程 第七章酶的应用 随着酶的工业化纪产的发展,酶已广泛地应用 于工业、农业、医药、环保及科研等领域。酶分 子修饰,酶和细胞固定化等酶工程技本的发展, 使酶的应用显示出更加广阔美好的前景 第一节酶在轻工、食品方面的应用 目的国内外最广泛使用的领域是在食品和轻工 业部门。国内外大规模工业主产的a—淀粉酶 糖化酶、蛋白酶、葡萄糖异构酶、果胶酶、脂肪 酶、纤维素酶、葡萄糖氧化酶等大部分都在轻工 和食品方面应用。 Collegs of LifeScience 生命科学学院
第七章酶的应用 • 随着酶的工业化纪产的发展，酶已广泛地应用 于工业、农业、医药、环保及科研等领域。酶分 子修饰，酶和细胞固定化等酶工程技本的发展， 使酶的应用显示出更加广阔美好的前景。 第一节 酶在轻工、食品方面的应用 • 目的国内外最广泛使用的领域是在食品和轻工 业部门。国内外大规模工业主产的α—淀粉酶、 糖化酶、蛋白酶、葡萄糖异构酶、果胶酶、脂肪 酶、纤维素酶、葡萄糖氧化酶等大部分都在轻工 和食品方面应用
程 表8-1 碗狂轻工,食品方面的应用 源 主要用途 a-淀粉 桩秆,米游零、发酵原料淀粉液危,制澄葡萄糖、 曲霉 饴巒、秉葡概浆,纺织品選浆 日-淀粉 麦芽,大芽孢杆,制造走芽,殚酒酿造 多粘芽孢杆瓿 糖化酶 根、黑豳猕,红曲霉.发酵颞料淀粉糖化,制造粥萄糖、 内孢霉 果蔔籍 异淀粉酶 气矸蔗,假单随杆荫 制造直链粉,发芽 蛋白酵 朓,瓜、掌杼.洗涤剂。皮萆加工.丝脱胶,啤 等菌 酒邊,水解蛋 Collegs of LifeScience 生命科学学院
「程 所名 米 主要用途 右捉糖酐醇 莓药 牙青,激∏水、牙粉的添加剂(预 防齿) 果胶醵 莓菌 果汁、果酒的澄清 葡萄糖异构酶 放线著、綢菌 制造果葡糖、果糖 散萄糖氧化酿 黑曲莓、青霉 蛋白加工、食品保藏 批背醇 黑曲 水果加工,去除桔汁苦味 橙皮苷酶 黑曲莓 防止栅桔爐头及桔汁出现浑浊 基酰化 菌、细蓝 由DL一氮基酸生产L一氨基酸 天冬氮酸酶 大肠杆菌、假单胞杵茵|由反丁烯二酸制造天冬氨酸 磷酸二酰酶 桔莓,米出霉 降解RNA,生产单核背酸 色氨酸合成 细菌 生产色氮酸 核苷磷酸化酶 骖母 生产ATp 纤维素酶 木莓、青霉 食品、发孽、伺料加工 生命科学学院
酶在食品工业方面的应用 食品工业是最早和最广泛应用酶的部门 之一。目前已有几十种酶成功地用于食品 工业。例如:葡萄糖、饴糖、果葡糖浆等 的生产,蛋白质品加工,果蔬加工,食品 保鲜以及改善食品的品质与风味等 1酶法生产葡萄糖 酶法生产葡萄糖是以淀粉为原材料,先经α淀粉酶液化成 糊精,再用糖化酶催化生成葡萄糖。淀粉酶是最早实现工 业生产的酶,也是迄今为止用途最广的酶。 Collegs of LifeScience 生命科学学院
一、酶在食品工业方面的应用 • 食品工业是最早和最广泛应用酶的部门 之一。目前已有几十种酶成功地用于食品 工业。例如：葡萄糖、饴糖、果葡糖浆等 的生产，蛋白质品加工，果蔬加工，食品 保鲜以及改善食品的品质与风味等。 • 1 酶法生产葡萄糖 – 酶法生产葡萄糖是以淀粉为原材料，先经α-淀粉酶液化成 糊精，再用糖化酶催化生成葡萄糖。淀粉酶是最早实现工 业生产的酶， 也是迄今为止用途最广的酶
程 制造葡萄糖时酸糖化法与酶糖化法的比较 酸糖化法 酶糖化法 原料淀粉 需要高度精制 不必精制 投料浓度 约25% 509 水解率 约909% 98%以上 糖化时间 约60min 24~48h 设备要求 需耐酸耐压(pH2,0.3MPa) 不需耐酸压(pH45常温) 糖化液状态 有强烈苦味,色泽深 无苦味与色素生成 为使水解率达到要求,管理困难, 管理要求 只需保温(55c)不必中和 水解终止要中和 收率 结晶收率70% 结晶收率8%,全糖收率100% Collegs of LifeScience 生命科学学院
制造葡萄糖时酸糖化法与酶糖化法的比较
程 淀粉浆(30-50%) a淀粉酶液化 液化液(DE:12-18) 淀粉葡萄糖苷酶糖化 糖化液(DE:95-96) 活性炭、离子交换树脂 结晶 浓缩固化或喷雾干燥 结晶葡萄糖(收率30%以上) 粉状葡萄糖(收率100%) 淀粉糖化生产葡萄糖的工艺流程。 ceaL多h 生命科学学院
• 淀粉糖化生产葡萄糖的工艺流程。 淀粉浆（30-50%） 液化液（DE: 12-18） 糖化液（DE:95-96） α -淀粉酶液化 淀粉葡萄糖苷酶糖化 活性炭、离子交换树脂 结晶 结晶葡萄糖（收率30%以上） 浓缩固化或喷雾干燥 粉状葡萄糖（收率100%）
程 2.果葡糖浆的生产 果葡糖浆是由葡萄糖异构酶催化葡萄糖异构化生成 部分果糖而得到的葡萄糖与果糖的混合糖浆。 3饴糖的生产 4.酶在蛋白质品加工方面的应用 5酶在果蔬加工方面的应用 6用酶改善食品的品质和风味 Collegs of LifeScience 生命科学学院
2. 果葡糖浆的生产 • 果葡糖浆是由葡萄糖异构酶催化葡萄糖异构化生成 部分果糖而得到的葡萄糖与果糖的混合糖浆。 3. 饴糖的生产 4. 酶在蛋白质品加工方面的应用 5.酶在果蔬加工方面的应用 6.用酶改善食品的品质和风味
程 酶在轻工方面的应用 酶在轻工业方面的应用,概括起来主要有以下三 个方面: (1)原料处理 (2)用酶生产各种产品 (3)用酶增强产品的使用效果。 1原料处理 许多轻工原料在应用或加工之前都需要经过 原料处理。用酶处理原料可以缩短原料处理时 间,提高处理效果,提高产品质量等。 Collegs of LifeScience 生命科学学院
二、 酶在轻工方面的应用 酶在轻工业方面的应用,概括起来主要有以下三 个方面： （1）原料处理 （2）用酶生产各种产品 （3）用酶增强产品的使用效果。 1.原料处理 许多轻工原料在应用或加工之前都需要经过 原料处理。用酶处理原料可以缩短原料处理时 间，提高处理效果，提高产品质量等
(1)发酵原料的处理 酵母或细菌等微生物进行酒精、酒类、甘油、 乳酸、氨基酸核苷酸等生产时,大多数以淀粉、纤 维素为主要原料。由于有些微生物本身缺乏淀粉酶 和纤维素酶系,因而无法直接利用这些原料。因此 必须经过原料处理,将原料转化为微生物可利用的 小分子物质。 (2)纺织原料的处理 在纺织工业中,为了增强纤维的强度和光滑性, 便于纺织,需要先行上浆。将淀粉用α-淀粉酶处理 段时间,使粘度达到一定程度就可用作上浆的浆 料。纺织品在漂白、印染之前,还须将附着在其上 的浆料除去,利用α-淀粉酶使浆料水解,就可使浆 料褪尽,这称为退浆。有些纺织品上浆使用的是动 物胶作胶浆,可用蛋白酶使之退浆。 Collegs of lifosclchee 生命科学学院
（1）发酵原料的处理 酵母或细菌等微生物进行酒精、酒类、甘油、 乳酸、氨基酸核苷酸等生产时，大多数以淀粉、纤 维素为主要原料。由于有些微生物本身缺乏淀粉酶 和纤维素酶系，因而无法直接利用这些原料。因此 必须经过原料处理，将原料转化为微生物可利用的 小分子物质。 （2） 纺织原料的处理 在纺织工业中，为了增强纤维的强度和光滑性， 便于纺织，需要先行上浆。将淀粉用α-淀粉酶处理 一段时间，使粘度达到一定程度就可用作上浆的浆 料。纺织品在漂白、印染之前，还须将附着在其上 的浆料除去，利用α-淀粉酶使浆料水解，就可使浆 料褪尽，这称为退浆。有些纺织品上浆使用的是动 物胶作胶浆，可用蛋白酶使之退浆
(3)造纸原料的制浆 造纸原料的纤维中含有大量木质素,它容易使 纸变为褐色,强度降低。通常使用碱性硫酸盐和二氯 化盐处理以除去木质素,这些化学药品的致癌性已被 证实,因而造成严重的环境污染。用木质素酶可以使 木质素水解,这样不但可以提高纸的质量,而且使环 境污染的程度大为减轻。 (4).生丝的脱胶处理 天然蚕丝的主要成分是不溶于水的有光泽的丝 蛋白。丝蛋白的表面有一层丝胶包裹着,在高级丝绸 的制作过程中,必须进行脱胶处理,即将表面上的丝 胶除去,以提高丝的质量。采用胰蛋白酶、木瓜蛋白 酶或微生物蛋白酶处理,可在比较温和的条件下催化 丝胶蛋白水解,进行生丝脱胶。 Collegs of lifosclchee 生命科学学院
(3). 造纸原料的制浆 造纸原料的纤维中含有大量木质素，它容易使 纸变为褐色，强度降低。通常使用碱性硫酸盐和二氯 化盐处理以除去木质素，这些化学药品的致癌性已被 证实，因而造成严重的环境污染。用木质素酶可以使 木质素水解，这样不但可以提高纸的质量，而且使环 境污染的程度大为减轻。 (4).生丝的脱胶处理 天然蚕丝的主要成分是不溶于水的有光泽的丝 蛋白。丝蛋白的表面有一层丝胶包裹着，在高级丝绸 的制作过程中，必须进行脱胶处理，即将表面上的丝 胶除去，以提高丝的质量。采用胰蛋白酶、木瓜蛋白 酶或微生物蛋白酶处理，可在比较温和的条件下催化 丝胶蛋白水解，进行生丝脱胶