微生物酶制剂生产工艺及在食品工业中的应用.pptx

➢ 发酵法是20世纪50年代以来生产酶的主要方法。它主 要通过微生物发酵来获得人们所需要的酶。发酵法一 般包括固体发酵、液体深层发酵、固定化细胞发酵和 原生质体发酵等多种方式。
➢ 化学合成法是20世纪60年代末出现的一种生产酶的新 技术，目前仍然停留在实验室内合成的阶段。
（三）、微生物酶制剂生产
• 1.菌种选择 微生物发酵生产酶的方法同其他发酵行业类
2、微生物酶生产发展概况
• 1894年，日本科学家首次从米曲霉中提炼出淀粉酶， 并将淀粉酶用作治疗消化不良的药物，从而开创了人 类有目的地生产和应用酶制剂的先例。
• 1911年，美国科学家从木瓜中提取出木瓜蛋白酶，并 将木瓜蛋白酶用于除去啤酒中的蛋白质浑浊物。此后 ，酶制剂 的生产和应用就逐步发展起
二、微生物酶的生产技术
二级种子 一级种子 三角瓶种子 斜面菌种
固体发酵 提取液
培
养
灭菌 接种
基
浓缩酶液
干燥
酶 粉
空气 压缩 过滤
液体发酵
图 1. 微生物酶制剂的生产工艺
• （一）、产酶微生物
生产酶制剂的微生物有丝状真菌、酵母、细菌 3 大类群，主要是用好气菌。几种主要工业酶的菌种和 使用情况如下： 淀粉酶类、蛋白酶、葡糖异构酶、其 他重要工业用酶
糠、豆饼等为辅助原料。经过对原料发酵前处理，在一 定的培养条件下微生物进行生长繁殖代谢产酶。固体培 养法比液体培养法产酶量高。同时还具有原料简单、不 易污染、操作简便、酶提取容易、节省能源等优点。
缺点是不便自动化和连续化作业，占地多、劳 动强度大、生产周期长。
2) 液体培养法 液体培养法的优点是：占地少、生产量大
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。
➢ 安全可靠 要使用的细胞及其代谢物安全无毒 ，不会影响生产人员和环境，也不会对酶的应 用产生其它不良的影响。
2、产酶培养
酶的发酵生产是以获得大量所需的酶为目的。为此， 除了选择性能优良的产酶细胞以外，还必须满足细胞生 长、繁殖和发酵产酶的各种工艺条件，并要根据发酵过 程的变化进行优化控制。
1) 固体培养法 固体培养是以麸皮或米糠为主要原料，另外添加谷
似，首先必须选择合适的产酶菌株，然后采用适 当的培养基和培养方式进行发酵，使微生物生长 繁殖并合成大量所需的酶，最后将酶分离纯化制 成一定的酶制剂。
任何生物都能在一定的条件下合成某些酶。但 并不是所有的细胞都能用于酶的发酵生产。一般 说来，能用于酶发酵生产的细胞必须具备如下几 个条件：
酶的产量高 优良的产酶细胞首先具有高产的特性，
• 近20年来，随着基因工程的渗入，使酶的定向改造成为可能 ，所以在固定化酶、固定化细胞和固定化原生质体发展的同 时，酶分子修饰技术、酶的化学合成以及酶的人工合成等方 面的研究，也在积极地开展中，从而使酶工程更加显示出广 阔而诱人的前景。
3、利用微生物提取酶制剂的意义及其优点 酶是一种生物催化剂，催化效率高、反应条
• （二）、酶的生产方法
• 酶的生产是指经过预先设计，并且通过人工控制而 获得所需要的酶的过程。概括地说，酶的生产方法有 提取法、发酵法和化学合成法三种。
➢ 提取法是最早采用并且一直沿用至今的一种方法。它 采用各种技术，直接从动植物或微生物的细胞或组织 中将酶提取出来。提取法虽简单易行，但必须要有充 足的原材料，这就使提取法的广泛应用受到了限制。
才有较好的开发应用价值。高产细胞可以通过筛选、 诱变、或采用基因工程、细胞工程等技术而获得；容 易培养和管理，要求产酶细胞容易生长繁殖，并且适 应性较强，易于控制，便于管理。
➢ 产酶稳定性好 在通常的生产条件下，能够稳定地
用于生产，不易退化。一旦细胞退化，要经过 复壮处理，使其恢复产酶性能。
利于酶的分离纯化 发酵完成后，需经分离纯 化过程，才能得到所需的酶，这就要求产酶细 胞本身及其它杂质易于和酶分离。
• 1949年，科学家成功地用液体深层发酵法 生产出了细 菌α－淀粉酶，从此揭开了近代酶工业的序幕。
• 1971年，第一次国际酶工程学术会议在美国召开，会议的主 题就是固定化酶的研制和应用。
• 20世纪70年代后期，酶工程领域又出现了固定化细胞技术。
• 1986年，我国科学家利用固定化原生质体发酵生产碱性磷酸 酶和葡萄糖氧化酶等相继获得成功，为酶工程的进一步发展 开辟了新的途径。
、适合机械化作业、发酵条件容易控制、不易 污染，还可大大减轻劳动强度。其培养方法有 分批培养、流加培养和连续培养三种，其中前 两种培养法广为应用，后者因污染和变异等关 键性技术问题尚未解决，应用受到限制。
3) 产酶条件的控制 （1）培养基 培养基的营养成分是微生物发酵产酶 的原料，主要是碳源、氮源，其次是无机盐 、生长因子和产酶促进剂等。
件温和和专一性强等特点，已经日益受到人们的 重视，应用也越来越广泛。生物界中已发现有多 种生物酶，在生产中广泛应用的仅有淀粉酶、蛋 白酶、果胶酶、脂肪酶、纤维素酶、葡萄糖异构 酶、葡萄糖氧化酶等十几种。利用微生物生产生 物酶制剂要比从植物瓜果、种子、动物组织中获 得更容易。因为动、植物来源有限，且受季节、 气候和地域的限制，而微生物不仅不受这些因素 的影响，而且种类繁多、生长速度快、加工提纯 容易、加工成本相对比较低，充分显示了微生物 生产酶制剂的优越性。
微生物酶制剂生产工艺及其在 食品工业中的应用
制作人：冯华炜
目录
微生物酶制剂的简介
微生物酶制剂的生产 技术
微生物酶制剂在食品 工业中的应用
一、简介
1、定义 酶制剂是指从生物中提取的具有酶特性
的一类物质，酶制剂主要作用是催化食品加 工过程中各种化学反应，改进食品加工方法 。是一类从动物、植物、微生物中提取具有 生物催化能力的蛋白质。微生物酶制剂就是 从微生物中提取的蛋白质。