酶制劑生產(chǎn)課件

關(guān)于酶制劑生產(chǎn)第1頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三酶制劑發(fā)展概況1894年，美籍日人高峰讓吉首先從米曲霉中制備得到高峰淀粉酶（ａ-淀粉酶、他卡酶），用作消化劑，開創(chuàng)了近代酶的生產(chǎn)和應(yīng)用的先例。1908年，德國的羅姆（Rohm）用動(dòng)物胰臟制得胰酶，用于皮革的軟化。1908年，法國的波伊定（Boidin）制備得到細(xì)菌淀粉酶，用于紡織品的退漿；1911年，華勒斯坦（Wallerstein）從木瓜中獲得木瓜蛋白酶，用于啤酒的澄清。1949年，日本開始采用微生物液體深層培養(yǎng)方法進(jìn)行細(xì)菌ａ-淀粉酶的發(fā)酵生產(chǎn)，揭開了現(xiàn)代酶制劑工業(yè)的序幕。20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的動(dòng)、植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，繼微生物發(fā)酵生產(chǎn)酶之后，已成為酶生產(chǎn)的又一種途徑。第2頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)酶的生產(chǎn)方法一、酶的生產(chǎn)方法1、提取法直接從動(dòng)、植物細(xì)胞或組織中將酶提取出來。提取法雖簡單易行，但受原材料來源的限制。2、化學(xué)合成法是20世紀(jì)60年代中期出現(xiàn)的新技術(shù)。只能合成那些已知化學(xué)結(jié)構(gòu)的酶；成本比較高。目前仍然停留在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)合成的階段。牛胃→凝乳酶胰臟→胰酶血液→凝血酶木瓜→木瓜蛋白酶3、微生物發(fā)酵法是20世紀(jì)50年代以來生產(chǎn)酶的主要方法。利用微生物細(xì)胞的生命活動(dòng)合成所需酶的方法稱為發(fā)酵法。

酶的發(fā)酵生產(chǎn)是現(xiàn)在酶生產(chǎn)的主要方法。第3頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三二、應(yīng)用微生物來開發(fā)酶的優(yōu)點(diǎn)微生物酶①微生物種類繁多，制備出的酶種類齊全，幾乎所有的酶都能從微生物中得到②微生物繁殖快、生產(chǎn)周期短、培養(yǎng)簡便，并可以通過控制培養(yǎng)條件來提高酶的產(chǎn)量③微生物具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和應(yīng)變能力，可以通過適應(yīng)、誘導(dǎo)、誘變以及基因工程等方法培育出新的產(chǎn)酶高的菌株第4頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三三、酶發(fā)酵生產(chǎn)的類型1、液體深層發(fā)酵：液體培養(yǎng)基，經(jīng)滅菌、冷卻后，接入產(chǎn)酶細(xì)胞，在一定條件下發(fā)酵。2、固體培養(yǎng)發(fā)酵培養(yǎng)基以麩皮、米糠等為主要原料，經(jīng)滅菌后，接入產(chǎn)酶菌株，在一定條件下發(fā)酵。3、固定化細(xì)胞發(fā)酵（70年代后期發(fā)展）將細(xì)胞固定在載體上后，進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)。4、固定化原生質(zhì)體發(fā)酵（80年代中期發(fā)展）原生質(zhì)體是指除去了細(xì)胞壁的微生物細(xì)胞或植物細(xì)胞。第5頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)酶生物合成的基本理論一、酶生物合成的過程DNARNA蛋白質(zhì)（新生多肽鏈）成熟蛋白質(zhì)（酶）胞內(nèi)胞外轉(zhuǎn)錄翻譯加工分泌或定位第6頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三二、酶生物合成的調(diào)節(jié)

按酶生物合成的速度把細(xì)胞中合成的酶分為兩類：組成酶—恒定（速度、濃度）誘導(dǎo)酶—在外界環(huán)境因素誘導(dǎo)下合成速度急增，酶濃度成百上千倍增加(適應(yīng)型酶、調(diào)節(jié)型酶)第7頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三酶合成的基因調(diào)控類型：誘導(dǎo)和阻遏1、酶合成的誘導(dǎo)作用

加進(jìn)某些物質(zhì)，使酶的生物合成開始或加速的現(xiàn)象，稱為誘導(dǎo)作用。誘導(dǎo)物一般是酶催化作用的底物或其底物類似物。

例：乳糖誘導(dǎo)?-半乳糖苷酶的合成淀粉誘導(dǎo)a-淀粉酶的合成第8頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三第9頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三2、酶合成的阻遏（1）終產(chǎn)物阻遏指酶催化反應(yīng)的產(chǎn)物或代謝途徑的末端產(chǎn)物使該酶的生物合成受到阻遏的現(xiàn)象。（2）分解代謝物阻遏（營養(yǎng)源阻遏）

是指某些物質(zhì)經(jīng)過分解代謝產(chǎn)生的物質(zhì)阻遏其他酶合成的現(xiàn)象。

葡萄糖阻遏?-半乳糖苷酶的生物合成果糖阻遏a-淀粉酶的生物合成A1B1A2B2E×A→→→→→BE×色氨酸過量時(shí)會(huì)阻遏催化色氨酸合成的相關(guān)酶第10頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三第11頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三第三節(jié)微生物發(fā)酵產(chǎn)酶工藝條件及控制

發(fā)酵法生產(chǎn)酶制劑，就是給酶的生產(chǎn)菌種提供適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)和生長環(huán)境，使生產(chǎn)菌大量增殖，同時(shí)合成所需要的酶，然后由發(fā)酵所得物料制成酶產(chǎn)品。

現(xiàn)代酶制劑的大規(guī)模生產(chǎn)以深層液體發(fā)酵法為主。

無論哪種發(fā)酵法，都要做三方面的工作：（1）從原料準(zhǔn)備培養(yǎng)基；（2）從原始菌種準(zhǔn)備生產(chǎn)菌種；（3）發(fā)酵過程管理。一、發(fā)酵產(chǎn)酶的一般工藝流程第12頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三[原料][原始菌種][麩皮等原料]

↓↓餅粕等原料淀粉質(zhì)原料試管斜面培養(yǎng)(活化)[配制培養(yǎng)基]

↓

↓

↓(滅菌)按不同原料凈化、粉碎搖瓶等分級擴(kuò)大培養(yǎng)作不同處理↓

↓水解種子罐培養(yǎng)

↓

↓

[淀粉糖液][發(fā)酵罐(液體發(fā)酵)][發(fā)酵池(固體發(fā)酵)]

↓↓

↓

培養(yǎng)

配制培養(yǎng)基↓

(滅菌)[發(fā)酵液][成品曲]

↓↓

↓下游加工

{液態(tài)酶制劑}

↓{固體粗酶制劑}{各種精制酶制劑}酶發(fā)酵生產(chǎn)的一般工藝流程圖第13頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三保藏菌種

試管斜面培養(yǎng)（活化）搖瓶擴(kuò)大培養(yǎng)種子罐培養(yǎng)發(fā)酵罐分離純化酶培養(yǎng)基無菌空氣第14頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三

二、酶生產(chǎn)菌種（一）產(chǎn)酶菌種的要求（1）產(chǎn)酶量高；（2）繁殖快，發(fā)酵周期短；（3）產(chǎn)酶穩(wěn)定性好，不易退化，不易被感染；（4）能夠利用廉價(jià)原料，容易培養(yǎng)和管理；（5）安全性可靠，非致病菌。第15頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三（二）常用的產(chǎn)酶微生物1、細(xì)菌大腸桿菌

谷氨酸脫羧酶、天冬氨酸酶、青霉素酰化酶、天冬酰胺酶、β-半乳糖苷酶、限制性核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、核酸外切酶等?？莶輻U菌

α-淀粉酶、蛋白酶、β-葡聚糖酶、5‘-核苷酸酶、堿性磷酸酶。第16頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三2、放線菌鏈霉菌：葡萄糖異構(gòu)酶、青霉素?；?、纖維素酶、堿性蛋白酶、中性蛋白酶、幾丁質(zhì)酶等。第17頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三3、霉菌黑曲霉：糖化酶、α-淀粉酶、酸性蛋白酶、果膠酶、葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶、核糖核酸酶、橙皮苷酶等。米曲霉：氨基?；?、磷酸二酯酶、果膠酶等。紅曲霉：α-淀粉酶、糖化酶、麥芽糖酶、蛋白酶等。青霉：葡萄糖氧化酶、苯氧甲基青霉素?；?、纖維素酶等。木霉：纖維素酶。根霉：糖化酶、蔗糖酶、堿性蛋白酶，脂肪酶、果膠酶、纖維素酶、半纖維素酶等。毛霉：蛋白酶、糖化酶、α-淀粉酶、脂肪酶、果膠酶、凝乳酶等。第18頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三4、酵母

啤酒酵母：丙酮酸脫羧酶、醇脫氫酶等。

假絲酵母：脂肪酶、尿酸酶、尿囊酸酶、轉(zhuǎn)化酶、醇脫氫酶等。第19頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三

工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的微生物酶和它們的某些來源酶產(chǎn)酶微生物用途α-淀粉酶枯草芽胞桿菌地衣芽胞桿菌米曲霉淀粉液化，織物退漿，消化助劑，加酶洗滌劑葡萄糖淀粉酶米曲霉，黑曲霉，米根霉制造葡萄糖，發(fā)酵、釀酒等工業(yè)的淀粉水解糖中性蛋白酶枯草芽胞桿菌，米曲霉皮革、毛皮加工，食品加工，調(diào)味品制造、助消化、消炎、啤酒澄清堿性蛋白酶地衣芽胞桿菌加酶洗滌劑植酸酶黑曲霉，畢赤酵母工程菌株飼料添加劑第20頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三纖維素酶里氏木霉、黑曲霉水洗布生產(chǎn)，飼料添加劑，消化植物細(xì)胞壁半纖維素酶木霉、曲霉、根霉飼料添加劑，消化植物細(xì)胞壁，低聚木糖生產(chǎn)β-葡聚糖酶枯草芽胞桿菌，黑曲霉，Penicilliumemersonii啤酒釀造，飼料添加劑異淀粉酶產(chǎn)氣克雷伯氏菌，芽孢桿菌淀粉加工乳糖酶乳酸酵母，米曲霉，黑曲霉，米根霉乳品工業(yè)（處理牛乳和乳清）果膠酶曲霉、歐文氏菌水果加工，果汁、果酒澄清，麻類纖維脫膠

工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的微生物酶和它們的某些來源第21頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三轉(zhuǎn)化酶啤酒酵母、假絲酵母制造轉(zhuǎn)化糖凝乳酶米赫毛霉,大腸桿菌和真菌生產(chǎn)的重組酶制造乳酪脂肪酶曲霉、根霉、酵母等加酶洗滌劑，油脂加工，生物化工葡萄糖氧化酶青霉、曲霉食品去氧、除葡萄糖，測定葡萄糖葡萄糖異構(gòu)酶凝結(jié)芽胞桿菌，白色鏈霉菌生產(chǎn)果葡糖漿青霉素?；讣?xì)菌、霉菌、放線菌制造6-氨基青霉烷酸

工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的微生物酶和它們的某些來源第22頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三（三）生產(chǎn)菌種的來源1、買，專利向菌種保藏機(jī)構(gòu)索取有關(guān)的菌株，從中篩選所需菌株。

中國工業(yè)微生物菌種保藏中心（CICC）；中國典型培養(yǎng)物保藏中心（CCTCC，又稱武大保藏中心）。中國農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏中心（ACCC）；中國普通微生物菌種保藏管理中心（CGMCC）美國典型微生物菌種保藏中心（ATCC）荷蘭微生物菌種保藏中心（CBS）德國微生物菌種保藏中心（DSMZ）英國國家典型菌種保藏所（NCTC）

第23頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三（1）樣品的采集：主要是各種富含所需微生物的土壤、水、氣、枯枝爛葉、爛水果等；產(chǎn)酶菌種篩選步驟：2、篩選

由自然界采集樣品，如土壤、水、動(dòng)植物體等，從中進(jìn)行分離篩選。第24頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三（2）初篩：分離產(chǎn)目的酶的菌株；

給予特殊的培養(yǎng)基或培養(yǎng)條件，進(jìn)而讓目的菌株得以繁殖，盡可能地把只成為目的菌的菌株分離出來。-淀粉酶的篩選蛋白酶的篩選第25頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三（3）復(fù)篩：從所得菌株中篩選優(yōu)良株；在初篩的基礎(chǔ)上，篩選產(chǎn)酶量高、性能更符合生產(chǎn)要求的菌種。誘變育種細(xì)胞雜交原生質(zhì)體融合育種基因工程育種（4）高產(chǎn)菌株的選育。第26頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三（四）生產(chǎn)種子的制備

生產(chǎn)種子：由原始保藏菌種，經(jīng)過活化，擴(kuò)大培養(yǎng)，用于發(fā)酵罐接種的大量菌體。1、種子制備工藝過程保藏菌種活化培養(yǎng)逐級搖瓶培養(yǎng)種子罐培養(yǎng)接種至發(fā)酵罐第27頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三（1）菌種活化

目的：保藏的菌種在用于發(fā)酵生產(chǎn)之前，必須接種于新鮮的斜面培養(yǎng)基上，在一定的條件下培養(yǎng)，以恢復(fù)細(xì)胞的生命活動(dòng)能力。

方法：在試管斜面上培養(yǎng)1-3代。（2）擴(kuò)大培養(yǎng)

目的：活化后的菌種經(jīng)過一級至數(shù)級的擴(kuò)大培養(yǎng)，以獲得足夠數(shù)量的優(yōu)質(zhì)細(xì)胞。培養(yǎng)基稱為種子培養(yǎng)基。

方法：分為實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)和車間培養(yǎng)兩個(gè)階段。第28頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三擴(kuò)大培養(yǎng)應(yīng)注意的事項(xiàng)：（1）盡量減少傳代次數(shù)，以降低菌種衰退和污染的可能性；（2）培養(yǎng)基成分一般應(yīng)比發(fā)酵培養(yǎng)基的氮源豐富；（3）培養(yǎng)時(shí)間一般控制在微生物生長的對數(shù)生長期，及時(shí)接入下一級培養(yǎng)或發(fā)酵罐；（4）嚴(yán)格控制培養(yǎng)條件（pH、溫度、通氣量等），加強(qiáng)培養(yǎng)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測。第29頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三三、培養(yǎng)基1、碳源：提供碳元素；能源。

碳源、氮源、無機(jī)鹽、生長因素、水等。

來源：淀粉及其水解物—淀粉水解糖、糖蜜、或含淀粉的原料如大米、薯類、玉米、麩皮、米糠等。此外石油產(chǎn)品中12碳—16碳的碳?xì)浠衔镆殉晒τ米魑⑸锱囵B(yǎng)基的碳源。

注意：在選擇碳源時(shí)，應(yīng)盡量選擇對所需酶有誘導(dǎo)作用的碳源，而不使用或少使用有分解代謝物阻遏作用的碳源。

培養(yǎng)基是人工配制的供微生物生長、繁殖及合成酶的營養(yǎng)物質(zhì)的混合物。第30頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三2、氮源：提供氮元素。

來源：①有機(jī)氮：常利用農(nóng)副產(chǎn)品的籽實(shí)榨油后的副產(chǎn)品，如豆餅、花生餅、菜子餅等；②無機(jī)氮：含氮的無機(jī)化合物，如（NH4）2SO4、NH4NO3、NaNO3和（NH4）3PO4等。3、無機(jī)鹽：大量元素和微量元素?；竟δ埽簶?gòu)成細(xì)胞的成分；構(gòu)成酶產(chǎn)品的組分；作為酶的激活劑。第31頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三4、生長因子

指微生物生長繁殖所必不可缺的微量有機(jī)物，主要包括各種氨基酸、嘌呤或嘧啶、維生素等三類物質(zhì)。

酶制劑中所用的生長因子，大多是由天然原料提供，如玉米漿、麥芽汁、豆芽汁、麩皮、米糠、酵母膏等。5、水第32頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三配制培養(yǎng)基的注意事項(xiàng)：（1）培養(yǎng)基的碳氮比是培養(yǎng)基成分配比的重點(diǎn)；（2）碳源和氮源的選擇，要注意避免碳分解代謝阻遏和氮分解代謝阻遏；（3）培養(yǎng)基中無機(jī)鹽的選擇要注意鹽類引起的生理酸堿性反應(yīng)；（4）發(fā)酵生產(chǎn)所用的培養(yǎng)基成分配比不可輕易改變。第33頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三（二）培養(yǎng)基的種類1、斜面培養(yǎng)基：是供菌種生長繁殖使用的。2、種子培養(yǎng)基：是供菌種生長繁殖使用的。3、發(fā)酵培養(yǎng)：是供菌種生長繁殖和發(fā)酵產(chǎn)物合成之用。第34頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三第35頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三四、發(fā)酵條件的控制—影響產(chǎn)酶的幾個(gè)重要條件1、溫度的調(diào)節(jié)控制（2）有些微生物生長最適溫度與發(fā)酵產(chǎn)酶的最適溫度有所不同。例：醬油曲霉生產(chǎn)蛋白酶，28℃時(shí)蛋白酶產(chǎn)量比在40℃條件下高2~4倍，在20℃條件下發(fā)酵，則蛋白酶產(chǎn)量更高，但細(xì)胞生長速率較慢。

為此，在有些酶的發(fā)酵生產(chǎn)過程中，要在不同的發(fā)酵階段控制不同的溫度，即在微生物生長階段控制在生長的最適溫度范圍，而在產(chǎn)酶階段控制在產(chǎn)酶最適溫度范圍。（1）不同的微生物有不同的最適生長溫度。第36頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三（3）溫度的控制方法

一般采用熱水升溫，冷水降溫。因此，在發(fā)酵罐中均設(shè)有足夠傳熱面積的熱交換裝置，如排管、蛇管，夾套、噴淋管等。第37頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三第38頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三2、pH值的調(diào)節(jié)控制（1）不同微生物，其生長繁殖的最適pH值有所不同。（2）微生物生長的最適pH值與產(chǎn)酶最適pH值往往不同。（3）有些微生物可以同時(shí)產(chǎn)生若干種酶，在生產(chǎn)過程中，通過控制培養(yǎng)基的pH，往往可以改變各種酶之間的產(chǎn)量比例。黑曲霉α-淀粉酶糖化酶pH值中性↑↓pH值偏酸性↓↑第39頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三（4）影響pH值的因素一般來說，培養(yǎng)基成分中C/N比高，發(fā)酵液傾向于酸性，pH低；C/N比低，發(fā)酵液傾向于堿性，pH高。不同鹽的利用對pH也會(huì)產(chǎn)生影響。（5）生產(chǎn)中控制pH值的方法②添加緩沖液維持一定的pH值（如磷酸鹽）；①調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的原始pH，保持一定的C/N比；③發(fā)酵液中pH過高，加糖或淀粉來調(diào)節(jié)。反之，加尿素或液氨；pH值還與通氣量有關(guān)。④通過調(diào)節(jié)通氣量來實(shí)現(xiàn)；加酸、堿。第40頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三3、溶解氧的調(diào)節(jié)控制

溶解氧指溶解在培養(yǎng)基中的氧。微生物一般只能利用溶解氧。調(diào)節(jié)溶氧速率的方法（1）調(diào)節(jié)通氣量；（2）調(diào)節(jié)氧的分壓；（3）調(diào)節(jié)氣液接觸時(shí)間；（4）調(diào)節(jié)氣液接觸面積；（5）改變培養(yǎng)液性質(zhì)。第41頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三第42頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三第43頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三5、濕度的調(diào)節(jié)控制

用固體培養(yǎng)基生產(chǎn)酶制劑時(shí)，一般前期濕度低些，培養(yǎng)后期濕度大些，有利于產(chǎn)酶。4、泡沫形成：通氣攪拌、培養(yǎng)基中某些成分的變化、代謝產(chǎn)生的氣體。危害：阻礙CO2的排除，影響氧的溶解；引起染菌。消泡方法：機(jī)械消泡、化學(xué)消泡。第44頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三五、提高酶產(chǎn)量的措施（一）添加誘導(dǎo)物誘導(dǎo)酶的發(fā)酵生產(chǎn)，添加酶合成的誘導(dǎo)物，可以顯著提高酶產(chǎn)量。1、不同的酶有各自不同的誘導(dǎo)物；但有時(shí)一種誘導(dǎo)物可誘導(dǎo)生成同一酶系的若干種酶；同一種酶往往有多種誘導(dǎo)物。3、誘導(dǎo)物的濃度：必須控制在適當(dāng)濃度。2、誘導(dǎo)物的分類

（1）酶作用的底物；（2）酶作用底物的類似物；（3）酶的反應(yīng)產(chǎn)物；（4）底物和底物類似物的前體物。第45頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三（二）控制阻遏物的濃度1、解除終產(chǎn)物阻遏的方法降低培養(yǎng)基中酶作用產(chǎn)物的濃度；添加終產(chǎn)物的類似物。2、解除分解代謝產(chǎn)物阻遏的方法控制培養(yǎng)基中葡萄糖等容易利用的碳源濃度，可采用其他較難利用的碳源（如淀粉等），或采用補(bǔ)料，分次流加碳源等方法，以控制碳源濃度在較低的水平，以利于酶產(chǎn)量的提高；添加一定量的環(huán)腺苷酸（cAMP），可以解除分解代謝物阻遏作用。第46頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三（三）通過基因突變提高酶產(chǎn)量使誘導(dǎo)型變成組成型；使阻遏型變成去阻遏型。（四）其他提高酶產(chǎn)量的方法1、添加細(xì)胞滲漏增強(qiáng)物：

如吐溫（Tween）、催通（Triton）等。

在培養(yǎng)基中添加1%的吐溫（Tween），可使纖維素酶的產(chǎn)量提高10~20倍。第47頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三2、其他產(chǎn)酶促進(jìn)劑

植酸鈣：霉菌蛋白酶或橘青磷酸二酯酶1~20倍聚乙烯醇衍生物：可防止霉菌菌絲結(jié)球，提高糖化酶產(chǎn)量聚乙烯醇、醋酸鈉等：纖維素酶

這些物質(zhì)的實(shí)際效果明顯，但作用機(jī)制還需深入探討。第48頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三第四節(jié)酶的分離純化一、酶的提取、分離純化技術(shù)路線細(xì)胞破碎酶提取酶分離純化酶濃縮酶貯存動(dòng)物、植物或微生物細(xì)胞發(fā)酵液離心分離，過濾分離，沉淀分離，層析分離，電泳分離，萃取分離，結(jié)晶分離等。第49頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三1、細(xì)胞破碎許多酶存在于細(xì)胞內(nèi)。為了提取這些胞內(nèi)酶，首先需要對細(xì)胞進(jìn)行破碎處理。1）機(jī)械破碎2）物理破碎3）化學(xué)破碎4）酶解破碎JY92-IID超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)細(xì)胞破碎珠高壓細(xì)胞破碎機(jī)DY89-I型電動(dòng)玻璃勻漿機(jī)第50頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三酶的提取是指在一定的條件下，用適當(dāng)?shù)娜軇┗蛉芤禾幚砗冈?，使酶充分溶解到溶劑或溶液中的過程。也稱為酶的抽提。酶提取時(shí)首先應(yīng)根據(jù)酶的結(jié)構(gòu)和溶解性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)娜軇?。一般說來，極性物質(zhì)易溶于極性溶劑中，非極性物質(zhì)易溶于非極性的有機(jī)溶劑中，酸性物質(zhì)易溶于堿性溶劑中，堿性物質(zhì)易溶于酸性溶劑中。酶都能溶解于水，通?？捎盟蛳∷帷⑾A、稀鹽溶液等進(jìn)行提取，有些酶與脂質(zhì)結(jié)合或含有較多的非極性基團(tuán)，則可用有機(jī)溶劑提取。2、酶的提取

提高溫度，降低溶液粘度、增加擴(kuò)散面積、縮短擴(kuò)散距離，增大濃度差等都有利于提高酶分子的擴(kuò)散速度，從而增大提取效果。

為了提高酶的提取率并防止酶的變性失活，在提取過程中還要注意控制好溫度、pH值等提取條件。第51頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三酶的主要提取方法提取方法使用的溶劑或溶液提取對象鹽溶液提取0.02～0.5mol/L的鹽溶液用于提取在低濃度鹽溶液中溶解度較大的酶酸溶液提取PH2～6的水溶液用于提取在稀酸溶液中溶解度大，且穩(wěn)定性較好的酶堿溶液提取PH8～12的水溶液用于提取在稀堿溶液中溶解度大且穩(wěn)定性較好的酶有機(jī)溶劑提取可與水混溶的有機(jī)溶劑用于提取那些與脂質(zhì)結(jié)合牢固或含有較多非極性基團(tuán)的酶大多數(shù)蛋白類酶都溶于水，而且在低濃度的鹽存在的條件下，酶的溶解度隨鹽濃度的升高而增加，這稱為鹽溶現(xiàn)象。第52頁，講稿共60頁，2023年5月2日，星期三（1）沉淀分離沉淀分離是通過改變某些條件或添加某種物質(zhì)，使酶的溶解度降低，而從溶液中沉淀析出，與其它溶質(zhì)分離的技術(shù)過程。沉淀分離方法分離原理鹽析沉淀法利用不同蛋白質(zhì)在不同的鹽濃度條件下溶解度不同的特性，通過在酶液中添加一定濃度的中性鹽，使酶或雜質(zhì)從溶液中析出沉淀，從而使酶與雜質(zhì)分離等電點(diǎn)沉淀法利用兩性電解質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)溶解度最低，以及不同的兩性電解質(zhì)有不同的等電點(diǎn)這一特性，通過調(diào)節(jié)溶液的pH值，使酶或雜質(zhì)沉淀析出，從而使酶與雜質(zhì)分離有機(jī)溶劑沉淀法利用酶與其它雜質(zhì)在有機(jī)溶劑中的溶解度不同，通過添加一定量的某種有機(jī)溶劑，使酶或雜質(zhì)沉淀析出，從而使酶與雜質(zhì)分離復(fù)合沉淀法在酶液中加入某些物質(zhì)，使它與酶形成復(fù)合物而沉淀下來，從而使酶與雜質(zhì)分離選擇性變性沉淀法選擇一定的條件使酶液中存在的某些雜質(zhì)變性沉淀，而不影響所需的酶，從而使酶與雜質(zhì)分離第53頁，講稿共60