[拼音]：meifanying guocheng

[外文]：enzyme process

是指利用酶催化劑所具有的特異催化功能，借助工藝學手段和生物反應器裝置來生產(chǎn)所需的生物化工產(chǎn)品的過程，與發(fā)酵過程相比，它采用了反應專一性的酶為催化劑，無副產(chǎn)品，過程精制和產(chǎn)物分離純化較方便。在生物反應器及操作方式上有較大的選擇余地，除分批釜式反應外，可考慮用膜式反應器進行連續(xù)操作。在應用固定化酶為催化劑時，更可采用各種固定床和流化床的連續(xù)操作反應器。

沿革

古代人類雖不知道酶的存在，但是自古以來就知道利用植物和微生物的酶來催化反應生產(chǎn)各種食品。如利用麥芽中的麥芽糖酶來制備飴糖，利用酒藥中的微生物產(chǎn)生的淀粉酶和酒化酶來生產(chǎn)酒釀、黃酒和白酒等。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，人們認識到，雖然酶是活細胞產(chǎn)生的，但是許多酶可以單獨分離得到，在分離的狀態(tài)下，酶仍然能繼續(xù)它的生物催化作用。20世紀40年代，以生產(chǎn)抗生素為代表的深層液體通氣純種培養(yǎng)技術(shù)獲得成功，從生產(chǎn)技術(shù)方面為酶制劑工業(yè)的形成創(chuàng)造了條件。以后，酶的生產(chǎn)、分離、精制，酶在游離狀態(tài)下的利用，固定化酶的制備和利用，酶反應器的應用等技術(shù)的發(fā)展，導致70年代初人們將酶反應過程（有時也稱酶過程）從發(fā)酵過程中分出去，單獨成為酶工程中的核心部分。

分類

以酶為催化劑的酶反應過程，可根據(jù)作用于底物的酶性質(zhì)決定。以單一酶為催化劑的反應稱單酶反應；以兩個酶或兩個以上酶參與反應的過程稱多酶反應；或稱多酶串聯(lián)反應。從化學反應工程角度出發(fā)，可分為單（液）相催化反應以及多相催化反應，后者以液固相催化反應為主。游離酶的反應常屬前者，而固定化酶的反應則屬后者。

組成步驟

以工業(yè)生產(chǎn)為目的的酶過程可由以下五個步驟所組成：

（1）產(chǎn)生酶的微生物發(fā)酵過程。

（2）胞內(nèi)酶的微生物細胞破碎過程?？捎脵C械研磨、高壓勻漿器進行破碎;也可用加入溶菌酶的方法處理，或用超聲波、反復凍融的物理方法。胞外酶則不需上述操作，直接將發(fā)酵液過濾除去菌體即可。

（3）酶的分離純化過程。根據(jù)酶分子與其他蛋白質(zhì)之間性質(zhì)的差異，例如分子的大小、溶解度的不同，用鹽析法、有機溶媒沉淀法、電滲析法、離子交換層析和電泳法等技術(shù)，將酶進行分離純化。

（4）為了提高酶的催化性能，將酶固定在載體上的固定化過程（見固定化酶）。

（5）酶反應器的設計和酶反應控制。對于游離酶反應，通常采用分批攪拌槽反應器；對于固定化酶反應，則常用連續(xù)柱式反應器（見生物反應器）。

典型過程

有單酶反應和多酶反應。

（1）單酶反應　用氨基?；笇︴；疍L－氨基酸進行水解，析出為L-氨基酸和?；?D-氨基酸是典型的單酶反應。

若采用液相催化反應，當間歇反應結(jié)束后，給產(chǎn)物的提取帶來困難。由于缺乏適當分離手段，酶使用一次就被棄掉，很不經(jīng)濟。目前，工業(yè)上采用液固催化反應，即用固定化氨基?；高M行連續(xù)生產(chǎn)（見圖）。底物乙酰-DL-氨基酸溶液以一定流速進入酶反應柱，反應過程中對溫度、pH進行控制，經(jīng)過濃縮后，利用溶解度不同進行分離得到產(chǎn)品L－氨基酸。?；?D-氨基酸用化學方法進行消旋化反應后，作為基質(zhì)循環(huán)使用。該法與用液態(tài)酶間歇式反應相比較，有操作穩(wěn)定、分離簡便、收率高、成本低等優(yōu)點。

（2）多酶反應　以DL-α-氨基-ε-乙內(nèi)酰胺為原料通過由L-α-氨基-ε-已內(nèi)酰胺水解和α-氨基-ε-已內(nèi)酰胺消旋酶共同固定的酶柱后，即可獲得最終產(chǎn)品L-氨基酸。

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標簽：酶反應過程

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