第34章微生物酶有机酸.pptVIP

第三章 微生物酶 第一节 概述 19世纪后建立酶的概念.但酶的催化作用却很早为人们的生活所利用.如4000多年前酿酒和制酱。 酶商品化生产在1897年后，最初开始由动植物提取；之后由霉菌开始生产淀粉酶；二次世界大战后，用微生物获得商品化酶制剂形成规模性的产业化生产。 20世纪90年代后，基因工程＋发酵工艺＋先进发酵设备是酶工业的第三个飞跃。这个飞跃使微生物酶制剂地位进一步加强。 第二节 微生物酶的开发 微生物酶开发的一般程序 1）样品采集与菌种分离； 2）菌种筛选； 菌种复壮； 3）最佳产酶条件初步确定；产酶性能进一步提高 4）微生物酶提取方法 5）菌种保藏 2.初筛与复筛方法 初筛：1) 用简单的定性反应（包括颜色反应、有无水解圈、有 无特殊气体生成等）， 2) 在最初分离时就给予特殊的培养基或培养条件。 但初筛往往和分离同步： 如脂肪酶产生菌初筛培养基：橄榄 油2％，硫酸胺等无机盐，去氧胆酸 盐，脂肪酶菌种生长后，菌落周围 出现清晰水解圈。 复筛：在初筛基础上筛选产酶量高、性能更符合生产的菌种。 复筛时测定方法极为重要，摇瓶发酵测定酶活力，一般用 真正的底物。 复筛获得的菌株要求：不是致病菌； 不易变异和退化；不 易感染噬菌体； 微生物产酶量高，生 长繁殖快；营养要求低；酶便于分离和 提纯，得率高。 3.微生物产酶性能的进一步提高 获得高产菌种的突变体 物理和化学诱变 利用代谢调节机理获得突变株 利用代谢调节机理来提高微生物的酶产量 运用遗传、基因工程的手段将原有菌株中的目的酶基因转移到另外一些对生产环境具有适应性的微生物细胞之内使其高表达 使酶基因在另一微生物上得到表达， 大幅度提高酶基因在细胞内的量。 4 微生物酶的提取方法 酶的粗提 胞内酶的提取：收集菌体 破碎细胞 收集提取 液（发酵液） 酶的沉淀分离（盐析、有机溶剂沉淀等） 胞外酶的提取：培养菌体 收集发酵液 酶的精制 第三节 微生物酶的应用 蛋白酶：最重要的工业酶，约占市场40％.1979年起都在寻找高温及高碱性的蛋白分解酶，还有糖尿病人需要有甜度的非糖类化合物，如蛋白肽等。 芳基乙醚酶：木质素是纤维素发酵后的主要副产品。全世界陆生生物量中木质纤维素占了95％，其中木质素占了1/4左右。现有欧文氏菌编码的芳基乙醚酶基因克隆在大肠杆菌体内，用于降解木质素生产燃料、能源、药品等。 纤维素酶：纤维素占地球动植物总量的一半，是数量最大的可再生资源。自然下微生物降解纤维素极为缓慢，现已获得一些菌转化纤维素进行资源再利用。 脂肪酶 青霉素酰化酶 半乳糖苷酶 特殊治疗用酶（透明质酸酶、血纤维蛋白溶酶、L－天冬氨酸、右旋糖酐酶） 第四节 极端环境微生物酶的开发 极端微生物酶的来源 嗜冷微生物（15℃以下） 嗜盐微生物（高盐环境） 嗜热微生物（50～113℃甚至更高） 极端环境微生物酶的获得 酶的产生： 在极端环境微生物中找到的酶基因，以大肠杆菌为宿主，进行异源基因表达; 还有酶的纯化和酶性能的改善. 第一节 产乙酸微生物 有机酸在化学上是羧酸(RCOOH)、磺酸RSO2OH、亚磺酸RSOOH、硫羧酸RCOSH的总称。但通常一般有机酸指的是羧酸。微生物发酵的有机酸多是食品酸味剂或本身是食品，或是抑制食品微生物引起的腐败作用。 乙酸、乳酸、苹果酸、醋酸等等。 一 、乙酸 性质 1.乙酸(醋酸)。具有刺激性醋味得无色透明液体。与水和一般有机溶剂互溶。 2. 化学性质: 1）弱酸，能直接与一些金属、金属氧化物和氢氧化物反应 生成乙酸盐； 2）乙酸水溶液腐蚀性极强（对金属腐蚀最高浓度10％），而 食用醋和冰醋酸的腐蚀度低； 3）乙酸燃烧产生蓝色火焰（产物二氧化碳、水），在500 度 下分解味乙烯酮、水、甲烷和二氧化碳； 4）典型的脂肪族一元羧酸，可与醇、醛、稀烃进行酯化反应（除乙酸已酯和乙酸甲酯外，所有酯可由乙酸和醇直接制备） 二、 用 途 乙酸是极其重要得化工产品，其动态往往反映出整个有机化学工 业的面貌，综合用途如下： 1）在有机化学方面的用途： 用于生