酶的生产方法特点(酶的生产方法)

1.酶的生产方法

如酿酒工业中使用的酵母菌，就是通过有关的微生物产生的，酶的作用将淀粉等通过水解、氧化等过程，最后转化为酒精；酱油、食醋的生产也是在酶的作用下完成的；用淀粉酶和纤维素酶处理过的饲料，营养价值提高；洗衣粉中加入酶，可以使洗衣粉效率提高，使原来不易除去的汗渍等很容易除去等

由于酶的应用广泛，酶的提取和合成就成了重要的研究课题.目前酶可以从生物体内提取，如从菠萝皮中可提取菠萝蛋白酶.但由于酶在生物体内的含量很低，因此，它不能适应生产上的需要.工业上大量的酶是采用微生物的发酵来制取的.一般需要在适宜的条件下，选育出所需的菌种，让其进行繁殖，获得大量的酶制剂.另外，人们正在研究酶的人工合成.总之随着科学水平的提高，酶的应用将具有非常广阔的前景.

2.各种酶的生产方法是什么

酶工程（Enzyme Engineering））又称为酶技术。随着酶学研究的迅速发展，特别是酶应用的推广，使酶学基本原理与化学工程相结合，从而形成了酶工程.酶工程是酶制剂的大批量生产和应用的技术。它从应用的目的出发，将酶学理论与化学工程相结合研究酶，并在一定的反应装置中利用酶的催化特性，将原料转化为产物的一门新技术，就酶工程本身的发展来说，包括下列主要内容：

2.1酶的产生

酶制剂的来源，有微生物、动物和植物，但是，主要的来源是微生物。由于微生物比动植物具有更多的优点，因此， —般选用优良的产酶菌株，通过发酵来产生酶。为了提高发酵液中的酶浓度，选育优良菌株、研制基因工程菌、优化发酵条件。工业生产需要特殊性能的新型酶，如耐高温的α—淀粉酶、耐碱性的蛋白酶和脂肪酶等，因此，需要研究、开发生产特殊性能新型酶的菌株。

2. 2 酶的制备

酶的分离提纯技术是当前生物技术“后处理工艺”的核心。采用各种分离提纯技术，从微生物细胞及其发酵液，或动、植物细胞及其培养液中分离提纯酶，制成高活性的不同纯度的酶制剂，为了使酶制剂更广泛地应用于国民经济各个方面，必须提高酶制剂的活性、纯度和收率，需要研究新的分离提纯技术。

2. 3 酶和细胞固定化

酶和细胞固定化研究是酶工程的中心任务。为了提高酶的稳定性，重复使用酶制剂，扩大酶制剂的应用范围，采用各种固定化方法对酶进行固定化，制备了固定化酶，如固定化葡萄糖异构酶、固定化氨基酰化酶等，测定固定化酶的各种性

质，并对固定化酶作各方面的应用与开发研究。目前固定化酶仍具有强大的生命力。它受到生物化学、化学工程、微生物、高分子、医学等各领域的高度重视。

固定化细胞是在固定化酶的基础发发展起来的。用各种固定化方法对微生物细胞、动物细胞和植物细胞进行固定化，制成各种固定化生物细胞.研究固定化细胞的酶学性质，特别是动力学性质，研究与开发固定化细胞在各方面的应用，是当今酶工程的一个热门课题。

固定化技术是酶技术现代化的一个重要里程碑，是克服天然酶在工业应用方面的不足之处，而又发挥酶反应特点的突破性技术。可以说没有固定化技术的开发，就没有现代的酶技术。

2.4.酶分子改造

又称为酶分子修饰。为了提高酶的稳定性，降低抗原性，延长药用菌在机体内的半衰期，采用各种修饰方法对酶分子结构进行改造，以便创造出天然酶所不具备的某些优良特性（如较高的稳定性、无抗原性、抗蛋白酶水解等），甚至于创造出新的酶活性，扩大酶的应用，从而提高酶的应用价值，达到较大的经济效益和社会效益。

酶分子改造可以从两个方面进行：

(1)用蛋白质工程技术对酶分子结构基因进行改造，期望获得一级结构和空间结构较为合理的具有优良特性、高活性的新酶（突变酶）。

(2)用化学法或酶法改造酶蛋白的一级结构，或者用化学修饰法对酶分子中侧链基团进行化学修饰.以便改变酶学性质。这类酶在酶学基础研究上和医药上特别有用。

3.酶的特点有哪些

1、酶具有高效率的催化能力；其效率是一般无机催化剂的10的7次幂~~10的13次幂。

2、酶具有专一性；（每一种酶只能催化一种或一类化学反应。）

3、酶在生物体内参与每一次反应后，它本身的性质和数量都不会发生改变（与催化剂相似）；

4、酶的作用条件较温和。

(1)酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。

(2)在最适宜的温度和PH条件下，酶的活性最高。温度和PH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。一般来说，动物体内的酶最适温度在35~40℃之间；植物体内的酶最适温度在40~50℃之间；动物体内的酶最适PH大多在6.5~8.0之间，但也有例外，如胃蛋白酶的最适PH为1.5；植物体内的酶最适PH大多在4.5~6.5之间。

(3)过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。0℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。

酶对化学反应的催化效率称为酶活性。

5、活性可调节性。

6、有些酶的催化性与辅因子有关。

7、易变性：大多数酶都是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏。

4.酶的作应及特点是什么

酶（enzyme）是活细胞内产生的具有高度专一性和催化效率的蛋白质，又称为生物催化剂，生 无法入睡 抑郁症困扰 神奇的多囊肾新疗法！ 聋哑耳鸣、头痛新疗法！ 疤痕疙瘩、瘩痤疮找中医 物体在新陈代谢过程中，几乎所有的化学反应都是在酶的催化下进行的。

细胞内合成的酶主要是在细胞内起催化作用，也有些酶合成后释入血液或消化道，并在那里发挥其催化作用，人工提取的酶在合适的条件下也可在试管中对其特殊底物起催化作用。 酶学知识来源于生产实践，我国4千多年前的夏禹时代就酿酒盛行，周朝已开始制醋、酱，并用曲来治疗消化不良。

酶的系统研究起始于19世纪中叶对发酵本质的研究。Pasteur提出，发酵离不了酵母细胞。

1897年Buchner成功地用不含细胞的酵母液实现发酵，说明具有发酵作用的物质存在于细胞内，并不依赖活细胞。1926年Sumner首次提取出脲酶，并进行结晶，提出酶的本质是蛋白质。

现已有二千余种酶被鉴定出来，其中有二百余种得到结晶，特别是近三十年来，随着蛋白质分离技术的进步，酶的分子结构、酶作用机理的研究得到发展，有些酶的结构和作用机理已被阐明。总之，随着酶学理论不断深入，必将对揭示生命本质研究作出更大的贡献。

第一节 酶的作用特点 酶是生物催化剂（biological catalyst），具有两方面的特性，既有与一般催化剂相同的催化性质，又具有一般催化剂所没有的生物大分子的特征。 酶与一般催化剂一样，只能催化热力学允许的化学反应，缩短达到化学平衡的时间，而不改变平衡点。

酶作为催化剂在化学反应的前后没有质和量的改变。微量的酶就能发挥较大的催化作用。

酶和一般催化剂的作用机理都是降低反应的活化能（activation energy）。 因为酶是蛋白质，所以酶促反应又固有其特点： 1.高度的催化效率 一般而论，酶促反应速度比非催化反应高107?020倍，例如，反应 H2O2+H2O2→2H2O+O2 在无催化剂时，需活化能18,000卡/克分子；胶体钯存在时，需活化能11,700卡/克分子；有过氧化氢酶（catalase）存在时，仅需活化能2,000卡/克分子以下。

2.高度的专一性 一种酶只作用于一类化合物或一定的化学键，以促进一定的化学变化，并生成一定的产物，这种现象称为酶的特异性或专一性（specificity）。受酶催化的化合物称为该酶的底物或作用物（substrate）。

酶对底物的专一性通常分为以下几种： （1）绝对特异性（absolute specifictity） 有的酶只作用于一种底物产生一定的反应，称为绝对专一性，如脲酶（urease），只能催化尿素水解成NH3和CO2，而不能催化甲基尿素水解。 （2）相对特异性（relative specificity） 一种酶可作用于一类化合物或一种化学键，这种不太严格的专一性称为相对专一性。

如脂肪酶（lipase）不仅水解脂肪，也能水解简单的酯类；磷酸酶（phosphatase）对一般的磷酸酯都有作用，无论是甘油的还是一元醇或酚的磷酸酯均可被其水解。 （3）立体异构特异性（stereopecificity） 酶对底物的立体构型的特异要求，称为立体异构专一性或特异性。

如α-淀粉酶（α-amylase）只能水解淀粉中α-1,4-糖苷键，不能水解纤维素中的β-1,4-糖苷键；L-乳酸脱氢酶（L-lacticacid dehydrogenase）的底物只能是L型乳酸，而不能是D型乳酸。酶的立体异构特异性表明，酶与底物的结合，至少存在三个结合点。

3.酶活性的可调节性 酶是生物体的组成成份，和体内其他物质一样，不断在体内新陈代谢，酶的催化活性也受多方面的调控。例如，酶的生物合成的诱导和阻遏、酶的化学修饰、抑制物的调节作用、代谢物对酶的反馈调节、酶的别构调节以及神经体液因素的调节等，这些调控保证酶在体内新陈代谢中发挥其恰如其分的催化作用，使生命活动中的种种化学反应都能够有条不紊、协调一致地进行。

4.酶活性的不稳定性 酶是蛋白质，酶促反应要求一定的pH、温度等温和的条件，强酸、强碱、有机溶剂、重金属盐、高温、紫外线、剧烈震荡等任何使蛋白质变性的理化因素都可能使酶变性而失去其催化活性。

5.酶的固定化方法有哪些

一、包埋法

定义：将酶、细胞或原生质体包埋在各种多孔载体中，使其固定化的方法。

分类：根据载体的材料和方法的不同分为凝胶包埋法（网格型包埋法）、半透膜包埋法（微囊型包埋法）。

1、凝胶包埋法：应用最广泛的固定化方法。

定义：以各种多孔凝胶为载体，将酶、细胞或原生质体包埋在凝胶的微孔内的固定化方法。

载体：琼脂凝胶、海藻酸钙凝胶、角叉菜胶、明胶、聚丙烯酰胺凝胶等。

注意事项：凝胶的孔径应控制在小于酶分子直径的范围内；不适于那些底物或产物分子很大的酶类的固定化。

2、半透膜包埋法

定义：将酶或细胞包埋在由各种高分子聚合物制成的小球内，制成固定化酶或固定化细胞。

载体：聚酰胺膜、火棉胶膜等。 适用：底物和产物都是小分子物质的酶的固定化。

方法：将酶液滴分散在与水互不相溶的有机溶剂中，在酶液滴表面形成半透膜，将酶包埋在微胶囊中。

二、结合法

定义：选择适宜的载体，使之通过共价键或离子键与酶结合在一起的固定化方法。

分类：根据酶与载体结合的化学键不同分为离子键结合法、共价键结合法。

1、离子键结合法

定义：通过离子键使酶与载体结合的固定化方法。

载体：某些不溶于水的离子交换剂，如DEAE-纤维素、DEAE-葡聚糖凝胶。

方法：一定条件下，酶与载体混合搅拌几小时，或是将酶液缓缓流过处理好的离子交换柱。

特点：结合力较弱，在pH、离子强度等条件改变时，酶容易脱落。

使用注意：pH、离子强度、温度等的控制。

2、共价键结合法

定义：通过共价键将酶与载体结合的固定化方法。

常用载体：纤维素、葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶等

可以形成共价键的基团：氨基、羧基、巯基、羟基、酚基和咪唑基等。

特点：结合牢固、酶不会脱落、可连续使用较长时间；载体活化的操作复杂；共价结合可能影响酶的空间结构，从而影响酶的催化活性。