酶制剂技术

模块一酶制剂基础知识 /1

第一章酶制剂概述 /1

第一节酶制剂工业发展概况1

一、世界酶制剂工业发展概况1

二、我国酶制剂工业发展概况3

第二节酶制剂的概念、分类与来源7

一、酶制剂的相关概念7

二、酶制剂的分类、命名和编号9

三、酶制剂的来源与开发10

第三节酶制剂的管理与安全评价12

一、国外食品用酶制剂的管理与安全评价12

二、我国酶制剂的管理与安全评价17

第四节我国食品加工用酶制剂企业良好

生产规范19

一、适用范围19

二、基本要求19

本章小结27

实践练习27

第二章酶 学 基 础 /28

第一节酶的分类与命名28

一、习惯命名28

二、系统命名30

第二节酶的催化特性31

一、酶的高效性31

二、酶的专一性32

三、酶的不稳定性33

四、酶的可调节性33

第三节酶的结构和功能34

一、酶的活性中心34

二、酶的结构与功能34

三、酶原激活35

第四节酶促反应动力学35

一、酶促反应速度的测定36

二、酶浓度对反应速度的影响36

三、底物浓度对反应速度的影响36

四、pH对反应速度的影响37

五、温度对反应速度的影响38

六、抑制剂对反应速度的影响38

七、激活剂对反应速度的影响40

第五节酶活力及其测定41

一、酶活力41

二、酶的比活力41

三、测定酶活力应注意的问题41

技能实训21酶促反应与时间的关系——

初速度时间范围测定42

技能实训22pH对酶活力的影响——最适

pH的测定44

技能实训23影响唾液淀粉酶活力的

因素44

本章小结46

实践练习46

第三章酶制剂的应用 /47

第一节酶制剂在医药行业中的应用47

一、酶在疾病诊断方面的应用47

二、酶在疾病治疗方面的应用49

三、酶在药物制造方面的应用51

第二节酶制剂在食品行业中的应用52

一、酶在食品保鲜方面的应用52

二、酶在淀粉类食品工业中的应用53

三、酶在乳品工业中的应用54

四、酶在酿酒工业中的应用54

五、酶在果蔬类食品加工中的应用55

六、酶在焙烤食品中的应用55

七、酶在食品添加剂生产中的应用55

第三节酶制剂在饲料行业中的应用57

一、饲料用酶制剂的作用57

二、饲料用酶制剂的应用57

三、饲料用酶制剂的要求58

第四节酶制剂在轻化工业中的应用59

一、酶在洗涤剂工业中的应用59

二、酶在有机酸工业中的应用60

三、酶在纺织、皮革、造纸工业中的

应用61

第五节酶制剂在环境保护中的应用62

一、酶在环境监测方面的应用63

二、酶在废水处理方面的应用63

三、酶在可生物降解材料开发方面的

应用63

四、其他方面63

本章小结64

实践练习64

模块二酶制剂生产技术 /65

第四章酶的发酵生产 /65

第一节酶制剂工业常用菌种与选育65

一、酶制剂工业常用菌种65

二、产酶微生物的选育67

第二节酶的发酵方法、工艺条件及优化

控制69

一、细胞活化与扩大培养69

二、培养基的配制69

三、pH调节69

四、温度的调节控制70

五、溶解氧的调节控制70

六、提高酶产量的措施71

第三节大肠杆菌和酵母工程菌的高密度

发酵73

一、大肠杆菌工程菌高密度发酵73

二、酵母工程菌的高密度发酵74

第四节发酵染菌及检查、控制方法76

一、种子培养和发酵的异常现象76

二、染菌的检查和判断78

三、染菌控制及预防79

技能实训41微生物菌种保藏方法79

技能实训42植酸酶高产菌株的筛选83

技能实训43啤酒酵母发酵力的测定84

技能实训44麦麸发酵生产混合酶制剂的

培养基条件优化85

本章小结86

实践练习86

第五章酶的提取和分离 /87

第一节一般原则及基本工艺流程87

一、酶分离纯化的一般原则87

二、酶分离纯化的基本工艺流程88

第二节发酵液的预处理88

一、常用的预处理方法89

二、杂质的去除90

三、脱色91

第三节固液分离91

一、过滤91

二、沉降94

三、离心分离95

第四节细胞破碎98

一、机械破碎法98

二、物理破碎法99

三、化学破碎法100

四、生物破碎法100

第五节抽提101

一、水溶液提取法101

二、有机溶剂提取法101

第六节浓缩102

一、基本原理102

二、常用的浓缩方法102

技能实训51酵母细胞的破碎及破碎率的

测定106

技能实训52枯草芽孢杆菌碱性磷酸酶的

制备107

技能实训53胰凝乳蛋白酶的制备109

技能实训54大蒜细胞SOD的制备及活力

测定111

技能实训55鸡蛋溶菌酶的制备及活力

测定112

本章小结113

实践练习114

第六章酶的纯化和精制 /115

第一节盐析法115

一、基本原理115

二、盐析剂的选择116

三、硫酸铵饱和度117

四、盐析的影响因素118

五、脱盐118

第二节有机溶剂法120

一、基本原理120

二、有机溶剂的选择120

三、有机溶剂的添加量121

四、影响有机溶剂沉淀的因素121

五、盐析和有机溶剂沉淀的比较121

第三节离子交换色谱法122

一、基本原理122

二、离子交换剂的组成123

三、离子交换剂的选择123

四、离子交换色谱的基本操作123

第四节凝胶过滤法125

一、基本原理125

二、凝胶的种类125

三、凝胶特性的参数126

四、凝胶过滤的操作127

五、凝胶过滤的特点128

第五节亲和色谱法128

一、基本原理128

二、亲和吸附介质128

三、亲和色谱的操作129

四、亲和色谱的特点130

第六节凝胶电泳法130

一、基本原理131

二、影响凝胶聚合的因素131

三、凝胶电泳操作要点132

四、聚丙烯酰胺凝胶电泳的特点134

第七节干燥134

一、真空干燥134

二、冷冻干燥136

三、喷雾干燥136

四、气流干燥137

五、吸附干燥137

第八节稳定性和保存138

一、影响酶的稳定性因素138

二、稳定酶的办法139

技能实训61琼脂糖凝胶电泳法分离乳酸

脱氢酶同工酶139

技能实训62离子交换柱色谱分离香蕉多

酚氧化酶141

技能实训63疏水色谱法分离纯化α淀

粉酶142

技能实训64木聚糖酶的精制及活力

测定144

技能实训65植酸酶的分离、纯化及活力

测定146

本章小结148

实践练习148

第七章酶的固定化 /150

第一节固定化酶的概念和优缺点150

一、固定化酶的概念150

二、固定化酶的优缺点150

第二节固定化酶的制备方法151

一、固定化酶的制备原则151

二、酶的固定化方法152

三、各种固定化酶方法的优缺点比较156

第三节固定化酶的特性157

一、固定化酶活力的变化157

二、固定化酶的稳定性157

三、固定化酶的反应特性158

第四节固定化酶的评价指标159

一、固定化酶的活力159

二、偶联率及相对活力160

三、半衰期160

第五节固定化酶反应器161

一、固定化酶反应器的类型及特点161

二、固定化酶反应器的选择与使用164

三、固定化酶反应器的操作及注意

事项165

技能实训71果胶酶的固定化166

技能实训72糖化酶的固定化168

技能实训73固定化酵母细胞的制备及

酒精发酵169

本章小结171

实践练习171

第八章新型酶制剂的开发 /172

第一节基因工程技术构建产酶工程菌172

一、基因工程技术172

二、酶基因克隆表达实例173

第二节蛋白质工程技术提高酶的活力和

稳定性175

一、定点突变技术175

二、体外定向进化技术176

三、蛋白质工程技术在改造天然酶中的

应用179

第三节手性化合物生产用酶的开发180

一、手性化合物及其生产方法180

二、酶法拆分手性化合物181

三、酶催化不对称合成手性化合物182

四、手性化合物生产用酶的开发实例183

第四节环境净化用酶和极端酶185

一、环境净化用酶185

二、极端酶186

技能实训81质粒的小量制备及电泳

鉴定187

技能实训82胆绿素还原酶的修饰与活性

基团的鉴定190

本章小结192

实践练习192

模块三常见酶制剂生产和应用技术实例 /193

第九章蛋白酶类的生产 /193

第一节蛋白酶的分类与专一性194

一、蛋白酶的分类194

二、蛋白酶的专一性195

第二节酸性蛋白酶195

一、性质195

二、酸性蛋白酶的生产195

第三节中性蛋白酶197

一、性质和分类197

二、生产菌种198

三、培养基198

四、生产实例198

第四节碱性蛋白酶199

一、碱性蛋白酶的性质与分类199

二、生产菌种199

三、生产实例200

第五节工业用蛋白酶制剂标准及蛋白酶

活力测定方法200

一、工业用蛋白酶制剂标准200

二、工业用蛋白酶活力测定方法201

技能实训91木瓜蛋白酶的制备及活力

测定204

技能实训92菠萝蛋白酶的制备及活力

测定206

技能实训93毛霉蛋白酶的制备及活力

测定208

技能实训94猪胰蛋白酶的制备及活力

测定210

本章小结213

实践练习213

第十章淀粉酶类的生产 /215

第一节α淀粉酶215

一、α淀粉酶的性质与特点215

二、α淀粉酶对底物的水解作用216

三、α淀粉酶的来源217

四、α淀粉酶的生产工艺217

第二节β淀粉酶220

一、β淀粉酶的性质220

二、β淀粉酶对底物的水解作用220

三、β淀粉酶的来源221

四、β淀粉酶的工业生产221

第三节葡萄糖淀粉酶222

一、葡萄糖淀粉酶的性质223

二、葡萄糖淀粉酶对底物的水解作用223

三、葡萄糖淀粉酶的来源223

四、葡萄糖淀粉酶的工业生产224

第四节脱支酶225

一、脱支酶的性质225

二、脱支酶的来源226

三、脱支酶的生产工艺226

技能实训101α淀粉酶的活力测定227

技能实训102葡萄糖淀粉酶的活力

测定229

技能实训103普鲁兰酶的活力测定232

本章小结233

实践练习233

第十一章其他酶类的生产 /234

第一节纤维素酶234

一、纤维素酶的特性234

二、纤维素酶的来源235

三、纤维素酶生产工艺235

四、酶活测定236

第二节植酸酶236

一、植酸酶的特性236

二、植酸酶的作用237

三、植酸酶的来源237

四、植酸酶生产工艺237

五、植酸酶活力测定238

第三节木聚糖酶238

一、木聚糖酶的特性238

二、木聚糖酶的生产239

三、木聚糖酶活力测定239

四、木聚糖酶的应用239

第四节脂肪酶240

一、脂肪酶的特性240

二、脂肪酶的来源240

三、脂肪酶生产工艺240

四、酶活测定241

五、脂肪酶的应用241

技能实训111纤维素酶水解纤维素

生产生物乙醇242

技能实训112脂肪酶催化生产生物

柴油243

本章小结245

实践练习245

参考文献 /246

本教材按酶制剂基础知识、酶制剂生产技术、常见酶制剂生产和应用技术实例三个模块组织章节，主要内容包括酶制剂概述、酶学基础、酶制剂的应用、酶的发酵生产、酶的提取和分离、酶的纯化和精制、酶的固定化、新型酶制剂的开发、蛋白酶类的生产、淀粉酶类的生产和其他酶类的生产，每章均设置相应的实训项目。全书内容丰富，实训项目代表性强，图文并茂，突出培养学生的实际应用和动手操作能力，体现项目载体、任务驱动的行动导向教学。
本书可供生物技术及应用、生物制药技术、食品生物技术、工业生物技术等专业作为教材使用，亦可供相关技术人员参考。