蛋白酶的生产和应用_下_
文章编号:1006-8481(2007)04-0001-04
蛋白酶的生产和应用(下)
胡学智
(中国科学院上海生物工程研究中心,上海 200000)
摘 要:为充分了解蛋白酶,介绍了我国在中性蛋白酶、碱性蛋白酶、酸性蛋白酶、低温蛋白酶和耐高温蛋白酶研究概况。
关键词:蛋白酶;研究;概况
中图分类号:TS201.2+5 文献标识码:B
The producti on and appli ca ti on of protea se
HU Xue -zhi
(B i oengineering Research Center,Chinese Acade my of Sciences,Shanghai,200000)
Abstract:I n order t o have a better understanding of p r otease,s ome general studies about different p r oteases are intr o 2duced .They are neutral p r otease,alkaline p r otease,acid p r otease,cryo -p r otease and p r otease with high -te mperature t olerance .
Key W ords:p r otease;study;general intr oducti on
4 我国对蛋白酶的研制概况
4.1 中性蛋白酶
我国对蛋白酶的研究始于1957年,当年中科院微生物研究所和原轻工业部工业试验所曾收集和保存了一批酱油酿造用曲霉,肖永澜和方心芳等从117株黄绿色曲霉中筛选出了12株蛋白酶活性高的曲霉,其中以栖土曲霉3374的活性最强,将其用于试验蛋白胨。1959年,原上海市轻工业研究所与红光制革厂合作,进行制革原料皮酶脱毛的研究,将脱脂的带毛皮块直接投入众多曲霉培养物中,筛选出适用的菌株,很快就发现了3374效果最好。因此,在原上海酒精厂制曲车间
生产栖土曲霉蛋白酶夫曲作为酶源供制革厂使
用。何秉旺等用紫外线处理栖土曲霉3374得突变株3942,使蛋白酶活力提高28%。李禄先等又筛选出用于丝绸脱胶的芽孢杆菌蛋白酶生产株S 114。1964年,中科院微生物所、江苏省食品发酵
研究所合作,就北微所筛选的枯草杆菌1938蛋白酶的生产条件进行详细研究。1965年完成中试后于新建的无锡酶制剂厂投产。1965年上海市工业微生物研究所对栖土曲霉3942蛋白酶的液体和固体培养工艺条件进行了研究,发现当采用固体培养时,添加3%～5%纯碱,碱性、中性蛋白酶活性可增加30%,采用液体培养时添加洗净剂LS 0.1%,可使通风量下降50%以上,酶活性增加60%。1967年与温州味精厂合作完成中试。
为筛选制革用新菌种,轻工业部食品发酵研究所
收稿日期:2006-07-07
作者简介:胡学智(1929-),男,上海市人,教授级高级工程师。研究方向:生物技术与发酵工程。
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与制革厂合作,从土样中筛选出微白色放线菌166,其蛋白酶用于猪羊皮脱毛,具有脱毛较净,毛
孔清晰,不损粒面等优点。该酶首先在上海酒精厂投产,湖北省微生物研究所等也筛选出中性蛋白酶生产芽孢杆菌172,经免疫等交叉凝聚反应和琼脂对流免疫电泳试验结果表明该酶与1938蛋白酶间有共同抗原。浙江省轻工研究所、无锡轻工学院等亦分离筛选了适合于丝绸脱胶的蛋白酶生产菌ZS 742,复旦大学郭杰炎等筛选了可用于丝绸脱胶的蛋白酶生产菌弗氏链霉菌。1993年上海市工业微生物研究所还对1株酱油曲霉进行诱变将酶活提高了10倍。枯草杆菌1938、栖土曲霉3942及放线菌166是国内生产中性蛋白酶的主要菌种,它们的发酵产酶水平在近30多年的不断改进下,有了较大的提高。1938的酶活由当初的2000～3000u /mL 提高到现在的10000～12000u /mL,3942由3000u /mL 提高到4000～5000u /mL,固体培养达15000u /g 以上,166的产酶能力由4000u /mL 提高到现在的8000～10000u /mL 。
4.2 碱性蛋白酶
碱性蛋白酶是国内研究得较为广泛和深入的一种酶制剂,具体研究情况见表1
[1-6]
。
1995年以来,随着生物技术的发展,在利用
基因工程和蛋白质工程定向改造生产菌种的产酶能力和酶的性质,取得了较快的进展[7]
。
4.3 酸性蛋白酶
酸性蛋白酶首先由日本吉田文彦于1954年所报道,1963年黑曲霉酸性蛋白酶产品Molsin 问世。为了开展酸性蛋白酶的生产和应用的研究,1960年,原上海市轻工业研究所对收集的40余
株曲霉,用麸皮固体培养作成麸曲后,分别用酪蛋白和明胶为底物,在酸性和中性条件下测定蛋白酶活性,结果发现,所有黄绿色曲霉无论在酸性或中性条件下,均可测出蛋白酶的活性,而黑曲霉则只在酸性条件下才有强烈的活性。将黄绿色曲霉经pH 值为3的酸液60℃处理30m in 后,再在pH 值为7下测定,酶活尽失,而在酸性条件下测定,则活性几乎无损失,而黑曲霉经酸处理后则酶活无损。
表1 我国碱性蛋白酶的研究情况
菌种
研究者
说明
地衣芽孢杆菌2709
上海合成洗涤剂厂(1965)从进口洗衣粉中分离得到
地衣芽孢杆菌2709复旦大学新型发酵厂(1971)发酵罐40h 产酶5000-6000u /mL
短小芽孢杆菌289沈阳林土所(1974)土壤分离,10m 3发酵罐20h 产酶6000u /mL 短小芽孢杆菌209河南省皮革研究所土壤分离,10m 3发酵罐25h 产酶5000u /mL
短小芽孢杆菌209
天津酶制剂厂(1975)
地衣芽孢杆菌2709-A5上海市工业微生物研究所(1991)
原生质诱变,25m 3发酵罐30h 产酶14000u /mL
地衣芽孢杆菌2709-C12 -13
天津市工业微生物研究所,天津酶制剂 厂(1984-1993)人工诱变,产酶21000u /mL 地衣芽孢杆菌553F13中科院微生物研究所,那淑敏等(1988)土壤分离经人工诱变获得,发酵产酶10000u /mL 短小芽孢杆菌突变株 S M I P 中科院微生物研究所,邱秀宝等(1990)广西甘蔗渣分离,经人工诱变获得,3m 3发酵罐
产酶18000u /mL
地衣芽孢杆菌53-38-6 (1997)兰州大学,薛、冯等分离菌种No .53经原生质诱变得到,摇瓶产酶由
1104u /mL 提高到22080u /mL
工程菌BP071无锡轻工业大学,唐雪明等(2002)产酶24480u /mL
工程菌A16
河北大学,潘延云等(2002)
由地衣芽孢杆菌2709与含碱性蛋白酶基因克隆 载体P DW 2的工程菌枯草杆菌BD105进行细 胞融合得到,产酶30000u /mL
黄海杆菌突变株S W 2
-104
张云波等(2000)
以黄海杆菌YS9412-130的突变株YS9412-130 -S W -140原生质体作复合诱变处理获得的 碱性低温蛋白酶,20℃测定酶活3912u /mL
短小芽孢杆菌C172-415
杨文博等(1994)
NTG 处理原生质得到产酶13977u /mL
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1969年,原上海市工业微生物研究所应新疆
建设兵团要求研制酸性蛋白酶以供毛皮软化之用。通过利用120多株黑曲霉和柠檬酸生产突变株,用5种培养基进行摇瓶培养筛选,并用麸皮添加铵盐为氮源进行固体培养,结果在固体培养下,有30%的黑曲霉酸性蛋白酶活力可达7000～14 000u/g,在液体深层培养时,黑曲霉3350、3867、宇佐曲霉B1和玉桂色曲霉No.81等均是酸性蛋白酶生产潜力较大的菌种。在对黑曲霉3350培养条件进行详细研究后,1971年在上海酒精厂投产,发酵液中的酶可用盐析法提取,也可用单宁聚乙二醇提取,结合乙醇沉淀法可得到酶活性达700000u/g、收率达65%以上的制品,产品试用于毛皮、制革、啤酒澄清及羊毛染色和医药等方面,均取得了良好的成效。1975年,新疆沙漠土壤研究所与科学院微生物研究所合作,对宇佐曲霉B1进行人工诱变,得突变株537,由于产酶活性较高,培养基也较简单,3350的液体培养被537所取代。1992年,浙江省农科院微生物研究所钱玉英等以黑曲霉Van Tieghe m Cpu4为母株,采用Co60γ线辐照处理,得突变株6042,酶活提高4倍,固体培养下产酶达18000u/g,干燥麸曲用为猪饲料添加剂,饲养各生长阶段的猪,获得良好效果。固体培养酸性蛋白酶中除蛋白酶外还含有半纤维素酶、纤维素酶、淀粉酶、果胶酶和植酸酶等与消化有关的酶,其含量因菌株及培养方式而异,因其成本低廉故可取代一部分进口饲料酶。
2002年,李乃强等就宇佐曲霉突变株4169的液体培养条件用正交试验进行优化,采用豆饼粉6.0%、玉米粉1.5%、胨0.7%、NH
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1.0%、CaCl2、K2HP O40.4%为培养基,在pH值为5.5, 32℃摇瓶培养80h,酸性蛋白酶活性达8400u/ mL。王水顺等从复合饲料角度考虑,通过诱变黑曲霉得到高产酸性蛋白酶同时兼含丰富纤维素酶与果胶酶的突变株S L-2-111。用麸皮、米糠、豆饼粉以8.25∶4.5∶1.5的比例混合原料,添加硫
铵、磷酸盐和CaCl
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等营养盐,28～23℃培养60 h,固体曲的酸性蛋白酶活性达12586u/g,果胶酶和纤维素酶活性分别为16490u/g和9822u/ g[8]。谢必峰等将该酶盐析物经Sephadex G25脱盐,DE AE-Sephar ose Fast Fl ow离子交换层析, Sephacryls-200分子筛和HP LC等方法提纯到电泳纯,测得其分子量为47×103,酶蛋白氨基酸组成为中极性氨基酸占17.29%,极性碱性氨基酸占4.5%,极性中性氨基酸占58.5%,其它为非极性氨基酸,N端氨基酸序列为SKGS AVTTP Q,序列同源性比对表明该酶与其它曲霉酸性蛋白酶具有极高的同源性[9]。上述酶学特性资料为该酶在饲料上的应用及进一步研究提供了重要数据。4.4 低温蛋白酶和耐高温蛋白酶
我国目前在开发低温碱性蛋白酶资源方面,已取得了一定的进展。张云波和王跃军等以黄海杆菌YS9412-130为出发菌种,经NTG、E MS、UV与微波处理,得到变异株130-S W1-140,碱性蛋白酶活性提高16倍,20℃测定摇瓶试验酶活为2320u/mL。进一步将S W1-140制备原生质体后再作为复合诱变处理,对大量突变株进行筛选和淡水驯化,最终获得高产株S W2-104,产酶达到3910u/mL,按照设计的中试技术,每吨发酵液可得活力20×104u/g的粗酶20Kg[10-12]。通过一系列纯化,已制备出纯度大于99%的试剂酶,经化学修饰法,结合酶的紫外吸收光谱变化研究结果表明,9412-130低温碱性蛋白酶的性质与丝氨酸蛋白酶有着很大的相似性[13]。
一般蛋白酶热稳定性不超过50℃,耐热性碱性蛋白酶适合于碱性和高温的工艺过程。吴梧桐、阿吉多雷等由新疆沙漠土样分离获得的栗褐芽孢杆菌CP U(B.badium CP U9407),在pH值为9,37℃条件下培养,可产生最适pH值为9.5、最适温度为57℃的碱性蛋白酶,酶活5800u/mL,这种酶在50℃加热60m in酶活基本不变,50℃加热3h酶活下降44%[14]。
2003年,从新疆吐鲁番土壤分离到1株耐热性芽孢杆菌XJT9503,该菌在最适温度46℃下,经摇瓶培养60h生产中型蛋白酶,65℃下测定酶活达5300u/mL[15]。
5 结束语
我国的酶制剂工业经过40多年的努力,已具备一定的规模和水平。无论是在酶的品种、产量
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和发酵水平上都有很大的提高,个别酶制剂的发酵活力已达到国际领先水平。
蛋白酶是一种用途广泛的酶制剂,各种蛋白酶已在我国工农业生产的各方面广泛使用,有力地促进了有关行业的发展,但总体来说,与国际先进水平相比,还有相当的差距。
我国酶制剂的研究主要集中在已有菌种产酶力的提高而较少重视新的应用和开发。酶制剂工业有其一定的特殊性,生产酶制剂和酶的应用两者是相辅相成的,一个新酶品种的诞生需要先有了酶才谈得上开发应用,有了应用市场,才能拉动酶的生产,从事酶制剂的科研人员负有研制和应用开发的双重任务。
我国现有“酶制剂”实际上不少还是酶的粗制品,严格地说还是“制剂”。我国的饲料酶大多数还是麸曲,成分非常复杂。
菌种的产酶力和酶的性能对降低成本,扩大市场有重要意义。20世纪80年代以前,在我国诱变育种是提高产酶力的主要手段,并取得了很大成绩。随着基因工程的普及,我国在纤维素酶和碱性蛋白酶的研究上也取得了很大成效,利用蛋白质工程来提高酶的稳定性和改善酶的性质目前正在进行,相信随着研究工作的深入和知识的积累,不久定会有新的突破。
参考文献
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科普小知识
醋的抗菌、杀菌功效
食醋具有很强的杀菌能力,可以杀伤肠道中的葡萄球菌、大肠杆菌,防止痢疾病的发生。1996年,引起大批小学生食物中毒的致病大肠杆菌0-157菌在日本肆虐。经名古屋大学医学部用醋酸酸度10%的酒精醋、酸度4.2%的杂谷醋和酸度4.5%米醋进行杀灭0-157菌。试验证实,酒精醋1m in 、杂谷醋60m in 、米醋120
m in 后就能将0-157菌数量降低到十万分之一。生活中,食醋对芽胞杆菌属菌、微球菌属菌(是最为常见,分
布也十分广泛的食物腐败菌)、荧光假单胞菌和亨氏片球菌(乳品、鱼贝等多种食品的低温腐败菌)、金黄色葡萄菌(细菌性食物中毒最主要的病菌之一)、鼠伤寒沙门菌和病原性大肠菌(重要的肠边传染病菌)等都能完全抑制其繁殖。俗话说“病从口入”,很多传染病菌都是通过口腔进入人体的,而食醋却不愧是把好这第一道关口的忠诚卫士。食醋抗病毒最直接证据是防治感冒。在酿造食醋的工厂里,工人们很少患感冒,甚至工作二十几年也未患过感冒,学者们认为这与他们长期接触食醋有很大关系。(冯梅武供稿)
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木瓜蛋白酶在美白护肤中的应用
南宁东恒华道生物科技有限责任公司——专业酶制剂生产厂家 销售热线4000-0771-80 木瓜蛋白酶在美白护肤中的应用美白产品在行业中的现状 人体到了25岁以后，身体的新陈代谢功能减慢，黑色素无法正常排解，而在角质层沉积形成斑点，形成黄褐斑、黑斑和色斑等。统计资料显示，13亿人口的中国，祛斑美容产品每年的市场份额已超过100亿元,年利润在千万元以上。国内美白、祛斑类产品已成为护肤品中的主流产品之一，而美白护肤产品绝大多数属于化学试剂或植物提取物，效果有限而且副作用明显，严重影响了用户的持续使用和行业的发展。 美白产品在行业中存在的问题 美白是全世界的难题，有一些不良商家为了使护肤品达到良好的美白效果，在护肤品中添加一些金属元素如汞、铅等。添加汞后，汞化合物会破坏表皮层的酵素活动，使黑色素无法形成。铅的氧化物具有一定遮盖作用，也可用于美白。如果化妆品中添加了砷、汞、铅，长期使用对人体造成的损害最大。在SK—II 之后，又有4大著名化妆品品牌(迪奥、雅诗兰黛、兰蔻、倩碧)的6款粉饼产品被香港媒体披露含有重金属铬和钕。消费者不仅感到恐惧，也对化妆品的安全性产生怀疑。 木瓜蛋白酶在行业中的应用 木瓜酶是从番木瓜水果中提取而得含有多种生物酶的美白去斑生物产品，主要作用为嫩肤及美白去斑。其生物机理学： 第一，木瓜酶作用于人体皮肤老化角质层，促使其分解退化、去除，达到嫩肤效果及促进细胞生长的效果，且木瓜酶水解物在皮肤表层形成一层氨基酸衍生物薄膜，使肌肤保持润湿与光滑； 第二，木瓜酶易于与形成色斑的黑色素中的铜离子形成络合物，减少黑色素的形成和去除色斑的黑色素，且木瓜酶水解的三钛物质可直接抑制形成黑色素的络氨酸活性，消除自由基作用，从而达到美白去斑的效果。 归结起来，木瓜酶通过去除老化皮肤角质层及与色斑中铜离子快速反应，抑制形成黑色素的络氨酸活性和去除氧化自由基，达到嫩肤美白去斑的功效。 1
蛋白酶的工厂设计
年产1500m3蛋白酶的工厂设计 摘要 蛋白酶是催化肽键水解的一类酶，它可迅速水解蛋白质为胨、肽类，广泛存在于动物内脏、植物茎叶、果实和微生物中。同时大多数微生物蛋白酶都是胞外酶。微生物蛋白酶按其作用的最适pH可分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶三类。酸性蛋白酶是一种羧基蛋白酶，它的分子质量为30-40kD，等电点（pH3.0-5.0） 酸性蛋白酶现已广泛应用于食品、饲料、酿造、毛皮与皮革、医药、胶原纤维等各个行业之中。本设计采用豆饼粉、玉米粉、淀粉为主要的培养基原料，并选用黑曲霉（Aspergillus niger ）3.350菌种发酵。其中豆饼粉3.75%，玉米粉0.625%，鱼粉0.625%，氯化铵1%，氯化钙0.5%，磷酸氢二钠0.2%。 本设计利用通风搅拌式发酵罐进行发酵，同时利用离子交换树脂对母液进行提取，提高了酸性蛋白酶的生产效率，减少了生产成本。设计还包括发酵罐，全厂平面图，车间平面布置图，工艺流程图。 关键词：酸性蛋白酶发酵工厂设计
The Process Design of the Protease used for Section with the Capacity of 1500m3 Annually Abstract protease is a kind of Peptone and peptide. It has been discover across in animal giblets ,the stem of plant,fruit , microbial and so on.Most of the Microbial protease are ectoenzyme .According to its best Optimum pH function ,Microbial protease Can be divided into Acid protease ,Neutral protease and alkaline protease .Acid protease is a kind of Carboxyl protease , Its molecular weight is 30-40 kd, lower isoelectric point (pH3.0-5.0) Acid protease in food, medicine, textile, leather, feed, cosmetics, washing industries have applications, natural health, avirulent and harmless, quite safe. So in this paper the basic content of more acid protease, production process and application development were introduced. This design USES the bean cake powder, corn flour, starch as the main medium of raw materials, and selects the Aspergillus Niger, Aspergillus Niger) 3.350 bacterial fermentation. With bean cake powder 3.75%, corn flour 3.75%, 0.625% fish meal, 1% ammonium chloride, calcium chloride 0.5%, disodium hydrogen phosphate 0.2%. This design using the ventilation agitator in fermentor, using ion exchange resin in mother liquid was extracted at the same time, improve the efficiency of the acid protease production, reduce the production cost. The design also includes Fermentor, The factory plan, Shop floor plan, Flow Chart. Key Words: Acid protease ; fermentation; plant-design;
年产1000吨酸性蛋白酶的生产工艺设计
1. 前言 酸性蛋白酶是一类最适pH值为2.5?5.0的天冬氨酸蛋白酶，相对分子质量为30000 ?40000。酸性蛋白酶主要来源于动物的脏器和微生物分泌物,包括胃蛋白酶、凝乳酶和一些微生物蛋白酶。根据其产生菌的不同，微生物酸性蛋白酶可分为霉菌酸性蛋白酶、酵母菌酸性蛋白酶和担子菌酸性蛋白酶.根据作用方式可分为两类：一类是与胃蛋白酶相似，主要产酶微生物是曲霉、青霉和根霉等；另一类是与凝乳酶相似，主要产酶微生物是毛霉和栗疫霉等。细菌未发现产酸性蛋白酶的菌株.由于酸性蛋白酶具有较好的耐酸性，因此被广泛地应用于食品、医药、轻工、皮革工艺以及饲料加工工业中。 国外关于酸性蛋白酶的生产研究从20世纪初就开始了。1908年，德国科学家从动物的胰脏中提取出胰蛋白酶，并将其用于皮革的鞣质。1911年美国科学家从木瓜中提取木瓜蛋白酶（在酸性，碱性和中性的条件下都能分解蛋白质的酶）并将木瓜蛋白酶用于除去啤酒中的蛋白质浑浊物。自1954年吉田首次发现黑曲霉可产生酸性蛋白酶以来，国外对微生物发酵生产酸性蛋白酶进行了广泛的研究。1964年外国科学家首次发现大孢子黑曲霉突变体能产生两种不同的酸性蛋白酶，即酸性蛋白酶和酸性蛋白酶。1965年又从血红色陀螺孔菌，中分离出了一种酸性蛋白酶，并对该酶进行了纯化和结晶。1968年从微小毛霉中筛选出了一种酸性蛋白酶，并对其进行了纯化和酶学性质分析。1995年外国科学家对烟曲霉酸性蛋白酶的基因进行了克隆和测序。2001年又从假丝酵母中筛选出了一种酸性蛋白酶菌株，并对该酶进行了核苷酸序列分析和功能分析。国外学者对曲霉酸性蛋白酶的结构和功能等己经研究的较为透彻。 与国外相比，我国对酸性蛋白酶的研究相对较晚些。1970年上海工业微生
蛋白酶
8.蛋白酶（酸性、中性、碱性）的特征与相应的发酵微生物菌。 答：中性蛋白酶生产菌枯草杆菌1.398,S114,172,放线菌166，栖土曲霉3.942； 碱性蛋白酶生产菌地衣芽孢杆菌2709，短小芽孢杆菌289，209； 酸性蛋白酶生产菌黑曲霉3.350，宇佐美曲霉537，肉桂色曲霉No.81，浆油工业用的米曲霉3042。 按酶的最适pH分类： ①酸性蛋白酶，最适pH2.0-5.0。 ②中性蛋白酶，pH7-8。 ③碱性蛋白酶，pH9.5-10.5。 为方便起见，微生物蛋白酶常用此分类法。 酸性蛋白酶主要来源于哺乳动物的消化道, 如胃蛋白酶; 部分微生物是酸性蛋白酶的主要来源, 如:目前的商品酸性蛋白酶制剂主要是由黑曲霉发酵生产 分子特性: 酸性蛋白酶的最适pH在2-5范围, 酶蛋白的等电点在pI3-5, 分子量MW30,000-35,000。 ②催化特性: 酸性蛋白酶的最适温度因来源不同而有差异, 一般霉菌的蛋白酶的最适温度较高, 大部分在50-60℃范围, 而来源于动物胃粘膜的蛋白酶的最适温度较低, 一般在40℃左右, 但酸性蛋白酶的热稳定性都较差, 一般在50℃都很快失活, 此外, 酶的热稳定性还受到基质的pH的影响; 有些酸性蛋白酶不耐低温, 在低温条件下,很快失活。许多酸性蛋白酶分子中含5-10%多糖，对酶的稳定有益。 中性蛋白酶是最早用于酶制剂工业化生产的蛋白酶, 目前的微生物生产的商品酶制剂的菌种主要有: 枯草杆菌、耐热解蛋白芽孢杆菌、灰色链霉菌、寄生曲霉、米曲霉、栖土曲霉。 除上述微生物生产中性蛋白酶外, 来源于植物的木瓜蛋白酶、无花果蛋白酶、菠萝蛋白酶等都属于中性蛋白酶。 ①分子特性: 大部分微生物产生的中性蛋白酶属于金属蛋白酶, 一分子酶蛋白含有一个锌原子, 酶蛋白的分子量在35,000-40,000范围, 等电点pI 8-9, 微生物蛋白酶中, 中性蛋白酶的稳定性最差, 分子之间最容易发生自溶, 即使在低温条件下, 也会发生明显的自溶, 造成分子量明显降低。 ②催化特性: 中性蛋白酶的热稳定性较差, 如枯草杆菌的中性蛋白酶在pH7, 60℃处理15min, 失活90%; 栖土曲霉的中性蛋白酶在pH7, 55℃处理10min, 失活80%以上; 以酪蛋白为底物时, 枯草杆菌蛋白酶的最适pH7-8、热解蛋白芽孢杆菌的中性蛋白酶的最适pH7-9、栖土曲霉的中性蛋白酶pH6.5-7.5; 最适温度受测定时的反应时间有直接关系, 因为酶蛋白的稳定性较差, 所以反应时间的长短影响着反应结果, 一般在10-30min 最适温度为45-50℃。钙离子可以增加酶蛋白的稳定性,并减少自溶。 碱性蛋白酶主要是由微生物产生, 微生物中主要是细菌的部分菌种产生碱性蛋白酶, 目前碱性蛋白酶主要是用于洗涤剂、皮革工业、丝绸脱胶。 几乎所有的细菌碱性蛋白酶都是胞外蛋白酶, 主要包括两类: 其一是在中性条件下生产的碱性蛋白酶, 如枯草杆菌、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌等; 其二是嗜碱微生物, 其必须在碱性条件下[pH8-10]才能生产的碱性蛋白酶。 ①酶蛋白特性: 碱性蛋白酶的分子量比中性蛋白酶的分子量小, 一般在20,000-34,000Da, 而且等电点较高, 一般在pH8-9。 ②催化特性: 大部分碱性蛋白酶的最适pH在7-11范围, 当以酪蛋白为底物时, 最适pH为9.5-10.5, 碱性蛋白酶除能够水解肽键外, 还具有水解酯键的能力和转肽能力, 最适温度因菌种不同而有差异, 一般在50 ℃左右, 酶蛋白的热稳定性不高, 50-60℃处理15分钟, 几乎有50%的酶活力丧失, 我国目前生产的几种碱性蛋白酶的热稳定性一般都在60℃以下。 中性蛋白酶——枯草芽胞杆菌、栖土曲霉、灰色链霉菌、放线菌等 碱性蛋白酶——地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌等 酸性蛋白酶——大都采用曲霉 中性蛋白酶作为一种内切蛋白酶，具有纯天然、安全无毒、水解能力强、作用范围广等。2、中性蛋白酶应用于焙烤，可降低面团湿筋度、改良面团可塑性及理化性质，同时使蛋白质大分子水解成短肽和氨基酸，从而有利于糖类和氨基
酸性蛋白酶生产工艺
第六节酸性蛋白酶生产工艺 07040642 47 李继江 1 蛋白酶、蛋白类酶、酸性蛋白酶 1.1 蛋白酶的定义 蛋白酶是催化肽键水解的一类酶，它可迅速水解蛋白质为胨、肽类，广泛存在于动物内脏、植物茎叶、果实和微生物中。同时大多数微生物蛋白酶都是胞外酶。 1.2 微生物蛋白酶分类 微生物蛋白酶按其作用的最适pH可分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶三类。 碱性蛋白酶为透明褐色液体，能与水混溶，最适温度50~60℃，最适pH8.5。 中性蛋白酶为金属酶，褐色颗粒或液体，易溶于水，最适温度45~55℃，最适pH5.5~7.5。 酸性蛋白酶为近乎白色至浅黄色无定型粉末或液体，易溶于水，最适温度45℃，最适pH2.5。 1.3 蛋白类酶 蛋白类酶主要是指由蛋白质组成的酶（P酶）；而主要由核糖核酸组成的酶称为核酸类酶（R酶）。 蛋白类酶分为氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、合成酶（或称连接酶）。 1.4 酶的生产方法 酶的生产方法主要有：提取分离法、生物合成法、化学合成法。 酶的微生物合成法主要有：液体深层发酵、固体培养发酵、固定化细胞培养、固定化原生质发酵。 酸性蛋白酶用微生物发酵法生产，采用液体深层发酵。 液体深层发酵是指液体培养基在发酵罐中灭菌冷却后，接入产酶细胞，一定条件下发酵，适用于微生物细胞、动植物细胞的培养。具有机械化程度高、技术管理严格、酶产率高、质量稳定，产品回收率高的特点，是目前酶发酵的主要方式。 1.5 酸性蛋白酶制剂的性能 1.5.1 酸性蛋白酶的作用机理 酶是一种蛋白质，它是活细胞产生的生物催化剂，生物体的新陈代谢活动都离不开酶的作用。酶的种类很多，酸性蛋白酶是水解酶类的一种，能够在微酸环境下（pH2．5～4．0）
菠萝蛋白酶
菠萝蛋白酶的应用 菠萝酶的最早研究 菠萝酶(Bromelain，全称菠萝蛋白酶)的最早研究 许多人认为医药企业的研究数据更可靠。美国、德国和瑞士的一些主要的医药公司研究发现菠萝蛋白脢能治疗多种疾病，而且非常有效和安全一一这些疾病与诺丽所帮助的疾病相同，但诺丽比它的作用更大。他们的发现表明，在一种植物中存在着一种非常重要的成份。也就是说，医药企业证实有一种食品补充物质能对许多疾病有帮助，尽管他们不知道这种特殊成份的化学特性和他是怎样在人体中起作用的。 海尼克博士的报告中说，1957年美国一家重要的医药企业的总裁说，菠萝蛋白脢的发现是近50年来最重要的医学发现之一。海尼克博士的第一个重要的医药客户计划用菠萝蛋白脢溶液作为一种快速(特效) 成份，在30秒内缓解痛经。这个公司的总裁深被菠萝蛋白脢的效果所打动，决定对它作进一步的研究来解决医学上的其他问题(遗憾的是今天的商用菠萝蛋白脢只有3%的有效成份一一赛洛宁原，这是当时让菠萝蛋白脢在药理上有如此活性的物质) 在进一步的研究中，这个公司发现菠萝蛋白脢可以使大的癌肿块衰退。还有一个男孩得了严重的肺气肿，用菠萝蛋白脢治疗很快恢复了健康。科学家发现菠萝蛋白脢和抗菌素一起使用，能用小的剂量可以达到好的效果，这和使用诺丽的效果报告的一样。事实上，通过对一万名使用过诺丽的人的调查结果显示，对呼吸系统的有效率为78%。海尼克博士推测，医药公司没有坚持进一步的研究，是因为他们不知道要花费多长时间
和多少资金来确定到底是什么药理成份使菠萝蛋白脢起作用。下面这个有趣的例子，说明研究一种天然产品的复杂性和不可预测性。 在申请FDA批准时要求做双盲试验。三个月以后，对双盲试验进行评估时，他们发现提纯后的菠萝蛋白脢几乎没有什么作用。显然提纯过程去掉了原有菠萝蛋白脢中的药理活性。我们现在知道这种去掉的物质就是塞洛宁原，与诺丽中富含的这种成份一样，这显然也是诺丽为什么那么有疗效的原因。 尽管这个医药公司想与Dole公司合作来研究被净化掉的这种物质到底是什么，但Dole有自己的计划。在这个时候，另一家医药公司已经获得了FDA的批准，同意他销售一种肠衣的菠萝蛋白脢片剂来治疗炎症。海尼克博士说Dole公司更愿意延续现在的利润收益，而不愿冒险去进行这个研究。 在以后的几年里，海尼克博士与马丁一一销售肠衣菠萝蛋白脢公司的科研主任一起合作来研究治疗炎症。尽管他关于菠萝蛋白脢的生理学作用与海尼克的理论不一样。马丁是一位极富热情和想象力的科研带头人，他所研究出的大量数据至今仍非常有意义。但他幷不是唯一的菠萝蛋白脢的研究者。养呈现良好白嫩状态。 菠萝蛋白酶的基本信息 菠萝酶(Bromelain，全称菠萝蛋白酶，亦称为凤梨酶或凤梨酵素)是从菠萝果茎、叶、皮提取出来，经精制、提纯、浓缩、酶固定化、冷冻干燥而得到的一种纯天然植物蛋白酶。其外观为浅灰色粉末状，分子量为33000 ，等电点为
木瓜蛋白酶提取实验记录
木瓜蛋白酶实验记录 2016.11.3 实验前准备： 所需试剂的配制： 饱和硫酸铵：取150ml蒸馏水，放入冰桶中，不断加入硫酸铵固体，直至沉淀不能溶解，过滤取滤液，保存在4℃冰箱中。 酶保护剂：准确称量1.21g的半胱氨酸于100ml蒸馏水中，调节PH 至9.0，溶解半胱氨酸，再加入0.1871g的EDTA，定容至250ml，转入棕色瓶中。 预实验：确定实验的可行性 酶液提取： ①用薄的不锈钢刀片沿未成熟的番木瓜的纵线将果皮割破，深度为2~3mm，根据果实大小的不同，每个果实可以5~10条刀口。 ②将木瓜放于一个大烧杯中，使木瓜乳汁流入大烧杯中。 ③收集5ml乳汁加入95ml蒸馏水水，匀速轻柔搅拌1h，得浆液。 ④浆液用8层纱布进行过滤,将所得液分装到离心管中，用离心机在3500r/min的条件下，离心15min。 ⑤收集上清液至一洁净的试管中，既得木瓜蛋白酶原液，-20℃存取10ml酶原液。 ⑥分装木瓜蛋白酶原液，加入2ml酶保护剂（0.04mol/L的半胱氨酸和0.002mol/L的EDTA），混匀后如下表加入试剂。
对静置的酶液继续处理
2016．11.4 试剂配制 考马斯亮蓝G-250染液（0.01%）：称取0.1g考马斯亮蓝G-250固体粉末，溶于50mL 95%乙醇中（95%乙醇取实验室无水乙醇47.5mL加2.5mL蒸馏水）再加入86% 磷酸100mL，倒入1000mL容量瓶加蒸馏水定容至1000mL。静置1h后，取棕色试剂瓶用乙醇清洗干净用滤纸过滤溶液后封存。 重提木瓜蛋白酶 实验设置对照 一组开始即加入酶保护剂编号酶B*、一组加硫酸铵之前才加酶保编号酶*。 ①用薄的不锈钢刀片沿未成熟的番木瓜的纵线将果皮割破，深度为2~3mm，根据果实大小的不同，每个果实可以5~10条刀口。 ②将木瓜放于一个大烧杯中，使木瓜乳汁流入大烧杯中。 ③收集10ml乳汁加入190ml蒸馏水水，匀速轻柔搅拌1h，得浆液。 ④浆液用8层纱布进行过滤,将所得液分装到离心管中，用离心机在3500r/min的条件下，离心15min。 ⑤收集上清液至一洁净的试管中，既得木瓜蛋白酶原液，-20℃存取
蛋白酶的种类
蛋白酶的论述 摘要：蛋白酶（英语：Protease）是生物体内的一类酵素（酶），它们能够分解蛋白质。分解方法是打断那些将氨基酸连结成多肽链的肽键。抑制蛋白酶活性的小分子化合物被称蛋白酶抑制剂。许多病毒蛋白酶的抑制剂是很有效的抗病毒药。 1．木瓜蛋白酶 1.1木瓜蛋白酶简介 木瓜蛋白酶，是一种蛋白水解酶，可将抗体分子水解为3个片段。是番木瓜中含有的一种低特异性蛋白水解酶，活性中心含半胱氨酸，属巯基蛋白酶，应用于啤酒及食品工业。 1.2木瓜蛋白酶的特点 木瓜蛋白酶（Papain）简称木瓜酶，又称为木瓜酵素。是利用未成熟的番木瓜（Carica papaya）果实中的乳汁，采用现代生物工程技术提炼而成的纯天然生物酶制品。它是一种含巯基(-SH)肽链内切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性，有较广泛的特异性，对动植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有较强的水解能力，同时，还具有合成功能，能把蛋白水解物合成为类蛋白质。溶于水和甘油，水溶液无色或淡黄色，有时呈乳白色；几乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂。最适合PH值6～7(一般3～9.5皆可)，在中性或偏酸性时亦有作用，等电点（pI)为8.75；最适合温度55～65℃(一般10～85℃皆可)，耐热性强，在90℃时也不会完全失活；受氧化剂抑制，还原性物质激活。木瓜蛋白酶由212个氨基酸残基组成，当用氨基肽酶从N末端水解掉分子中的2/3肽链后，剩下的1/3肽链仍保持99%的活性，说明木瓜蛋白酶的生物活性集中表现在C末端的少数氨基酸残基及其所构成的空间结构区域。 木瓜蛋白酶papain属巯基蛋白酶，具有较宽的底物特异性，作用于蛋白质中L-精氨酸、L-赖氨酸、甘氨酸和L-瓜氨酸残基羧基参与形成的肽键。此酶属内肽酶，能切开全蛋蛋白质分子内部肽链—CO—NH—生成分子量较小的多肽类。存在于木瓜胚乳中的蛋白酶。EC3．4．22．2。作为植物来源的蛋白酶来说，此酶研究进展的最快。此酶主要是以内肽酶的形态起作用。活性的产生，而半胱氨酸残基是不可缺少的，所以是硫基蛋白酶的一种，底物的特异性不太严格，分子量为23400，氨基酸残基数212。 木瓜蛋白酶是一种在酸性、中性、碱性环境下均能分解蛋白质的蛋白酶。它的外观为白色至浅黄色的粉末，微有吸湿性。 酪蛋白被木瓜蛋白酶降解生成的酪氨酸在紫外光区 275nm 处有吸收峰。1.3木瓜蛋白酶物理化学性质 本品为乳白色至微黄色粉末，具有木瓜特有的气味,稍具有吸湿性。水解蛋白质能力强,但几乎不能分解蛋白胨，易溶于水,甘油,不溶于一般的有机溶剂,耐热性强。由木瓜制得的商品酶制剂中，含有如下三种酶：(1)木瓜蛋白酶，分
年产1000吨酸性蛋白酶的生产工艺设计
1. 前言 酸性蛋白酶是一类最适pH值为的天冬氨酸蛋白酶，相对分子质量为30000 40000。酸性蛋白酶主要来源于动物的脏器和微生物分泌物,包括胃蛋白酶、凝乳酶和一些微生物蛋白酶。根据其产生菌的不同，微生物酸性蛋白酶可分为霉菌酸性蛋白酶、酵母菌酸性蛋白酶和担子菌酸性蛋白酶.根据作用方式可分为两类：一类是与胃蛋白酶相似，主要产酶微生物是曲霉、青霉和根霉等；另一类是与凝乳酶相似，主要产酶微生物是毛霉和栗疫霉等。细菌中尚未发现产酸性蛋白酶的菌株.由于酸性蛋白酶具有较好的耐酸性，因此被广泛地应用于食品、医药、轻工、皮革工艺以及饲料加工工业中。 国外关于酸性蛋白酶的生产研究从20世纪初就开始了。1908年，德国科学家从动物的胰脏中提取出胰蛋白酶，并将其用于皮革的鞣质。1911年美国科学家从木瓜中提取木瓜蛋白酶（在酸性，碱性和中性的条件下都能分解蛋白质的酶）并将木瓜蛋白酶用于除去啤酒中的蛋白质浑浊物。自1954年吉田首次发现黑曲霉可产生酸性蛋白酶以来，国内外对微生物发酵生产酸性蛋白酶进行了广泛的研究。1964年外国科学家首次发现大孢子黑曲霉突变体能产生两种不同的酸性蛋白酶，即酸性蛋白酶和酸性蛋白酶。1965年又从血红色陀螺孔菌，中分离出了一种酸性蛋白酶，并对该酶进行了纯化和结晶。1968年从微小毛霉中筛选出了一种酸性蛋白酶，并对其进行了纯化和酶学性质分析。1995年外国科学家对烟曲霉酸性蛋白酶的基因进行了克隆和测序。2001年又从假丝酵母中筛选出了一种酸性蛋白酶菌株，并对该酶进行了核苷酸序列分析和功能分析。国外学者对曲霉酸性蛋白酶的结构和功能等己经研究的较为透彻。 与国外相比，我国对酸性蛋白酶的研究相对较晚些。1970年上海工业微生物研究所首先从黑曲霉中筛选出一株产酸性蛋白酶菌株，并和上海酒精厂协作进行中试生产，填补了我国酸性蛋白酶制剂的空白.近年来国内在酸性蛋白酶上的研究大都致力于选育产酶活力高、抗逆性好的菌种，并获得了一些很有应用前途的产酶菌株。目前用于酸性蛋白酶生产的高产菌株主要有黑曲霉、宇佐美曲霉和青霉及它们的突变株。李永泉等，对宇佐美曲霉所产的酸性蛋白酶进行了发酵过程动力学研究.戚淑威等对青霉产酸性蛋白酶的适宜条件和酶学性质进行了分析。谢必峰等，采用硫酸铵盐析法和离子交换层析法分离纯化了黑曲霉产酸性蛋
菠萝蛋白酶活力的测定
菠萝蛋白酶活力的测定 ?碱性蛋白酶在碱性条件下，可以催化酪蛋白水解生成酪氨酸，酪氨酸为含有酚 羟基的氨基酸，可与福林试剂（磷钨酸与磷钼酸的混合物）发生福林酚反应，利用比色法即可测定酪氨酸的生成量，用碱性蛋白酶在单位时间内水解酪蛋白产生的酪氨酸的量来表示酶活力。 ?（福林酚反应：福林试剂在碱性条件下极其不稳定，容易定量地被酚类化合物还原，生成钨蓝和钼蓝的混合物，而呈现不同深浅的蓝色） 1、实验材料 （1）实验器材 榨汁机、电热恒温水浴锅、分析天平、紫外分光光度计等。 （2）实验试剂 1）对照样品溶液：酪氨酸溶液0.05g/L，用0.1mol/LHCl溶液配制。 2）菠萝汁：市售菠萝压榨后过滤即得。 3）菠萝汁稀释液：称取L-半胱氨酸盐酸0.53g，EDTA0.22g，分别兑少量溶解后，混合，用NaOH(0.1mol/L)调pH至4.5，加水至100mL（新鲜配制）。 4 ）底物溶液：精确称取酪蛋白0.6g ，加Na2HPO4溶液（0.005mol/L ）80mL ，用1mol/L 盐酸调pH 至7.0 ，加水至100mL （新鲜配制）。 5 ）三氯醋酸溶液：称取三氯醋酸溶液1.80g ，醋酸钠2.99g ，加水少量使溶解，加冰醋酸1.98mL ，加水稀释至100mL 。 2、操作步骤 （1）供试溶液的配制 将菠萝切碎，置于榨汁机中榨汁，用4层纱布过滤，弃初滤液，取滤后菠萝汁10mL，加菠萝汁稀释液10mL，放置15min，制成供测试用液。 （2）供试液酶解后吸光度值的测定 取上述供试液1mL，置带塞试管中，于37℃预热10min后，迅速加入已经37℃预热10min的底物溶液5mL，加入起准确计时反应10min，立即加入三氯醋酸5mL终止反应，混合后过滤，滤液在275mn处以水作参照，测吸光度A。（3 ）空白试验 取上述供试液1mL ，置带塞试管中，于37 ℃预热10min 后，迅速加入已经37 ℃预热10min 的三氯醋酸5mL ，加入起准确计时反应10min ，立即加入底物溶液5mL 终止反应，混合后过滤，滤液在275nm 处以水作参照，测吸光度A0。 （4 ）对照吸光度测定 用水作参照，测定对照品溶液在275nm 处的吸光度A S。 5 、实验结果 （五）结果讨论从上述结果可知菠萝蛋白酶的比活力较低，可能的原因有：1、所加入的有机酸单宁的量对菠萝蛋白酶沉淀有的影响；2、在实验中是否把单宁
木瓜蛋白酶的提取
木瓜蛋白酶的提取、分离纯化及其生物学研究综述及实验方法 13生物技术第二大组第二小组 组员：王玓玥（组长）、王子贺、王思瑶、王宇涛、王守鑫、谭国栋一、研究背景： 在经济飞速发展的今天，人们的生活水平已远远不只在于吃饱穿暖，食品的安全和营养问题受到人们越来越多的关注，绿色健康的生活也成为大家共同的追求，木瓜蛋白酶以它自身耐热及特殊结构等特点被广泛的用于食品行业，如何分离纯化得到高纯度低成本的木瓜蛋白酶则是人们现在研究的重点，本小组便也以此为研究主题展开实验。 二、木瓜蛋白酶基本介绍：木瓜蛋白酶，又称木瓜酶，是一 种蛋白水解酶。木瓜蛋白酶是番木瓜中含有的一种低特异性蛋白水解酶，广泛地存在于番木瓜的根、茎、叶和果实内，其中在未成熟的乳汁中含量最丰富。木瓜蛋白酶的活性中心含半胱氨酸，属于巯基蛋白酶，它具有酶活高、热稳定性好、天然卫生安全等特点，这种蛋白水解酶，分子量为23406，由一种单肽链组成，含有212个氨基酸残基。至少有三个氨基酸残基存在于酶的活性中心部位，他们分别是Cys25、His159和Asp158，当Cys25被氧化剂氧化或与金属离子结合时，酶的活力被抑制，而还原剂半胱氨酸（或亚硫酸盐）或EDTA能恢复酶的活力木瓜蛋白酶是一种在酸性、中性、碱性环境下均能分解蛋白质的蛋白酶。它的外观
为白色至浅黄色的粉末，微有吸湿性；木瓜蛋白酶溶于水和甘油，水溶液为无色或淡黄色，有时呈乳白色；几乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂。木瓜蛋白酶是一种含巯基(-SH)肽链内切酶，具有蛋白酶和酯酶 的活性，有较广泛的特异性，对动植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有较强的水解能力，但几乎不能分解蛋白胨。木瓜蛋白酶的最适合PH值6～7(一般3～9.5皆可)，在中性或偏酸性时亦有作用，等电点（pI）为8.75；木瓜蛋白酶的最适合温度55～65℃(一般10～85℃皆可)，耐热性强，在90℃时也不会完全失活；受氧化剂抑制，还原性物质激活。。另外六个半胱氨酸残基形成了三对二硫键,且都不在活性部位。纯木瓜蛋白酶制品可含有：（1）木瓜蛋白酶，分子量21000，约占可溶性蛋白质的10%；（2）木瓜凝乳蛋白酶，分子量26000，约占可溶性蛋白质的45%；（3）
酸性蛋白酶的应用
YR-ACPro 酸性蛋白酶 ◇产品概述： 蛋白质由氨基酸组成，是自然界中发现的最复杂的有机化合物之一。由盐酸和蛋白酶分解成易被高等动物的肠道和微生物有机体的细胞膜吸收的氨基酸。 包括人类在内的每种动物，必须要有足够的蛋白质来维持自身生长，来生成每个细胞所必需的氨基酸，一些特种蛋白质还是某些特殊细胞、腺体分泌物、酶和激素的功能性组成元素。 蛋白酶是指一些有催化功能的酶，能够水解（断裂）蛋白质，因此也被称为蛋白水解酶。蛋白水解酶在许多的生理和病理过程中发挥着重要作用，在食品和乳品加工业也有着广泛应用。 本产品是一种酸性蛋白酶制剂，在酸性条件下具有较高活性，由酸性蛋白酶高产菌株——曲霉菌（Aspergillus）深层发酵而成。它广泛应用于饲料、纺织、废水处理和果汁提纯方面。 ◇工作机理： 蛋白水解酶制剂本产品能在酸性条件下水解蛋白质食品中的缩氨酸键，释放氨基酸或者多肽。在酒精、葡萄酒、果汁、啤酒、黄油和酱油生产中，添加酸性蛋白酶可澄清发酵液中的雾气。酵母在发酵阶段的生长可以通过悬浮蛋白质转化的氨基酸来加以促进，从而加速发酵并提高产量。 ◇产品特性： 本产品能够产生最大活性的pH范围是2.5-6.0，最适pH值是3.5；温度范围是10-50℃（50-122°F），最适温度是50℃。 ◇产品规格： 产品为固体：酶活力为 10，000 U/g） 酶活力单位定义: 温度为40℃，pH3.0条件下，1分钟内释放1ug酪氨酸所需要的酶量。 ◇使用说明： 用作饲料添加剂时，本产品的添加量为5-10U/g。 在酿造业使用时，本产品的添加比例为5U/g。 ◇产品包装及储存： 本产品的包装规格为25kg/箱。也可根据客户需求提供大小不等的包装。
酸性蛋白酶生产工艺
酸性蛋白酶生产工艺 1 蛋白酶、酸性蛋白酶 1.1 蛋白酶的定义 蛋白酶是催化肽键水解的一类酶，它可迅速水解蛋白质为胨、肽类，广泛存在于动物内脏、植物茎叶、果实和微生物中。同时大多数微生物蛋白酶都是胞外酶。 1.2 微生物蛋白酶分类 微生物蛋白酶按其作用的最适pH可分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶三类。 碱性蛋白酶为透明褐色液体，能与水混溶，最适温度50~60℃，最适pH8.5。 中性蛋白酶为金属酶，褐色颗粒或液体，易溶于水，最适温度45~55℃，最适pH5.5~7.5。 酸性蛋白酶为近乎白色至浅黄色无定型粉末或液体，易溶于水，最适温度45℃，最适pH2.5。 1.3酸性蛋白酶的概述 酸性蛋白酶(acidic protease)在 1954 年首先由吉田在黑曲酶中发现。该酶广泛存在于霉菌、和担子菌中，细菌中极少发现，其最适pH3~4，相对分子质量 30000~40000，等电点（pH3~5）。酸性蛋白酶主要是一种羧基蛋白酶，大多数在其活动中心含有 2 个天冬氨酸残基。酶蛋白中酸性氨基酸含量高，而碱性氨基酸含量低。 不同微生物的酸性蛋白酶其氨基酸组成虽有所差别，但性质基本相同，许多性质也与动物胃蛋白酶相似，其活动中心肽键也基本相似，它对 DFP、PCMP （对氯汞苯甲酸）EDTA不敏感，及但能为DNA（二重氮乙酰亮氨酸甲酯）EPNP及（1，
2 环-3-对硝基苯养基丙烷），SDS（十二烷基磺酸钠）等抑制。DNA，EPNP 之所以能引起酶失活是由于活性中心天冬氨酸残基被酯化。DNA 只同有活性的酸反应，而同失活的酶不能反应。P-BPB（对溴酚乙酰溴）虽然也可同酶的1个天冬氨酸残基反应，但同它反应的天冬氨酸的位置与以上两种抑制不一样，故不能引起青霉酸性蛋白酶失活。 1.4 酶的生产方法 酶的生产方法主要有：提取分离法、生物合成法、化学合成法。 酶的微生物合成法主要有：液体深层发酵、固体培养发酵、固定化细胞培养、固定化原生质发酵。 酸性蛋白酶用微生物发酵法生产，采用液体深层发酵。 液体深层发酵是指液体培养基在发酵罐中灭菌冷却后，接入产酶细胞，一定条件下发酵，适用于微生物细胞、动植物细胞的培养。具有机械化程度高、技术管理严格、酶产率高、质量稳定，产品回收率高的特点，是目前酶发酵的主要方式。 1.5酸性蛋白酶制剂的性能 1.5.1 酸性蛋白酶的作用机理 酶是一种蛋白质，它是活细胞产生的生物催化剂，生物体的新陈代谢活动都离不开酶的作用。酶的种类很多，酸性蛋白酶是水解酶类的一种，能够在微酸环境下（pH2．5～4．0）水解动植物蛋白质，通过内切和外切作用将蛋白质水解为小肽和氨基酸。 1.5.2 pH对酶活及酶稳定性的影响 酸性蛋白酶稳定pH范围2.0～4.0之间，最适pH2.5，pH低于2．0、高于4．0将影响水解速度。 1.5.3 温度对酶活性及稳定性影响 酸性蛋白酶适宜温度范围30℃～50℃，最适作用温度为50℃，低于40℃酶活稳定，超过50℃，酶活性损失严重。 1.5.4 金属离子对酶活力的影响 酸性蛋白酶可被Mn2＋、Ca2＋、Mg2＋离子激活，被Cu2＋、Hg2＋、Al3＋
木瓜蛋白酶
发酵工程与设备课程论文 题目木瓜蛋白酶 班别学号 姓名 成绩
木瓜蛋白酶 摘要：木瓜蛋白酶是一种能分解蛋白质的蛋白酶。先了解木瓜蛋白酶的制备及保存，接着分析它的化学修饰和酶活力的影响。最后，木瓜蛋白酶的固定化及方法以及它在各个行业的应用。Abstract: Papain is a protease that breaks down proteins.To understand the preparation and preservation of papain and then analyzed its chemical modification and enzyme activities.Finally, the immobilized papain and the method and its application in various industries 关键字：木瓜蛋白酶化学修饰酶活力固定化行业的应用Keywords:papain Chemical modification enzyme immobilization industry applications 木瓜蛋白酶是一种在酸性、中性、碱性环境下均能分解蛋白质的蛋白酶。它的外观为白色至浅黄色的粉末，微有吸湿性。它是利用未成熟的番木瓜果实中的乳汁，采用现代生物工程技术提炼而成的纯天然生物酶制品。它是一种含疏基肽链内切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性，有较广泛的特异性，对动植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有较强的水解能力，同时，还具有合成功能，能把蛋白水解物合成为类蛋白质。溶于水和甘油，水溶液无色或淡黄色，有时呈乳白色；几乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂。 作为植物来源的蛋白酶来说，此酶研究进展的最快。此酶主要是以内肽酶的形态起作用。活性的产生，而半胱氨酸残基是不可缺少的，所以是硫基蛋白酶的一种，底物的特异性不太严格，分子量为23400，氨基酸残基数212。 一、木瓜蛋白酶的制备及保存 木瓜蛋白酶的制备是将未成熟番木瓜果实割取乳液去杂，在室温下，入半胱氨酸溶液在研钵中充分磨匀，静置后取上清液即
中性蛋白酶在生活中应用
中性蛋白酶在生活中的应用 中性蛋白酶是蛋白酶中的一种，在日常生活中应用广泛。 众所周知，蛋白酶是一种活性酶是生物体内的一种酵素（酶），通过打断肽键有效催化分解蛋白质，是一种最重要的工业酶制剂，可催化蛋白质和多肽的水解，广泛存在于动物内脏、植物茎叶、果实和微生物中。大量使用于干酪生产、肉类嫩化和植物蛋白改性中。 目前在焙烤工业中使用的蛋白酶有霉菌蛋白酶、细菌蛋白酶和植物蛋白酶。面包生产中使用蛋白酶能改变面筋性能，其作用形式和面包调制时力的作用及还原剂的化学反应不同。蛋白酶的作用不是破坏二硫键，而是断开形成面筋的三维网状结构。蛋白酶在面包生产中的作用主要表现在面团发酵过程中。由于蛋白酶的作用，使面粉中的蛋白质降解为肽、氨基酸，以供给酵母碳源，促进发酵。 而中性蛋白酶是指能够在中性或弱酸、弱碱性环境中发挥作用的一类蛋白酶，最适pH 值介于6.0～7.5，能催化蛋白质肽键的水解，具有催化反应速度快、无工业污染、反应条件适应性宽等优点。根据催化机制不同，中性蛋白酶又可分为丝氨酸蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶以及金属蛋白酶等四大类。 中性蛋白酶是由枯草芽孢杆菌发酵而来的，其用途广泛。 例如可用于动植物蛋白的水解、生产高级调味品和食品营养强化剂。再比如，可利用各种动物来源性抽提物生产功能性骨、肉提取物(骨素)、水产提取物、蛋白胨、肽等，并可研究开发一些高附加值的功能食品。在酒精、葡萄酒、果汁、啤酒、黄油和酱油的生产中，添加中性蛋白酶可澄清发酵液中的雾气。利用中性蛋白酶的酶促反应，可把动植物的大分子蛋白质分解成小分子肽或氨基酸，以利于蛋白质的有效吸收和利用，水解度高，风味佳，已广泛用于生产高级调味品和食品营养强化剂。 这是由于中性蛋白酶可以水解面团蛋白胨、肽和氨基酸，从而减弱面团的强度，使其具有良好的可塑性和延伸性，保持清晰和美丽的版画。同时还可提高产品的光泽，使饼干节清楚，结构均匀，口感清爽舒适。中性蛋白酶还能水解大豆分离蛋白成小分子肽，大大提高了大豆分离蛋白的生物效价，使其易为人体消化吸收，同时还提高了溶解，降低了粘度，改善了大豆分离蛋白的功能特性。 此外，中性蛋白酶也可广泛用于皮革脱毛、软化、丝绸脱胶。 总之，中性蛋白酶是一种非常重要的蛋白酶，在我们日常生活中被广泛应用。随着生
酸性蛋白酶的作用机理(仅供参照)
酸性蛋白酶与碱性蛋白酶生产工艺的不同之处？ 酸性蛋白酶是一种在酸性环境下（pH 2.5-4.0）催化蛋白酶水解的酶制剂，适用于酸性介质中水解动植物蛋白质。可用于毛皮软化，酒精发酵，啤酒、果酒澄清，动植物蛋白质水解营养液，羊毛染色，废胶片回收，饲料添加剂等等。本品在酸性条件下有利于皮纤维松散，且软化液可连续使用，是当前理想的毛皮软化酶制剂；在酒精发酵中，添加酸性蛋白酶，能有效水解原料中的蛋白质，破坏原料颗粒粒间细胞壁的结构，有利于糖化酶的作用，使原料中可利用碳源增加，从而可提高原料出酒率；另一方面，蛋白质的水解提高了醪液中α-氨基态氮的含量，促进酵母菌的生长与繁殖，提高发酵速度，从而缩短发酵周期和提高发酵设备的生产能力。 碱性蛋白酶碱性蛋白酶是在碱性条件下水解蛋白质肽键的酶类,是一类非常重要的工业用酶,最早发现于猪胰脏。碱性蛋白酶广泛存在于动、植物及微生物中。微生物蛋白酶均为胞外酶,不仅具有动植物蛋白酶所具有的全部特性,还有下游技术处理相对简单、价格低廉、来源广、菌体易于培养、产量高、高产菌株选育简单、快速、易于实现工业化生产等诸多优点。1945年瑞士M等在地衣芽孢杆菌中发现了微生物碱性蛋白酶。 碱性蛋白酶是由细菌原生质体诱变选育出的地衣芽孢杆菌2709，经深层发酵、提取及精制而成的一种蛋白水解酶，其主要酶成分为地衣芽孢杆菌蛋白酶，是一种丝氨酸型的内切蛋白酶，它能水解蛋白质分
子肽链生成多肽或氨基酸，具有较强的分解蛋白质的能力，广泛应用于食品、医疗、酿造、洗涤、丝绸、制革等行业。 1、碱性蛋白酶是一种无毒、无副作用的蛋白质，属于丝氨酸型内切蛋白酶，应用在食品行业可水解蛋白质分子肽链生成多肽或氨基酸，形成具有独特风味的蛋白质水解液。 2、碱性蛋白酶成功应用于洗涤剂用酶工业，可添加在普通洗衣粉、浓缩洗衣粉和液体洗涤剂当中，既可用于家庭洗衣，也可用于工业洗衣，可以有效的去除血渍、蛋类、乳制品、或肉汁、菜汁等蛋白类的污渍，另外也可作为医用试剂酶清洗生化仪器等。 3、在生物技术领域，碱性蛋白酶可作为工具酶用于核酸纯化过程中的蛋白质（包括核酸酶类）去除，而对DNA无降解作用，避免对DNA 完整性的破坏。 酸性蛋白酶如何灭活第一种方法几乎所有酶都适用，就是加热。第二种，既然是酸性酶，加入强碱应该也是可以的。 酸性蛋白酶产生菌的筛选方法？酸性蛋白酶是一种能在酸性环境下水解蛋白质的酶类，其最适作用pH值为2.5-5.0。由于酸性蛋白酶具有较好的耐酸性，因此被广泛地应用于食品、医药、轻工、皮革工艺以及饲料加工工业中。目前用于工业化生产的酸性蛋白酶大多为霉菌酸性蛋白酶，此类酶的最适作用pH值为3.0左右，当pH值升高时，酸性蛋白酶的酶活会明显降低，且此类酶不耐热，当温度达到50℃以上时很不稳定，从而限制了酸性蛋白酶的应用范围。因此，本研
碱性蛋白酶
碱性蛋白酶 产品概述 奥迪尔碱性蛋白酶是经原生质体诱变方法选育的枯草杆菌通过深层发酵、提取及精制而成的一种蛋白水解酶。广泛应用于制革、丝绸、食品、医疗、酿造等行业。 产品原理 碱性蛋白酶活性成分属于一种丝氨酸内切碱性蛋白酶，它能水解蛋白质分子肽链生成多肽或氨基酸，在有机溶剂中它还可催化多肽的合成。 产品特性 1.温度范围：有效温度范围20-60℃，最适温度范围在35-45℃。 2.PH值范围：有效pH范围6-11，最适pH值范围9.5-10.5 产品性状 1.产品规格：固体100000u/g，200000u/g粉末（颗粒状）；液体 100000u/ml 液体酶pH（25℃）：7.0-9.0，容重：≤1.25g/ml；固体酶细度（0.4mm标准筛通过率）：≥80%。 2.酶活力定义：1g固体酶粉（或1ml液体酶），在40℃±0.2℃、 pH10.5条件下，1min水解酪蛋白产生1μg酪氨酸，为1个酶活力单位，以u/g（u/ml）表示。
3.产品标准：执行中华人民共和国国家标准GB/T23527-2009 应用方法 1.碱性蛋白酶用于皮革加工具有简化工序、缩短周期、提高成品质 量、增加的率、降低生产成本等优点。用于浸水工序的加酶量为 0.02-0.1%（按原料质量计，酶活力以10万u/ml计，下同），20- 25℃作用12-20小时；用于皮革软化的加酶量为0.05-0.2%,35-38℃作用3-6小时；用于脱毛的加酶量为0.1-0.3%，20-35℃作用12-20小时。以上使用pH均为9-11. 2.碱性蛋白酶用于丝绸脱胶有丝素不受损伤、不起毛丝和蓬松的效 果。原料经过前处理，按0.8-2.4%加酶，pH9-11,40-50℃的条件下作用30-60min。 3.碱性蛋白酶用于软骨素生产，可有效提高收率和纯度。原料在碱 提取后，按照0.2-0.6%的添加量，pH8-10，温度40-50℃的酶解条件作用4-8小时。 4.碱性蛋白酶用于肝素钠的生产，可提高分子均一性和产品纯度。 原料盐解后按照2-4g碱性蛋白酶每根小肠的加量，在45-60℃、pH9-11的条件下保温4-6小时。 5.碱性蛋白酶用于活性肽等蛋白质原料加工中，可提高营养价值， 易于吸收。推荐用法为：料液比1:3-9，pH值8-10，温度50-