1、第2节 酶在工业生产中的应用从生活中来观察体验绝大多数存在于细胞内如：有氧呼吸酶根据酶存在的部位分胞内酶胞外酶一、酶的家族与酶制剂的生产（一）、酶的分类少数分泌到细胞外 如：消化酶按照酶催化的反应和所起的作用分氧化还原酶裂解酶连接酶转移酶异构酶水解酶 1.氧化还原酶：是指能够将细胞内产生的有毒物质氧化分解和合成某些生理活性物质的酶。如：乙醇脱氢酶 资料卡资料卡酒精（乙醇）C2H5OH乙酸CH3COOH乙醛CH3CHO乙醇脱氢酶乙醛脱氢酶有毒性造成酒后头昏和恶醉，给肝脏带来损害的主要物质。无毒性被人体迅速转化为能量，最后分解为水和二氧化碳。人体肝脏内酒精的分解过程CO2+H20 2.水解酶：是指
2、能够催化大分子物质和水的反应，生成小分子物质的酶。如：蛋白酶 淀粉酶 脂肪酶 蔗糖酶 纤维素酶3.转移酶：能将某基团从一个化合物转移到另一个化合物的酶。如：谷丙转氨酶 大规模工业生产对酶的需要量很大。生物体内尽管含有酶，但含量很少。怎样才能获取大量的可供应用的酶呢？大量应用的酶都是利用微生物发酵方法生产的。采用基因工程菌发酵生产使酶的产量大幅度提高获得目的基因构建转基因工程菌工程菌大规模发酵培养产物分离纯化(二)、酶的生产方法 酶特别“娇嫩”，对环境条件的要求比较苛刻。这就给实际生产及应用造成麻烦。怎么解决这一问题呢？酶制剂：含有酶的制品称为酶制剂 优点：保持酶的活性，方便使用、储存和运输。（
3、三）酶制剂及其类型液体酶制剂粉末状酶制剂颗粒状酶制剂糖化酶纤维素酶颗粒蛋白酶2002年，国际酶制剂市场的销售额达到25.7亿美元，2016年，全球酶制剂市场规模为37.74亿美元，2016年，中国酶制剂产量已达128万标准吨，2008年至2016年全球酶制剂市场规模的年复合增长率为5.95%。数据来源：诺维信2008年2016年的年度财务报告 2017年我国酶制剂行业市场规模及产量分析全球酶制剂市场规模及增长率情况 酶催化反应结束后，酶和其他产物混合在一起，分离比较麻烦，这不仅影响产品的纯度，而且酶不能分离出来重复使用，也造成了浪费。这个问题又是怎样解决的呢？（四）、固定化酶新型酶制剂 1.概
4、念：采取多种办法将酶固定在一定的载体上，制备成不溶于水的固体颗粒，称为固定化酶。将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用。2.制备固定化酶的常用方法 载体结合法 交联法 包埋法将酶吸附在载体表面将酶相互接连起来将酶包埋在细微网格里3.应用实例高果糖浆的生产葡萄糖 果糖优点：反应柱可连续使用，降低生产成本提高果糖的产量和质量。用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆的规模已超过每年1000万吨。葡萄糖异构酶葡萄糖固定化酶分布着小孔的筛板反应柱固定化酶的反应柱果糖 4.优点：酶稳定性增加 酶便于分离，既避免了污染产物，又可以反复使用。有助于实
5、现反应的连续化和自动化。酶比较无机催化剂的优越性是：反应条件温和，节省大量的能源和设备投资。不会造成严重的污染，符合环境保护的要求。生产过程简单，效率高，产品质量好，生产成本低。二、酶在工业生产中的应用（一）酶在食品加工工业中的应用（二）酶在轻工业和化工工业上的应用（三）酶在医药工业上的应用（一）酶在食品工业中的应用 生产实例1：葡萄糖的生产 生产实例2：果汁的生产 生产实例3：果葡糖浆的生产 生产实例4：饴糖、麦芽糖的生产 生产实例5：啤酒的生产生产实例1：葡萄糖的生产酸水解淀粉法 缺点：反应温度高、酸性强，设备易被腐蚀 产物颜色深，提取葡萄糖的难度大酶制剂水解淀粉法 优点：葡萄糖易分离纯化
6、 产量高，质量好30%的淀粉浆糊精葡萄糖耐高温-淀粉酶90-110糖化酶55-60水解40h生产流程：生产实例2：果汁的生产 1.果汁生产中存在什么问题？2.哪些酶可以解决果汁生产中的一系列问题？果汁生产中存在什么问题果肉的出汁率低，耗时长果汁混浊黏度高不溶性物质含量多，易发生沉淀果胶：植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁混浊。果胶酶纤维素酶分解果胶、纤维素，瓦解植物细胞壁及胞间层优点：提高果肉出汁率缩短出汁时间使果汁澄清稳定性强 生产实例3：果葡糖浆的生产 葡萄糖异构酶 生产实例4：饴糖、麦芽糖的生产
7、淀粉酶 生产实例5：啤酒的生产 乙酰乳酸脱羧酶 蛋白酶（二）酶在轻工业和化工工业上的应用 生产实例1：棉布的生产 生产实例2：造纸工业中的应用 生产实例3：蛋白酶处理毛纺织品 生产实例4：蛋白酶、脂肪酶处理皮革石磨蓝穿旧感猫须生产实例1：棉布的生产沙石洗工艺 缺点：易导致棉纤维不均匀，损害织物的强度。织物表面光洁度和手感不好。容易污染环境。纤维素酶洗工艺 优点：对棉牛仔布有着良好的处理效果，织物表面光洁度、悬垂性和手感都明显增强。符合环保要求 较传统工艺节约了大量的能源。生产实例2：造纸工业中的应用物理化学方法制浆、漂白化学脱墨 缺点：污染严重 纸浆质量差酶解法制浆、漂白酶法脱墨 优点：污染小
8、 提高纸浆质量 保持纸的强度生产实例3：蛋白酶处理毛纺织品 优点：防止水洗后出现缩水 提高染色效果 减少污染生产实例4：蛋白酶、脂肪酶处理皮革 优点：缩短皮革鞣制过程 减少污染 提高产量（三）酶在医药工业上的应用 生产实例1：半合成青霉素的生产 生产实例2：多巴的生产半合成青霉素青霉素分子结构式氨苄青霉素分子结构式通过把各种新的侧链连接到青霉素母核上的方法，可获得许多抗菌谱广、抗耐药性强和稳定性好的新的青霉素，统称为半合成青霉素。母核决定青霉素杀菌活性的主要部分侧链结构与青霉素的抗菌谱及稳定性有关生产实例1：半合成青霉素的生产化学方法 缺点：生产效果很差 产品质量低 无法满足生产的需要青霉素酰
9、化酶处理法 优点：生产效率高 产品质量好 成本大幅度降低生产实例2：多巴的生产 多巴为神经递质，用于治疗帕金森综合征 酪氨酸酶能将邻苯二酚、丙酮酸和氨合成多巴。优点：反应效率很高，可用于大量生产多巴。到 社 会 中 去 假如你是一位食品生产企业的技术人员，现在检索到一则有关一种来自米曲霉的蛋白水解酶制品的专利文献。你首先要分析该专利技术是否适用于你的企业，了解有关的技术信息，并对该技术的实际效果进行测试，如果计划采用该项技术，你和你的团队需要进一步做的工作还有很多。请列出分析思路。查阅资料，进一步查找酶制剂在食品工业上应用的技术要领。查阅有关专利技术转让的情况等资料。感 谢 专 家 指 导！感 谢 专 家 指 导！
