第2章-酶制剂的生产.ppt

酶技术与应用课程第2章 酶制剂的生产 江南大学生物工程学院2012年2月山东青岛 主要内容 2.1 国内外酶制剂工业生产及应用现状 2.2 酶的发酵技术 2.3 酶的分离纯化 2.4 酶的剂型与保存 2.1国内外酶制剂工业生产及应用现状 2.1.1．新技术在生产中的应用 三种方法： 组织提取：木瓜蛋白酶、凝乳蛋白酶 微生物发酵：最大量的来源 化学及生物合成：生物重组 高新技术的应用：酶的修饰、固定化、基因重组、膜分离技术、冷冻干燥 2.1.2. 集中垄断，市场全球化： 规模企业由20世纪80年代初的80多家减少至20多家，占市场90% 丹麦诺维信novozymes→1978年进入中国（天津）； 美国杰能科公司（Genencor）→98年进入中国，与无锡合资，控股80%（无锡，2005年杰能科国际公司被丹尼斯克公司收购）； 2.1.3. 品种、规模不断扩大 目前30多家600多个品种，应用于18个工业领域。 我国2000年酶制剂产量为30万吨，100家，市场份额仅占5%，以未经除菌去渣的粗制品粉状酶为主。 国际以液体、颗粒为主。 国内糖化酶、ａ-淀粉酶、蛋白酶三大类占了97% 我国有7家上市公司介入酶制剂开发生产。 2.1.4. 应用领域不断扩大： 美国酶制剂年产值6.25亿美元，食品工业占62%，拓展饲料工业、洗涤剂工业、化学工业。 2.2 酶的发酵技术 2.2 酶的发酵技术 利用微生物产酶的优点是： (1) 微生物种类多、酶种丰富，且菌株易诱变，菌种多样。 (2) 微生物生长繁殖快，易提取酶，特别是胞外酶。 (3) 微生物培养基来源广泛、价格便宜。 (4) 可以采用微电脑等新技术，控制酶发酵生产过程，生产可连续化、自动化，经济效益高。 (5) 可以利用以基因工程为主的现代分子生物学技术，选育菌种、增加酶产率和开发新酶种。因此，下面将主要介绍微生物发酵法产酶的一般原理和工艺。 2.2.1 产酶微生物 菌种是发酵生产酶的重要条件。 菌种不仅与产酶种类、产量密切相关，而且与发酵条件、工艺等关系密切。 已经在自然界中发现的酶有数千种，目前投入工业发酵生产的酶约有50～60种。它们的生产菌种十分广泛，包括细菌、放线菌、酵母菌、霉菌。 第二章 酶的发酵生产 酶源 酶可由动物（如胰蛋白酶、胃蛋白酶）、植物（如木瓜蛋白酶）和微生物（细菌、霉菌、酵母）产生，其中工业酶制剂大多数由微生物发酵法生产。 由于微生物世代时间短，繁殖快、容易培养和管理，可大规模工业化生产，所以工业酶制剂大多由微生物发酵产生。 产酶微生物的获得 （1）从有关菌种保藏机构购买 如中国科学院微生物研究所CGMCC，日本大阪发酵研究所IFO ATCC (American Type Culture Collection) DSMZ (German Collection of Microorganisms and Cell Cultures) JCM (Japan Collection of Microorganisms) VKM (All-Russian Collection of Microorganisms) 产酶微生物的获得 CBS (Centraalbureau voor Schimmelcultures荷兰真菌中 心收藏所) UKNCC (United Kingdom National Culture Collection) NCIMB (National Collections of Industrial, food and Marine Bacteria) （2） 从自然界中分离筛选 从与产生目的酶菌种可能相适应的生态环境中，采样分离筛选。1克土壤中含有1×108个微生物，自然界蕴藏着巨大的微生物资源。同时重视微生物资源、基因文库、基因表达载体等方面的建设，以及极端环境微生物，不可分离微生物，绝对厌氧微生物等新的种质资源的研究开发。 从极端环境微生物和不可培养微生物筛选新酶种 嗜热微生物（Thermophiles 60-85 ℃， 超嗜热菌生长温度85℃以上,105 ℃）。 嗜冷微生物（Psychrophiles -10～0 ℃ ） 嗜盐微生物(Halophiles, 含盐32%或5.2%) 嗜酸微生物(Acidophiles,pH2.5) 嗜碱微生物(Alkalophiles, pH 11) 嗜压微生物(Barophiles，1.01×105KPa, 4 ×107KPa) 不可培养微生物 用PCR技术从土样中直接扩增DNA，能够从不可培养的微生物中分离到DNA，并用作克隆来源，可获得更多种类的酶。 链霉菌（Streptomyces） 链霉菌是一种放线菌。菌落呈放射状，有分枝菌丝体，菌丝直径0.2-1.