酶工程.docx
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酶工程
生产技术流程
酶制剂是由微生物产生的生物制品。
酶制剂的生产过程是大规模的生物技术应用过程，由三大工序组成：
发酵、提取和造粒。
发酵
微生物经过DNA技术的重组，变成高效的特定酶制剂的生产菌。
生产菌在大型不锈钢发酵罐内得到充分的养分和空气，在最适宜的环境中迅速成长，同时产出大量的生物酶。
整个发酵过程由计算机自动控制完成。
发酵所用的原料主要是农产品。
整个发酵过程完全符合GMP的要求。
提取
提取过程的主要任务是从发酵液中提取酶，由许多过滤和浓缩步骤完成，包括真空鼓过滤和先进的滤膜过滤。
对于以液体形式出售的酶产品，提取的最后步骤是标准化和稳定化。
整个提取的生产过程完全符合GMP的要求。
造粒
在洗涤行业和纺织行业中固体酶（颗粒酶）得到广泛的应用。
造粒生产过程的目的是最终得到自由流动、无粉尘、使用安全方便的固体颗粒产品。
目前本厂采用先进的全自动控制特体流化床生产固体颗粒产品。
本厂生产的酶制剂广泛应用于洗涤剂工业、纺织工业、淀粉制糖工业和酒精工业
酶制剂的一般生产工艺如下：
菌种室培养→种子罐培养→发酵罐→过滤→膜分离→浓缩→喷雾干燥→固体酶包装
当然，酶制剂的品种很多，有糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等等，生产酶制剂的菌种也不同。
因此针对不同的菌种、原料和生产工艺，需要配备适当的设备才能高效可靠地生产。
汇科公司的多种生化反应器专利产品具有适应高粘度、高沉淀性原料，具有高传质性能、低剪切力的特点，能够适应霉菌、放线菌等丝状菌体的酶制剂生产
酶制剂在干燥过程中的活力损失是生产过程中的一个棘手的问题，低温干燥是许多酶制剂生产中必须采用的工艺。
发酵工程的内容包括培养基的配制、菌种选育、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯。
关于菌种的选育，讲了三点：
从自然界存在的菌种中分离；人工诱变；用细胞工程和基因工程的方法对菌种的遗传特性进行定向改造。
其中，人工诱变是在高中生物必修课基础上讲述的。
关于灭菌，着重说明杂菌污染对发酵工业造成的危害。
值得注意的是，现代发酵工程也常用多菌种发酵，因课时所限，这里未进一步讲述。
关于发酵过程，主要讲述了发酵过程的检测、发酵条件的控制，包括发酵条件对菌种代谢途径的影响。
在发酵罐中，菌种利用培养基中的营养物质，不断地生长繁殖，而通过发酵条件的控制，可以使微生物的代谢朝着对人类有利的方向进行。
关于酶制剂的生产，教材简要讲述了酶制剂的含意、酶的生产、酶的提取和分离纯化，以及制成固定化酶这几个基本步骤。
酶的固定化比较抽象，为此，教材在借鉴有关资料的基础上，设计了酶的几种固定化方法示意图，目的是便于学生理解这一概念。
酶工程
生物体是一个十分复杂的生产机器，它生产有机物质的能力令最现代化的有机化工厂也望尘莫及。
而生物体内维持复杂化学反应高效进行的原因，就在于生物细胞内具有一系列能催化生物反应的特殊蛋白质--酶。
生物体内有许多酶，每种酶各尽其职，催化专一的化学反应，如脂肪酶只管分解脂肪，淀粉酶只管分解淀粉等。
酶工程就是利用酶的催化作用进行物质转化，生产人们所需产品的技术，是将酶学理论与化工技术结合起来的一项高新技术。
酶工作技术的应用范围大致有：
（1）对生物宝库中存在天然酶的开发和生产；
（2）自然酶的分离纯化及鉴定技术；
（3）酶的固定化技术（固定化酶和固定化细胞技术）；
（4）酶反应器的研制和应用；
（5）与其他生物技术领域的交叉和渗透。
其中固定化酶技术是酶工程的核心。
实际上有了酶的固定化技术，酶在工业生产中的利用价值才真正得以体现。
酶的固定方法主要有：
（1）吸附法。
通过非特异性物理吸附法或生物物质的特异吸附作用将酶固定到载体表面；
（2）共价键合法。
利用化学方法将载体活化，再与酶分子上的某些基因反应，形成共价的化学键，从而使酶分子结合到载体上。
与固定化酶技术相配套的是酶生物反应器。
酶生物反应器是把反应物质变成产品的重要生产车间，葡萄糖溶液缓缓流进装有葡萄糖异构酶的生物反应器，出来的就是比原来溶液甜得多的新液体。
酶工程对医药、医疗领域贡献巨大。
现在，菠萝蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶、胃蛋白酶等十几种可以进行食物转化的酶都已进入食品和药物中，以解除许多有胃分泌功能障碍患者的痛苦。
此外还有抗肿瘤的L-天冬酰胺酶、白喉毒素，用于治疗炎症的胰凝乳蛋白酶，降血压的激肽释放酶，溶解血凝块的尿激酶等。
另外，新型青霉素产品及青霉素酶抑制剂等也都是酶工程在医药医疗领域的成功应用实例。
酶工程与发酵工程是生物技术中有着悠久历史的两门技术。
近20年来，随着与生物技术相关的诸多基础理论和技术以及实验手段的发展，这两门传统的生物技术逐步走出被动、低效的状态，而发展成为主动、高效的当代生物技术，被列入到高技术领域。
酶工程
酶工程就是利用酶的催化作用进行物质转化，生产人们所需产品的技术。
催化剂即指能化学变化加速而翻身不变的物质。
酶是一类具有特殊催化反应能力的蛋白质，它由生物体的活细胞产生。
在生物体内进行的各种化学反应，几乎都需要在酶的催化下才能顺利地完成。
我们每天吃的米饭、鸡蛋、肉类等的食物都必须在胃分泌的胃蛋白酶和胰脏分泌的淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶等的作用下，分解成葡萄糖、氨基酸、脂肪酸和甘油等小分子，才能透过小肠壁，被组织吸收和利用；人体生长的时候，体内又会进行各种蛋白质、脂肪等的合成反应，这些合成反应也需要在酶的催化下完成。
一旦酶的正常催化作用遭到干扰破坏，轻则会使生物体表现出某些症状，重则将危及生命。
比如，在人体内有一种内酪氨酸酶，当它不能行使正常作用时，人就会得白化病。
在人类中有一种半乳糖血症的遗传病，发病的原因是由于患者体内缺乏将半乳糖转化为葡萄糖的酶，造成患者血液中半乳糖含量急剧升高往往在婴儿期就死亡。
酶工作技术的应用范围大致有：
（1）对生物宝库中存在天然酶的开发和生产；
（2）自然酶的分离纯化及鉴定技术；（3）酶的固定化技术（固定化酶和固定化细胞技术）；（4）酶反应器的研制和应用；（5）与其它生物技术领域的交叉和渗透。
其中固定化酶技术是酶工程的核心。
在洗衣粉中加入一些酶可大大加强其去污能力，这是把酶催化剂作为一种添加剂加入到产品中去，促进了产品与作用对象的化学反应。
但是对于像用葡萄糖生产果糖行业来说，需要用酶，而酶又不能留在产品中，否则会影响产品纯度。
再说，成批的反应物中，加入的酶在反应结束后，没有被消耗掉，但却失去了再被利用的机会，这显然是一种浪费。
若能够将酶固定起来，不仅能使其在常温、常压下行使专一的催化功能，而且由于酶密度提高，使催化效率更高、反应更易控制。
固定着的酶不会跑到溶液里，与产物混合，这样酶便可反复使用，从而使产品成本降低。
因此，固定化酶技术十分重要。
酶的固定方法主要有：
通过非特异性物理吸附法或生物物质的特异吸附作用将酶固定到载体表面，叫作吸附法；利用化学方法将载体活化，再与酶分子上的某些基因反应，形成共价的化学键，从而使酶分子结合到载体上，这种方法叫共价键合法，是广泛采用的制备固定化酶的方法。
与固定化酶技术相配套的是酶生物反应器。
一个安装有固定化酶材料的容器就是酶生物反应器，它是把反应物质变成产品的重要生产车间，葡萄糖溶液缓缓流进装有葡萄糖异构酶的生物反应器，出来的就是比原来溶液甜的多的新液体。
酶工程对医药、医疗方面贡献巨大。
现在，菠萝蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶、胃蛋白酶等十几种可以进行食物转化的酶都已进入食品和药物中，以解除许多有胃分泌功能障碍患者的痛苦，此外还有抗肿瘤的L-天冬酰胺酶、白喉毒素，用于治疗炎症的胰凝乳蛋白酶，降血压的激肽释放酶，溶解血凝块的尿激酶等。
另外，新型青霉素产品及青霉素酶抑制剂等也都是酶工程在医药医疗领域的成功应用实例。
四、发酵工程
现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶、维生素和单细胞蛋白等。
从广义上讲，发酵工程由三部分组成：
是上游工程，发酵工程和下游工程。
上游工程包括优良种株的选育，最适发酵条件（pH、温度、溶氧和营养组成）的确定，营养物的准备等。
发酵工程主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。
这里要有严格的无菌生长环境，包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术；在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术；还有种子培养和生产培养的不同的工艺技术。
此外，根据不同的需要，发酵工艺上还分类批量发酵：
即一次投料发酵；流加批量发酵：
即在一次投料发酵的基础上，流加一定量的营养，使细胞进一步的生长，或得到更多的代谢产物；连续发酵：
不断地流加营养，并不断地取出发酵液。
下游工程指从发酵液中分离和纯化产品的技术：
包括固液分离技术（离心分离，过滤分离，沉淀分离等工艺），细胞破壁技术（超声、高压剪切、渗透压、表面活性剂和溶壁酶等），蛋白质纯化技术（沉淀法、色谱分离法和超滤法等），最后还有产品的包装处理技术（真空干燥和冰冻干事燥等）。
酶制剂的生产。
我们知道，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，它广泛存在于动植物和微生物的体内。
如猪的胰脏中有蛋白酶，大麦麦芽中有淀粉酶，人们是怎样获取这些酶的呢？
通过启发引导和讨论得出如下结论：
1．可以采用一定的技术直接从动植物或微生物的组织、细胞中将酶提取出来。
例如：
在屠宰厂，可以从家畜胰脏中提取出胰酶；在水果加工厂，可以从菠萝皮中提取出菠萝蛋白酶。
2．可以通过微生物发酵获得所需要的酶。
如果是胞外酶，可以从发酵液中直接提取；如果是细胞内酶，则可将细胞弄碎再经过提取纯化而得到。
3．对已知分子结构的酶，可以用人工合成法获得。
提出问题并启发学生思考：
从生物体的细胞或组织中提取出来的酶，能不能直接用于催化化学反应呢？
通过启发讲解使学生了解：
提取出来的酶还要经过分离、纯化，再加入适量的稳定剂和填充剂，制成相应的酶制剂后才能用于催化化学反应。
提出问题引导学生思考：
酶制剂的生产成本是较高的，很多酶制剂却只能用一次，而且，如果将酶制剂直接用于催化化学反应，反应结束后酶制剂会和反应的产物混合在一起。
酶制剂既不能重复使用，也影响了产物纯度。
细菌细胞直径不足2µm，每时每刻却发生着1500一2000个化学反应，由1000多种酶对这些反应进行催化和调制，生产着3000多种蛋白质，1000多种核酸；而且细菌合成效率惊人，它合成每个肽链只需百分之三秒，而现代最先进的蛋白质自动合成机器只能合成小肽，而且速度也慢，合成每个肽链需要7分钟，两者相差200多倍；它合成RNA和DNA的速度更是远远超过了人工合成；另外细胞中能量转换效率也很高，这一切都有赖于生物催化剂，这就是酶。
现已发现的酶约有几千种以上。
它们定位于各种细胞的不同细胞器中，催化细胞生长代谢过程中各种不同的化学反应，使这些反应在正常温度等条件下就可顺利进行。
酶是细胞产物，但不一定非要在细胞内发挥作用，在细胞外，即在非细胞条件下也能发挥作用。
19世纪，人们已认识到酵母可以使葡萄糖发酵，产生酒精和二氧化碳，但是对于这一过程是如何进行的，当时主要有两种观点，而且一直未能达成一致。
1857年，法国著名的细菌学家巴斯德认为酒精发酵需要有完整的细胞结构才能实现；德国化学家李比西则认为酒精发酵要求的只是细胞中的某些物质，而不要求完整的细胞参与。
直到1897年，毕西纳不用完整的酵母细胞，而用酵母汁进行酒精发酵获得成功，从而证明生物体内的催化反应也可能在体外进行。
正是基于这点，人们可以利用细胞中的酶能催化体外的生化反应，这就是酶工程得以发现的前提。
我们都用过加酶洗衣粉，同一般的洗衣粉相比，加酶洗衣粉中含有蛋白质和脂肪酶等多种通过微生物生产出来的酶，因此，去除汗渍和油污的能力比较强。
我们知道，酶作为一类具有生物催化作用的有机物，是在活细胞内产生的。
那么，人们是怎样通过活细胞获得这种酶并且在生产和生活中使用这些酶的呢？
这些都是通过酶工程来实现的。
所谓酶工程，就是在一定的生物反应器中，利用酶的催化作用，将相应的原料转化成有用物质的技术，而且酶工程是生物工程的核心，没有酶的作用，任何生物工程技术都不能实现。
概括地说，酶工程是由酶制剂的生产和应用两个方面组成的。
（一）酶制剂的生产
已知酶的种类大约有几千种，实际已被运用于工业生产的仅10余种，如已能够实现工业化大量生产的酶有淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、葡萄糖异构酶等，其中碱性蛋白酶用于加酶洗涤剂，占国际上酶销售额的首位，青霉素固化酶用于医疗，占世界用量第二位。
早期酶制剂主要来源于动植物材料，而今酶的主要来源是微生物。
酶制剂的生产包括酶的生产、提取、分离纯化和固定化。
1、酶的生产、提取和分离纯化
（1）酶的生产
酶普遍存在于动物、植物和微生物体内。
人们最早是从植物的器官和组织中提取酶的。
例如，从胰脏中提取蛋白酶，从麦芽中提取淀粉酶；现在，生产酶制剂所需要的酶大都来自微生物，这是因为同植物和动物相比，微生物具有容易培养、繁殖速度快和便于大规模生产等优点。
人们提供必要的条件，利用微生物发酵来生产酶。
（2）酶的提取和纯化
从微生物、动植物细胞中得到含有多种酶的提取液后，为了从提取液中获得所需要的某一种酶，必须将提取液中的其他物质分离，这就是酶的分离纯化。
经过分离纯化后的得到的酶，活性不能降低，因此，分离纯化必须在适宜的条件下进行。
人们多选择不同种类和浓度的有机溶剂，以沉淀不同的酶蛋白，达到分离纯化酶的目的。
2、酶的固定化
将分离纯化的酶制成酶制剂进行干燥处理，再适量加入相应的稳定剂和填充剂，制成粉状制剂，用它们来催化生化反应。
但其结果是酶制剂和产物混在一起，不能得到高纯度的产品；也很难让酶制剂进行重复使用。
怎么办呢？
科学家们想到了酶的固定化。
先将纯化的酶连接到一定的载体上（使酶固定化），使用时将被固定的酶投放到反应溶液中，催化反应结束后又能将被固定的酶回收。
固定化酶一般是呈膜状、颗粒状或粉状的酶制剂，它在一定的空间范围内使用，产品的纯度高，没有酶的而且酶制剂可反复使用，这种技术是1969年日本首先研制成功，现已方法应用到生产中的。
固定化酶同自由酶相比，具有以下优点：
其一是稳定性高；其二是酶可反复使用；其三是产物纯度高；其四是生产可连续化和自动化；其五是设备小型化以及可节约能源等。
我们知道，蔗糖几乎全部来源于甘蔗或甜菜，但是甘蔗和甜菜的种植范围都比较有限，因此，蔗糖的产量也就受到了影咱。
能不能利用淀粉来生产类似蔗糖的甜味剂呢？
科学家通过α-淀粉酶、糖化酶和将葡萄糖异构酶连接到离子交换树脂上，或者包埋在明胶中，制成的固定化葡萄糖异构酶，这种固定化酶可以用于使葡萄糖转化成甜度更高的高果糖浆。
一些发达国家高果糖浆的年产量现已达到几百万吨，高果糖浆在许多饮料的制造中已经逐渐替代了蔗糖。
3、固定化细胞
利用胞内酶制作固定化酶时，先要把细胞打碎，才能将里面的酶提取出来，这就增加了工序和成本。
人们设想直接固定那些含有所需胞内酶的细胞，并且就用这样的细胞来催化化学反应。
20世纪70年代，科学家研制成固定化细胞，并且用于生产。
例如，将酵母细胞吸附到多孔塑料的表面上或包埋在琼脂中，制成的固定化酵母菌细胞，可以用于酒类的发酵生产。
（二）酶制剂的应用
1、治疗疾病
胰岛素是治疗糖尿病的常用药品，这种蛋白质是胰脏中胰岛细胞分泌的一种激素，是由两条肽链组成，一条由21个氨基酸组成，称为A链；另一条由30个氨基酸组成，称为B链。
胰岛素是治疗糖尿病的。
由于糠尿病患者很多，胰岛素的需要量很大，所以许多糖尿病患者使用的曾是猪的胰岛素。
但是，猪胰岛素与人胰岛素在化学结构上有一处差别：
猪胰岛素B链上最后一个氨基酸是丙氨酸，人胰岛素B链上最后一个氨基酸是苏氨酸。
因此，用猪胰岛素治疗人的糖尿病，容易使一些患者产生免疫反应。
现在，科学家可利用酶，切下并移去猪胰岛素B链上的那个丙氨酸，然后接上一个苏氨酸。
这样，猪的胰岛素就魔术般地变成人的胰岛素了；
尿激酶可以用来活化人体内的溶纤维蛋白酶原，使溶纤维蛋白酶原转化为溶纤维蛋白酶，是治疗脑溢血、心肌梗塞、肺动脉阻塞等疾病引起的血栓所需要的药物，它是能利用培养哺乳动物细胞得到的唯一可以商业化的治疗剂。
但由尿或组织培养的产物中提取价格较高，1980年4月，科学家已经通过质粒DNA诱发大肠杆菌生产出尿激酶，为在工业上利用酶工程方法生产酶开辟了道路；
青霉素是人们经常使用的一种抗生素。
但是，多年的使用使得不少病原菌对青霉素产生了抗药性，为此，科学家一方面研制新的抗生素以替代青霉素，另一方面设法通过有关的酶制剂来改造青霉素的分子结构，进而研制出新型的青霉素。
青霉素的分子是由一个母核和一个侧链组成的。
科学家利用青霉素酰化酶，将母核和侧链水解开，然后，利用化学合成的方法，使青毒素的母核与其他的侧链连接，从而研制出氨苄青霉素等新型的青霉素。
现在，制药厂已经能够利用固定化青霉素酰化酶反应器，成批地生产用于合成氨苄青霉素等新型青霉素的母核了；
再如，溶菌酶可分解病原菌的细胞壁，具有明显的抗菌和消炎作用；溶纤维蛋白酶具有溶解患者血管内纤维蛋白凝块的作用，可以用来治疗血栓病。
2、产品加工
利用酶制剂生产一些产品，这一过程是在酶反器中进行的，酶反应器是指供酶制剂催化化学反应容器。
酶反应器分成多种，如具有固定化酶（或固定化细胞）的反应器叫做柱式酶反应器，柱式酶反应器是将含有底物的液体，以一定的速度连续不断地从一端注入装有固定化酶（或固定化细胞）的容器，在液体流经固定化酶（或固定化细胞）时，容器内就发生催化反应并且生成产物、含有产物的液体则连续不断地从容器的另一端流出。
同一般的化工容器一样，需要对酶反应器温度和pH等条件进行严格控制；不同的是，酶反应器必须进行无菌操作。
食品加工业方面。
酿酒厂和饮料厂利用果胶酶来澄清果酒和果汁，效果十分明显；又如，葡萄糖氧化酶可以除去密封饮料和罐头中的氧气、从而有效地防止饮料和食品氧化变质；再如，用木瓜蛋白酶制成的嫩肉粉，可以使肉丝、肉片等烹调后吃起来嫩滑可口；例如，支链淀粉酶是分解多糖类支链淀粉的酶，它能把胚芽转变为色泽较好的麦芽糖糖浆。
麦芽糖的甜味没有葡萄糖浓，但很适口，且容易发酵、粘度大、溶解度大，用其制作糖果可以防止遇热变色，用于冰激凌可以防止产生砂糖结晶。
日常生活方面。
照相业由于采用了酶技术使照相材料发生了很大变革；家庭用的洗衣粉里加了一些酶，它能够分解某些蛋白质等物质，使衣服上的血迹、汗渍等容易洗掉。
但是，由于这些酶比较脆弱，在漂白剂一同起作用下很容易被破坏，然而酶工程可以解决这一技术难题。
目前，市场上己经出现了能够和漂白剂一同起作用的去污酶洗衣粉。
科学家通过对去污酶结构上的两个氨基酸进行修改，提高了这种酶的抵抗力。
化学工业方面酶制剂也得到了广泛应用，在塑料工业与合成纤维工业中，已经可以用酶制剂催化氢化链烯的生产；
其他方面，一些纺织原料也可以利用酶制剂进行加工。
例如，天然蚕丝（指家蚕吐出的蚕丝）的外表有一层丝胶，丝胶直接影响天然蚕丝的使用。
过去，人们只能在高温条件下用碱性物质脱去天然蚕丝上的丝胶。
现在，人们可以在温和的条件下，利用蛋白酶对天然蚕丝进行脱胶，脱胶后的蚕丝具有鲜亮的色泽和柔滑的手感。
3、化验诊断和水质监测
根据葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下形成葡萄糖酸和过氧化氢，过氧化氢在过氧化氢酶的催化作用下形成水和原子氧，而氧原子可以将某种无色的化合物氧化成有色的化合物，人们根据这个原理，将上述两种酶和无色的化合物固定在纸条上，制成测试尿糖含量的酶试纸，当它与尿液相遇时，依据尿液中葡萄糖含量由少到多而呈现出浅蓝、浅绿、棕或深棕色，这样糖尿病人就可以方便地为自己化验尿糖的情况了。
科学家根据同一原理，还研制出能够化验血糖数值的血糖快速测试仪，具有灵敏度高和速度快等优点。
酚是一类对人体有害的化合物，经常通过炼油和炼焦等工厂的废水排放到河流和湖泊中，科学家利用固定化多酚氧化酶研制成多酚氧化酶传感器，可快速测定出水中质量分数仅有2×10—7的酚。
4、用于生物工程其他分支领域
基因工程离不开内切酶和连接酶；植物体细胞杂交制备原生质体时，需要纤维素酶，人们把它们称为生物工程的工具酶，而这些酶可由酶工程得到。
1淀粉酶。
淀粉酶是能够分解淀粉糖苷键的一类酶的总称，包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶。
α-淀粉酶又称淀粉1，4-糊精酶，能够切开淀粉链内部的α-1，4-糖苷键，将淀粉水解为麦芽糖、含有6个葡萄糖单位的寡糖和带有支链的寡糖。
生产此酶的微生物主要有枯草杆菌、黑曲霉、米曲霉和根霉。
β-淀粉酶又称淀粉1，4-麦芽糖苷酶，能够从淀粉分子非还原性末端切开1，4-糖苷键，生成麦芽糖。
此酶作用于淀粉的产物是麦芽糖与极限糊精。
此酶主要由曲霉、根霉和内孢霉产生。
糖化酶又称淀粉α-1，4-葡萄糖苷酶，此酶作用于淀粉分子的非还原性末端，以葡萄糖为单位，依次作用于淀粉分子中的α-1，4-糖苷键，生成葡萄糖。
此酶作用于支链淀粉后的产物有葡萄糖和带有α-1，6-糖苷键的寡糖；作用于直链淀粉后的产物几乎全部是葡萄糖。
此酶产生菌主要是黑曲霉（左美曲霉、泡盛曲霉）、根霉（雪白根酶、德氏根霉）、拟内孢霉、红曲霉。
异淀粉酶又称淀粉α-1，6-葡萄糖苷酶、分枝酶，此酶作用于枝链淀粉分子分枝点处的α-1，6-糖苷键，将枝链淀粉的整个侧链切下变成直链淀粉。
此酶产生菌主要是嫌气杆菌、芽孢杆菌及某些假单孢杆菌等细菌。
2蛋白酶。
蛋白酶系催化分解蛋白质肽键的一群酶的总称，它作用于蛋白质，将其分解为蛋白胨、多肽及游离氨基酸。
此酶种类繁多，广泛存在于所有生物体内，按其来源可分为植物蛋白酶、动物蛋白酶、微生物蛋白酶（又可分为细菌蛋白酶、放线菌蛋白酶、霉菌蛋白酶等）；按其作用形式可分为肽链内切酶、肽链外切酶；按所产蛋白酶性能分为酸性蛋白酶、霉菌蛋白酶酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶。
酸性蛋白酶（最适pH=2～5）产生菌主要是黑曲霉、米曲霉、根霉、微小毛霉、似青霉、青霉、血红色螺孔菌等的某些种；中性蛋白酶（最适pH=7～8）产生菌主要是枯草杆菌、巨大芽孢杆菌、腊状芽孢杆菌、米曲霉、栖土曲霉、灰色链霉菌、微白色链霉菌、耐热性解蛋白质杆菌等；碱性蛋白酶（最适pH=9～11）主要产生菌为枯草杆菌、腊状芽孢杆菌、米曲霉、栖土曲霉、灰色链霉菌、镰刀菌等。
微生物产生的蛋白酶大多是几种酶的混合物，只不过是主次之分而已。
另外，改变培养基的组成或者菌种经诱变，可以改变产酶的性能，例如，据报道，黑曲霉的变株可生产碱性蛋白酶，米曲霉的变株可生产酸性蛋白酶。
3纤维素酶。
纤维素酶是降解纤维素β-1，4-葡萄糖苷键的一类酶的总称，因此纤维素酶又有纤维素酶复合物之称。
通常认为主要包括C1酶、CX酶和β-葡萄糖苷酶。
C1酶主要作用天然纤维素，将其转变成水合非结晶纤维素；CX酶又可分为CX1酶和CX2酶，CX1酶是内断型纤维素酶，它从水合非结晶纤维素分子内部作用于β-1，4-糖苷键，生成纤维糊精和纤维二糖，CX2酶为外断型纤维素酶，它从水合非结晶纤维素分子的非还原性末端作用于β-葡萄糖苷酶又称纤维二糖酶，它作用于纤维二糖，生成葡萄糖。
这些酶协同作用可将纤维素彻底降解为还原糖-葡萄糖。
纤维素酶可破解富含纤维的细胞壁，使其包含的蛋白质、淀粉等营养物质释放出来并加以利用，同时又可将纤维降解为可被畜禽机体消化吸收的还原糖，从而提高饲料利用率。
产生纤维素酶的微生物研究较多的是真菌，对细菌和放线菌研究很少。
当前用来生产纤维素酶的微生物主要是木菌、黑曲霉
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