食品酶学复习课件.doc

第三章酶的生产、分离和纯化酶来自生物体,包括动物、植物和微生物。酶的生产:经过预先设计,通过人工操作控制而获得所需要酶的过程。酶生产的方法:1、提取2、化学合成3、发酵法第一节酶的发酵生产50年代后期酶生产的主要方法,指利用动植物细胞或微生物细胞,主要是微生物细胞的生命活动而获得人们所需要的酶的过程,称为酶的发酵生产。1894年,日本人高峰让吉首次用米曲霉固体发酵生产淀粉酶作为消化剂。1917年,Boidin与Effront以枯草杆菌生产淀粉酶用于织物退浆。1947年,日本开始采用液体深层发酵生产a-淀粉酶。利用微生物发酵方法制取酶的优点是:1)微生物种类繁多,酶种丰富,且菌株易诱变,菌种多样;2)微生物生长繁殖快,发酵周期短,易提取酶,特别是胞外酶;3)微生物培养简单,培养基来源广泛,价格便宜。4)可采用微电脑等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)可利用以基因工程为主的现代分子生物学技术,选育新菌种、增加酶产率和开发新酶种。1、产酶菌的获得1)生产菌的要求安全可靠,不是致病菌,在系统发生上与病原体无关,也不产生***。FDA(FoodandDrugAdministration)鉴定、审核后认为可用于食品工业和医药工业的生产菌有:枯草杆菌()、黑曲霉()、米曲霉()、啤酒酵母()、脆壁酵母()。不易变异退化、不易感染噬菌体,产酶稳定性好。产酶量高,酶的性质符合应用需要,最好是产胞外酶的菌株。能利用廉价原料,发酵周期短,容易培养。(AmericanTypeCultureCollection)和有关研究机构获得;一般都是通过筛选(screening)得到。筛选包括以下环节:菌样采集,菌种分离、纯化和生产性能鉴定。2)常见的产酶微生物细菌:枯草杆菌淀粉酶制糖、脱浆大肠杆菌青霉素酰化酶制备青霉素母核异型乳酸杆菌葡萄糖异构酶制果糖短小芽孢杆菌碱性蛋白酶皮革脱毛酵母:假丝酵母脂肪酶、尿酸酶等乳品增香、绢丝脱脂等啤酒酵母用于酿造啤酒、饮料酒和酒精等霉菌:黑曲霉酸性蛋白酶啤酒澄清、医药红曲霉葡萄糖淀粉酶制葡萄糖米曲霉糖化酶和蛋白酶制果糖青霉葡萄糖氧化酶、苯氧***青霉素酶、果胶酶等木霉纤维素酶根霉淀粉酶、酸性蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等毛霉蛋白酶、糖化酶、果胶酶、凝乳酶等3)菌样采集为获得能够降解某种物质的产酶菌株,一般可从该物质比较丰富的地方寻找。相近菌种产生的酶在性质上一般相近或相似。胞外酶的稳定性和最适反应条件通常和菌的最适生长条件一致;但胞内酶的热稳定性通常比菌的最适生长温度稍低。4)菌种分离、纯化和生产性能的鉴定产酶菌可采用平板划线法或直接稀释法分离纯化。初筛多采用平板透明圈法。如筛选水解酶的生产菌,可以该酶的底物作为平板培养基的主要碳源或氮源,这样如果菌株包含所需要的酶,经过一段时间的培养后,就会在菌落的周围形成一透明的水解圈(clearingorlysiszone),从透明圈的大小可大致判断出菌株的产酶能力。5)产酶菌的筛选:主要依靠其催化的反应的性质、底物和产物的特异性等进行设计。胞外酶筛选:使待检测的微生物在含有酶作用的不溶性底物如淀粉、纤维素、酪素、细胞壁等作为培养基中生长,培养后,根据菌落周围产生的透明圈的大小可以晒选到产淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶和溶菌酶的高活性菌株。(平板透明圈法)根据催化反应的产物的酸碱性,在培养基中加入底物和酸碱指示剂,培养后,依据产生酸或碱,依据菌落周围变色圈的大小和颜色深浅进行判断,从而进行产目标酶菌株的晒选。设计特定的底物,使其在酶的作用下产生产物,产物遇底物有颜色的变化,菌落周围产生色圈,则可筛选到产酶的菌株。胞内酶筛选:对于酶作用的底物分子质量较小,能透过细胞膜在细胞内发生反应,可以将其加在培养基中,根据菌落的颜色进行筛选。对于大多数的胞内酶,是采用培养细胞或细胞破碎物作酶源,经酶反应后,根据酶反应产物的特点,利用产物对紫外的吸收,如辅酶NAD,直接用紫外分光光度法测定;或通过产物的显色反应等。)菌种的保存防止污染,尽量减少转移次数;避免对种子培养基进行长时间高热灭菌,以防对种子产生不良影响。菌种保存的基本原理:通过采用低温、干燥与缺氧的条件,以中止菌种的繁殖,降低其新陈代谢,使之处于休眠状态。菌种保存的方法很多,常用的为斜面低温保存法,液体石蜡保存法等。有条件的还可采用冷冻真空干燥保存法。2)菌种的活化和扩大培养将保藏状态的菌种放入适宜的培养基中培养,逐级扩大培养以恢复菌种的活力,这就叫菌种活化。为了发酵时有足够的菌种,活化了的菌种一般要经过一级至数级的扩大培养。3)培养方法固体培养。又称表面培养(surfaceculture)、曲式培