【正文】 2024年11月18日星期一12時(shí)12分58秒00:12:5818 November 2024 科學(xué)，你是國力的靈魂；同時(shí)又是社會發(fā)展的標(biāo)志。24.11.1824.11.18Monday, November 18, 2024 人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。 對酶生產(chǎn)菌有何要求？酶分離純化的步驟有哪些？ 簡述固定化酶的優(yōu)點(diǎn)及酶固定化的方法。干酪是一種重要的發(fā)酵乳制品。 這種酶的產(chǎn)生菌，目前采用嗜堿性芽孢桿菌。 低聚半乳糖是以乳糖為原料，由β半乳糖苷酶進(jìn)行半乳糖轉(zhuǎn)移反應(yīng)來生產(chǎn)。 低聚糖的主要生理功能：促進(jìn)雙歧桿菌增殖；抑制腐敗菌的生長繁殖；低熱能，防止肥胖和糖尿病、抗齲齒、抗腫瘤等。 在香腸、奶油、生面條等其他食品中，加入溶菌酶也可起到良好的保鮮作用。 含有葡萄糖氧化酶的吸氧保鮮袋也已在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。,（一） 利用葡萄糖氧化酶保鮮 葡萄糖氧化酶可催化葡萄糖與氧反應(yīng)，生成葡萄糖酸，有效地防止食品成分的氧化作用 葡萄糖氧化酶可以在有氧條件下，將蛋類制品中的少量葡萄糖除去，而有效地防止蛋制品的褐變 葡萄糖氧化酶以黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)為輔基，葡萄糖氧化酶在pH值3.56.5的條件下，具有很好的穩(wěn)定性，最適pH值5.6，當(dāng)pH值大于8.0或小于2.0時(shí)，會導(dǎo)致酶的失活。,（三）果酒澄清、過濾 果膠的存在會降低果酒的透光率，并極易產(chǎn)生渾濁和沉淀。具體做法是在渾濁果汁內(nèi)加入果膠酶(PL)并輕輕攪拌，在酶作用下，不溶性果膠漸漸凝聚成絮狀物析出，從而可以獲得清澈的琥珀色蘋果汁。 啤酒生產(chǎn)主要原料麥芽中含淀粉55％65％，輔料大米含淀粉71％73％，這些淀粉主要依靠麥芽自身的α淀粉酶、β淀粉酶的水解作用而生成以麥芽糖為主的可發(fā)酵性糖。在大麥發(fā)芽過程中，產(chǎn)生一定量的β葡聚糖酶并對β葡聚糖進(jìn)行降解作用。 每1kg固定化木瓜蛋白酶可處理啤酒1t以上，在連續(xù)式反應(yīng)器中，可連續(xù)使用3個(gè)月以上。但是，如果水解作用過度，會影響啤酒泡沫的保持性。 20世紀(jì)80年代以后，耐高溫淀粉酶在我國廣泛推廣，外加酶的范圍不斷擴(kuò)大，已從糊化鍋、糖化鍋發(fā)展到前發(fā)酵、后發(fā)酵、清酒罐裝等方面，啤酒生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了無麥芽糊化，節(jié)糧、節(jié)能顯著，啤酒行業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益得到進(jìn)一步提高。 用于測定許多物質(zhì)的含量：葡萄糖、尿素、尿酸、乳酸、乙酸、賴氨酸、乙醇、膽堿、乳糖、果糖、蔗糖、過氧化氫等物質(zhì)。 液流系統(tǒng)型：將固定化酶填充在反應(yīng)柱內(nèi)，底物溶液流經(jīng)反應(yīng)柱時(shí)，發(fā)生酶促反應(yīng)，產(chǎn)生生化信號再流經(jīng)基礎(chǔ)電極敏感面，此時(shí)，生化信號轉(zhuǎn)換成電信號。底物溶液以一定的方向和流速不斷地流進(jìn)固定床，產(chǎn)物從固定床出口不斷地流出來。 酶反應(yīng)器類型： 根據(jù)使用對象的不同，可以分為 游離酶反應(yīng)器 固定化酶反應(yīng)器。 由于載體的親水、疏水性質(zhì)和介質(zhì)的介電常數(shù)等直接影響酶的催化效率。,偶聯(lián)反應(yīng) 選擇什么偶聯(lián)反應(yīng)取決于載體的功能基團(tuán)和酶分子上的非必需基團(tuán)。, 離子吸附法 將酶同含有離子交換基的水不溶性載體相結(jié)合。,固定化酶在使用中存在如下的缺點(diǎn)： （1）固定化時(shí)，酶活力有損失； （2）增加了固定化的成本，投資大； （3）只能用于水溶性底物，而且較適用于小分子底物，對大分子底物不適宜； （4） 與完整菌體比，不適于多酶反應(yīng)，特別是需要輔因子的反應(yīng)； （5）胞內(nèi)酶必須經(jīng)過酶的分離。,(2)其他產(chǎn)酶促進(jìn)劑： 有時(shí)添加其他一些物質(zhì)也能提高酶的產(chǎn)量。 三是誘導(dǎo)物的前體物質(zhì)。產(chǎn)酶量高，同時(shí)營養(yǎng)物質(zhì)與誘導(dǎo)物浪費(fèi)少。如柑橘皮經(jīng)纖維素酶解,香料生產(chǎn) 用纖維素酶處理后再提取可提高香料的產(chǎn)量。,能利用廉價(jià)的原料，發(fā)酵周期短，易培養(yǎng)。 利用基因工程技術(shù)開發(fā)新酶品種和提高酶產(chǎn)量。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)器和酶傳感器,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．酶與生命活動密切相關(guān),所有生命活動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)。 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。,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。,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。 （2）連續(xù)發(fā)酵法： 特點(diǎn)：先將菌體培養(yǎng)至某一生長期如對數(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)和生長速度一致，使菌體生長處于恒態(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。 此外,對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。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。,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。 操作簡便,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。 (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。通?？梢酝ㄟ^改變載體與介質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。,（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)。 優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)效率較高；可以減少產(chǎn)物對酶的抑制作用；結(jié)構(gòu)簡單，容易操作，適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。,（一）酶傳感器的工作原理： 把酶電極插入待測溶液中，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)，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)。,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。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。 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。,添加葡萄糖氧化酶，提高啤酒穩(wěn)定性和保質(zhì)期。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葡聚糖會使麥芽汁難于過濾，降低出汁率，易使麥芽汁渾濁。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％。有的蘋果因果肉柔軟難以壓出果汁，但添加果膠酶（PL）能大大促進(jìn)果汁的提取。經(jīng)果膠酶澄清處理能除去果酒中的果膠，提高果酒的穩(wěn)定性。葡萄糖氧化酶在低溫條件下有很好的穩(wěn)定性。,蛋類制品的脫糖保鮮 蛋制品主要有蛋白片