食品酶学复习资料教材
4章食品酶学

第一章概述 2第二章酶的结构与功能 4第三章酶的提取、分离与纯化6第四章糖酶4第五章蛋白酶4第六章脂酶4第七章氧化酶类4第八章溶菌酶2第九章果胶酶类4第十章酶和酶制剂在食品加工中的应用 4第一章概述酶是一种具有生物活性的蛋白质。
第二节酶的一般特征一、酶是蛋白质1、支持实验:酶在用热、强酸、强碱、重金属和洗涤剂处理时易失活,而蛋白质在用同样条件处理易变性。
与蛋白质一样,用强酸、强碱长时间处理生产氨基酸;蛋白质的所有典型实验,如双缩脲反应。
2、全酶蛋白质部分:脱辅基酶蛋白非蛋白质部分:辅助因子辅助因子:低分子量的有机化合物或者金属离子。
二、酶是催化剂影响反应的速度,但本身不没有成为反应的产物。
降低反应的活化能。
三、酶具有特异性蛋白酶水解肽键。
麦芽糖酶水解麦芽糖为葡萄糖。
第三节酶的分类和命名一、分类和命名习惯名称:底物的名称而确定。
如脲酶(Urease),乳酸脱氢酶(Lactate dehyogenase)。
老黄酶(Old yellow enzyme),过氧化氢酶(Catalase),木瓜蛋白酶(Payain)和胰蛋白酶 (Trypsin)等。
1955年,成立了国际生物化学协会酶委员会。
该委员会对酶分为六大类:第一大类:氧化还原酶第二大类:转移酶第三大类:水解酶第四大类:裂合酶第五大类:异构酶第六大类:连接酶(合成酶)国际生物化学酶委员会的系统命名每一种酶有一个四位数的号码第一位数表示大类;第二位数表示亚类;第三位数表示次亚类;第四位数表示酶在次亚类中的编号。
如乳酸脱氢酶:1.1.1.27三糖磷酸异构酶:5.3.1.1尚有少数的酶没有系统命名,因为它所催化的反应还没有精确地确定。
缺点:1、没有考虑到酶的来源。
从不同组织和器官中提取的酶可以催化相同的反应,但他们可能含有不同的氨基酸组合;2、使用不便。
二、同功酶(同工酶)在同一个生物品种或组织中可能存在着能催化系统反应的不同的酶的形式。
它们的差异:氨基酸顺序、共价性质或三维结构等。
食品酶学

• 1材料与方法 1.1材料 1.1.1α-淀粉酶。酶活力≥3700IU/g,最适pH值5.5~7.5,最适温度50~70℃, 由北京奥博星生物技术有限责任公司提供。 1.1.2生活垃圾。取自农贸市场,经人工分选破碎后,贮存于低温冰箱中备 用。 1.1.3酶解原料样品的制备。生活垃圾经测定总固体含量(TS)和挥发性固体 含量(VS),烘箱中烘干并经微型植物试样粉碎机磨成粉末状装袋备用。 1.2方法 1.2.1生活垃圾成分的分析。TS采用烘干法测定;VS采用灼烧法测定;样品加 入蒸馏水混匀后于50℃恒温水浴中保温30min后过滤,滤渣置于105℃烘箱中 烘至恒重,则原料与残渣的质量之差即为可溶性物质的含量;淀粉采用酸水 解法测定;粗脂肪采用索氏抽提法测定;粗蛋白采用凯氏定氮法测定;纤维 素采用硝酸乙醇法测定;半纤维素采用酸水解法测定;还原糖(以葡萄糖计) 采用3,5-二硝基水杨酸比色法(DNS)测定。经测定,供试酶解原料样品 TS31.64%,粗脂肪2.40%,VS24.39%,半纤维素3.91%,淀粉5.94%,粗蛋白 5.06%,还原糖1.13%,可溶性物质10.05%,纤维素7.16%。
• 2.4底物浓度对降解效果的影响 底物浓度4%、6%、8%、10%、12%的生活垃圾在温度为 60℃、α-淀粉酶添加量为80IU/g的条件下水解1h,测定 还原糖含量,并将其用水解度表示。由图5可知,随着 底物浓度的增加,水解度迅速增大,在底物浓度为10% 时,水解度达到9.03%,而当底物浓度大于10%时,水解 度呈下降趋势。这可能是由于当底物浓度较低时,酶与 底物的接触机率较低;当底物浓度过高时,水含量较少, 而水是酶水解反应的介质,因此较高的底物浓度影响了 酶的活性,从而影响酶的催化,导致水解度下降。 3结论 采用α-淀粉酶对城市生活垃圾进行预处理。通过测定城 市生活垃圾成分含量,发现其中淀粉和纤维素含量最高。 研究表明,α-淀粉酶水解城市生活垃圾的适宜条件为: α-淀粉酶添加量80IU/g,水解时间60min,水解温度80℃, 底物浓度为10%。
食品酶学基础知识

动物>植物
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5、α-淀粉酶的用途 (1)酶法生产葡萄糖 (2)饴糖与淀粉糖浆的生产 (3)酒精生产 (4)其它发酵工业 (5)其它用途
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5.1.2 β-淀粉酶
α-1, 4-葡聚糖麦芽糖水解酶,EC3.2.1.2,又 称糖化酶。
第5章 糖 酶
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主要内容
•
5.1 淀粉酶
•
5.2 乳糖酶
•
5.3 纤微素酶
•
5.4 果胶酶
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• 糖酶的作用: 裂解多糖中将单糖结合在一起的化学键,使
多糖降解成为较小的分子; 催化糖单位结构上的重排,形成新的糖类化
合物。
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糖酶种类
• 淀粉酶 • 乳糖酶 • 纤维素酶 • 果胶酶等
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2、作用方式 • 以随机的方式作用于淀粉而产生还原糖。
以直链淀粉为底物时,反应一般按两个阶段进行: 首先,直链淀粉快速分解,产生寡糖,粘度及与碘返生呈
色反应的能力很快下降; 第二阶段,寡糖缓慢水糖、麦芽糖和一系列α-限制 糊精(由4个或更多葡萄糖基构成的寡糖,含α-1.6糖苷键)
活性中心有巯基存在,巯基试剂对-氯汞苯甲酸和N-乙基 苹果酰胺处理酶或者氧化作用会使酶失活。
环状糊精和麦芽糖是竞争性抑制剂。
酸性环境,大豆比小麦、大麦的稳定。
热稳定性:甘薯最好。
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5.1.3 葡萄糖淀粉酶
–外切酶,商业酶制剂由霉菌产生。 –作用于淀粉时,从非还原性末端逐次切下一个葡萄糖单
和对热、酸或脲等变性因素的稳定性降低。
食品酶学复习(1)

食品酶学复习资料名词解释(18分)酶活:指酶催化一定化学反应的能力。
酶的比活力:是指每毫克质量的蛋白质中所含的某种酶的催化活力,一般用IU/mg蛋白质来表示。
同工酶:存在于同一种属生物或同一个体中,能催化同一种化学反应,但酶蛋白分子的结构及理化性质和生化特性存在明显差异的一组酶称为同工酶。
变构酶:能对酶的活力进行变构调节的酶称为变构酶或别构酶。
胞内酶:存在于土壤生物生活细胞和死亡细胞之中起催化作用的酶。
胞外酶:游离于土壤生物生活细胞和死亡细胞之外的酶。
酶活性中心:一个酶分子中只有少数氨基酸残基与酶的催化活性直接相关,这些特殊的氨基酸残基一般集中在酶空间结构中一个特定的部位,称为酶的活性中心。
具体地说,酶分子中直接与底物结合,并催化底物发生化学反应的部位。
称为酶的活性中心。
酶原:有些酶在细胞内刚刚合成或分泌时,尚不具有催化活性,这些无活性的酶的前体称为酶原。
酯酶:广义上指具有水解酯键能力的一类酶的总称。
通常所说的酯酶往往指羧酸酯酶。
在有水存在的条件下,该酶能催化酯键裂解,生成相应的酸和醇。
脂肪酶:能催化天然底物油脂水解,生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二酯的酶。
超氧化物歧化酶:含金属的氧化还原酶。
ELISA:是免疫酶技术的一种,是将原抗体反应的特异性与酶反应的敏感性相结合而建立的一种新技术。
问答(50分)1、酶的分离纯化步骤?答:①生物组织或细胞的机械破碎;②根据蛋白质的特性,选择不同的溶剂进行抽提;③粗提;④精制;⑤成品加工。
如何鉴定酶的纯度?酶经分离、纯化后要确定该纯化步骤是否适宜,必须经过对有关参数的测定及计算才能确定。
酶的产量是以活力单位表示,因此在整个分离过程中每一步始终贯穿比活力和总活力的检测、比较。
酶活力(Enzyme activity):酶活力是指酶催化反应的能力,它表示样品中酶的含量。
1961年国际酶学会规定,l min催化lμg分子底物转化的酶量为该酶的一个活力单位 ( 国际单位 ) ,温度为25 ℃,其它条件 (pH、离子强度) 采用最适条件。
食品酶学复习提纲1

食品酶学复习提纲11.蛋白质变性蛋白质的天然结构是蛋白质与环境的产物,外界环境(如温度、ph、离子强度、溶剂组成)的变化使得蛋白质分子结构(二级、三级、四级结构)发生重大变化(但是不涉及一级结构的破坏)称为“变性”。
变性对于食品蛋白质的影响具有两重性。
2.氨基酸的疏水性在相同条件下(温度、压力),一种溶水中的氨基酸的自由能与溶有机溶剂(常为乙醇)中自由能较之所少于的数值,用?gt,et?w(>0)则表示,该值越大,代表该氨基酸奏水性越大。
3.酶的活性部位在酶催化底物转变为产物时,与底物结合并且催化底物分子中敏感键断裂形成新键的部位。
包括结合部位(使得底物立体有择的结合)和催化部位(催化敏感键使得底物转变为产物)两部分,这两部分可能由相同或不同的氨基酸残基或是辅助因子提供。
4.水解度(dh)掌控蛋白质水解程度的参数,用被水解的肽键数目除以总的肽键数目则表示。
在中性和偏碱性条件下,蛋白质水解后质子化的氨基酸离解,为维持体系ph维持不变,须重新加入碱液,利用碱的消耗量正比于被水解的肽键数目,可以排序水解度。
5.同功酶同一种酶的多种形式,它们具有遗传因素决定的氨基酸排列顺序的差别。
6.酶的辅助因子所谓酶的辅助因子是指,酶活性中心的非蛋白质有机化合物或是无机离子。
在这些辅助因子参与下,酶才具有活力。
辅助因子包括辅酶、辅基和无机离子。
(对于单肽链酶,活性中心只具有带特定侧链基团的氨基酸残基,无辅助因子,如胰凝乳蛋白酶。
)7.酯交换反应就是指酯和酸间(酸求解)或是酯与醇间(醇求解)或是酯与酯间(转酯促进作用)的酰基互换。
转酯促进作用也表示随机化脂肪酸原产,包含单个三酰基甘油分子内或相同三酰基甘油分子间的酯交换。
8.亲水性相互作用当两个分离的非极性基团存在时,不相容的水环境会促使它们缔合,从而减小了水―非极性界面,这是一个热力学上有利的过程,即δg<0,此过程是疏水水合的部分逆转,称为“疏水相互作用”。
1.国际生化协会酶委员会将酶活力单位定义为每分钟催化剂1μmol底物出现转型的酶量,即1μmol/min。
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第一章绪论1.什么是酶?答:酶是生物体产生的一类具有生物催化活性的生物大分子。
2. 酶的一般特性有哪些?答:(1)酶的催化效率高同一反应,酶催化反应的速度比一般催化剂催化的反应速度要大106~1013倍。
有极少量酶就可催化大量反应物发生转变。
(2)酶作用的专一性一种酶仅能作用于一种物质,或一类分子结构相似的物质,促其进行一定的化学反应,产生一定的反应产物,这种选择性作用称为酶的专一性。
①键专一性这种酶只对底物分子中其所作用的键要求严格,而不管键两端所连基团的性质②基团专一性有些酶不但要求底物具有一定的化学键,而且对键的某一端所连的基团也有一定的要求。
③绝对专一性这类酶对底物的要求很严格,甚至有时只能催化一种底物,进行一种化学反应。
④立体异构专一性酶只能催化一种立体异构体发生某种化学反应,而对另一种立体异构体则无作用。
(3)大多数酶的化学本质是蛋白质酶是由生物活细胞产生的有催化能力的蛋白质,只要不是处于变性状态,无论是在细胞内还是细胞外都可发挥催化作用。
3.国际酶学委员会推荐的分类和命名规则的主要依据是哪些?其优缺点表现在哪里?答:酶学委员会提出以酶所催化的化学反应性质作为酶的分类和命名规则的主要依据,每一种酶都给以三个名称:系统名,惯用名和一个数字编号。
系统名要求能确切地表明底物的化学本质及酶的催化性质;包括两部分,底物名称及反应类型;若酶催化的反应中有两种底物起反应,则这两种底物均需表明,当中用“:”隔开。
举例:多酚氧化酶其系统名称为:1, 2-苯二酚:氧-氧化还原酶。
惯用名不需要非常的精确,要求比较简短,使用方便;一般根据酶所作用的底物名称、催化的反应性质、酶的来源或其他特点来进行命名。
数字编号系统根据酶所催化反应的类型将酶分为6大类,并以4个阿拉伯数字来对每一种酶进行编号。
例如乙醇脱氢酶,编号为EC 1.1.1.1。
EC是指酶学委员会(Enzyme Commission)。
第一个数字代表酶的6个大分类,以1,2,3,4,5,6来分别代表如下6大酶类:(1)氧化还原酶(Oxidoreductases)催化氧化还原反应;(2)转移酶(Transferases)催化分子间基团转移的反应;(3)水解酶(Hydrolases)催化水解反应;(4)裂合酶(Lyases)催化非水解地除去底物分子中的基团及其逆反应;(5)异构酶(Isomerases)催化分子的异构反应;(6)连接酶(Ligases)(也称为合成酶)催化两分子连接的反应,反应中酶与ATP的一个焦磷酸键相偶联。
食品酶学复习材料

食品酶学第一章绪论1、酶学:是研究酶的结构、性质、作用原理和作用规律、生物学功能及应用的一门学科。
2、酶:由生物活细胞产生的,具有高效和专一的催化功能的生物大分子。
3、酶活:指酶催化某一化学反应的能力。
它表示样品中酶的有效含量。
(U)4、酶活单位:1min内催化1mol分子底物转化的酶量称该酶的一个活力单位。
(IU)5、酶总活力:样品的全部酶活力。
(总活力=酶活力*总体积)6、比活力:单位蛋白质所含有的酶活力。
是酶的纯度指标,与纯度成正比。
7、回收率:提纯后与提纯前的酶活力之比。
表示在提纯过程中酶的损失程度。
(回收率↑损失程度↓提纯倍数↓)8、提纯倍数:提纯前与提纯后的酶的比活力之比。
表示酶提纯过程中酶纯度提高的程度。
(提纯倍数↑提纯程度越↑提纯效果↑)9、酶活的测定方法:通过测定酶促反应过程中单位时间内反应物的减少量,或产物的生成量,即测定酶促反应的速率来确定的。
10、一般催化剂的共有特性(1)只改变反应的速率,不改变反应的性质、方向、平衡点(2)在反应过程中不消耗(3)降低反应的活化能11、生物催化剂的特性高效性、高度专一性、高度受控性、易变性、代谢相关性12、酶的命名方法:习惯命名法、系统命名法13、酶分六大类:水解酶、裂解酶、合成酶;转移酶、异构酶、氧化还原酶14、第二章酶的生产与分离纯化1、微生物酶源的优点(1)容易得到生产所需的酶类微生物种类繁多,来源广泛,理论上可利用微生物生产任何一种酶类(2)容易获得高产菌株通过菌种筛选和人工诱导,使微生物定向高产所需的酶类(3)生产周期短、成本低、不受季节的控制(4)易于分离提纯2、酶分离纯化的总原则:(1)明确原料的特性与数量(2)了解所分离酶的结构特点,及在细胞中的存在状态(3)建立一个可靠和快速的测定酶活和纯度的方法(4)了解各种方法的原理、特性、优缺点(5)各种方法的使用顺序要安排得当(6)时刻防止酶变性(7)充分考虑各种因子的影响和实际的试验条件3、酶的提取方法(1)机械法:高速组织捣碎机、匀浆器、研磨器①高速组织捣碎机:操作简便,破碎效果好;但易引起局部高温导致酶失效,使用时需考虑酶的特点谨慎使用②细胞匀浆器:细胞破碎程度比高速组织捣碎机要好,且机械切力小,不易破坏生物大分子;但处理量小③细胞研磨器:(2)物理法:冻融法、加压破碎法、冷热破壁法、超声波破壁法①冻融法:(-15℃冰冻,室温融化)反复冻融后细胞结构遭到破坏,大部分细胞可被破坏,适用于细胞壁比较脆弱的细胞②加压破碎法:③渗透压法:先高渗,再突然转入低渗或水溶液,适用于细胞壁比较脆弱的细胞④冷热破壁法:(沸水中90℃左右数分钟,再浸入冰水中迅速冷却,如此反复多次)(3)生物化学法:酶处理法、细胞自溶法、丙酮干粉法①酶处理法:外源的溶菌酶or各种细胞壁酶进行水解,使细胞内容物释放,成本高,且不利于后期酶的除杂②细胞自溶法:在一定pH和T下,利用组织细胞中自身的酶对细胞降解,历时较长,不易控制,成分复杂,可能破坏待分离酶。
食品酶学复习资料

一、名次解析:(都这里出的,都很重要)1、酶活力:酶活力是指酶催化反应的能力,它表示样品中酶的含量。
(补充:1961年国际酶学会规定,l min催化lμmol分子底物转化的酶量为该酶的一个活力单位 ( 国际单位 ) ,温度为25 ℃,其它条件 (pH、离子强度) 采用最适条件。
)控制酶活力的方法主要是热处理法和冷冻法。
(补充:总活力 = 酶活力×总体积 (mL)或= 酶活力×总质量 (g))2、比活力:比活力是指单位蛋白质 (毫克蛋白质或毫克蛋白氮) 所含有的酶活力 (单位/毫克蛋白)。
(补充:比活力越高,酶制剂越纯。
)3、固定化酶:是指在一定的空间范围内起催化作用,并能反复和连续使用的酶。
4、酶反应器:以酶为催化剂进行反应所需要的设备称之为酶催化反应器,简称酶反应器。
5、溶菌酶(N-乙酰胞壁质聚糖水解酶,EC3.2.1.17)又称为胞壁质酶,是一种专门作用于微生物细胞壁的水解酶。
6、α-淀粉酶:以直链淀粉为底物时,反应一般按两个阶段进行,首先,直链淀粉快速分解,产生寡糖,粘度及与碘返生呈色反应的能力很快下降;第二阶段,寡糖缓慢地水解生成最终产物葡萄糖和麦芽糖。
以支链淀粉为底物时,产生葡萄糖、麦芽糖和一系列α-限制糊精7、β-淀粉酶:外切酶,作用pH5.0-6.0,将C(1) 构型从α转变为β型。
以直链淀粉为底物时,当直链淀粉含有偶数葡萄糖基时,终产物为麦芽糖;当直链淀粉含有奇数葡萄糖基时,终产物除麦芽糖外,还有麦芽三糖和葡萄糖。
以支链淀粉为底物时,产物为麦芽糖(50-60%)和β-限制糊精8、异淀粉酶:专一分解支链淀粉型多糖中α-1.6糖苷键形成直链淀粉和糊精9、乳糖酶:为β-半乳糖苷酶,可使乳糖分解成大致等量的葡萄糖和半乳糖及少量聚半乳糖。
10、过氧化物酶(POD):是由单一肽链与一个铁卟啉辅基结合构成的血红蛋白。
存在于各种动物、植物和微生物体内的一类氧化酶。
催化由过氧化氢参与的各种还原剂的氧化反应。
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绪论1酶学(Enzymology)是研究酶的性质、酶的反应机理、酶的结构和作用机制、酶的生物学功能及酶的应用的科学。
酶的定义:具有生物催化功能的生物大分子,可以分为蛋白类酶(P酶)和核酸类酶(R酶)两大类别。
2什么是酶工程?酶的生产与应用的技术过程食品酶学:酶工程与食品生物技术相结合而形成的一门应用性很强的学科。
食品酶学主要内容:包括酶的基本知识,酶的分离与纯化以及酶在食品工业中的应用等内容。
食品酶学主要任务:讲授酶学基本理论,酶的分离与纯化以及酶在食品加工和保藏中的应用等内容。
3米氏方程:表示一个酶促反应的起始速度与底物浓度关系的速度方程。
这个方程称为Michaelis-Menten方程,是在假定存在一个稳态反应条件下推导出来的,其中值称为米氏常数,是酶被底物饱和时的反应速度,为底物浓度。
当时,,Km等于酶促反应速度达最大值一半时的底物浓度。
4酶与底物结合形成中间络合物的理论1.锁钥假说:认为整个酶分子的天然构象是具有刚性结构的,酶表面具有特定的形状。
酶与底物的结合如同一把钥匙对一把锁一样。
2.诱导契合假说:该学说认为酶表面并没有一种与底物互补的固定形状,而只是由于底物的诱导才形成了互补形状.3.酶生物合成的调节机制——“操纵子学说”5酶的特点:催化效率高、专一性强、反应条件温和、酶的活性是受调节控制绝对专一性:指一种酶只能催化一种底物进行反应,这种高度的专一性称为绝对专一性。
相对专一性:一种酶能催化一类结构相似的底物进行某种相同类型的反应,这种专一性称为相对专一性。
6酶的系统名称由两部分组成:底物+反应类型7酶分为六类:氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、合成酶类1)氧化还原酶(oxidoreductases):催化底物的氧化或还原,而不是基团的加成或者去除,反应时需要电子的供体或受体。
2)转移酶(Transferase)催化功能团从一个底物向另一个转移。
3)水解酶(Hydrolase)催化底物的水解反应。
4)裂合酶(Lyase)能催化底物分子开裂成两部分,其中之一含有双键。
这类酶催化反应都是可逆的。
开裂点可以是碳碳、碳氧或碳氮键。
5)异构酶(Isomerase)催化底物的分子内重排反应,特别是构型的改变和分子内的氧化还原。
6)合成酶(Ligase)能将两个底物连接成一个分子,在反应时由ATP或其他高能的核苷三磷酸供给反应所需的能量。
8酶活力定义:是指酶催化反应的能力,它表示样品中酶的含量。
酶活力通常以在最适条件下酶所催化的化学反应的速度来确定。
酶活力单位:用来表示酶活力的高低。
在标准条件下(指温度25℃,以及最适底物浓度、最适缓冲液离子强度和pH)1min内催化1μmol底物转化为产物的酶量为该酶的一个活力单位。
这个单位称为酶的国际单位(IU, international unit )酶的总活力:样品的全部酶活力。
总活力= 比活力×总体积(ml)或= 比活力×总质量(g)比活力: 指每毫克蛋白质所含酶活力的单位数(单位/毫克蛋白)。
比活力是酶纯度指标,比活力愈高表示酶愈纯。
酶的发酵生产固体培养发酵:培养基以麸皮、米糠等为主要原料,加入其他必要的营养成分,制成固体或半固体的麸曲,经灭菌、冷却后,接入产酶菌株,在一定条件下进行发酵。
1固定化细胞:(又称固定化活细胞或固定化增殖细胞。
)指采用各种方法将细胞固定在水不溶性的载体上,在一定的空间范围内进行生长、繁殖和新陈代谢的细胞。
固定化细胞发酵具有显著的优点:(1)提高产酶能力:固定化细胞的密度较高,反应器水平的生产强度较大,可提高生产能力;(2)稳定性好,可以反复使用:发酵稳定性好,可以连续使用较长的时间,易于连续化、自动化生产;(3)提高设备利用率:细胞固定在载体上,流失较少,可在高稀释率的情况下连续发酵,大大提高设备利用率;(4)产品易分离纯化:发酵液中含菌体较少,利于产品分离纯化,提高产品质量等。
固定化细胞发酵的缺点:历史不长;技术要求较高(需要特殊的固定化细胞反应器);只适用于胞外酶的生产,还存在不少问题待解决。
固定化方法:吸附法、共价偶联法、交联法、包埋法、热处理法等。
特点:1.提高产酶率;2.可以反复使用或连续使用较长时间;3.基因工程菌质粒稳定,不易丢失;4 . 发酵稳定性好;5.缩短发酵周期,提高设备利用率;6.产品容易分离纯化;7.适用于胞外酶等胞外产物的生产2发酵产酶的细胞必需具备的条件:(1)酶的产量高。
高产细胞可以通过筛选、诱变、或采用基因工程、细胞工程等技术而获得。
(2)容易培养和管理。
要求产酶细胞容易生长繁殖,并且适应性较强,易于控制,便于管理。
(3)产量稳定性好。
能够稳定用于生产,不易退化。
(4)利于酶的分离纯化。
产酶细胞及杂质易于和酶分离。
(5)安全可靠,无毒性。
细胞及代谢物安全无毒,不会影响生产人员和环境,也不会对酶的应用产生不良影响。
3常用的产酶微生物:枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、黑曲霉、青霉、链霉菌、啤酒酵母大肠埃希氏菌(Escherichia coli)大肠杆菌,简称E.coli 革兰氏阴性菌枯草芽孢杆菌革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌呈蓝紫色,革兰氏阴性菌呈红色4诱变的方法有:物理诱变(紫外线、X-射线、γ-射线、快中子等);化学诱变;生物学;复合诱变;空间技术诱变。
5培养基:指人工配制的用于细胞培养和发酵的各种营养物质的混合物。
培养基的组分一般包括碳源、氮源、无机盐和生长因素,产酶促进剂,阻遏剂等。
碳源:指能够向微生物提供组成细胞物质或代谢产物(酶)中碳骨架的营养物质。
可以作为微生物碳源的物质很多(糖类)如葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、糖蜜等;各种淀粉类农作物,如山芋粉、玉米粉、麸皮、米糠等石油中的各种烷烃、甲烷等含碳氢元素的化合物;乙醇、乙酸等有机醇、酸类,也可作为碳源。
碳源的选择:考虑对酶生物合成的影响;根据微生物营养要求的不同来选择;原料的供求情况及经济实用性;常用碳源:淀粉及其水解物等。
6pH的调节控制pH变化原因:不同细胞生长繁殖最适pH;发酵产酶最适pH;调控pH可改变各种酶间的产量比例;细胞代谢引起pH变化。
pH调控方法:改变培养基组分或比例;使用缓冲溶液稳定pH;添加适宜的酸、碱溶液。
7温度的调节控制温度变化原因:不同微生物的最适生长温度有差别;产酶最适温度与细胞生长最适温度有所不同。
调控方法:生产中常采用分段控温技术;温度调节一般采用热水升温、冷水降温方法。
8控制阻遏物浓度:有些酶的生物合成受到某些阻遏物的阻遏作用,结果导致该酶的合成受阻或者产酶量降低。
为了提高酶产量,必须设法解除阻遏物引起的阻遏作用。
例如:β-半乳糖苷酶受葡萄糖引起的分解代谢物阻遏作用。
在培养基中存在葡萄糖时,即使有诱导物存在,β-半乳糖苷酶也无法大量生成。
只有在不含葡萄糖的培养基中或者培养基中葡萄糖被细胞利用完以后,诱导物的存在才能诱导该酶大量生成。
9通过动物细胞培养主要用于生产下列功能蛋白质:医学(1) 疫苗:脊髓灰质炎(小儿麻痹症)疫苗、牲畜口蹄疫疫苗、风疹疫苗、麻疹疫苗、腮腺炎疫苗、黄热病疫苗、狂犬病疫苗、肝炎疫苗等。
(2) 激素:催乳激素、生长激素、前列腺素、促腺性激素、淋巴细胞激素、红细胞生成素、促滤泡素、胰岛素等。
(3) 多肽生长因子:神经生长因子、成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、纤维黏结素(4) 酶:胶原酶、纤维酶原活化剂、尿激酶等。
(5) 单克隆抗体:通过杂交瘤细胞等动物细胞培养生产各种单克隆抗体。
(6) 非抗体免疫调节剂:干扰素、白细胞介素、集落刺激因子等。
酶的分离与纯化1. 氨基酸分类:●非极性氨基酸(疏水氨基酸)8种丙氨酸(Ala)缬氨酸(Val)亮氨酸(Leu)异亮氨酸(Ile)脯氨酸(Pro)苯丙氨酸(Phe)色氨酸(Trp)蛋氨酸(Met)●极性氨基酸(亲水氨基酸):极性不带电荷:7种甘氨酸(Gly)丝氨酸(Ser)苏氨酸(Thr)半胱氨酸(Cys)酪氨酸(Tyr)天冬酰胺(Asn)谷氨酰胺(Gln)极性带正电荷的氨基酸(碱性氨基酸)3种赖氨酸(Lys)精氨酸(Arg)组氨酸(His)极性带负电荷的氨基酸(酸性氨基酸)2种天冬氨酸(Asp)谷氨酸(Glu).氨基酸名称及简写:甘氨酸Glycine Gly G 丙氨酸Alanine Ala A缬氨酸Valine Val V 亮氨酸Leucine Leu L异亮氨酸Isoleucine Ile I 脯氨酸Proline Pro P苯丙氨酸Phenylalanine Phe F 酪氨酸Tyrosine Tyr Y色氨酸Tryptophan Trp W 丝氨酸Serine Ser S苏氨酸Threonine Thr T 半胱氨酸Cystine Cys C蛋氨酸Methionine Met M 天冬酰胺Asparagine Asn N 谷氨酰Glutarnine Gln Q 天冬氨酸Asparticacid Asp D 谷氨酸Glutamicacid Glu E 赖氨酸Lysine Lys K精氨酸Arginine Arg R 组氨酸Histidine His H2连接方式:肽键磷酸二酯键糖苷键3乳糖操纵子:4.细胞破碎:细胞破碎是通过各种方法使细胞外层结构破坏的技术过程。
为什么细菌细胞不易破碎:5.细胞破碎方法:• 机械破碎法• 化学破碎法• 酶促破碎法• 物理破碎法通过温度、压力、声波等各种物理因素的作用使组织细胞破碎的方法,称为物理破碎法。
物理破碎法多用于微生物细胞的破碎温度差破碎法超声波破碎法压力差破碎法6.相对离心力(RCF)是指颗粒所受到的离心力与地心引力之比值。
RCF表示为:RCF = F c /F g = 1.12×10 -5 . n 2 . rF c :离心力 F g :地心引力n:转子每分钟转数(r/min) r:旋转半径(cm)离心力的大小与转速的平方以及旋转半径成正比。
在转速一定的条件下,颗粒距离离心轴越远,其所受的离心力越大。
在离心过程中,随着颗粒在离心管中移动,其所受到的离心力也在变化。
一般离心力的数据是指其平均值,即在离心溶液中点处颗粒所受的离心力。
78. 微滤,超滤,反渗透9.等电点沉淀法:利用两性电解质在等电点时溶解度最低以及不同的两性电解质具有不同的等电点这一特性,通过调节溶液的pH,使酶或杂质沉淀析出,从而使酶与杂质分离的方法。
原理特点•溶液的pH值等于溶液中某两性电解质的等电点时,该两性电解质分子的净电荷为零,分子间的静电斥力消除,使分子能聚集在一起而沉淀下来。
•由于在等电点时两性电解质分子表面的水化膜仍然存在,使酶等大分子物质仍有一定的溶解度,从而使沉淀不完全。
所以在实际使用时,等电点沉淀法往往与其他方法一起使用。
•在酶的沉淀分离中,等电点沉淀法经常与盐析沉淀、有机溶剂沉淀和复合沉淀等一起使用。