酶的生产和利用 一、微生物酶制剂的生产 主要有以下步骤： 1、目的酶生产菌株的分离筛选 （1）从自然界分离筛选 （2）用物理、化学因子处理诱变 （3）用基因重组或细胞融合技术选育 2、酶的生产 （1）要选择好的培养方法，包括培养基组成配比、培养温度、pH 值、通气量等
酶的生产和利用 一、微生物酶制剂的生产 主要有以下步骤： 1、目的酶生产菌株的分离筛选 （1）从自然界分离筛选 （2）用物理、化学因子处理诱变 （3）用基因重组或细胞融合技术选育 2、酶的生产 （1）要选择好的培养方法，包括培养基组成配比、培养温度、pH 值、通气量等
图:微生物在相当于三层楼高的发酵罐里生长繁殖，产生所需的酶 （2）确定工业规模大量生产的一系列工程和工艺条件，以及培养罐的形式、大小、通气条件、 温度和 pH 值的控制等。 图：通过改变培养基类型、酸碱度、氧气浓度和温度，研究人员现了生产某种酶的微生物的最佳 生长条件。 三、酶的提取、分离和纯化 1、微生物酶制剂的工业提取步骤大致如下： 如果是胞内酶，则首先要分离收集其菌体，使之破碎，将酶提取至液相中，此为出发酶液； 如果是胞外酶，它的深层发酵液或固体培养物的抽提液则为出发酶液。 2、制取工业酶制剂的步骤：
图:微生物在相当于三层楼高的发酵罐里生长繁殖，产生所需的酶 （2）确定工业规模大量生产的一系列工程和工艺条件，以及培养罐的形式、大小、通气条件、 温度和 pH 值的控制等。 图：通过改变培养基类型、酸碱度、氧气浓度和温度，研究人员现了生产某种酶的微生物的最佳 生长条件。 三、酶的提取、分离和纯化 1、微生物酶制剂的工业提取步骤大致如下： 如果是胞内酶，则首先要分离收集其菌体，使之破碎，将酶提取至液相中，此为出发酶液； 如果是胞外酶，它的深层发酵液或固体培养物的抽提液则为出发酶液。 2、制取工业酶制剂的步骤：
第一步——除去出发酶液中的悬浮固形物，获得澄清酶液，必要时再进行减压浓缩； 第二步——根据质量要求和经济性采用适当方法（如用盐析法、有机溶剂沉淀法、丹宁沉淀法等） 将酶沉淀分离； 图：只有酶和水能通过转鼓式过滤机；培养基和微生物则被留在硅藻土上。 第三步——收集沉淀、干燥、研粉、加适当的稳定剂、填充剂、做成粉末制剂。 • • 酶粒是在大型连续运转的水平混合机内生产出来的。提取的酶与盐、纤维素及 其他成分混合形成 0.5mm 大小的粒状物。然后用一种聚合体包裹，以防止酶尘在 使用过程中可能引起的致敏危险。 图:用多聚体包裹酶以减少酶尘引起的致敏危险。 3、其他方法 对于质量要求高可提取液中共存有妨碍目的酶工艺效果的其他酶时，常用一些特殊纯化方法将 目的酶与其他酶和杂蛋分开，再分别沉淀制取。常用的方法有：
第一步——除去出发酶液中的悬浮固形物，获得澄清酶液，必要时再进行减压浓缩； 第二步——根据质量要求和经济性采用适当方法（如用盐析法、有机溶剂沉淀法、丹宁沉淀法等） 将酶沉淀分离； 图：只有酶和水能通过转鼓式过滤机；培养基和微生物则被留在硅藻土上。 第三步——收集沉淀、干燥、研粉、加适当的稳定剂、填充剂、做成粉末制剂。 • • 酶粒是在大型连续运转的水平混合机内生产出来的。提取的酶与盐、纤维素及 其他成分混合形成 0.5mm 大小的粒状物。然后用一种聚合体包裹，以防止酶尘在 使用过程中可能引起的致敏危险。 图:用多聚体包裹酶以减少酶尘引起的致敏危险。 3、其他方法 对于质量要求高可提取液中共存有妨碍目的酶工艺效果的其他酶时，常用一些特殊纯化方法将 目的酶与其他酶和杂蛋分开，再分别沉淀制取。常用的方法有：
（ 1 ）蛋白质选择性变性法 （ 2 ）分级盐析法 • 有机溶剂分级沉淀法 • 等电点法 • 柱层析法 • 电泳法 • 亲和层析法 四、酶的化学修饰技术 1、金属离子置换修饰 2、大分子结合修饰 3、肽链有限水解修饰 4、侧链修饰 图：微生物的基因经修饰能够产生所需的酶 五、固定化酶和固定化细胞 固定化酶是通过物理或化学的处理，使水溶性酶和固态的水不溶支持物（载体）相结合或被载
（ 1 ）蛋白质选择性变性法 （ 2 ）分级盐析法 • 有机溶剂分级沉淀法 • 等电点法 • 柱层析法 • 电泳法 • 亲和层析法 四、酶的化学修饰技术 1、金属离子置换修饰 2、大分子结合修饰 3、肽链有限水解修饰 4、侧链修饰 图：微生物的基因经修饰能够产生所需的酶 五、固定化酶和固定化细胞 固定化酶是通过物理或化学的处理，使水溶性酶和固态的水不溶支持物（载体）相结合或被载
体包埋，但仍保留酶活力。 1、固定化酶的特征 （1）反应完成后经过过滤或离心等简单的分离就可回收，重复使用，降低了酶制剂的成本； （2）可以装成酶柱，当底物溶液流经酶柱时，就能发生酶促反应，适合于工业化应用； （3）酶经固定化后，稳定性一般都有所提高。 2、固定化酶的特点 （1）省去了酶分离纯化的时间和费用； （2）可进行多酶反应； （3）保持了酶的原始状态，从而增加了酶的稳定性； （4）由于辅助因子存在和细胞内的连续性合成，酶的活力较为持久； （5）用固定化细胞反应柱或反应床可连续进行发酵，一边加入培养基，一边排出发酵液，可避 免产物对酶活性的抑制。 3、固定化酶的方法 （1）载体结合法 a、物理吸附法 是将酶吸附在活性炭、多孔玻璃、酸性白土、高岭土、硅胶等惰性载体上，此法对酶活性破坏 较少，但吸附作用力常较弱而易脱落，因而常与交联法结合使用。 b、离子结合法
体包埋，但仍保留酶活力。 1、固定化酶的特征 （1）反应完成后经过过滤或离心等简单的分离就可回收，重复使用，降低了酶制剂的成本； （2）可以装成酶柱，当底物溶液流经酶柱时，就能发生酶促反应，适合于工业化应用； （3）酶经固定化后，稳定性一般都有所提高。 2、固定化酶的特点 （1）省去了酶分离纯化的时间和费用； （2）可进行多酶反应； （3）保持了酶的原始状态，从而增加了酶的稳定性； （4）由于辅助因子存在和细胞内的连续性合成，酶的活力较为持久； （5）用固定化细胞反应柱或反应床可连续进行发酵，一边加入培养基，一边排出发酵液，可避 免产物对酶活性的抑制。 3、固定化酶的方法 （1）载体结合法 a、物理吸附法 是将酶吸附在活性炭、多孔玻璃、酸性白土、高岭土、硅胶等惰性载体上，此法对酶活性破坏 较少，但吸附作用力常较弱而易脱落，因而常与交联法结合使用。 b、离子结合法