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酶在食科与工程中应用
(2)伯胺基：形成蛋白质分子和小分子伯胺之间的连接(图b)， 利用该反应可以将一些限制性氨基酸引入蛋白质以提高其营养 价值； (3)水：当不存在伯胺时，水会成为酰基受体，其结果是谷氨酰 胺残基脱去氨基生成谷氨酸残基(图c)，该反应可用于改变蛋白 质的等电点及溶解度。
hydrolysis method)。
双酶法制糖工艺流程图
水 蒸汽
淀粉
碱液 回流
氯化钙
4
ª-淀粉酶
155326610
7
12
11
13
89
15
18 16 17 14
1-调浆配料槽 2，8-过滤器 3，9，14，17-泵 4，10-喷射加热器 5-缓冲器 6-液化层流罐 7-液化液贮罐 11-灭酶罐 12-板式换热器 13-糖化罐 15-压滤机 16-糖化暂贮槽 18-贮糖槽
3、酶法生产高果糖浆
•果葡糖浆是用葡萄糖异构酶催化葡萄糖异构化生成果糖，而 得到含有葡萄糖和果糖的混合糖浆。 •葡萄糖异构酶生产果糖的技术可用于大规模生产果糖而取代 蔗糖作为甜味剂。 •目前世界上淀粉糖的产量已达1000多万t，其中有一半是果 葡糖浆。
果葡糖浆的生产工艺流程
4、啤酒发酵大麦糖浆的生产
溶菌酶是一种碱性蛋白，无毒、无害、安 全性高，化学性质非常稳定，耐酸性、耐 热性强，在含食盐、糖等的溶液中稳定。
对人体完全无毒、无副作用，是一种安全 的天然防腐剂。
1)乳制品的保鲜与强化：新鲜牛乳 约含 1 3 mg/ l O O m l ，人乳中含有4 0 m g / m l 溶 菌酶。添加溶菌酶，强化婴儿乳品。
酶工程技术在食品工业中的应用
酶工程技术在食品工业中的应用酶工程技术在食品工业中的应用摘要: 介绍了现代酶工程基本技术，酶制剂在食品加工中的应用现状，以及最新研究近况。
酶工程作为一项高新技术将为食品工业的发展起重要推动作用。
关键词: 酶工程;生物酶;食品工业。
酶工程技术是利用酶和细胞或细胞器所具有的催化功能来生产人类所需产品的技术，包括酶的研制与生产，酶和细胞或细胞器的固定化技术，酶分子的修饰改造，以及生物传感器。
酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊蛋白质旧。
其催化作用的条件要求非常温和，可在常温、常压下进行，又有可调控性，食品工业是应用酶工程技术最早和最广泛的行业。
近年来，由于固定化细胞技术、固定化酶反应器的推广应用，促进了食品新产品的开发，产品品种增加，质量提高，成本下降，为食品工业带来了巨大的社会经济效益。
80年代末，日本陆续开发了具有生成低聚糖特异性，以微生物为来源的酶，促进了低聚糖纯品生产技术快速进人实用化，使品种繁多的新产品相继在市场上出现。
日本自从1988年异构乳糖生产以来，几乎每年向市场推出新的商品[1]。
低聚糖的品种不断翻新:如低聚半乳糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖、低聚麦芽糖、大豆低聚糖、低聚龙胆糖等等。
国内相继开始了这方面的研究，无锡轻工业学院金其荣、徐云发利用了根霉菌产生的高温低聚糖酶、制备了一种新型低聚糖浆，与国内外生产的淀粉糖浆和低聚糖不同，具有甜味纯正、口感厚实的特点[2]。
1酶工程基本技术1.1酶制剂的生产来源酶制剂的生产酶的来源主要有植物、动物和微生物。
最早人们多从植物、动物组织中提取，例如从动物胰脏和麦芽中提取淀粉酶、从动物胃膜，胰脏、木瓜、菠萝中提取蛋白酶。
它们大多数由微生物生产，这是因为微生物种类多，几乎所有酶都能从微生物中找到，而且它的生产不受季节、气候限制;由于微生物容易培养，繁殖快，产量高，故可在短时间内廉价地大量生产。
近年来，随着基因工程技术的迅速发展，又为酶产量的提高和新酶种的开发开辟了新的途径。
第三章酶工程在食品工业中的应用
（一）酶提取的主要方法
1.盐溶液提取 2.酸溶液提取 3.碱溶液提取 4.有机溶剂提取
1.盐溶液提取
2.酸溶液提取
3.碱溶液提取
4.有机溶剂提取
（二）酶提取过程的注意事项
1. 温度 为了防止酶的变性失活, 提取时温度不宜高。特别是采用有机溶剂提取时, 温度应
控制在-10℃。有些酶对温度的耐受性较高, 如酵母醇脱氢酶、细菌碱性磷酸 酶、胃蛋白酶, 可在37℃或更高一些温度下提取。 2. pH 提取时溶液的pH值应该远离酶的等电点, 可增加酶的溶解度。除了酸溶液提取或 碱溶液提取, 提取时溶液的pH 不宜过高或过低, 以防止酶的变性失活。 3. 提取液的体积 提取液的用量增加, 可提高提取率, 但是过量的提取液, 使酶浓度降低, 对进一步 的分离纯化不利, 故提取液的用量一般为含酶原料体积的3-5倍, 可一次提取。 4. 添加保护剂 在酶提取过程中, 为了提高酶的稳定性, 防止酶变性失活, 可以加入适量的酶作用 底物, 或其辅酶, 或加入某些抗氧化剂等保护剂。
第三章酶工程在食品工 业中的应用
2024年7月15日星期一
第一节 酶工程的概况
一、酶工程发展历史 二、酶的基本概念、分类与命名 三、酶的活力测定 四、微生物发酵产酶 五、酶的提取与分离纯化 六、酶与细胞固定化 七、酶分子修饰 八、酶反应器及反应操作控制
一、酶工程发展历史
二、酶的基本概念、分类Байду номын сангаас命名
六、酶与细胞固定化
七、酶的分子修饰
八、酶反应器
1.常见的酶反应器类型和特点 2.酶反应器的选择和使用 3.酶反应器使用中应注意的问题
1.常见的酶反应器类型和特点
2.酶反应器的选择和使用
3.酶反应器使用中应注意的问题
酶工程原理及其在食品工业中的应用
占总酶比例% 26 27
24 12 5 6
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利用率% 65 25
5 ~5 ~1 ~1
国际系统命名法
❖ 系统名称包括底物名称、构型、反应性 质，最后加一个酶（-ase）字。
酶的系统编号：EC1.1.1.1
❖ 例如：
❖ 习惯名称:谷丙转氨酶
❖ 系统名称:丙氨酸：-酮戊二酸氨基转移 酶
理想的提取和分离纯化方法：在提高酶的比 活的同时，要求酶回收率高，提取步骤少、 工艺简单，成本低。
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策略：
①酶产品的质量要求
设定目标：（用途：医用、食品级、工业级或 研究级） 目标酶蛋白与主要杂质的性质
②提取过程的设计应尽可能防止酶的损失， 减少处理步骤。
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③提取方法的经济性和可分析性
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3.透析 透析膜可用动物膜、羊皮纸、火棉胶或塞璐玢 等制成。使用时可做成透析管、透析袋或透析槽 等形式。 优点：设备简单，操作简便。 缺点：时间长，若不更换水或缓冲液时，只扩 散到膜内外平衡为止。透析结束时，透析袋内的 保留液体积较大，浓度较低。 透析主要用于酶、蛋白质、核酸等生物大分子 的分离纯化，从中除去小分子物质。透析在酶纯 化过程中极为常用，通过透析可以除去酶液中的 盐类、有机溶剂、低相对分子质量的抑制剂等。
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酶工程是现代生物技术的重要组成部分。
以微生物或酶为催化剂进行物质转化的 工业生物技术，大规模生产人类所需的化 学品、医药、能源和材料等，是解决人类 目前面临的资源、能源及环境危机的有效 手段。
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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
酶在食品工业中的应用ppt课件
于45％。
• 低甲氧基果胶：甲氧基含量小于7％，即酯化度小于45％。
•
a. 高甲氧基果胶的胶凝 （果胶－糖－酸凝胶）
① 胶凝条件：
果胶、糖、酸在一定的比例条件下才能形成胶凝，
一般果胶含量1％左右，糖的含量大于50％，
pH2.0~3.5（pH过低易引起果胶水解），温度在
0~50℃即可胶凝。
• 这里，糖起脱水的作用，酸中各果胶中的负电荷 形成胶凝的结构。
酶的分离提纯
• 1、基本原则：提取过程中避免酶变性而失去活性；防止 强酸、强碱、高温和剧烈搅拌等；强调在低温下操作，并 在操作中加入缓冲溶液；材料一旦匀浆要尽快完成。 • 2、基本操作程序： • 选材料（微生物、动植物等）→破碎、匀浆→抽提→
诊断常用血清酶的来源
血清酶 符号 鸟氨酸氨基甲酰转移酶 OCT 卵磷脂胆固醇酰基转移酶 LCAT 谷氨酸脱氢酶 GLDH 山梨醇脱氢酶 SDH 丙氨酸氨基转移酶 ALT 异柠檬酸脱氢酶 ICD -谷氨酰转肽酶 -GT 5ˊ-核苷酸酶 5ˊ-NT 单胺氧化酶 MAO 天门冬氨酸氨基转移酶 AST 肌酸激酶 CK 乳酸脱氢酶 LDH 碱性磷酸酶 ALP 酸性磷酸酶 ACP 淀粉酶 AMS 脂肪酶 LPS 来源 肝 肝 肝 肝 肝、肾、心 肝、胎盘、心 肝、胆、肾、小肠 肝、胆道 肝、肾、脑 心、肝、骨骼肌 骨骼肌、心、脑 心、肾、骨骼肌、肝、肺 小肠、胎盘、肝、肾 前列腺、红细胞、血小板 胰、唾液腺 胰
生物酶工程
克隆酶 突变酶 新酶
固定化酶
将水溶性酶用物理或化学方法处理，固定于高分子支持物 ( 或载体 ) 上而成为不溶于水，但仍有酶活性的一种酶制剂形 式，称固定化酶(immobilized enzyme)。
吸附法
酶工程应用,附图片
3
微生物发酵药品：如人胰岛素、干扰素等
• 1、应用酶工程生产抗生素
• 应用酶工程可以制备青霉素酞化酶、头抱菌素酞 化酶、头抱菌素、头抱菌素酞化酶、青霉素酞化 酶、脱乙酸头抱菌素、头抱菌素乙酸醋酶,近年来 还进行固定化产黄青霉青霉素合成酶系细胞生产 青霉素的研究,合成青霉 索和头抱菌素前体物的 最新工艺也采用酶工程 的方法。
前言
• 早在几千年我们的祖先就曾有酿酒、制醋 、做酱的记载,所有这些,实际上都是酶知识 的应用。
• 现在，酶工程已在医药、食品、工业、农 业、饲料、环保、能源、科研等领域广泛 应用。
一、酶工程技术在医药工业中的应用
1 种类繁多的药品，如抗生素、维生素等
2
基因工程药品：如人生长素、乙肝疫苗、单抗等
2
酶工程在用农产品开发生物活性肽方面的应用
3
酶工程在饲料工业中的应用
1、酶工程应用于农产品的深加工
利用α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和葡萄糖异构 酶的催化功能，以玉米淀粉等为原料生产高果糖 浆等。乳制品加工则需要用凝乳酶和乳糖酶。农 副产品的加工和综合利用需要用纤维素酶、果胶 酶和木质素酶。
• 2、酶工程在用农产品开发生物活性肽方面 的应用
• 2、酶工程在调味剂生产中的应用
• 在日本和美国利用酶水解蛋白制取的营养型调味 剂和氨基酸复配调味品占调味剂市场很大的比重 。其销售量已超过传统调味剂的数倍。用酶法提 取的米糠蛋白的溶解性、起泡性、乳化特性和营 养性等蛋白功能特性 上表现出良好性能,不 仅可以作为食品中的 营养强化剂,还可以作 为食品中的风味增强 剂。
三、酶工程技术在食品工程的应用
1
酶工程在甜味剂生产中的应用
2
酶工程在调味剂生产中的应用
酶工程在食品加工方面的应用
酶工程在食品加工方面的应用酶的生产和应用的技术过程称为酶工程。
酶工程技术广泛应用于食品添加剂生产，不断开发新酶源，研制新产品，固定化酶反应器使生产连续化，设备小型化，生产成本降低，产品易纯化，收率提高。
本文意在阐述近年来酶工程在分子水平的研究进展，展示酶工程在食品加工方面的应用进展，并对其未来前景进行了展望。
1、酶工程在甜味剂生产中的应用应用海藻糖是一种新型的多功能食品添加剂。
从中国土样中筛选分离得到能产生淀粉转化为海藻糖的酶菌柱，并利用该菌柱生产的酶进行淀粉合成海藻糖。
产物海藻糖在反应混合物中的含量可达48%。
科学家研究了在不易破壁取得胞内海藻糖合酶的情况下，采用渗透处理细胞技术生产透性化细胞酶，并获得了较高的酶活力。
海藻糖还可由海藻糖合酶将麦芽糖直接转化为海藻糖，在海藻糖的工业生产中有着良好的应用前景。
2、酶工程在调味剂生产中的应用在日本和美国利用酶水解蛋白制取的营养型调味剂和氨基酸复配调味品占调味剂市场很大的比重。
其销售量已超过传统调味剂的数倍。
用酶法提取的米糠蛋白的溶解性、起泡性、乳化特性和营养性等蛋白功能特性上表现出良好性能，不仅可以作为食品中的营养强化剂，还可以作为食品中的风味增强剂3、酶工程在食品抗氧剂生产中的应用采用低浓度的乙醇、氨基酸和溶菌酶复酶添加入食品的杀菌防腐的方法越来越受到人们的重视，并在食品加工业中广泛推广。
随着近年来酒精需求量的上升，固定化细胞技术应用于酒精工业生产方面的研究也变得非常活跃。
日本协和发酵公司的固定化酵母连续发酵系统，半衰期可长达3个月，酒精产值接近理论值，已进入工业生产阶段。
4、在乳制品中的应用乳糖是存在于哺乳动物乳汁中的一种双糖，甜度和溶解度均较低，饮食中的乳糖可提高人体对Ca，P，Mg和其他必需微量元素的吸收，但其在小肠里不能被直接吸收，必须通过小肠内乳糖酶水解才能被人体消化吸收。
5、在培烤食品中的应用酶在烘烤食品方面，可以增大面包体积，改善面包表皮色泽，改良面粉质量，延缓陈变，提高柔软度，延长保存期限。
酶工程 第七章酶的应用 第二节酶在食品工业中的应用
第二节 酶在食品工业中的应用
酶在果酒酿造中也广泛使用。果酒是以各种果汁为原 料，通过微生物发酵而成的含酒精饮料。主要是指葡萄酒， 此外还有桃酒、梨酒、荔枝酒等。在葡萄酒等果酒的生产 过程中，已经广泛使用果胶酶和蛋白酶等酶制剂。果胶酶 用于葡萄酒生产，除了在葡萄汁的压榨过程中应用，以利 于压榨和澄清，提高葡萄汁和葡萄酒的产量以外，还可以 提高产品质量。例如，使用果胶酶处理以后，葡萄中单宁 的抽出率降低，使酿制的白葡萄酒风味更佳；在红葡萄酒 的酿制过程中，葡萄浆经过果胶酶处理后可以提高色素的 抽出率，还有助于葡萄酒的老熟，增加酒香。
1. 柑橘制品去除苦味 柑橘果实制品，如柑橘罐头、橘子汁、橘子酱等，柑 橘果实中由于含有柚苷，而具有苦味。柚苷又称为柚配质 -7-芸香糖苷。可以在柚苷酶的作用下，水解生成鼠李糖 和无苦味的普鲁宁（柚配质-7-葡萄糖苷）。普鲁宁还可 以在β–葡萄糖苷酶的作用下，进一步水解生成葡萄糖和 柚配质。
第二节 酶在食品工业中的应用
第二节 酶在食品工业中的应用
表7-6酶在淀粉类食品生产中的应用
第二节 酶在食品工业中的应用
1.酶法生产葡萄糖
葡萄糖是淀粉糖工业中产量最大的一个部门，品种 多、形式也多，既有各种不同DE值的淀粉糖浆和各种不 同规格的结晶葡萄糖，又有许多以淀粉为原料的发酵工 业的水解糖液。此外，果葡糖浆、山梨醇等产品的生产， 也都是以葡萄糖为基础原料的。所以，葡萄糖的制造是 上述工业的基础。
第二节 酶在食品工业中的应用
生产果葡糖浆的工艺流程如下：
第二节 酶在食品工业中的应用
饴糖是我国的传统成品，将米饭与富含α–淀粉酶和 β–淀粉酶的谷芽一起保温，米淀粉在这二种酶的作用下 被水解而成为麦芽糖、糊精与低聚糖等。近年来，国内已 改用碎米粉等为原料先用细菌淀粉酶液化，再加入少量麦 芽浆进行糖化，这种新工艺使麦芽用量由10%减少为1%， 且生产也可实现机械化与管道化，大大提高了效率，节约 了粮食。