【正文】 于果酒、果汁的澄清，纖維素酶可將傳統(tǒng)工藝中的果皮渣進(jìn)行綜合利用，促進(jìn)果汁的提取與澄清，提高可溶性固形物含量。正常麥汁中，可發(fā)酵性糖只占總糖的75％80％，占總浸出物的65％73％。 一般成品啤酒的雙乙酰含量不得超過0.1mg/L，否則會(huì)使啤酒帶有不愉快的餿味。適量的β葡聚糖是構(gòu)成啤酒酒體和泡沫的重要成分，但過多的β葡聚糖會(huì)使麥芽汁難于過濾，降低出汁率，易使麥芽汁渾濁。,實(shí)踐證明，添加葡萄糖氧化酶后的啤酒溶氧量大幅度減少，老化減輕，口感好，澄清度高，可延長(zhǎng)保質(zhì)期1～2個(gè)月。,添加葡萄糖氧化酶，提高啤酒穩(wěn)定性和保質(zhì)期。,（三） 添加蛋白酶和葡萄糖氧化酶，提高啤酒穩(wěn)定性,添加蛋白酶提高啤酒穩(wěn)定性 通過蛋白酶來降解啤酒中的蛋白質(zhì)，提高啤酒穩(wěn)定性。 Witt等人（1970年）用戊二醛交聯(lián)把木瓜蛋白酶固定化，可連續(xù)水解啤酒中的多肽。,固定化的方法主要有下述兩種： 一種是以藻朊酸作為交聯(lián)劑通過與酶共價(jià)結(jié)合起來，再把微生物細(xì)胞包埋進(jìn)去； 另一種是將干燥的微生物酵母細(xì)胞懸浮在酶液中，使兩者充分混合，脫水后加戊二醛和鞣酸(單寧)使兩者結(jié)合起來。多種酶的添加成為現(xiàn)代啤酒技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)標(biāo)志。因含有律草酮、蛇麻酮、單寧等，所以不僅給啤酒以特有的芳香味和爽快的苦味，而且還有澄清和防腐作用。,第六節(jié) 酶工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用,一、改進(jìn)啤酒生產(chǎn)工藝，提高啤酒質(zhì)量,原理：以大麥、水為主要原料，以大米或其他未發(fā)芽的谷物、酒花為輔助原料。 測(cè)量范圍：測(cè)量范圍是指酶電極電位對(duì)目的物質(zhì)濃度存在線性關(guān)系的底物濃度范圍。,（一）酶?jìng)鞲衅鞯墓ぷ髟恚?把酶電極插入待測(cè)溶液中，此時(shí)固定化酶專一地催化混合物中目的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生某種離子或氣體等電極活性物質(zhì)(生化信號(hào))，再由基礎(chǔ)電極給出混合物溶液中目的物質(zhì)的濃度數(shù)據(jù)。,膜型反應(yīng)器 特點(diǎn)：由膜狀或板狀的固定化酶所組裝的反應(yīng)器，均稱膜型反應(yīng)器。 優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)效率較高；可以減少產(chǎn)物對(duì)酶的抑制作用；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易操作，適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。 優(yōu)點(diǎn)：該反應(yīng)器具有與間歇式攪拌罐同樣的優(yōu)點(diǎn)。,（一）固定化酶反應(yīng)器的類型 間歇式攪拌罐 連續(xù)式攪拌罐 3 、固定床反應(yīng)器 （填充床反應(yīng)器） 流化床反應(yīng)器 膜型反應(yīng)器,連續(xù)式攪拌罐,間歇式攪拌罐,固定床反應(yīng)器,固定床反應(yīng)器,流化床反應(yīng)器,特點(diǎn)：酶的底物一次性加入反應(yīng)器，而產(chǎn)物一次性取出，反應(yīng)完成，將固定化酶濾出，再轉(zhuǎn)入下一批反應(yīng)。,（二） 固定化對(duì)酶穩(wěn)定性的影響 大多數(shù)酶在固定化以后，有較高的穩(wěn)定性和較長(zhǎng)的有效壽命。通?？梢酝ㄟ^改變載體與介質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種效應(yīng)，通常出現(xiàn)于吸附法和共價(jià)偶聯(lián)法。 (1)重氮化反應(yīng)： （2）異硫氰酸酯反應(yīng) （3）溴化氫氨碳酸基反應(yīng) 等,（四）交聯(lián)法 利用雙/多功能試劑在酶分子間或酶與載體間，或酶與惰性蛋白間進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，以制備固定化酶。 共價(jià)結(jié)合法制備的固定化酶,酶和載體的連接鍵結(jié)合牢固,使用壽命長(zhǎng)，但制備過程中酶直接參與化學(xué)反應(yīng)，常常引起酶蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致酶活力的下降，往往需要嚴(yán)格控制操作條件才能獲得活力較高的固定化酶。 操作簡(jiǎn)便,處理?xiàng)l件溫和，可以得到較多高活性的固定化酶 常用載體： 陰離子交換劑：DEAE(二乙氨基乙基)纖維素、ECTEOLA(混合氨類)纖維素、TEAE(四乙氨基乙基) 纖維素、DEAE葡聚糖凝膠等； 陽(yáng)離子交換劑：CM纖維素、纖維素檸檬酸,（二） 包埋法 將聚合物單體和酶溶液混合，再借助于聚合促進(jìn)劑(包括交聯(lián)劑)的作用進(jìn)行聚合，使酶包埋于聚合物中以達(dá)到固定化。 有機(jī)吸附劑：如纖維素、骨膠原、賽璐玢、火棉膠等。,一、 酶的固定方法,酶的固定方法有四種： 吸附法 共價(jià)鍵結(jié)合法 交聯(lián)法 包埋法,（一） 吸附法 吸附法分為物理吸附法和離子吸附法。,固定化酶：指經(jīng)過一定改造后被限制在一定的空間內(nèi)，能模擬體內(nèi)酶的作用方式，并可反復(fù)連續(xù)地進(jìn)行有效催化反應(yīng)的酶。如枯青霉培養(yǎng)基中添加植酸鈣鎂，可使5’P二酯酶產(chǎn)量增加1020倍。,通過基因突變提高酶產(chǎn)量 根據(jù)酶合成的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，要使酶產(chǎn)量因基因突變而提高，有兩種可能： 一是使誘導(dǎo)型變成組成型：即獲得的突變株在沒有誘導(dǎo)物存在的條件下酶產(chǎn)量達(dá)誘導(dǎo)的水平； 二是使阻遏型變?yōu)槿プ瓒粜停杭传@得的突變株在引起阻遏的條件下，酶產(chǎn)量達(dá)到無阻遏的水平。 此外,對(duì)于參加分解代謝的胞外酶，它們的產(chǎn)物也往往行誘導(dǎo)作用，如纖維二糖誘導(dǎo)纖維素酶。,通過條件控制提高酶產(chǎn)量 (1)添加誘導(dǎo)物 : 這種方法只適應(yīng)于誘導(dǎo)酶的合成。 （2）連續(xù)發(fā)酵法： 特點(diǎn)：先將菌體培養(yǎng)至某一生長(zhǎng)期如對(duì)數(shù)期，然后一面連續(xù)加入新鮮培養(yǎng)液，另外又不斷地以相同速度放出培養(yǎng)產(chǎn)物，二者的速度還應(yīng)和生長(zhǎng)速度一致，使菌體生長(zhǎng)處于恒態(tài)條件，同時(shí)還可能打破酶合成的反饋?zhàn)瓒?，使產(chǎn)酶率提高。 生產(chǎn)工藝： 淀粉 α淀粉酶 液化型淀粉 葡萄糖淀粉酶 糖化 葡萄糖異構(gòu)酶 混合糖漿,超高麥芽糖漿的生產(chǎn) 工藝流程： 淀粉 α淀粉酶 液化型淀粉 β淀粉酶和異淀粉酶 糖化 脫色 超高麥芽糖漿,超高麥芽糖漿:麥芽糖含量達(dá)75%85%以上的麥芽糖漿,（二） 發(fā)酵方法與發(fā)酵條件 用于酶生產(chǎn)的發(fā)酵方法有： 固體發(fā)酵法 即以麩皮、米糠等為基本原料，加無機(jī)鹽和適量水分(通常50％左右)進(jìn)行的一種微生物培養(yǎng)法。,果蔬生產(chǎn) 種子蛋白利用：用于大豆脫皮 速溶茶的生產(chǎn) 可發(fā)酵糖的生產(chǎn) 瓊脂生產(chǎn) 醬油釀造 酒精釀造,淀粉酶 是水解淀粉的酶類，包括α淀粉酶、β淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、異淀粉酶,α淀粉酶：隨機(jī)水解淀粉分子內(nèi)部的α1,4糖苷鍵,不能水解α1,6糖苷鍵.水解產(chǎn)物為分子量不等糊精、少量低聚糖、麥芽糖、葡萄糖. 生產(chǎn)菌種:主要來自于細(xì)菌（枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌，尤其是耐熱的α淀粉酶）和曲霉。 霉菌：目前生產(chǎn)纖維素酶的微生物大多為霉菌。,生產(chǎn)菌種的獲得:除了從菌種保存機(jī)構(gòu)和有關(guān)部門獲得外，一般都有要通過篩選得到。,（一）對(duì)酶生產(chǎn)菌的要求,不能是致病菌。 固定化酶和細(xì)胞、固定化多酶體系及輔因子再生體系，特定生物反應(yīng)的研究和應(yīng)用。,酶工程與發(fā)酵工程、基因工程、細(xì)胞工程的關(guān)系,二、酶工程的內(nèi)容,根據(jù)酶工程研究和解決問題的手段不同，將酶工程分為化學(xué)酶工程和生物酶工程。第四章 酶工程與食品產(chǎn)業(yè),第一節(jié) 酶工程概述,第二節(jié) 酶的生產(chǎn)與分離純化,第三節(jié) 固定化酶,第四節(jié) 酶反應(yīng)器和酶?jìng)鞲衅?第五節(jié) 酶工程在食品工業(yè)上的應(yīng)用,1．酶由生物體產(chǎn)生 2．酶與生命活動(dòng)密切相關(guān) 3．酶主要是蛋白質(zhì),酶的概念：酶主要是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的蛋白質(zhì),1．酶由生物體產(chǎn)生1,1．酶由生物體產(chǎn)生2,2．酶與生命活動(dòng)密切相關(guān),所有生命活動(dòng)或過程都需要酶的參與 （1）執(zhí)行具體生理機(jī)能 （2）降解大分子 （3）協(xié)同激素起信號(hào)轉(zhuǎn)化、傳遞、放大作用 （4）催化代謝反應(yīng) 酶的組成和分布是生物進(jìn)化與組織功能分化的基礎(chǔ) 在生物進(jìn)化過程中形成了從酶的合成到酶的結(jié)構(gòu)和活性各種水平的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。,（一）高度的催化效率 （二）高度的特異性 （三）可調(diào)節(jié)性,作為生物催化劑的特性,酶活性部位和必需基團(tuán),活性中心（活性部位） 必需基團(tuán)：,活性部位,活性中心,為什么酶蛋白具有催化活性而非酶蛋白無催化活性？,酶的活性中心,必需基團(tuán)(essential group) 酶的活性中心(active center)/或活性部位(active site） 活性中心內(nèi)的必需基團(tuán) 活性中心外的必需基團(tuán),結(jié)合基團(tuán) 催化基團(tuán),幾個(gè)名詞：,結(jié)合基團(tuán)：與底物結(jié)合的必需基團(tuán) 催化基團(tuán)：直接參與催化反應(yīng)的必需基團(tuán),必需基團(tuán)分為兩類,第一節(jié) 酶工程概述,一、酶工程的概念,酶工程:酶的大批量生產(chǎn)以及利用酶的催化作用,借助工程技術(shù)手段進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化,生產(chǎn)人們所需要產(chǎn)品的技術(shù)。 利用基因工程技術(shù)開發(fā)新酶品種和提高酶產(chǎn)量。,第二節(jié) 食品酶的生產(chǎn)與分離純化,一、酶的生產(chǎn),獲得酶制劑的方法有: 化學(xué)合成 從生物體內(nèi)直接提取分離,目前酶的生產(chǎn)主要以微生物為原料。,能利用廉價(jià)的原料，發(fā)