胰酶生产应用

关于胰酶生产应用第一页，共十九页，2022年，8月28日胰酶简述胰酶是由胰腺外分泌细胞分泌，是胰液的主要消化酶主要有胰蛋白酶、胰淀粉酶与胰脂肪酶，还有胰凝乳蛋白酶、糜蛋白酶、胰岛素等20余种生化制剂。胰酶是以动物胰腺为主原料，经粉碎研磨提纯制成，成品为浅黄色无定型粉末，有微弱肉特殊气味。胰酶具有脱脂、脱胶、助消化、嫩化、去污等多种功能，广泛用于食品、制革、医药、洗涤等工业。胰酶在国内外市场需求量大，不能满足供应。胰蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶为胰酶的三大主要胰消化酶，它们在科学研究、医药、皮革加工、食品工业及化工等领域有广泛的用途。目前胰酶提取中主要存在问题是产品质量低（酶活性低、达不到药典要求）、得率低、生产周期长等问题。第二页，共十九页，2022年，8月28日在美国脂肪酶的重要性不可忽视。日本因其大多数国民主食仍以淀粉为主,因此比较强调淀粉酶的重要性。我国规定了胰蛋白酶的活力。胰蛋白酶、胰淀粉酶、胰脂肪酶的活力是胰酶产品的重要指标。中国国家药典标准规定,胰酶的三酶比酶活不少于蛋白酶600u/g,淀粉酶7000u/g,脂肪酶4000ug/;欧洲药典标准规定,三酶比酶活不少于蛋白酶1000ug/,淀粉酶12000ug/,脂肪酶15000u/g。第三页，共十九页，2022年，8月28日胰酶的作用机理胰淀粉酶在肠液中使淀粉转化为糖胰蛋白酶在肠液中使蛋白酶转化为蛋白胨胰脂肪酶在肠液中使脂肪分解为甘油及脂肪酸第四页，共十九页，2022年，8月28日胰酶生产工艺综述第五页，共十九页，2022年，8月28日胰酶的制取目前胰酶的生产主要采用猪胰或牛胰作原料提取分离。其生产过程主要包括胰脏的破碎、胰酶的激活、沉淀、脱脂、干燥等过程胰脏选取胰脏破碎胰酶激活胰酶保护胰酶沉淀胰酶脱脂、干燥第六页，共十九页，2022年，8月28日胰脏的选取越新鲜的胰脏制备胰酶效果越好，新鲜的胰脏比冰冻的胰脏制备的效果好；屠宰前喂精饲料的要比喂粗饲料的制备效果好；喂高蛋白饲料的，蛋白酶的含量高；喂高脂肪的饲料，脂肪酶的含量高。所以在制备前原料的选择很重要，直接影响胰酶的制备结果。第七页，共十九页，2022年，8月28日胰脏的破碎工业上通常采用机械破碎法,它是通过机械运动所产生的剪切力的作用使组织和细胞破碎的方法。常用的破碎机械有组织捣碎机、细胞研磨器、匀浆器等。对于冰冻胰脏,首先还要经过刨切机将胰脏刨成片状或丝状,然后再进行捣碎、研磨、匀浆等操作。第八页，共十九页，2022年，8月28日胰酶的激活胰脏经过破碎后,胰脏中的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶以无活性的酶原的形式释放出来,因此在分离前需要将酶原分解激活成具有活性的酶分子。通常胰酶的激活可采用自溶法或者加十二指肠、钙离子、胰酶及胆汁等激活因子的方法。一般多采用两种以上的激活剂,其中钙离子是必不可少的,因为它既能激活脂肪酶,又能稳定胰蛋酶。第九页，共十九页，2022年，8月28日胰酶的保护采取添加保护剂的方法，可以减少酶活损失，即使超过激活时间,酶活的损失较少，所以加入保护剂对保证胰酶的质量是必要的2005年的美国专利列举了一系列的胰酶的保护剂,例如淀粉、麦芽糖、阿拉伯胶、山梨醇、牛血蛋白、甘油、盐等,也可用葡萄糖酸钙，既起激活效果，又达到保护的目的。第十页，共十九页，2022年，8月28日胰酶的沉淀工业生产中胰酶的沉淀主要采用有机溶剂沉淀法和盐析沉淀法。有机溶剂沉淀：常用于胰酶沉淀分离的有机溶剂有丙酮、乙醇、异丙醇、叔丁醇等,其中以丙酮效果最好,最为常用。有机溶剂沉淀法析出的酶沉淀,一般比盐析法析出的沉淀易于离心或过滤分离、不含无机盐。第十一页，共十九页，2022年，8月28日盐析沉淀：用于胰酶盐析的主要有硫酸按和硫酸钠。盐析沉淀法使用的设备较简单,操作比较容易,而且硫酸按等中性盐安全无毒、不挥发,价格相对低廉,更重要的是不影响酶的活性。低温离心沉淀代替传统的静置沉淀法，沉淀时间大大缩短，而且沉淀很完全，代替有机溶剂沉淀法，提高了生产安全性，减少了环境污染。第十二页，共十九页，2022年，8月28日絮凝沉淀法：壳聚糖有很强絮凝能力,对胰酶的絮凝效果很好。絮凝沉淀胰酶的最佳条件:蛋白含量2%,壳聚糖用量0.045g/g蛋白,pH5.5,絮凝温度20℃。絮凝法可用于对脂肪酶活力有较高要求的胰酶的生产。具有以下优点:沉淀效果好,操作简单,操作条件温和,易过滤,絮凝剂用量少,价格低廉,没有生产安全隐患,生产成本低。用于食品和医药行业的絮凝剂都无毒或低毒,可减少对环境的污染和对生产操作人员健康的损害。第十三页，共十九页，2022年，8月28日胰酶的脱脂、干燥在胰酶的生产过程中，脱脂是一个重要环节，脂肪残留不但影响胰酶的纯度，而且严重影响胰酶的酶活力。沉淀分离后的胰酶一般用丙酮（4度，洗涤2-3次）或者乙醚脱脂,脱脂时间对酶活力有一定的影响,在保证脱脂要求的条件下应尽量缩短脱脂时间，因此常选用有机溶剂在低温条件下除去脂肪。还可以采用离心法，缩短了时间，减少了酶活的损失。脱脂后的胰酶一般在40℃左右真空干燥,最后根据产品要求制粒或者磨粉即得胰酶产品。第十四页，共十九页，2022年，8月28日胰酶的应用胰酶产业是生物高新技术产业,投资相对较少,资金回报率高,产品销路好,具有广阔的发展前景。胰酶在食品工业的应用胰酶在皮革工业的应用胰酶在医药工业的应用胰酶在洗涤清洁工业的应用第十五页，共十九页，2022年，8月28日胰酶在食品工业的应用主要体现在对蛋白质、脂肪和淀粉等的酶解使其更易溶于水，易被人体消化吸收，可在生产上可简化生产工艺，提高生产效率，改善成品质量。在保健品、营养饮料、婴幼儿食品、糖果、乳制品等行业中，用于干酪素及酪蛋白磷酸肽的生产、骨胶原蛋白及畜禽屠宰废弃物的水解物—短肽及氨基酸的制备、增鲜调味品、食品焙烤、牛肉嫩化剂、脱脂剂等。由此生产的产品性质大大优于微生物酶，天然安全，市场需求颇具规模。食品工业第十六页，共十九页，2022年，8月28日皮革经胰酶脱毛、软化、脱脂、调节松紧度后，使成革更具有柔软性、丰满性和良好的透气性，工业胰酶优于采用其它微生物来源的蛋白酶。胰酶是一种生物催化剂，采取低温、长时间缓和软化，能消解弹性纤维，用于皮革的鞣制，可与皮中胶原蛋白、角蛋白、糖蛋白、脂肪等发生作用，除去生皮中许多对制革无用的成分，软化过程安全可靠，有利于皮革的质量稳定，能溶解皮革上的污垢，可提高产品等级。在制革工业中用胰酶脱脂比用碱脱脂，更能提高产品质量，降低成本，并缩短工序，减少设备，改善劳动条件，减少环境污染，深受用户欢迎。皮革工业第十七页，共十九页，2022年，8月28日医药工业：胰酶系我国和国际上多国药典收载的助消化药品，属2005版中国药典收载的助消化类药。此酶中的胰蛋白酶、胰淀粉酶和胰脂肪酶直接影响着人体的消化、吸收和营养状态，有消化蛋白质、脂肪和淀粉的作用，使这些营养成分被细胞吸收利用，用于治疗由胰腺功能不足引起的消化不良、食欲不振及肝脏疾患引起的消化障碍等。产品主要有多酶片、复方胰酶片、胰酶肠溶片、注射用胰蛋白酶等。第十八页，共十九页