酶的制備主要有兩種方法，即直接提取法和微生物發(fā)酵生產(chǎn)法。早期酶制劑是以動(dòng)植物作為原料，從中直接提取的。由于動(dòng)植物生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，又受地理、氣候和季節(jié)等因素的影響，因此原料的來(lái)源受到限制，不適于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。目前，人們正越來(lái)越多地轉(zhuǎn)向以微生物作為酶制備的主要來(lái)源。

　　—、酶的微生物發(fā)酵生產(chǎn)法

　　1.微生物發(fā)酵生產(chǎn)法的優(yōu)點(diǎn)

　　酶的品種齊全微生物種類繁多，目前已鑒定的微生物約有20萬(wàn)種，幾乎自然界中存在的所有的酶，我們都可以在微生物中找到。

　　酶的產(chǎn)量高微生物生長(zhǎng)繁殖快，生活周期短，因而酶的產(chǎn)量高。許多細(xì)菌在合適條件下20min左右就可繁殖一代，為大量制備酶制劑提供了極大的便利。

　　生產(chǎn)成本低培養(yǎng)微生物的原料，大部分比較廉價(jià)，與從動(dòng)、醫(yī)學(xué)教育|網(wǎng)搜集整理植物體內(nèi)制備酶相比要經(jīng)濟(jì)得多。

　　便于提高酶制品獲得率由于微生物具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和應(yīng)變能力，可以通過(guò)適應(yīng)、誘變等方法培育出高產(chǎn)量的菌種。另外，結(jié)合基因工程、細(xì)胞融合等現(xiàn)代化的生物技術(shù)手段，可以完全按照人類的需要使微生物產(chǎn)生出目的酶。

　　正是由于微生物發(fā)酵生產(chǎn)具有這些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，因此目前工業(yè)上得到的酶，絕大多數(shù)來(lái)自于微生物，如淀粉酶類的α一淀粉酶、β一淀粉酶、葡萄糖淀粉酶以及異淀粉酶等都是從微生物中生產(chǎn)的。

　　2.微生物發(fā)酵生產(chǎn)法中尚待解決的問(wèn)題

　　盡管微生物發(fā)酵法生產(chǎn)酶制劑存在上述優(yōu)點(diǎn)，但仍存在一些問(wèn)題需要解決。

　　消除毒性微生物發(fā)酵法生產(chǎn)的酶制品中會(huì)帶人一些細(xì)菌自身的生理活性物質(zhì)，這些生理活性物質(zhì)往往對(duì)人體有害，因此進(jìn)行毒性實(shí)驗(yàn)是必需的。

　　優(yōu)良產(chǎn)酶菌種的篩選、培育目前，大多數(shù)工業(yè)微生物制酶生產(chǎn)采用的菌種較少，僅局限于11種真菌、8種細(xì)菌和4種酵母菌。只有不斷尋找更多的適用的產(chǎn)酶菌種，才可能使越來(lái)越多的酶采用微生物發(fā)酵法進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。

　　3.微生物發(fā)酵生產(chǎn)法的條件控制

　　微生物酶的發(fā)酵生產(chǎn)是在人為控制的條件下有目的迸行的，因此條件控制是決定酶制劑質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素。條件控制包括以下幾個(gè)方面。

　　優(yōu)良菌種的篩選酶產(chǎn)量高低的關(guān)鍵在于得到產(chǎn)酶性能優(yōu)良的菌種，這也是發(fā)酵生產(chǎn)法的首要環(huán)節(jié)。菌種必須具有繁殖快、培養(yǎng)基成分經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)酶性能穩(wěn)定、酶粗品易于分離純化等特性。

　　培養(yǎng)基培養(yǎng)基是提供微生物生長(zhǎng)、繁殖和代謝以及合成酶所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。由于大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，酶的合成也是蛋白質(zhì)合成的過(guò)程。因此，培養(yǎng)基的pH、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的成分和比例等條件必須有利于蛋白質(zhì)的合成。

　　碳源碳源是微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)以及生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是合成酶的主要原料之一。微生物的營(yíng)養(yǎng)類型不同，對(duì)碳源的要求也不同。工業(yè)上考慮到價(jià)格及來(lái)源等因素，常使用各種淀粉及其水解物如糊精、葡萄糖等作為碳源。

　　氮源氮源是組成蛋白質(zhì)和核酸的主要元素，是微生物必不可少的重要原料。有機(jī)氮主要有豆餅、花生餅料等農(nóng)副產(chǎn)物以及蛋白胨等。無(wú)機(jī)氮主要有硫酸銨、氯化銨、硝酸銨、尿素等。

　　無(wú)機(jī)鹽類無(wú)機(jī)鹽類是構(gòu)成微生物細(xì)胞的重要成分，起著調(diào)節(jié)微生物生命活動(dòng)的作用，主要有磷、硫、鎂、鉀、鈣、銅、鐵、錳等。這些金屬離子對(duì)菌種生理活動(dòng)的影響與濃度有關(guān)，低濃度常常起刺激作用，高濃度常產(chǎn)生抑制。例如，對(duì)于需要金屬離子的酶類來(lái)說(shuō)，在發(fā)酵生產(chǎn)中應(yīng)注意在培養(yǎng)基中加入一定量的低濃度的無(wú)機(jī)鹽。

　　生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子是指調(diào)節(jié)微生物代謝活動(dòng)的微量有機(jī)物，如維生素、氨基酸、嘌呤堿、嘧啶堿等。在酶生產(chǎn)中，適量的添加生長(zhǎng)因子可以顯著地提高產(chǎn)量。

　　pH適宜的酸堿度是微生物正常生長(zhǎng)以及產(chǎn)酶的必需條件。培養(yǎng)基的pH應(yīng)根椐微生物的需要來(lái)調(diào)節(jié)。一般來(lái)說(shuō)，多數(shù)細(xì)菌、放線菌生長(zhǎng)的最適pH為中性至微堿性，而霉菌、酵母則偏好微酸性。

　　4.酶的微生物發(fā)酵生產(chǎn)方式

　　酶的微生物發(fā)酵生產(chǎn)方式有兩種，一種是固體發(fā)酵法，另一種是液體發(fā)酵法。

　　固體發(fā)酵法固體發(fā)酵法是利用麩皮和米糠為主要原料，添加谷糠、豆餅等，加水?dāng)嚢璩砂牍腆w狀態(tài)，供微生物生長(zhǎng)和產(chǎn)酶，主要用于真菌來(lái)源的商業(yè)酶的生產(chǎn)。其中用米曲霉生產(chǎn)淀粉酶，以及用曲霉和毛霉生產(chǎn)蛋白酶在中國(guó)和日本已有悠久的歷史。固體發(fā)酵法操作簡(jiǎn)單，但條件不容易控制。

　　液體發(fā)酵法液體發(fā)酵法又分液體表面發(fā)酵和液體深層發(fā)酵法兩種。其中液體深層發(fā)酵法是現(xiàn)在普遍采用的方法。我國(guó)酶制劑、抗菌素、氨基酸、有機(jī)酸和維生素等發(fā)酵產(chǎn)品均采用此種方法。

　　二、酶的分離純化技術(shù)

　　酶的分離純化指從微生物的發(fā)酵液或動(dòng)、植物組織提取液及細(xì)胞培養(yǎng)液中得到高純度、高質(zhì)量的酶產(chǎn)品。酶分離純化的方法是根據(jù)酶的蛋白質(zhì)特性而建立的。

　　酶的種類繁多，來(lái)源、用途各不相同，因而對(duì)酶產(chǎn)品純度的要求也不同。工業(yè)上用酶有的只需粗制品，一般無(wú)須高度純化，如洗滌劑用的蛋白酶，只須經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的提取分離即可。食品工業(yè)用酶，則需經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)姆蛛x純化，以確保安全衛(wèi)生。醫(yī)藥用酶，特別是注射用酶及分析測(cè)試用酶，則須經(jīng)過(guò)高度的分離純化過(guò)程。