蛋白酶整理
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一、蛋白酶的分类、主要用途及作用
二、产蛋白酶菌株的筛选
三、产酶发酵
四、蛋白酶活性测定的方法
蛋白酶的分类、主要用途及作用
酶:酶是具有生物催化功能的生物大分子。
蛋白酶:水解蛋白质肽键的一类酶的总称
蛋白酶分类:
1据水解多肽的方式分为内肽酶和外肽酶
2据反应的最适pH值分为酸性,碱性,中性蛋白酶
蛋白酶简介:广泛存在于动物内脏、植物茎叶、果实和微生物中。微生物蛋白酶,主要由霉菌、细菌,其次由酵母、放线菌生产。催化蛋白质水解的酶种类很多,重要的有胃蛋白酶、胰蛋白酶、组织蛋白酶、木瓜蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶等。蛋白酶对所作用的底物有严格的选择性,一种蛋白酶只能作用于蛋白质分子中一定的肽键,如胰蛋白酶催化水解碱性氨基酸所形成的肽键。蛋白酶分布广泛,主要存在于人和动物消化道中,在植物和微生物中含量丰富,由于动植物资源有限,工业生产上生产蛋白酶制剂主要利用枯草杆菌等微生物发酵设备。
一、酸性蛋白酶
定义:
酸性蛋白酶是一种能在酸性环境下水解蛋白质的酶类
注:酸性蛋白酶是指蛋白酶具有较低的最适pH,不是指酸性基团存在于酶的活性部位.
简介:
主要来源于动物的脏器和微生物分泌物,包括胃蛋白酶、凝乳酶和一些微生物蛋白酶。根据其产菌的不同,微生物酸性蛋白酶可以分为霉菌酸性蛋白酶、酵母菌酸性蛋白酶和担子菌酸性蛋白酶,根据作用方式可以分为两类:一类是与胃蛋白酶相似,主要的产酶微生物是曲霉、青霉和根酶等;另一类是与凝乳酶相似,主要产酶微生物是毛酶和栗疫酶等,
从酶的活力-PH曲线分析,在酶的活性部位中含有一个或更多的羧基,这一类蛋白酶中研究最彻底的是胃蛋白酶。酸性蛋白酶具有较好的耐酸性,目前用于工业化生产的酸性蛋白酶大多为霉菌酸性蛋白酶,此类酶的最适作用pH值为3.0左右,当pH值升高时,酸性蛋白酶的酶活会明显降低,且此类酶不耐热,当温度达到50℃以上时很不稳定,从而限制了酸性蛋白酶的应用范围。
基本性质
酸性蛋白酶的最适PH从2左右(胃蛋白酶)到4左右
应用
1酿酒:酸性蛋白酶在酿酒的过程中起协同作用,具有溶解发酵原料,促进微生物繁殖,降解酵母菌体蛋白等多种功能。
2毛用酸性蛋白酶最适ph3.5,最适温度40度,用该酶处理预处理后的羊毛,可以得到较大的减量率和较好的细度。面临的问题:酶对羊毛的作用活力不高。3食品工业:食品上用以淀粉改良,提高食品风味、改良品质,因能提高氨基酸含量
4啤酒生产:能有效阻断双乙酰生成,缩短啤酒成熟期。
饲料添加剂:提高饲料利用率。
二、碱性蛋白酶
简介
碱性蛋白酶是由造育的地衣芽孢杆菌发酵而得,主要成分为枯草杆菌蛋白酶,是一种内切酶,催化部位为丝氨酸,分子量约为27300。碱性蛋白酶是由造育的地衣芽孢杆菌发酵而得,主要成分为枯草杆菌蛋白酶,是一种内切酶,催化部位为丝氨酸,分子量约为27300。
基本性质
适宜于在40-55℃、PH9-11的碱性条件下使用,超出以上范围酶的活力下降。重金属离子和阳离子表面活性剂对其活力有抑制作用,应用中应避免。
应用
碱性蛋白酶是目前市场上流行的洗涤添加剂,能大幅度提高洗涤去污能力,特别对血渍、汗渍、奶渍、油渍等蛋白类污垢,具有独特的洗涤效果。
二、中性蛋白酶
简介
中性蛋白酶是由枯草芽孢杆菌经发酵提取而得的,属于一种内切酶,可用于各种蛋白质水解处理。在一定温度、PH值下,本品能将大分子蛋白质水解为氨基酸等产物。可广泛应用于动植物蛋白的水解
基本性质
水解温度 35 ~55 ℃ PH 值: 6.0 ~ 7.5
应用
1动植物蛋白水解粉(HAP、HVP)生产的应用
利用中性蛋白酶的酶促反应,可把动植物的大分子蛋白质水解成小分子肽或氨基酸,以利于蛋白质的有效吸收和利用,其水解液AN%高,水解度高,风味佳,已广泛用于生产高级调味品和食品营养强化剂,各种动物来源性抽提物生产功能性骨、肉提取物(骨素)、水产提取物、蛋白胨、肽等及研究开发一些高附加值的功能食品。
2焙烤行业的应用:
中性蛋白酶可将面团的蛋白质水解成胨、肽类甚至氨基酸,从而减弱面团筋力,使它具有良好的可塑性和延伸性,保持清晰美观的印花图案。改善成品的光泽、使饼干断面层次分明,结构均匀一致,口感松爽酥脆。
3大豆分离蛋白的应用:
能水解大豆分离蛋白成小分子肽,大大提高了大豆分离蛋白的生物效价,使其易为人体消化吸收,同时还提高了溶解,降低了粘度,改善了大豆分离蛋白的功能特性。
4酵母抽提物、酵母浸膏的生产应用
提高最终产品的蛋白质利用率及风味
5啤酒工业:
添加中性蛋白酶分解蛋白质为多肽和游离氨基氮,特别对大麦,大豆等植物性蛋白作用效果明显,用于啤酒生产,可排除蛋白质产生的"冷混浊"现象。
6医药工业的应用:
含中性蛋白酶的药物,可起到消炎、利胆、止痛、助消化的功效。
7纺织工业的应用:
用中性蛋白酶处理过的羊毛,其抗张度比常规方法高,毛线手感柔软,收缩性为0;还可用于蚕的脱胶和蚕丝的精炼。
8皮革工业的应用:
利用中性蛋白酶可制成脱毛剂,经鞣制的皮革,脱毛干净,粒而清晰,无明显损伤,毛孔细致光亮。
9饲料工业的应用:
加入饲料配方中或直接与混合饲料混合饲喂,可提高蛋白质的利用率和降低饲养成本。
产蛋白酶菌株的筛选
方法一(形成芽孢产蛋白酶菌株的筛选)
实验方案设计
一、实验原理
枯草杆菌是属于芽孢杆菌属的一类细菌。枯草芽孢杆菌的分布十分广泛,主要存在于土壤或腐烂的稻草之中。由于能够形成芽孢,因此能够抵抗高温,低温等不良环境,所以是实验室及工业生产中主要污染菌之一,危害极大。但是许多枯草芽孢杆菌能分泌蛋白酶、淀粉酶、抗菌素等物质,是工业酶制剂生产的重要菌种。例如,我国使用的BF7658枯草芽孢杆菌生产а-淀粉酶,用于淀粉水解,纺织品退浆等。又如AS1398枯草杆菌是生产蛋白酶的重要菌株。
1. 枯草芽孢杆菌的芽孢耐热的特点。
由于芽孢具有较强的抗高温能力,分离纯化时可采用热处理的方法,即通过高温加热杀死其中不生芽孢的菌种,使耐热的芽孢菌得到富集。