資源描述:
《酶工程技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、酶工程技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用作者:XXX學(xué)號:XXXXXXXXXXX電話:XXXXXXXXXXXXX單位:XXXXXXXXXX日期:2012年X月XX日摘要:生物工程是現(xiàn)代科技的一項高新技術(shù),酶工程是生物工程中最重要的組成部分。自從1906年人類發(fā)現(xiàn)了用于液化淀粉生產(chǎn)乙醇的細菌淀粉酶以來,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,酶制劑已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于食品加工、紡織、洗滌劑、飼料、醫(yī)藥等行業(yè),給這些行業(yè)帶來了新的生機和活力。酶是具有生物催化能力的蛋白質(zhì),其催化反應(yīng)具有高效性和專一性。國際生物化學(xué)聯(lián)合會把酶分成六大類---氧化還原酶類、轉(zhuǎn)移酶類、水解酶類、裂合酶類、異構(gòu)酶類、合成酶類。本文將簡要介紹幾種常用于食
2、品加工中的酶的特性及其作用機理。簡而言之,酶工程就是將酶或者微生物細胞,動植物細胞,細胞器等在一定的生物反應(yīng)裝置中,利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)并應(yīng)用于社會生活的一門科學(xué)技術(shù)。它包括酶制劑的制備,酶的固定化,酶的修飾與改造及酶反應(yīng)器等方面內(nèi)容。酶工程的應(yīng)用,主要集中于食品工業(yè),輕工業(yè)以及醫(yī)藥工業(yè)中。關(guān)鍵字:酶工程;生物酶;食品工業(yè)一、酶工程技術(shù)簡介在七十年代以后,伴隨著第二代酶——固定化酶及其相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)生,酶工程才算真正登上了歷史舞臺。固定化酶正日益成為工業(yè)生產(chǎn)的主力軍,在化工醫(yī)藥、輕工食品、環(huán)境保護等領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。不僅如此,還產(chǎn)生了威力
3、更大的第三代酶,它是包括輔助因子再生系統(tǒng)在內(nèi)的固定化多酶系統(tǒng),它正在成為酶工程應(yīng)用的主角。我們知道,酶在生物體內(nèi)的含量是有限的,不管是哪種酶,在細胞中的濃度都不會是很高的,這也是出于生物機體生命活動平衡調(diào)節(jié)的需要??墒沁@樣一來,就限制了直接利用天然酶更有效地解決很多化學(xué)反應(yīng)的可能性。利用基因工程的方法可以解決這一難題。只要在生物體內(nèi)找到了某種有用的酶,即使含量再低,只要應(yīng)用基因重組技術(shù),通過基因擴增與增強表達,就可能建立高效表達特定酶制劑的基因工程菌或基因工程細胞了。把基因工程菌或基因工程細胞固定起來,就可構(gòu)建成新一代的生物催化劑——固定化工程菌或固定化工程細胞了。人們也把這種新型的生
4、物催化劑稱為基因工程酶制劑。新一代基因工程酶制劑的開發(fā)研制,無疑是使酶工程如虎添翼。固定化基因工程菌、基因工程細胞技術(shù)將使酶的威力發(fā)揮得更出色,科學(xué)家們預(yù)言,如果把相關(guān)的技術(shù)與連續(xù)生物反應(yīng)器巧妙結(jié)合起來,將導(dǎo)致整個發(fā)酵工業(yè)和化學(xué)合成工業(yè)的根本性變革。對酶進行改造和修飾也是酶工程的一項重要內(nèi)容。酶的作用力雖然很強,尤其是被固定起來之后,力量就更大了,但并不是所有的酶制劑都適合固定化的,即使是用于固定化的天然酶,其活性也往往不能滿足人們的要求,需要改變其某些性質(zhì)、提高其活性,以便更好地發(fā)揮其催化功能。于是,酶分子修飾和改造的任務(wù)就被提出來了。一般來說,科學(xué)家們是通過對酶蛋白分子的主鏈進行“
5、切割”、“剪切”以及在側(cè)鏈上進行化學(xué)修飾來達到改造酶分子的目的的。被修飾、改造的酶分子,無論是物化性質(zhì),還是生物活性都得到了改善,甚至被賦予了新的功能。人工設(shè)計和合成具有生物活性的非天然大分子物質(zhì),是科學(xué)家們共同努力的目標(biāo)。1酶工程技術(shù)是利用酶和細胞或細胞器所具有的催化功能來生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品的技術(shù),包括酶的研制與生產(chǎn),酶和細胞或細胞器的固定化技術(shù),酶分子的修飾改造,及生物傳感器。酶是活細胞產(chǎn)生的具有高效催化功能、高度專一性和高度受控性的一類特殊蛋白質(zhì)舊。其催化作用的條件要求非常溫和,可在常溫、常壓下進行,又有可調(diào)控性,食品工業(yè)是應(yīng)用酶工程技術(shù)最早和最廣泛的行業(yè)。近年來,由于固定化細胞技
6、術(shù)、固定化酶反應(yīng)器的推廣應(yīng)用,促進了食品新產(chǎn)品的開發(fā),產(chǎn)品品種增加,質(zhì)量提高,成本下降,為食品工業(yè)帶來了巨大的社會經(jīng)濟效益。80年代末,日本陸續(xù)開發(fā)了具有生成低聚糖特異性,以微生物為來源的酶,促進了低聚糖純品生產(chǎn)技術(shù)快速進人實用化,使品種繁多的新產(chǎn)品相繼在市場上出現(xiàn)。日本自從1988年異構(gòu)乳糖生產(chǎn)以來,幾乎每年向市場推出新的商品。低聚糖的品種不斷翻新:如低聚半乳糖、低聚果糖、低聚異麥芽糖、低聚麥芽糖、大豆低聚糖、低聚龍膽糖等等。國內(nèi)相繼開始了這方面的研究,無錫輕工業(yè)學(xué)院金其榮、徐云發(fā)利用了根霉菌產(chǎn)生的高溫低聚糖酶、制備了一種新型低聚糖漿,與國內(nèi)外生產(chǎn)的淀粉糖漿和低聚糖不同,具有甜味純正
7、、口感厚實的特點。2酶工程基本技術(shù)2.1酶制劑的生產(chǎn)酶的來源主要有植物、動物和微生物。最早人們多從植物、動物組織中提取,例如從動物胰臟和麥芽中提取淀粉酶、從動物胃膜,胰臟、木瓜、菠蘿中提取蛋白酶。它們大多數(shù)由微生物生產(chǎn),這是因為微生物種類多,幾乎所有酶都能從微生物中找到,而且它的生產(chǎn)不受季節(jié)、氣候限制;由于微生物容易培養(yǎng),繁殖快,產(chǎn)量高,故可在短時間內(nèi)廉價地大量生產(chǎn)。近年來,隨著基因工程技術(shù)的迅速發(fā)展,又為酶產(chǎn)量的提高和新酶種的開發(fā)開辟了新的途