第二章：酶的發(fā)酵生產2

第二章：酶的發(fā)酵生產2.1酶的獲取方法提取法:動植物體。生物合成法(發(fā)酵法)：微生物、動植物細胞?；瘜W合成法：結構較簡單，結構清楚的酶市場采購科研用酶生產用酶常用的酶制劑公司丹麥的 早期為諾和諾德2000年諾和諾德公司分成隸屬諾和集團的三個獨立運營公司：諾和諾德公司、諾維信公司及諾和公司。諾維信(中國)投資有限公司諾維信（中國）生物技術有限公司

蘇州宏達制酶有限公司

(合資)微生物制劑生產基地和技術實驗室(沈陽經濟技術開發(fā)區(qū))諾維信研發(fā)中心(北京中關村科技園區(qū))諾維信（中國）生物技術有限公司諾維信（中國）生物技術有限公司位于天津經濟技術開發(fā)區(qū)，占地16萬平方米，由丹麥諾維信公司投資1.65億美元于1994年開工興建，1998年正式投產。是諾維信在歐美之外最大的戰(zhàn)略生產基地，生產范圍廣泛的酶制劑產品，包括技術級、食品級、飼料級酶制劑和最先進的洗滌劑工業(yè)用酶。產品不僅滿足中國日益增長的市場需求，還大量銷往日本、東南亞、韓國和澳大利亞等國家和地區(qū)。蘇州宏達制酶有限公司

蘇州宏達制酶有限公司位于蘇州太倉，占地48,000平方米，由世界酶制劑先導諾維信公司和蘇州市宏達集團有限公司共同投資建成。公司采用諾維信先進的生物技術和生產工藝制造蘇宏牌系列工業(yè)酶制劑產品，包括糖化酶、高溫淀粉酶、拋光酶、寬溫幅退漿酶、a-乙酰乳酸脫羧酶等。產品銷往全國各地，受到廣大用戶的青睞。諾維信中國研究發(fā)展中心微生物篩選---中國的真菌生物多樣性中篩選新酶，。洗滌劑工業(yè)應用---面向中國和全球的洗滌劑市場，使用各種洗衣機對洗滌劑酶進行測試。酶制劑應用開發(fā)---不斷為中國市場識別和開發(fā)新的酶制劑應用，紡織工業(yè)應用---面向全球紡織工業(yè)市場，開發(fā)新型應用或為已有應用開發(fā)新型產品，并為現(xiàn)有產品提供全面而專業(yè)的技術支持。Novozymes06

市場分配概況2006年重要數(shù)據(jù)

銷售

DKK68.02億

營業(yè)利潤

DKK13.40億

凈利潤

DKK9.11億

營業(yè)利潤率

19.7%

收購前自由現(xiàn)金流占銷售比重

15.6%

投資資本回報率（ROIC）

20.2%

水資源消耗（1000M3）

4,893

能源消耗（1000GJ）

3,322

工傷事故率

3.7

職業(yè)發(fā)病率

1.5

07年報08年主要產品Nonozymes有100多種產品各行業(yè)都有不僅提供酶產品還有一整套的技術支持。DANISCOIntheworldofingredients,fewofferthesameversatilityasDanisco'senzymes.Daniscoisthefourthlargestsupplierofenzymestothefoodandanimalfeedindustries.GenencorGenencoristhebiotechnologydivisionofDaniscoA/Sthatdevelopsinnovativeenzymesandbioproductstoimprovetheperformanceandreducetheenvironmentalimpactofthecleaning,textiles,fuelsandchemicalsindustries.

AboutGenencorDaniscoacquiredGenencorin2005toexpanditspositionasaleaderinfoodingredientsandtodiversifyintogrowingindustrialbiotechnologymarkets.Withtheacquisition,Daniscobecomesthesecondlargestsupplierofindustrialenzymesintheworld.

特點生產的產品種類多，應用領域廣，生產技術先進。按應用領域分類，同一酶有多種名稱，但劑型、酶活、使用特性有所不同。不僅提供產品而且提供術支持。國內主要酶制劑公司廣東溢多利生物科技股份有限公司:亞洲最大的飼料酶制劑生產基地。廣東溢多利生物科技股份有限公司應用現(xiàn)代生物工程技術和先進的植物提取工藝，致力于飼料添加劑、飼用藥品等行業(yè)研究、開發(fā)與生產的高科技企業(yè)。目前，已發(fā)展成為中國最大的飼料酶制劑生產基地。肇東國科北方酶制劑有限公司2002年8月份與深圳國科日成生物技術有限公司合資成立為股份有限公司。

年生產能力3萬噸，生產的品種有高轉化濃縮糖化酶、粉劑糖化酶、耐高溫a-淀粉酶、中溫a-淀粉酶、工業(yè)級固體蛋白酶、食品級酸性蛋白酶、纖維素酶、高效酒用復合酶、脫羧酶等十幾個品種。(肇東日成酶制劑有限公司)天津市利華酶制劑技術有限公司是中國最早生產酶制劑產品的專業(yè)廠家之一。主要有精制果膠酶、精制纖維素酶、中溫淀粉酶、酸性蛋白酶、中性蛋白酶、堿性蛋白酶、脂肪酶、高轉化率糖化酶、耐高溫α—淀粉酶、木聚糖酶、葡聚糖酶、α—乙酸乳酸脫羧酶、過氧化氫酶、木瓜蛋白酶、溶菌酶、飼用果膠酶、纖維素酶、植酸酶、復合酶、葡萄糖氧化酶。特點劑型少，品種少，應用范圍小。生產工藝落后企業(yè)規(guī)模小通常只提供產品，不提供技術支持。2.2發(fā)酵生產簡述發(fā)酵法為主要的產酶方法固體培養(yǎng)發(fā)酵液體深層發(fā)酵固定化細胞發(fā)酵固定化原生質體發(fā)酵胞內酶曲微生物篩選2.3常用的產酶微生物產酶細胞的條件1酶的產量高2容易培養(yǎng)和管理3產酶穩(wěn)定性好4利于酶的分離純化5安全可靠枯草芽孢桿菌大腸桿菌黑曲霉米曲霉、青霉、木霉、根霉、毛霉鏈霉菌啤酒酵母假絲酵母產酶微生物選用注意事項菌種:非致病性的(包括動植物致病性)不產生毒素或生理活性物質(例如抗生素、激素、活性肽等）基因工程等方法選擇高產安全菌株2.4酶生物合成的基本理論中心法則DNA復制RNA翻譯反轉錄轉錄蛋白質復制酶生物合成的調節(jié)

轉錄與翻譯過程都有一定的調節(jié)控制機制，在原核生物中轉錄的調控占主導地位。原核生物調控的操縱子學說操縱子學說小結DNA分子中存在著調節(jié)基因、啟動基因（子）、操縱基因和結構基因。結構基因轉錄成mRNA后翻譯成酶蛋白啟動子、操縱基因和結構基因一起稱為操縱子。RNA聚合酶結合到啟動子上是酶合成的前提。調節(jié)基因編碼產生阻遏物。阻遏物作用：阻遏物結合到操縱基因上時阻止了RNA聚合酶的移動，從而阻止酶的合成。阻遏物與誘導物結合后不能再與操縱基因結合阻遏物與輔阻遏物結合后更易與操縱基因結合。酶生物合成的誘導作用：

加進某種物質后，使酶合成開始或加速度進行的過程。該物質稱誘導劑。例：乳糖誘導β-半乳糖苷酶的合成。酶生物合成的反饋阻遏作用:酶的催化作用產物或代謝途徑的末端產物使該酶的生物合成受阻的過程。分解代謝物阻遏作用：指容易利用的碳源阻遏某些酶生物合成的現(xiàn)象。又稱葡萄糖效應。分解代謝物阻遏作用將大腸桿菌培奍在含有兩種碳源（葡萄糖和乳糖等量）的培養(yǎng)基里，其生長曲線如下。兩個對數(shù)期間存在明顯的停滯期即使有誘導物存在，葡萄糖不耗竭，分解乳糖的酶是不會合成的。即葡萄糖分解代謝物阻遏了β-半乳糖苷酶的合成。早期以為只有葡萄糖才有這種效應所以稱葡萄糖效應。分解代謝物阻遏作用的實質－cAMP調控1CAP(分解代謝激活蛋白）又稱受體蛋白CRP與cAMP結合才能激活DNA的轉錄。2ATPcAMP+PPi腺苷酸環(huán)化酶cAMP＋H2OAMP磷酸二酯酶3葡萄糖代謝物的中間產物可以抑制腺苷酸環(huán)化酶的活性同時增強磷酸二酯酶的活性因此大大降低了cAMP的濃度。酶生物合成方式小結根據(jù)酶的合成對環(huán)境的反應不同，酶的合成可分為兩種類型：組成酶和適應酶。適應酶可分為誘導酶和阻遏酶。組成酶的操縱子調節(jié)基因不產生阻遏蛋白，因此合成不受誘導物的引影響。2.5發(fā)酵工藝條件及控制培養(yǎng)基配制pH溫度溶氧1注意點碳源:盡量使用誘導物,避免使用分解代謝阻遏物。例:生產淀粉酶就使用淀粉作碳源而非葡萄糖。發(fā)酵產酶的最適pH:接近于該酶反應的最pH。可產生多種酶的細胞?？赏ㄟ^控制pH，而改變產酶比例。如黑曲霉產α-淀粉酶又產糖化酶。當pH偏向中性時前者產量高，當pH偏向酸性時糖化酶產量高。產酶最適溫度:通常比細胞生長最適溫度低。生長繁殖階段應控制在最適生長溫度，產酶時則控制在最佳產酶溫度。如醬油曲霉生產蛋白酶28℃蛋白酶的產量比40℃高2-4倍。2提高酶產量的措施添加誘導物控制阻遏物濃度添加表面活性劑添加產酶促進劑1)添加誘導物

三類酶的作用底物酶的反應產物**底物類似物******酶的誘導物酶微生物底物誘導物葡萄糖淀粉酶黑曲霉淀粉（異）麥芽糖淀粉酶嗜熱芽孢桿菌淀粉、麥芽糊精麥芽糊精果膠酶 果膠半乳糖醛酸纖維素酶 纖維素2-脫氧葡萄糖-β-葡萄糖苷Β-半乳糖苷酶大腸桿菌乳糖異丙基-β-D-硫半乳糖苷2)控制阻遏物的濃度阻遏作用產物阻遏（代謝途徑末端產物）分解代謝物阻遏及時分離產物,控制產物濃度：堿性磷酸酶采用營養(yǎng)缺陷型，控制代謝產物加量添加末端產物類似物不使用阻遏碳源添加cAMP添加咖啡堿，茶堿等抑制磷酸二酯酶活性分批補加阻遏碳源3)添加表面活性劑作用：積聚在細胞膜上，增加膜的通透性有利于酶的分泌。4）添加產酶促進劑可以促進產酶但作用機理未知的一類物質。如：添加聚乙烯醇可提高糖化酶的產量。主要是通過試驗選用合適的酶促進劑，并確定最適濃度。2.6酶發(fā)酵動力學細胞生長動力學產酶動力學－－產酶前提－－最終目的一、酶生物合成的模式同步合成型延續(xù)合成型中期合成型滯后合成型1)同步合成型合成與生長同步進行。對數(shù)生長期酶大量產生，平衡期合成停止。又稱生長偶聯(lián)型。如：米曲霉合成單寧酶。特點：生物合成可以誘導，不受分解代謝物阻遏和反應產物阻遏。該酶所對應的mRNA很不穩(wěn)定。2)延續(xù)合成型酶的合成伴隨細胞生長而開始，但進入生長平衡期后酶可繼續(xù)合成。