酶工程应用篇
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酶工程的应用
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酶的固定化技术
研究新型的酶固定化技术，提高酶的稳定性和可重复使用性，降低生产成本。
酶工程与其他生物技术的结合应用
酶工程与代谢工程
将酶工程与代谢工程技术相结合，优化微生物细胞工厂的生产过程，提高目标产物的产量和效率。
酶工程与合成生物学
利用合成生物学技术构建人工酶系统，实现新酶类的设计和合成，拓展酶的应用领域。
04 酶工程的未来展望
新酶的发现与开发
发现新酶
通过基因组学和蛋白质组学技术，发现新的酶类，探索其在不同生物体内的功能 和应用潜力。
酶的定向进化
利用进化工程和基因工程技术，对已知酶进行定向进化，提高其催化效率和特异 性，以满足工业生产的需求。
酶的生产与应用技术的改进
高效表达系统
开发高效表达酶的微生物或细胞培养系统，提高酶的生产效率和产量。
基因治疗
酶工程在基因治疗中发挥 关键作用，如用于基因编 辑的酶。
农业领域
生物农药
利用酶工程生产具有生物 活性的酶，可以开发出新 型生物农药，减少化学农 药的使用。
转基因作物
通过酶工程手段改良作物 的遗传性状，提高作物的 抗逆性、产量和品质。
有机肥料
利用酶工程促进有机物料 的分解，提高肥料的利用 率和土壤的可持续性。
酶工程的发展历程
酶的发现与分离提取
酶的固定化技术
自1833年以来，人们开始从动植物组织中 分离提取酶，开启了酶工程的历史。
1960年代，人们开始研究酶的固定化技术 ，使酶能够重复使用，大大提高了酶的工 业化应用价值。
酶的分子改造
酶工程的应用拓展
随着基因工程的不断发展，人们开始对酶 进行分子改造，以改变酶的催化性质和适 应特定反应条件。
第九章 ：(酶工程)酶的应用 ppt课件
HO
+
O
CH2OH
OH
HOOC(CH2)4COOH
HOOC(CH2)4COOCH2 O
OH
OH OH
HOCH2 O HO
O
CH2OOC(CH2)4COOH
OH
n
回本章目录
9.5 酶在生物技术方面的应用
除去细胞壁 大分子切割 大分子连接
现代基因工程的创始人P·伯格（美国,1926－）在1960年以敏锐的科学
超氧化物歧化酶 微生物，植物，动物
凝血酶
动物，蛇，细菌，酵母等
胶原酶
细菌
右旋糖酐酶
微生物
胆碱酯酶
细菌
溶纤酶
蚯蚓
弹性蛋白酶
胰脏
核糖核酸酶
胰脏
尿酸酶
牛肾
用
途
治疗消化不良，食欲不振 治疗消化不良，食欲不振，消炎，消肿，除去坏死组 织，促进创伤愈合，降低血压 治疗消化不良，食欲不振 治疗消化不良，食欲不振 治疗各种细菌性和病毒性疾病 治疗心肌梗塞，结膜下出血，黄斑部出血 治疗血栓性静脉炎，咳痰，血肿，下出血，骨折 治疗青霉素引起的变态反应 治疗白血病 预防辐射损伤，治疗红斑狼疮，皮肌炎，结肠炎 治疗各种出血病 分解胶原，消炎，化脓，脱痂，治疗溃疡 预防龋齿 治疗皮肤病，支气管炎，气喘 溶血栓 治疗动脉硬化，降血脂 抗感染，祛痰，治肝癌 治疗痛风
2、用酶测定物质的量的变化进行疾病诊断
酶 葡萄糖氧化酶 葡萄糖氧化酶+过氧化物酶 尿素酶 谷氨酰胺酶 胆固醇氧化酶 DNA聚合酶
测定的物质 葡萄糖 葡萄糖 尿素 谷氨酰胺 胆固醇 基因
用
途
测定血糖、尿糖，诊断糖尿病 测定血糖、尿糖，诊断糖尿病
酶工程
(4)便于提高酶制品获得率 由于微生物具有较强 ) 的适应性和应变能力,可以通过适应, 的适应性和应变能力,可以通过适应,诱变等方 法培育出高产量的菌种.另外,结合基因工程, 法培育出高产量的菌种.另外,结合基因工程, 细胞融合等现代化的生物技术手段, 细胞融合等现代化的生物技术手段,可以完全按 照人类的需要使微生物产生出目的酶. 照人类的需要使微生物产生出目的酶. 正是由于微生物发酵生产具有这些独特的优点, 正是由于微生物发酵生产具有这些独特的优点, 因此目前工业上得到的酶, 因此目前工业上得到的酶,绝大多数来自于微生 如淀粉酶类的α一淀粉酶 一淀粉酶, 一淀粉酶 一淀粉酶, 物,如淀粉酶类的 一淀粉酶,β一淀粉酶,葡萄 糖淀粉酶以及异淀粉酶等都是从微生物中生产的. 糖淀粉酶以及异淀粉酶等都是从微生物中生产的.
由米氏方程可知,当反应速度等于最大反应速度一 由米氏方程可知, 半时, 半时,即V = 1/2 Vmax, Km = [S] 上式表示,米氏常数是反应速度为最大值的一半时的 上式表示,米氏常数是反应速度为最大值的一半时的 底物浓度. 底物浓度. 因此,米氏常数的单位为mol/L 因此,米氏常数的单位为mol/L. mol/L. 不同的酶具有不同Km 不同的酶具有不同Km值,它是酶的一个重要的特征 Km值 物理常数. 物理常数. Km值只是在固定的底物 一定的温度和pH条件下, 值只是在固定的底物, pH条件下 Km值只是在固定的底物,一定的温度和pH条件下, 一定的缓冲体系中测定的, 一定的缓冲体系中测定的,不同条件下具有不同的 Km值 Km值. Km值表示酶与底物之间的亲和程度:Km值大表示亲 值表示酶与底物之间的亲和程度 Km值表示酶与底物之间的亲和程度:Km值大表示亲 和程度小,酶的催化活性低; Km值小表示亲和程度 和程度小,酶的催化活性低; Km值小表示亲和程度 酶的催化活性高. 大,酶的催化活性高.
酶工程应用篇
第十一章 酶制剂的应用
第二节 酶在食品加工方面的应用
风味酶、面包 生产、糕点、 饮料、乳制品、
四、酶在改善食品品质和风味方面的应用
（1）风味酶
水果和蔬菜中的风味物，一些是由风味酶作 用于风味前体，然后转化生成的。
去除食品中的 抗营养因子
蒜氨酸 芥子苷
蒜氨酸酶
葡萄糖硫苷酶 脂肪氧合酶
S-烷基-L-半胱氨酸亚砜断裂酶
酶工程——应用篇
酶 和 我 们 的 生 活
第十一章 酶制剂的应用 目录
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 概论 酶在食品加工方面的应用 酶在轻工业方面的应用 酶在医学中的应用 酶在分析检测方面的应用 酶在能源开发方面的应用 酶在环境保护方面的应用 极端酶的应用
第十一章 酶制剂的应用
3、在果蔬类食品生产方面的应用
（1）柑橘制品去除苦味
（2）柑橘罐头防止白色浑浊
（3）果蔬制品的脱色 （4）在果汁生产中的应用 （5）在果酒生产中的应用
第十一章 酶制剂的应用
（1）柑橘制品去除苦味
柑桔类脱苦问题历来是果品加工中的一大问题。桔子中 的柠檬苦素是引起桔汁产生苦味的原因，利用球形节杆 菌固定化细胞的柠檬酶处理即可消除苦味。 柚苷酶用于分解柑桔类果实果肉和果汁中的柚皮苷，脱 苦效果良好。
蒜素 异硫氰酸酯
亚麻酸
香菇酸
黄瓜醛
香菇精
第十一章 酶制剂的应用
（2）面包生产 面粉中添加α -淀粉酶可调节麦芽糖的生成量， 使二氧化碳产生和面团气体保持力相平衡。 添加蛋白酶可促进面筋软化，增加延伸性，减 少揉面时间和动力，改善发酵效果。 面包制作中适当添加脂肪酶可增进面包的香味， 这是因为脂肪酶可使乳脂中微量的醇酸或酮酸的 甘油酯分解，从而生成δ -内脂或甲酮等香味物质。
《酶工程》课件-酶的应用
转移酶类
催化基团转移反应， 如转氨酶、磷酸酶 等。
合成酶类
催化特定化合物的 合成，如谷氨酰胺 合成酶等。
酶的特性
高效性
酶的催化效率比非酶促反应高 出很多，能显著缩短反应时间
。
专一性
一种酶通常只能催化一种或一 类化学反应。
不稳定性
在高温、强酸、强碱等极端条 件下，酶的活性会受到破坏。
活性可调节性
通过调节酶的浓度、反应条件 等，可以控制酶促反应的速度
。
酶的活性与稳定性
温度对酶活性的影响
大多数酶在低温下活性降低，而在适宜温度 下活性最高，温度过高会使酶失活。
抑制剂对酶活性的影响
有些物质可以抑制酶的活性，从而减缓或阻 止酶促反应的进行。
pH对酶活性的影响
大多数酶在一定的pH范围内活性最高，超 出这个范围酶的活性会降低或失活。
激活剂对酶活性的影响
有些物质可以增强酶的活性，从而加快酶促 反应的速度。
04
酶的应用
酶在医药领域的应用
药物生产
酶可用于合成药物，如抗 生素、抗癌药物等，具有 高效、环保的特点。
诊断试剂
酶作为生物催化剂，可用 于制备诊断试剂，如酶联 免疫试剂盒等，用于疾病 检测。
生物治疗
酶可用于基因治疗、细胞 治疗等领域，通过调控基 因表达或促进细胞生长来 治疗疾病。
酶在食品工业中的应用
THANKS
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酶工程面临的挑战与解决方案
酶的稳定性问题
针对酶稳定性差的问题，可以通过蛋白质工程手段对酶进行改造，提高其热稳定性和化学稳定性 。
酶的生产成本问题
通过基因工程技术，实现酶的高效表达和大规模生产，降低生产成本。同时，探索新型的酶生产 方式，如利用微生物发酵或植物细胞培养等。
酶工程的应用原理
酶工程的应用原理1. 什么是酶工程酶工程是指利用基因重组技术和生物化学手段，对特定酶的结构和性能进行改造和改良的一门技术。
通过对酶的结构进行修饰和扩充，可以使酶具备更广泛的应用领域和更高的催化效率，从而解决工业和生物医学领域中的一系列问题。
2. 酶工程的应用领域酶工程在许多领域有着广泛的应用，包括以下几个方面：•工业生产：酶工程可以用于制备食品、药品、化学品和生物燃料等。
通过改造酶的结构，可以提高反应速率和产量，并降低生产成本。
•环境保护：酶工程可以应用于处理污水、废气和固体废物等环境污染物。
通过利用酶的降解能力，可以高效地降解有害物质，减少环境污染。
•医学检测：酶工程可以用于开发新型的医学诊断方法和检测试剂。
通过改造酶的特性，可以实现高灵敏度、高选择性的生物传感器，用于检测疾病相关的生物标志物。
•食品加工：酶工程可以用于改善食品的质量和口感。
例如，通过添加淀粉酶，可以防止食品的凝胶化和老化，提高食品的口感和储存稳定性。
•农业生产：酶工程可以用于提高农作物的耐逆性和产量。
例如，通过改造酶的活性和稳定性，可以开发出新型的农药和植物抗病基因。
3. 酶工程的原理酶工程的原理可以概括为以下几个步骤：1.酶的筛选：首先需要从自然界、细胞提取或通过基因克隆获得目标酶的编码序列。
然后，利用分子生物学技术将该编码序列插入到合适的载体中，构建表达载体。
2.酶的表达：将表达载体导入到宿主细胞中，通过培养和诱导等方法让细胞表达目标酶。
利用适当的培养条件和诱导剂，可以实现高效表达目标酶，并获得足够的酶量。
3.酶的纯化：利用分离技术，将目标酶从宿主细胞和其他杂质中纯化出来。
通常采用离心、层析、过滤等技术，可以获得高纯度的目标酶。
4.酶的改造：通过基因重组技术和蛋白工程手段，对目标酶的结构进行改造和改良。
可以通过点突变、插入或删除基因片段等方法，改变酶的催化活性、热稳定性、pH稳定性等性能。
5.酶活性的检测：对改造后的酶进行活性检测，评估酶的催化效率和稳定性。
《酶工程的应用》课件
酶工程的主要应用 领域
药物代谢：酶催化药物代谢， 提高药物的生物利用度
药物合成：酶催化药物合成， 提高效率和选择性
药物分析：酶催化药物分析， 提高检测灵敏度和准确性
药物靶向：酶催化药物靶向， 提高药物的疗效和安全性
污水处理：酶 工程在污水处 理中的应用， 如生物酶降解
有机物
废气处理：酶 工程在废气处 理中的应用， 如生物酶降解
酶在农业生产中的应用：酶在农业生产中主要用于提高作物产量和质量，如酶在植物生长调节、植物病虫害防治 等方面的应用。
酶在食品加工中的应用：酶在食品加工中主要用于提高食品品质和营养价值，如酶在食品发酵、食品保鲜、食品 加工等方面的应用。
酶在环境保护中的应用：酶在环境保护中主要用于降解污染物、净化环境，如酶在污水处理、土壤修复、空气净 化等方面的应用。
酶的活性：酶的活 性受到多种因素的 影响，如温度、pH 值等
酶的纯化：酶的纯 化过程复杂，需要 耗费大量时间和成 本
酶的筛选：筛选出 适合特定反应的酶 需要大量的实验和 数据分析
生物医药领域：开发新型药物，提高药 物疗效
食品工业领域：提高食品品质，降低生 产成本
环保领域：生物降解污染物，减少环境 污染
酶在药物代谢中的应 用：酶催化药物代谢， 提高药物的生物利用 度和安全性
酶在药物靶向治疗中 的应用：酶催化药物 靶向治疗，提高药物 的疗效和降低副作用
污水处理：酶可以降解污水中的有机物，提高污水处理效率 生物降解：酶可以降解塑料、橡胶等难以降解的物质，减少环境污染 土壤修复：酶可以修复被污染的土壤，提高土壤肥力 生物能源：酶可以促进生物质能源的转化，减少化石能源的使用，降低温室气体排放
添加标题
添加标题添加标题添来自标题酶工程包括酶的筛选、改造、固定 化、反应器设计、过程控制和产物 分离等环节。
第四章__酶工程原理及其在食品工业中的应用详解
（2）离子吸附法。通过离子效应，将酶分子固定到 含有离子交换基团的固相载体上。 常见的载体：DEAE-纤维素、 DEAE-葡聚糖凝胶、 CM-纤维素、DOWEX-50等。 优点：操作简单，处理条件温和，能得到酶活回收 率较高的固定化酶。 缺点：酶与载体的结合力较弱，当离子强度高、缓 冲液种类或pH值发生变化时，酶容易脱落。
酶工程一般工艺流程示意图
胞外酶
胞内酶 菌种→基因改造→发酵→发酵酶液→预处理→细胞分离→细 胞破壁→碎片分离→提取→精制→酶制剂及其改造 酶制剂 ↓ 原料→前处理→杀菌→酶反应器→反应液→产品提取→成品
（二）酶工程的发展历程 1.20世纪50～60年代早期的酶工程技术，主要是从 动物、植物和微生物原料中提取、分离、纯化制造各种 酶制剂，并将其应用于化工、食品和医药等工业领域。 2.20世纪70年代后期，酶的固定化技术取得了突破， 使固定化酶、固定化细胞、生物反应器与生物传感器等 酶工程技术迅速获得应用。 3.目前，各种酶工程技术已用于制造多种精细化工 产品和医药产品，并且在食品工业、化学检测和环境保 护等各个领域中得到了有效的应用。
（二）非机械破碎法 1.酶溶法 加酶法:常用的有溶菌酶、蛋白酶、糖苷酶等，它们 对细胞壁或细胞膜进行酶解，使细胞破碎。 自溶法：在微生物生长代谢过程中，控制一定条件， 诱发微生物产生少量的溶胞酶或激发自身溶胞酶的活力， 以达到细胞自溶的目的。 2.化学渗透法 用有机溶剂、变性剂、表面活性剂、抗生素或金属 螯合物等处理，使细胞壁或膜的通透性（渗透性）改变， 从而使胞内物质有选择地渗透出来。
（三）根据酶分子电荷性质的方法 1.离子交换层析 根据被分离物质与分离介质（离子交换剂）间异种电 荷的静电引力的不同来进行物质分离的。不同离子交换剂 上的可解离基团对各种离子的亲和力不同，而使不同物质 分离。 离子交换剂根据活性基团的性质分为阳离子交换剂和 阴离子交换剂。酶具有两性性质，可用阳离子交换剂，也 可用阴离子交换剂进行酶的分离纯化。
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4、酶在烘烤食品中的应用 （1）淀粉酶在面包中的应用 （2）淀粉酶在面粉中的应用 5、酶在啤酒工业中的应用 （1）制浆过程中蛋白酶、α -淀粉酶、β -淀粉酶降解麦 芽中的多糖和蛋白质。 （2）发酵结束后，蛋白酶和糖化酶降解蛋白和糊精。
第十一章 酶制剂的应用
第二节 酶在食品加工方面的应用
酸味剂、增 味剂、甜味 剂、乳化剂、 营养强化剂
第十一章 酶制剂的应用
第二节 酶在食品加工方面的应用
二、酶在食品生产方面的应用 2、在蛋白质类食品生产方面的应用
（1）酶应用于豆酱的生产
（2）酶应用于甜面酱的生产
（3）酶应用于酱油的制造 （4）酶应用于食醋的生产 （5）酶应用于食醋的生产
第十一章 酶制剂的应用
第二节 酶在食品加工方面的应用
二、酶在食品生产方面的应用
环糊精葡萄糖苷转移酶 α -淀粉酶
β -环糊精
环糊精能选择性地吸附小分子物质，起 到稳定、乳化、缓释、提高溶解度和分散 度等作用。
第十一章 酶制剂的应用
（6）降低淀粉类食品高温产生丙烯酰胺含量
自 从 2002 年 4 月 瑞 典 斯 德 哥 尔 摩 大 学 Margareta Tornqvist教授首次发现，在油炸或焙烤的马铃薯和 谷物类食品中存在具有神经毒性的潜在致癌物—— 丙烯酰胺，有关丙烯酰胺的问题立即引起了全世界 的广泛关注。随后英国、美国、加拿大等发达国家 也开展了相关研究。许多国家和国际性机构对丙烯 酰胺在食品中形成机理、危害评估和消除方法等方 面进行广泛而深入研究。
第十一章 酶制剂的应用 目录
第一节 概论
第二节 酶在食品加工方面的应用
第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 酶在轻工业方面的应用 酶在医学中的应用 酶在分析检测方面的应用 酶在能源开发方面的应用 酶在环境保护方面的应用 极端酶的应用
第十一章 酶制剂的应用
第三节 酶在轻工业方面的应用
一、酶在原料处理方面的应用
第十一章 酶制剂的应用
果胶酶的应用：
1.保持混浊果汁稳定性（番茄汁、番茄酱） 【破坏果胶酶】 2.生产澄清果汁 3.提高果汁榨汁率 4.加工水果罐头 5.防止果汁混浊 【应用果胶酶】 【应用果胶酶】 【破坏果胶酶】 【应用果胶酶】
第十一章 酶制剂的应用
第二节 酶在食品加工方面的应用
二、酶在食品生产方面的应用
So 加强酶学理论的研究及应
用技术的开发、促进酶在社会经济 生活中的应用，已成为现代生物技 术的主题。
第十一章 酶制剂的应用 目录
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 概论 酶在食品加工方面的应用 酶在轻工业方面的应用 酶在医学中的应用 酶在分析检测方面的应用 酶在能源开发方面的应用 酶在环境保护方面的应用 极端酶的应用
第十一章 酶制剂的应用
第三节 酶在轻工业方面的应用
二、酶在轻工产品方面的应用 1、酶法生产L-氨基酸 2、酶法生产有机酸 3、酶法制造化工原料 4、在发酵工业上的应用
5、在洗涤剂中的应用
6、在造纸工业的应用 7、在制革业中的应用
第十一章 酶制剂的应用
第三节 酶在轻工业方面的应用
第十一章 酶制剂的应用
（5）去除食品中的抗营养因子
植酸以钙、镁和钾盐的形式存在于豆类和谷类中， 易于同膳食中的铁、锌和其他金属离子形成难溶的 络合物，因而使人体吸收这些元素变得困难。 植酸酶能催化植酸水解成磷酸和肌醇，显著降低 植酸和寡糖的含量。 近年植酸酶还用于酿造和饲料工业，以改善原料 中磷的利用，以及用于去钾大豆蛋白食物的生产， 成为肾脏病人蛋白质的来源。
固 定 化 酶 的 反 应 柱 示 意 图
第十一章 酶制剂的应用
（3）饴糖、麦芽糖的生产 淀粉 α -淀粉酶 糊精 β -淀粉酶 麦芽糖
（4）糊精、麦芽糊精的生产 糊精广泛应用于食品增稠剂、填充剂和吸收剂。 DE值在10~20之间的糊精称为麦芽糊精。
第十一章 酶制剂的应用
（5）环糊精的生产 淀粉
第十一章 酶制剂的应用
（3）糕点、饮料
用β -淀粉酶强化面粉可防止糕点老化。糕点馅心常以淀粉 为填料，添加β -淀粉酶可以改善馅心风味。 糕点制作使用转化酶可使蔗糖水解为转化糖，从而防止糖 浆析晶。
第十一章 酶制剂的应用
水解牛乳中的乳糖——低乳糖奶的生产
牛奶中所含的乳糖是一种双糖，因为分子太大，要 在小肠中消化成较小的葡萄糖及半乳糖才能穿过肠 壁进入血管中被吸收。但当小肠中的乳糖酶未能发 挥作用时，乳糖就在大肠内发酵，大约半小时至2 小时内出现胀气、腹痛、呕吐或拉肚子等症状。乳 糖不耐症是一种相当普遍的现象，特别是亚洲人的 乳糖酶缺乏发生率高达90%以上。
果葡糖浆的生产
喷雾干燥 淀粉 淀粉酶 液化液 糖化酶 糖化液 结晶 结晶葡萄糖 果 糖 42% 异构酶 果葡糖浆 葡 萄 糖 55% 低聚糖 分离 混合 高果糖浆 果 糖 55% 葡 萄 糖 39% 低聚糖 氢化还原 粉状葡萄糖 山梨醇
层析等精制
果糖浆 果 糖 8 0 -9 0 %
固定化酶技术生产果葡糖浆
1、发酵原料的处理
α -淀粉酶、纤维素酶、戊聚糖酶 2、纺织原料的处理
α -淀粉酶——上浆、退浆
纤维素酶在牛仔布返旧整理、棉织物的生物抛光、麻织 物的风格改性、减量处理等方面有广泛的应用。
第十一章 酶制剂的应用
第三节 酶在轻工业方面的应用
一、酶在原料处理方面的应用
3、制浆、造纸原料的处理
木质素酶——提高纸的质量 木聚糖酶、半纤维素酶、木质过氧化物素酶——漂白 纤维素酶——再生纸处理
在乳制品工厂中，脂肪酶被广泛的使用来 水解牛奶脂肪。近来的应用包括奶酪风味的 增强、加速奶酪的成熟、生产类似奶酪的产 品以及对奶油脂肪和奶油进行脂解作用。加 入脂肪酶可以释放出短链的脂肪酸（4～6个 碳），这种短链的脂肪酸可以导致酸味及浓 烈味道的产生，而中等长链脂肪酸的释放会 对产品的味道具有有害的影响，此外，游离 的脂肪酸还参与简单的化学反应，而这些反 应可以发动其他香味成分的合成。
第十一章 酶制剂的应用
第二节 酶在食品加工方面的应用
除氧保鲜、蛋 类制品脱糖保 鲜、食品灭菌 保鲜
一、酶在食品保鲜方面的应用
1、除氧保鲜
葡萄糖氧化酶（glucose oxidase，EC1.1.3.4）可以去除 果汁、饮料、罐头制品和果蔬干制品中的氧气，防止产品氧 化变质，抑制微生物生长，延长食品保质期。 用葡萄糖氧化酶除去脱水蔬菜的糖分可防止贮藏过程中发生 褐变。瓶装桔汁贮藏时因氧化而使色香味变劣，采用葡萄糖 氧化酶、过氧化氢酶去氧即可保持果汁原有的色香味。水果 冷冻保藏时，由于果实自身的酶作用而发酵变质，也可用葡 萄糖氧化酶保鲜。
第十一章 酶制剂的应用
（1）葡萄糖的生产 以淀粉为原料，先经α -淀粉酶液化成糊精，再用糖化 酶（葡萄糖淀粉酶）催化生成葡萄糖。 （2）果葡糖浆的生产 果葡糖浆无色无嗅，常温下流动性好，使用方便，在饮料 生产和食品加工中可以部分或全部取代蔗糖，而且，较其更 具有醇厚的风味，应用于饮料中可以保持果汁饮料的原果香 味。 果葡糖浆的优点，主要来自于其成分组成中的果糖，并随 果糖含量的增加更为明显。 果糖代谢过程中对胰岛素依赖小，故糖尿病者，摄取果糖 仍可进行正常的能量代谢,故不会引起血糖升高，这对糖尿病 患者有利。
三、酶在食品添加剂生产方面的应用
1、酸味剂
（1）采用乳酸脱氢酶，催化丙酮酸还原为乳酸
（2）采用2-卤代酸脱卤酶，催化2-氯丙酸水解生成乳酸。 （3）采用延胡索酸酶催化反丁烯二酸水合，生成苹果酸。
第十一章 酶制剂的应用
2、增味剂
（1）L-谷氨酸、L-天冬氨酸的生产
（2）呈味核苷酸的生产
5`-肌苷酸、5`-鸟苷酸 5`-磷酸二酯化酶
第十一章 酶制剂的应用
第二节 酶在食品加工方面的应用
二、酶在食品生产方面的应用 1、在淀粉类食品生产方面的应用
（1）葡萄糖的生产 （2）果葡糖浆的生产 （3）饴糖、麦芽糖的生产
淀粉类、 蛋白质类、 果蔬类、 烘烤食品、 啤酒工业
（4）糊精、麦芽糊精的生产
（5）环糊精的生产 （6）降低淀粉类食品高温产生丙烯酰胺含量
第十一章 酶制剂的应用
脱皮（酶法）
碎屑 化学法纸浆（生物酶纸浆） 机械法纸浆
制浆、 造纸 原料 的处 理示 意图
漂白（生物法用木质素氧化酶）
造纸机（酶法脱墨）
第十一章 酶制剂的应用
4、生丝的脱胶处理
胰蛋白酶、木瓜蛋白酶或微生物蛋白酶——生丝脱胶。
5、羊毛的除垢处理
枯草杆菌蛋白酶——去除羊毛表面上存在的鳞垢，提高着 色率。
酶工程——应用篇
酶 和 我 们 的 生 活
第十一章 酶制剂的应用 目录
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 概论 酶在食品加工方面的应用 酶在轻工业方面的应用 酶在医学中的应用 酶在分析检测方面的应用 酶在能源开发方面的应用 酶在环境保护方面的应用 极端酶的应用
第十一章 酶制剂的应用
第十一章 酶制剂的应用
3、甜味剂 嗜热菌蛋白酶催化L-天冬氨酸与L-苯丙氨酸甲酯缩 合生成天苯肽（阿斯巴甜）。 葡萄糖基转移酶可催化蔗糖转化为帕拉金糖。 4、乳化剂 利用脂肪酶的作用，将甘油三酯水解生成甘油单酯 （单甘酯）。 5、营养强化剂 SOD
第十一章 酶制剂的应用
（4）乳制品
乳品加工时添加适量的脂肪酶可增加干酪 和黄油的香味。
第一节 概论
①高效性 ②特异性 ③产品的高效回收 ④反应体系的简单
酶制剂的优点
使酶工程技术成为现代生物技术的主要 支柱之一。
第十一章 酶制剂的应用
第一节 概论
①稳定性差 ②反应条件要求严格 ③酶量有限
酶制剂的缺点
使得酶在工业生产中的成本提高，严重 限制了酶在产业中的应用。
第十一章 酶制剂的应用
第十一章 酶制剂的应用
第二节 酶在食品加工方面的应用
酸味剂、增 味剂、甜味 剂、乳化剂、 营养强化剂
第十一章 酶制剂的应用
第二节 酶在食品加工方面的应用
二、酶在食品生产方面的应用 2、在蛋白质类食品生产方面的应用
（1）酶应用于豆酱的生产
（2）酶应用于甜面酱的生产
（3）酶应用于酱油的制造 （4）酶应用于食醋的生产 （5）酶应用于食醋的生产
第十一章 酶制剂的应用
第二节 酶在食品加工方面的应用
二、酶在食品生产方面的应用
环糊精葡萄糖苷转移酶 α -淀粉酶
β -环糊精
环糊精能选择性地吸附小分子物质，起 到稳定、乳化、缓释、提高溶解度和分散 度等作用。
第十一章 酶制剂的应用
（6）降低淀粉类食品高温产生丙烯酰胺含量
自 从 2002 年 4 月 瑞 典 斯 德 哥 尔 摩 大 学 Margareta Tornqvist教授首次发现，在油炸或焙烤的马铃薯和 谷物类食品中存在具有神经毒性的潜在致癌物—— 丙烯酰胺，有关丙烯酰胺的问题立即引起了全世界 的广泛关注。随后英国、美国、加拿大等发达国家 也开展了相关研究。许多国家和国际性机构对丙烯 酰胺在食品中形成机理、危害评估和消除方法等方 面进行广泛而深入研究。
第十一章 酶制剂的应用 目录
第一节 概论
第二节 酶在食品加工方面的应用
第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 酶在轻工业方面的应用 酶在医学中的应用 酶在分析检测方面的应用 酶在能源开发方面的应用 酶在环境保护方面的应用 极端酶的应用
第十一章 酶制剂的应用
第三节 酶在轻工业方面的应用
一、酶在原料处理方面的应用
第十一章 酶制剂的应用
果胶酶的应用：
1.保持混浊果汁稳定性（番茄汁、番茄酱） 【破坏果胶酶】 2.生产澄清果汁 3.提高果汁榨汁率 4.加工水果罐头 5.防止果汁混浊 【应用果胶酶】 【应用果胶酶】 【破坏果胶酶】 【应用果胶酶】
第十一章 酶制剂的应用
第二节 酶在食品加工方面的应用
二、酶在食品生产方面的应用
So 加强酶学理论的研究及应
用技术的开发、促进酶在社会经济 生活中的应用，已成为现代生物技 术的主题。
第十一章 酶制剂的应用 目录
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 概论 酶在食品加工方面的应用 酶在轻工业方面的应用 酶在医学中的应用 酶在分析检测方面的应用 酶在能源开发方面的应用 酶在环境保护方面的应用 极端酶的应用
第十一章 酶制剂的应用
第三节 酶在轻工业方面的应用
二、酶在轻工产品方面的应用 1、酶法生产L-氨基酸 2、酶法生产有机酸 3、酶法制造化工原料 4、在发酵工业上的应用
5、在洗涤剂中的应用
6、在造纸工业的应用 7、在制革业中的应用
第十一章 酶制剂的应用
第三节 酶在轻工业方面的应用
第十一章 酶制剂的应用
（5）去除食品中的抗营养因子
植酸以钙、镁和钾盐的形式存在于豆类和谷类中， 易于同膳食中的铁、锌和其他金属离子形成难溶的 络合物，因而使人体吸收这些元素变得困难。 植酸酶能催化植酸水解成磷酸和肌醇，显著降低 植酸和寡糖的含量。 近年植酸酶还用于酿造和饲料工业，以改善原料 中磷的利用，以及用于去钾大豆蛋白食物的生产， 成为肾脏病人蛋白质的来源。
固 定 化 酶 的 反 应 柱 示 意 图
第十一章 酶制剂的应用
（3）饴糖、麦芽糖的生产 淀粉 α -淀粉酶 糊精 β -淀粉酶 麦芽糖
（4）糊精、麦芽糊精的生产 糊精广泛应用于食品增稠剂、填充剂和吸收剂。 DE值在10~20之间的糊精称为麦芽糊精。
第十一章 酶制剂的应用
（5）环糊精的生产 淀粉
第十一章 酶制剂的应用
（3）糕点、饮料
用β -淀粉酶强化面粉可防止糕点老化。糕点馅心常以淀粉 为填料，添加β -淀粉酶可以改善馅心风味。 糕点制作使用转化酶可使蔗糖水解为转化糖，从而防止糖 浆析晶。
第十一章 酶制剂的应用
水解牛乳中的乳糖——低乳糖奶的生产
牛奶中所含的乳糖是一种双糖，因为分子太大，要 在小肠中消化成较小的葡萄糖及半乳糖才能穿过肠 壁进入血管中被吸收。但当小肠中的乳糖酶未能发 挥作用时，乳糖就在大肠内发酵，大约半小时至2 小时内出现胀气、腹痛、呕吐或拉肚子等症状。乳 糖不耐症是一种相当普遍的现象，特别是亚洲人的 乳糖酶缺乏发生率高达90%以上。
果葡糖浆的生产
喷雾干燥 淀粉 淀粉酶 液化液 糖化酶 糖化液 结晶 结晶葡萄糖 果 糖 42% 异构酶 果葡糖浆 葡 萄 糖 55% 低聚糖 分离 混合 高果糖浆 果 糖 55% 葡 萄 糖 39% 低聚糖 氢化还原 粉状葡萄糖 山梨醇
层析等精制
果糖浆 果 糖 8 0 -9 0 %
固定化酶技术生产果葡糖浆
1、发酵原料的处理
α -淀粉酶、纤维素酶、戊聚糖酶 2、纺织原料的处理
α -淀粉酶——上浆、退浆
纤维素酶在牛仔布返旧整理、棉织物的生物抛光、麻织 物的风格改性、减量处理等方面有广泛的应用。
第十一章 酶制剂的应用
第三节 酶在轻工业方面的应用
一、酶在原料处理方面的应用
3、制浆、造纸原料的处理
木质素酶——提高纸的质量 木聚糖酶、半纤维素酶、木质过氧化物素酶——漂白 纤维素酶——再生纸处理
在乳制品工厂中，脂肪酶被广泛的使用来 水解牛奶脂肪。近来的应用包括奶酪风味的 增强、加速奶酪的成熟、生产类似奶酪的产 品以及对奶油脂肪和奶油进行脂解作用。加 入脂肪酶可以释放出短链的脂肪酸（4～6个 碳），这种短链的脂肪酸可以导致酸味及浓 烈味道的产生，而中等长链脂肪酸的释放会 对产品的味道具有有害的影响，此外，游离 的脂肪酸还参与简单的化学反应，而这些反 应可以发动其他香味成分的合成。
第十一章 酶制剂的应用
第二节 酶在食品加工方面的应用
除氧保鲜、蛋 类制品脱糖保 鲜、食品灭菌 保鲜
一、酶在食品保鲜方面的应用
1、除氧保鲜
葡萄糖氧化酶（glucose oxidase，EC1.1.3.4）可以去除 果汁、饮料、罐头制品和果蔬干制品中的氧气，防止产品氧 化变质，抑制微生物生长，延长食品保质期。 用葡萄糖氧化酶除去脱水蔬菜的糖分可防止贮藏过程中发生 褐变。瓶装桔汁贮藏时因氧化而使色香味变劣，采用葡萄糖 氧化酶、过氧化氢酶去氧即可保持果汁原有的色香味。水果 冷冻保藏时，由于果实自身的酶作用而发酵变质，也可用葡 萄糖氧化酶保鲜。
第十一章 酶制剂的应用
（1）葡萄糖的生产 以淀粉为原料，先经α -淀粉酶液化成糊精，再用糖化 酶（葡萄糖淀粉酶）催化生成葡萄糖。 （2）果葡糖浆的生产 果葡糖浆无色无嗅，常温下流动性好，使用方便，在饮料 生产和食品加工中可以部分或全部取代蔗糖，而且，较其更 具有醇厚的风味，应用于饮料中可以保持果汁饮料的原果香 味。 果葡糖浆的优点，主要来自于其成分组成中的果糖，并随 果糖含量的增加更为明显。 果糖代谢过程中对胰岛素依赖小，故糖尿病者，摄取果糖 仍可进行正常的能量代谢,故不会引起血糖升高，这对糖尿病 患者有利。
三、酶在食品添加剂生产方面的应用
1、酸味剂
（1）采用乳酸脱氢酶，催化丙酮酸还原为乳酸
（2）采用2-卤代酸脱卤酶，催化2-氯丙酸水解生成乳酸。 （3）采用延胡索酸酶催化反丁烯二酸水合，生成苹果酸。
第十一章 酶制剂的应用
2、增味剂
（1）L-谷氨酸、L-天冬氨酸的生产
（2）呈味核苷酸的生产
5`-肌苷酸、5`-鸟苷酸 5`-磷酸二酯化酶
第十一章 酶制剂的应用
第二节 酶在食品加工方面的应用
二、酶在食品生产方面的应用 1、在淀粉类食品生产方面的应用
（1）葡萄糖的生产 （2）果葡糖浆的生产 （3）饴糖、麦芽糖的生产
淀粉类、 蛋白质类、 果蔬类、 烘烤食品、 啤酒工业
（4）糊精、麦芽糊精的生产
（5）环糊精的生产 （6）降低淀粉类食品高温产生丙烯酰胺含量
第十一章 酶制剂的应用
脱皮（酶法）
碎屑 化学法纸浆（生物酶纸浆） 机械法纸浆
制浆、 造纸 原料 的处 理示 意图
漂白（生物法用木质素氧化酶）
造纸机（酶法脱墨）
第十一章 酶制剂的应用
4、生丝的脱胶处理
胰蛋白酶、木瓜蛋白酶或微生物蛋白酶——生丝脱胶。
5、羊毛的除垢处理
枯草杆菌蛋白酶——去除羊毛表面上存在的鳞垢，提高着 色率。
酶工程——应用篇
酶 和 我 们 的 生 活
第十一章 酶制剂的应用 目录
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 概论 酶在食品加工方面的应用 酶在轻工业方面的应用 酶在医学中的应用 酶在分析检测方面的应用 酶在能源开发方面的应用 酶在环境保护方面的应用 极端酶的应用
第十一章 酶制剂的应用
第十一章 酶制剂的应用
3、甜味剂 嗜热菌蛋白酶催化L-天冬氨酸与L-苯丙氨酸甲酯缩 合生成天苯肽（阿斯巴甜）。 葡萄糖基转移酶可催化蔗糖转化为帕拉金糖。 4、乳化剂 利用脂肪酶的作用，将甘油三酯水解生成甘油单酯 （单甘酯）。 5、营养强化剂 SOD
第十一章 酶制剂的应用
（4）乳制品
乳品加工时添加适量的脂肪酶可增加干酪 和黄油的香味。
第一节 概论
①高效性 ②特异性 ③产品的高效回收 ④反应体系的简单
酶制剂的优点
使酶工程技术成为现代生物技术的主要 支柱之一。
第十一章 酶制剂的应用
第一节 概论
①稳定性差 ②反应条件要求严格 ③酶量有限
酶制剂的缺点
使得酶在工业生产中的成本提高，严重 限制了酶在产业中的应用。
第十一章 酶制剂的应用