酶工程食品PPT课件

【酶工程/酶反应技术】 在一定的生物反应器内，通过对酶制剂的改组、修饰、固定或创造新的酶类制品等途径，改善酶制剂的稳定性、催化能力、专一性、调节性及使用条件，寻求和开发耐极端条件的酶产品。耐高温、耐酸碱、耐盐、耐有机溶剂第1页/共21页酶工程研究内容1.化学/初级酶工程2.生物/高级酶工程由酶学与化工技术原理相互渗透、结合形成的一门科学技术。自然酶化学修饰酶固定化酶（制造酶反应器和酶传感器）人工合成酶由酶学和以基因重组技术为主的现代分子生物学技术相结合的技术。克隆酶突变酶新酶第2页/共21页现在不少已商品化，用于测定混合物溶液中某种物质浓度。如用葡萄糖氧化酶反应器测定血液、尿、发酵液中的葡萄糖浓度。第3页/共21页另外：非水相介质中的酶反应（如蛋白水解酶在非水相中反而催化肽键形成）酶的抑制剂、激活剂酶工程意义1.化学酶工程已产生巨大经济效益2.生物反应器对生物工业革新具有实际意义，对基础研究具有理论意义3.生物酶工程将开创创造超自然生物/酶的新时代第4页/共21页二、酶工程食品的概念【酶工程食品】利用酶工程改造或创造的酶产品，或以酶工程产品进行加工处理所获得的食品及食品添加剂。包括：1.酶工程改造或创造的、用作食品或食品添加剂的酶产品2.酶工程改造或创造的、用作食品或食品添加剂的酶产品的直接加工品3.以酶工程改造或创造的酶产品或其直接加工品为原料生产的食品和食品添加剂，或以酶工程改造或创造的酶产品为食品添加剂加工的食品第5页/共21页特点：1.产品中存在酶工程采用的基因改造序列2.产品中存在酶工程采用的氨基酸序列修饰成分3.产品具有本身的酶工程所设计的性状和功能第6页/共21页三、酶工程食品的研究进展 1953年开始研究酶的固定化 1967年酶反应器问世 1969年，日本首次用固定化酶技术生产L-氨基酸 20世纪5060年代，酶修饰技术第7页/共21页四、酶工程食品的技术原理 酶的改组技术 酶的修饰技术 酶的固定技术 酶的模拟技术第8页/共21页酶的改组技术/酶的定向进化技术 基本原理：基于对酶分子的空间结构、结构与功能之间关系的认识，通过定点诱变，改善酶的氨基酸序列尤其是改变构成活性中心的氨基酸种类，以改变酶的稳定性、催化性和专一性。天然酶基 因定点突变随机突变、筛选分子杂合第9页/共21页酶的修饰技术 基本原理：通过对酶蛋白主链的剪接切割和侧链的化学修饰对酶分子进行改造。通过化学反应，在酶侧链上接上某种基团、或改变酶侧链上原有基团的结构第10页/共21页技术路线酶表面化学修饰酶分子内部修饰酶分子金属取代可溶性大分子通过共价键与酶的侧链基团结合，在酶表面形成覆盖层，提高稳定性并扩大溶解范围。选择性修饰酶的氨基酸侧链成分，达到氨基酸取代效果：如猪和人胰岛素对酶分子中所含的金属进行取代，可改变酶专一性、稳定性、抑制作用。第11页/共21页酶的固定技术 基本原理：将酶固定于一定空间内或连接于一定支持物上，使其在使用中不能自由流动。技术路线酶的固定化细胞的固定化（动/植/微生物细胞活/死/休止细胞、整细胞、细胞碎片、细胞器）第12页/共21页酶的模拟技术 【模拟酶/人工酶/酶模型】采用有机化学、生物化学等方法，设计和合成一些比天然酶简单，但又具有天然酶中起主导作用的结构和催化功能的非蛋白质分子或蛋白质分子。第13页/共21页五、酶工程食品的应用 酶在淀粉加工中的应用淀粉麦芽寡糖酶低聚麦芽糖低聚异麦芽糖淀粉酶、葡萄糖苷转移酶第14页/共21页 酶在面粉烘烤加工中的应用增大面包体积、改善面包表皮色泽、改善面粉质量、延缓老化、提高柔软度、延长保存期。如淀粉酶、蛋白酶、脂肪氧化酶、乳糖酶 酶在蛋白质加工中的应用蛋白酶提高和改善蛋白质溶解性、乳化性、起泡性、黏度和风味。嫩肉晶：木瓜蛋白酶第15页/共21页 酶在乳品加工中的应用乳糖酶分解乳糖、凝乳酶制造干酪、添加溶菌酶消毒杀菌、生物传感器测定乳糖含量、脂肪酶有助于乳品增香 酶在果蔬加工中的应用果胶酶（提高果汁澄清度、增加产汁率、降低黏度、提高过滤效果）、纤维素酶、葡萄糖氧化酶（果汁脱氧化）第16页/共21页 酶在食品保鲜中的应用葡萄糖氧化酶（抗氧化） 酶法生产L-氨基酸 酶法生产高果糖浆淀粉酶葡萄糖果 糖异构化第17页/共21页六、酶工程食品可能的卫生学问题酶工程食品潜在的卫生学问题1.产品中存在酶工程采用的基因改造序列2.产品中存在酶工程采用的氨基酸序列修饰成分3.产品具有本身的酶工程所设计的性状和功能（如热稳定性和难降解常是毒性或致敏性成分的共性）第18页/共21页 生产食品酶制剂的菌种的安全性1.潜在的产毒素性 如一些细菌、放线菌，导致食物中毒 2.潜在的致病性 3.安全菌株 已确定无致病性、不产毒素的菌种，尤其是在安全用于食品酶制造方面有悠久历史的微生物，即使经过改造，仍然是产生安全菌种的最优选择。第19页/共21页 相应措施1.进行酶工程食品安全问题研究2.进行酶工程食品安全性评价3.完善我国的生物技术安全的对策第20页/共21页感谢您的观看！第21页/共21页