酶制剂生产与应用

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1、第一章概述第一节酶制剂的定义一、酶制剂的定义从生物(包括动物、植物、微生物）中提取的具有生物催化能力的酶，辅以其他成分，用于加速加工过程和提高产品质量的制品，称为酶制剂。二、酶制剂的分类1.从形态上分类从形态上可以将酶制剂分为固体酶制剂和液体酶制剂。2.按酶制剂在应用领域上的分类按酶制剂的应用领域可以分为:用于工业生产上作为催化剂的工业酶制剂，如a-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、葡萄糖异构酶、青霉素酰化酶、天冬氨酸酶、富马酸酶等;2.按酶制剂在应用领域上的分类用于饲料中提高动物消化率的酶制剂，又称饲料酶制剂;用于食

2、品生产加工的酶制剂，又称为食品酶制剂;用于临床检测的诊断酶制剂;用于化学分析的酶分析制剂;用作药物的药物酶制剂;用于洗涤剂的洗涤酶制剂等。3.按酶的来源不同分类按酶的来源不同，可将酶制剂分为植物酶制剂、动物酶制剂和微生物酶制剂。4.按酶生产加工方法的不同分类针对应用的需要，可将酶分为游离酶制剂、固定化酶制剂、酶试纸、酶电极等。5.按酶的组成成分分类根据酶制剂中所含酶种类的多少可分为单一酶制剂(只含有一种酶，如淀粉)和复合酶制剂。复合酶制剂由一种或几种单一酶制剂为主体，加上其他单一酶制剂混合而成，或由一种或几

3、种微生物发酵获得。复合酶制剂可利用各种酶的协同作用，降解各种底物，最大限度地达到酶制剂的作用。6.按酶的含量分类根据酶制剂中酶的浓度，可将酶分为普通酶和浓缩酶。普通酶具有价格低、效果好等优点。浓缩酶颜色较深，具有成本较低、用量少的特点。第二节酶分析一、反应速率用来测定催化活性酶作为生物催化剂，提高了反应的速率或允许该反应进行。因此，可以检测底物的转化率υ来确定酶的催化活性。酶动力学的各个方程中，底物的浓度保持在一个远远高于米氏常数的水平上，这样，所有的酶都被底物所饱和，反应以恒速即最大速率进行。因此，酶的催

4、化活性与所用的酶量线性相关。在酶的活性的测定中，往往要设法达到这一条件。二、单位定义酶活单位最初是由第一个发现酶并对酶进行描述的研究者来定义的。因此在一些较早的文献中，酶的活性以任意各种形式来表示，如吸光度的变化、还原基团的增加，以mg或µg表示的被转化底物的数量。这些参数和各种时间单位，如1min、30min或1h。1961年，世界生物化学协会酶学委员会用国际单位U来定义酶的活性，定义为在优化的标准条件下，1U即每分钟催化1mol的底物的量。有关酶基本的国际单位（SI），世界临床化学家协会数量和单位专家小

5、组以及国际理论和应用化学联合会临床化学数量和单位委员会定义了一个基本单位，katal，定义为测定体系中，每秒钟催化1mol的转化反应速率所需要的酶的数量，但这个单位并不常用。每一次测定中必须标明温度。通常，在0～40℃范围内，温度每提高10℃酶催化反应的速率会变为2倍。而为获得可重复性的结果，必须精确控制温度，并保持其恒定。但由于许多实际的原因，对于许多酶反应的监控并不能够通过消耗的底物或生成的产物的化学计量来实现。因此，对于某一特定的酶，它的催化活性也许根本不能用国际单位来表示。在分子生物学中，大部分的酶

6、的单位定义相当随意。例如，限制性内切酶（E.C.3.1.21.3-5）的酶活定义为：在一定的温育条件下，酶使DNA某一特定键断裂，在电泳后可以检测到的精确数量（通常1mg）的DNA时酶的催化活性。还有其他一些定义这些酶活的参数，如以微克、纳摩尔、吸光度单位或者是碱基对的数目来表示的核酸降解以及核苷在核酸分子中的结合，由于一些实际的原因，不同的时间周期如1min、10min、30min或60min被选作参考。三、吸光度法基本的考虑因素。由于吸光度法技术上简单可靠，所用仪器价格合理，因此是目前酶活测定中首选的方

7、法之一。当底物或产物是有颜色的，或者是在紫外区有光吸收的，吸光度法就可以非常快速和方便地进行，因为吸光产物的出现速率或者消失速率可以用分光光度法来跟踪检测。催化活性z对应于每分钟的吸光度的变化为：z=（△AV×100）/εd△t式中，V是测量体积，L;t是时间，min；z的单位是mmol/min，对英语前面章节里给出的国际单位制U的定义。四、荧光光度法荧光光度计的方法很少用于粗酶或者是纯酶制备中催化活性的检测。由于它具有很高的灵敏度，可以用于器官或者组织区域的微量酶的测定。总体上，这种方法的灵敏度是吸光光度

8、法的1000多倍。五、发光法测定发光法应用荧光、磷光以及化学发光等作为检测器体系。活的生物体中观察的化学放光称作生物体发光。生物体发光是由成为荧光素酶的酶类催化产生的，这类酶的底物即虫荧光素，被转化为发光产物。在发光法中，单位时间内反应体系发射的光子数目可以由特殊设计的仪器——照度计来测量，这类仪器是以单光子探测器为基础的，通常是光电倍增管。由来源于萤火虫的荧光素酶催化的反应就是一个例子，萤火虫荧光素4-单加氧酶