第2章 酶的生产与分离纯化 主要内容： 2.1 国内外酶制剂工业生产及应用现状 2.2 酶的发酵技术 2.3 酶的分离纯化 2.4 酶分离、纯化的评价 2.5 酶的剂型与保存
第2章 酶的生产与分离纯化 主要内容： 2.1 国内外酶制剂工业生产及应用现状 2.2 酶的发酵技术 2.3 酶的分离纯化 2.4 酶分离、纯化的评价 2.5 酶的剂型与保存
2.1国内外酶制剂工业生产及应用现状
2.1国内外酶制剂工业生产及应用现状
2.1.1．新技术在生产中的应用： 三种方法： ◼ 组织提取：木瓜蛋白酶、凝乳蛋白酶 ◼ 微生物发酵：最大量的来源 ◼ 化学及生物合成：生物重组 高新技术的应用：酶的修饰、固定化、基 因重组、膜分离技术、冷冻干燥、微胶囊
2.1.1．新技术在生产中的应用： 三种方法： ◼ 组织提取：木瓜蛋白酶、凝乳蛋白酶 ◼ 微生物发酵：最大量的来源 ◼ 化学及生物合成：生物重组 高新技术的应用：酶的修饰、固定化、基 因重组、膜分离技术、冷冻干燥、微胶囊
2.1.2. 集中垄断，市场全球化： 规模企业由20世纪80年代初的80多家减少至20多家，占市 场90% 丹麦诺和诺得公司（诺维信novozymes）→1978年进入中 国诺维信公司，占50%市场（天津）； 美国杰能科公司（Genencor）→98年进入中国，与无锡合 资，控股80%（无锡），两家公司销售额占全球2/3； （2005年杰能科国际公司被丹尼斯克公司收购）； 芬兰科特公司和丹麦丹尼斯克公司酶制剂业务合并， Pfizer，Rhone，SKW , Biosystems，日本天野
2.1.2. 集中垄断，市场全球化： 规模企业由20世纪80年代初的80多家减少至20多家，占市 场90% 丹麦诺和诺得公司（诺维信novozymes）→1978年进入中 国诺维信公司，占50%市场（天津）； 美国杰能科公司（Genencor）→98年进入中国，与无锡合 资，控股80%（无锡），两家公司销售额占全球2/3； （2005年杰能科国际公司被丹尼斯克公司收购）； 芬兰科特公司和丹麦丹尼斯克公司酶制剂业务合并， Pfizer，Rhone，SKW , Biosystems，日本天野
2.1.3. 品种、规模不断扩大 目前30多家600多个品种，应用于18个工业领域。 我国2000年酶制剂产量为30万吨，100家，市场份额仅占 5%，以未经除菌去渣的粗制品粉状酶为主。 国际以液体、颗粒为主。 国内糖化酶、ａ-淀粉酶、蛋白酶三大类占了97%，显然不 合理。 重要产品普鲁兰酶、真菌淀粉酶、系列果胶酶、低温碱性 蛋白酶，国内尚未投入生产; 我国有7家上市公司介入酶制剂开发生产
2.1.3. 品种、规模不断扩大 目前30多家600多个品种，应用于18个工业领域。 我国2000年酶制剂产量为30万吨，100家，市场份额仅占 5%，以未经除菌去渣的粗制品粉状酶为主。 国际以液体、颗粒为主。 国内糖化酶、ａ-淀粉酶、蛋白酶三大类占了97%，显然不 合理。 重要产品普鲁兰酶、真菌淀粉酶、系列果胶酶、低温碱性 蛋白酶，国内尚未投入生产; 我国有7家上市公司介入酶制剂开发生产
2.1.4. 应用领域不断扩大： 美国酶制剂年产值6.25亿美元，食品工业占62%，拓展饲 料工业、洗涤剂工业、化学工业
2.1.4. 应用领域不断扩大： 美国酶制剂年产值6.25亿美元，食品工业占62%，拓展饲 料工业、洗涤剂工业、化学工业
2.2 酶的发酵技术 利用微生物产酶的优点是： ◼ (1) 微生物种类多、酶种丰富，且菌株易诱变，菌种多样。 ◼ (2) 微生物生长繁殖快，易提取酶，特别是胞外酶。 ◼ (3) 微生物培养基来源广泛、价格便宜。 ◼ (4) 可以采用微电脑等新技术，控制酶发酵生产过程，生产 可连续化、自动化，经济效益高。 ◼ (5) 可以利用以基因工程为主的现代分子生物学技术，选育 菌种、增加酶产率和开发新酶种。因此，下面将主要介绍微 生物发酵法产酶的一般原理和工艺
2.2 酶的发酵技术 利用微生物产酶的优点是： ◼ (1) 微生物种类多、酶种丰富，且菌株易诱变，菌种多样。 ◼ (2) 微生物生长繁殖快，易提取酶，特别是胞外酶。 ◼ (3) 微生物培养基来源广泛、价格便宜。 ◼ (4) 可以采用微电脑等新技术，控制酶发酵生产过程，生产 可连续化、自动化，经济效益高。 ◼ (5) 可以利用以基因工程为主的现代分子生物学技术，选育 菌种、增加酶产率和开发新酶种。因此，下面将主要介绍微 生物发酵法产酶的一般原理和工艺
2.2.1 产酶微生物 菌种是发酵生产酶的重要条件。菌种不仅与产酶种类、产 量密切相关，而且与发酵条件、工艺等关系密切。已经在 自然界中发现的酶有数千种，目前投入工业发酵生产的酶 约有50～60种。它们的生产菌种十分广泛，包括细菌、放 线菌、酵母菌、霉菌
2.2.1 产酶微生物 菌种是发酵生产酶的重要条件。菌种不仅与产酶种类、产 量密切相关，而且与发酵条件、工艺等关系密切。已经在 自然界中发现的酶有数千种，目前投入工业发酵生产的酶 约有50～60种。它们的生产菌种十分广泛，包括细菌、放 线菌、酵母菌、霉菌
2.2.2 酶的发酵技术 2.2.2.1 培养基 ◼ 培养基的营养成分是微生物发酵产酶的原料， 主要是碳源、氮源，其次是无机盐、生长因子 和产酶促进剂等。 重要
2.2.2 酶的发酵技术 2.2.2.1 培养基 ◼ 培养基的营养成分是微生物发酵产酶的原料， 主要是碳源、氮源，其次是无机盐、生长因子 和产酶促进剂等。 重要
（1）碳源 碳素是构成菌体成分的主要元素，也是细胞贮藏物质 和生产各种代谢产物的骨架，还是菌体生命活动的能 量的主要来源。当前酶制剂生产上使用的菌种大都是 只能利用有机碳的异养型微生物。有机碳的主要来源 有：一是农副产品中如甘薯、麸皮、玉米、米糠等淀 粉质原料；二是野生的如土茯苓、橡子、石蒜等淀粉 质原料。此外，以石油产品中12～16碳的成分来作碳 源，如以某些嗜石油微生物生产蛋白酶、脂酶，均已 获得成功。 重要
（1）碳源 碳素是构成菌体成分的主要元素，也是细胞贮藏物质 和生产各种代谢产物的骨架，还是菌体生命活动的能 量的主要来源。当前酶制剂生产上使用的菌种大都是 只能利用有机碳的异养型微生物。有机碳的主要来源 有：一是农副产品中如甘薯、麸皮、玉米、米糠等淀 粉质原料；二是野生的如土茯苓、橡子、石蒜等淀粉 质原料。此外，以石油产品中12～16碳的成分来作碳 源，如以某些嗜石油微生物生产蛋白酶、脂酶，均已 获得成功。 重要