业、轻工业、医药工业和临床诊断等方面。 酶的工作效率很高， α-淀粉酶在60℃ 15分钟可使两吨淀粉转化为糊精，若用酸水解须在14O～15O℃高温耐酸设备中至少进行2小时。 目前，人们把酶工程分为生物酶工程和化学酶工程。 转基因高产β－胡萝卜素可食酵母体系的中试生产 1、载体结合法 载体结合法是指将酶固定到非水溶性载体上的方法。物理吸附法、离子结合法、共价结合法。 2、交联法：通过双功能试剂，将酶和酶联结成网状结构的方法。交联法使用的交联剂是戊二醛等水溶性化合物。 3、包埋法 ：将酶包裹在多孔的载体中。 五、酶的固定化方法? 第三节 酶工程 酶的固定化方法不下百种，归纳起来大致可以分为三类： （1）高果糖浆? 葡萄糖——经过异构化——果糖。 生产上实际上只有42%～45%，其余的仍然是葡萄糖。 把果葡糖浆中的果糖和葡萄糖分离，将分离出来的葡萄糖再次进行异构化，如此反复多次，最后的混合物中果糖的含量可以达到70%～90%，形成高果糖浆。 六、酶的应用 第三节 酶工程 加酶洗衣粉中添加了多种酶制剂，如碱性蛋白酶制剂和碱性脂肪酶制剂等。 对人体没有毒害作用 不会污染环境。 （2）加酶洗衣粉? 第三节 酶工程 肌肉组织中含有胶原蛋白，由于存在着交联键而使肌肉具有很强的机械强度。用嫩肉粉处理年老畜禽的肌肉，可以使这类肌肉中的胶原蛋白水解，使肌肉变软并且易于烹调。 第三节 酶工程 （3）嫩肉粉? 木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶或米曲霉蛋白酶制成。 传感器又叫变送器，是一类能将某一种被测物理量变换成便于传送和处理的另一种物理量（通常为电量）的器件或装置。例如，验钞器就是一种比较简单的传感器。 第三节 酶工程 （4）酶传感器 ★菠萝蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶、胃蛋白酶等----胃分泌功能障碍。 ★ L-天冬酰胺酶、白喉毒素----抗肿瘤， ★胰凝乳蛋白酶----治疗炎症， ★激肽释放酶----降血压， ★尿激酶----溶解血凝块。 第三节 酶工程 （5）医药医疗 1857年，法国微生物学家巴斯德发现了发酵原理，人们才认识到发酵是微生物活动的结果。 第四节 发酵工程（P147） 一、发酵工程的概念和内容 二、发酵工程操作技术 三、发酵工程的应用 四、发酵工程产品——氨基酸 发酵工程：是指利用微生物的特定性状，通过现代化工程技术，在生物反应器中生产有用物质的一种技术系统，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。 发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。 一、发酵工程的概念和内容 第四节 发酵工程 2、发酵工艺：:主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。 3、下游工程：:指从发酵液中分离和纯化产品的技术。 第四节 发酵工程 发酵工程由三部分组成： 1、上游工程:包括利用常规方法、基因工程方法、细胞工程方法等选育优良种株，最适发酵条件（pH、温度、溶氧和营养组成）的确定，营养物的准备等。 (一)菌种的选育 ： 自然选育、诱变育种，例如，在1943年刚开始生产青霉素时，青霉素的产量只有20μg/mL左右，经过长期的诱变育种，如今青霉素的产量已达到85 000μg/mL以上。 （二）培养基的配制 合适的培养基对细菌生长非常重要。 （三）灭菌 发酵工程中所用的菌种大多是单一的纯种。 （四）扩大培养和接种 在大规模的发酵生产中，需要多次扩大培养。 二、发酵工程操作技术 第四节 发酵工程 这是发酵工程的中心阶段和生产过程。在这个阶段，除了要随时取样检测培养液中的细菌数目、产物浓度等，以了解发酵进程外，还要及时添加必需的培养基组分，以满足菌种的营养需要。同时，要严格控制温度、pH值、溶氧、通气量与转速等发酵条件。 第四节 发酵工程 （五）发酵过程 20世纪60年代，生物学家将计算机应用到发酵工程中，实现了对温度、pH值、通气量、转速等的自动记录和自动控制。 未转基因酵母 转基因酵母 第四节 发酵工程 转基因酵母 430 -1290ug/g 胡萝卜 31ug/g 第四节 发酵工程 胰岛素 1000磅牛胰 10 克胰岛素 200升发酵液 10 克胰岛素 干扰素 1200升人血 1 升发酵液 2－3万美元/病人 200－300美元/病人 第四节 发酵工程 ?（1）温度? 温度影响酶的活性。 金色链霉菌——在30 ℃以下时，合成金霉素的能力较强，但当温度超过35 ℃时，则只合成四环素而不合成金霉素。 灰