spContent=酶工程（Enzyme Engineering）就是指将酶所具有的生物催化作用，借助工程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。酶工程是随着酶学研究迅速发展，特别是酶的应用推广使酶学和工程学相互渗透结合、发展而成的一门新的技术科学，是酶学、微生物学的基本原理与化学工程相结合而产生的交叉科学技术，旨在通过酶的动力学特性分析、酶反应器的设计，使酶能够在工业上发挥其独特、重要的作用。概括地说，酶工程是由酶制剂的生产和应用两方面组成的。酶工程的重点在于通过有效获取酶、改造酶，并利用酶的催化特性，定向加速自然环境和人工环境的物质化学反应。酶的应用已遍及工业、农业、医药业、环境保护、能源开发、化学分析以及生命科学理论研究等领域。
酶工程（Enzyme Engineering）就是指将酶所具有的生物催化作用，借助工程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。酶工程是随着酶学研究迅速发展，特别是酶的应用推广使酶学和工程学相互渗透结合、发展而成的一门新的技术科学，是酶学、微生物学的基本原理与化学工程相结合而产生的交叉科学技术，旨在通过酶的动力学特性分析、酶反应器的设计，使酶能够在工业上发挥其独特、重要的作用。概括地说，酶工程是由酶制剂的生产和应用两方面组成的。酶工程的重点在于通过有效获取酶、改造酶，并利用酶的催化特性，定向加速自然环境和人工环境的物质化学反应。酶的应用已遍及工业、农业、医药业、环境保护、能源开发、化学分析以及生命科学理论研究等领域。
—— 课程团队
课程概述
通过本课程的学习，要求学生较全面了解酶学与酶工程的具体内容，掌握酶工程的基本理论，解决酶工程产业化过程中出现的主要问题；理解并掌握酶分析方法和技术、化学酶工程和生物酶工程的相关内容，特别是固定化酶的生产技术和应用。学会综合运用所学的基本理论知识和技术来解决一些与生产相关的实际问题，并为从事新产品和新工艺的研究与开发奠定应有的理论基础。
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授课目标
（一）基本理论知识
通过本课程学习要求学生了解酶的催化特性、作用机理、酶促反应的动力学等相关基础理论，理解酶的分离纯化方案设计、酶的化学修饰和固定化以及生物酶工程的基本操作，从而能根据需要改良酶和设计酶。
（二）基本技能
了解常见酶活性的测定方法与环境条件对酶活性的影响；初步掌握酶的分离纯化技术；掌握酶固定化方法和技术。并在教师指导下，能设计和组合实验内容，并运用所学知识对实验结果作出综合判断分析和解释。
（三）基本素质
培养对科学工作的严谨态度、严密的科学方法和严格的科学作风；树立辩证唯物主义的观点和实事求是的作风；具有爱国主义的思想、良好的职业道德及为生命科学献身的精神。
（四）课程思政
酶工程作为生物技术领域的四大工程之一，在生命科学研究中扮演着非常重要的角色， 因此首先要求学生要学好本课程的基本理论知识，用扎实的理论基础武装自己，才能在未来社会的发展中实现自己的人生价值，才能为祖国的建设增砖添瓦。同时围绕目前学科的发展现状，引导学生树立更高的职业愿景和甘于奉献的精神，力争让我国的酶工程研究及应用走在世界的前列。其次围绕每章中的知识要点，课程组通过构思不同的思政元素，让学生在学习的过程中建立正确的思想体系，激发新时代青年敢于担当、勇于进取的精神风貌。
成绩 要求
考试成绩包括平时成绩（30%），实验成绩（20%）和期末考试成绩（50%）。平时成绩包括课堂表现，雨课堂测试和在线学习；其中在线学习包括线上视频学习时长，在线讨论，在线测试和在线考试四部分
课程大纲
绪论
课时目标：1.掌握 酶的催化特点及影响酶活性的因素。2.熟悉 酶活力测定方法及酶反应动力学。3.了解 酶的研究简史及酶与酶工程研究的意义。
1.重点阐述
（1）酶催化作用的特点(酶催化作用的专一性、酶催化作用的效率高、酶催化作用的条件温和)；
（2）影响酶催化作用的因素（底物浓度的影响、酶浓度的影响、温度的影响、pH值的影响、抑制剂的影响、激活剂的影响）。
（3）酶活力测定的方法（终止法、连续反应法）；
（4）酶反应动力学（米氏方程、米氏方程的意义、相关动力学常数的推论）。
2.详细讲解 酶的基本概念及酶工程的终极目标。
3.一般介绍
（1）酶与酶工程的发展历史；
（2）酶工程与蛋白质工程、基因工程及发酵工程的联系。
微生物发酵产酶
课时目标：1.掌握（1）酶生物合成的调节机制；（2）培养基和培养条件对产酶微生物的影响。2.熟悉（1）常用的产酶微生物；（2）发酵工艺条件及其控制。3.了解 酶发酵动力学。
1.重点阐述
（1）酶生物合成的基本理论（乳糖操纵子学说、色氨酸操纵子学说、酶生物合成的诱导及阻遏作用）
（2）培养基和培养条件对产酶微生物的影响（培养及成分对产酶的影响、培养条件对产酶的影响及其调节）。
2.详细讲解
（1）常用的产酶微生物（细菌、放线菌、霉菌、酵母）；
（2）细胞活化与扩大培养；
（3）发酵方法；
（4）提高产酶的措施。
3.一般介绍
（1）酶生物合成的模式；
（2）细胞生长动力学；
（3）产酶动力学。
酶的提取与分离纯化
课时目标：1.掌握 酶的分离纯化方法及其原理。2.熟悉 产酶发酵液的预处理过程。3.了解 酶提取分离技术路线。
1.重点阐述
（1）过滤与膜分离方法（非膜过滤、膜分离技术）；
（2）电泳分离的方法（纸电泳、薄层电泳、薄膜电泳、凝胶电泳、等电点聚焦电泳）；
（3）萃取分离的方法（有机溶剂萃取、双水相萃取、超临界萃取、反胶束萃取）；
（4）结晶方法（盐析结晶法、有机溶剂结晶法、透析平衡结晶法、等电点结晶法）；
（5）酶浓缩与干燥的方法。
2.详细讲解
（1）机械破碎法；
（2）物理破碎法；
（3）化学破碎法；
（4）酶促破碎法；
（5）酶提取的方法及影响酶提取的因素。
3.一般介绍
（1）离心机的选择；
（2）离心方法的选用；
（3）离心条件的确定；
（4）沉淀分离的方法（盐析沉淀法、等电点沉淀法、有机溶剂沉淀法、复合沉淀法、选择性变性沉淀法）；
（5）层析分离方法（吸附层析、分配层析、离子交换层析、凝胶层析、亲和层析、层析聚焦）。
酶分子修饰
课时目标：1.掌握（1）酶化学修饰的原理及方法；（2）模拟酶的酶学基础和化学基础；（3）抗体酶的催化反应类型及制备方法；（4）分子印迹技术的分类和印迹聚合物的制备方法。2.熟悉 模拟酶、抗体酶、分子印迹酶的理论基础。3.了解 模拟酶、抗体酶、分子印迹酶的应用。
1.重点阐述
（1）酶化学修饰的原理、方法及修饰剂；
（2）修饰酶的性质。
2.详细讲解
（1）酶分子的侧链基团修饰（氨基修饰、羧基修饰、巯基修饰、胍基修饰、酚基修饰、咪唑基修饰、吲哚基修饰、分子内交联修饰）；
（2）肽链有限水解修饰；
（3）核苷酸链剪切修饰；
（4）氨基酸置换修饰的作用及方法；
（5）核苷酸置换修饰；
（6）酶分子的物理修饰。
3.一般介绍
（1）模拟酶的分类及特点；
（2）抗体酶的研究背景及应用前景；
（3）印迹分子在分子印迹酶中的作用。
酶固定化
课时目标：1.掌握 固定化酶的概念及固定化方法。2.熟悉 细胞固定化、原生质体固定化的特点。3.了解 酶固定化对酶基本性质的影响及辅因子的固定化方法。
1.重点阐述
（1）酶的固定化方法(吸附法、结合法、交联法、包埋法)；
（2）固定化酶的特性；
（3）固定化酶的应用。
2.详细讲解
（1）细胞固定化的方法；
（2）微生物细胞固定化；
（3）植物细胞固定化；
（4）动物细胞固定化。
3.一般介绍:
（1）原生质体的制备；
（2）原生质体固定化；
（3）固定化原生质体的特点；
（4）固定化原生质体的应用。
酶的非水相催化
课时目标：1.掌握（1）酶在有机介质中的催化特性；（2）有机介质中酶催化反应的条件及其控制。2.熟悉（1）酶非水相催化的研究概况；（2）有机介质中水和有机溶剂对酶催化反应的影响。3.了解 有机介质中酶催化反应的类型。
1.重点阐述
（1）酶在有机介质中的催化特性（底物专一性、对映体选择性、区域选择性、键选择性、热稳定性、pH值特性）；
（2）有机介质中酶催化反应的条件及其控制（有机介质中酶催化反应的类型、酶的选择、底物的选择和浓度控制、有机溶剂的选择、水含量的控制、温度控制、pH值的控制）。
2.详细讲解
（1）有机介质中的酶催化；
（2）气相介质中的酶催化；
（3）超临界流体介质中的酶催化；
（4）离子液介质中的酶催化；
（5）有机介质中水和有机溶剂对酶催化反应的影响。
3.一般介绍
（1）手性药物的拆分；
（2）手性高分子聚合物的制备；
（3）酚树脂的合成；
（4）导电有机聚合物的合成；
（5）发光有机聚合物的合成；
（6）食品添加剂的生产；
（7）生物柴油的生产；
（8）多肽的合成；
（9）甾体转化。
酶反应器
课时目标：1.掌握 酶反应器的类型。2.熟悉（1）酶反应器的选择；（2）酶反应器的设计；（3）酶反应器的操作。3.了解 酶传感器的原理。
1.重点阐述
（1）搅拌罐式反应器；
（2）填充床式反应器；
（3）流化床反应器；
（4）鼓泡式反应器；
（5）膜反应器；
（6）喷射式反应器。
2.详细讲解
（1）根据酶的应用形式选择反应器；
（2）根据酶反应动力学性质选择反应器；
（3）根据底物或产物的理化性质选择反应器；
（4）确定酶反应器的类型；
（5）确定酶反应器的制造材料；
（6）进行热量衡算；
（7）进行物料衡算。
（8）酶反应器操作条件的确定及其调控；
（9）酶反应器操作的注意事项。
3.一般介绍
（1）酶反应器的操作；
（2）生物传感器的基本概念及分类；
（3）酶传感器的分类及应用。
酶的应用
课时目标：1. 熟悉 酶在医药、食品、轻工、化工、环境保护各方面的应用。2.了解 酶在生物技术领域的应用。
1.重点阐述
（1）酶在医药方面的应用（酶在疾病诊断方面的应用、酶在疾病治疗方面的应用、酶在药物制造方面的应用）；
（2）酶在食品方面的应用（酶在食品保鲜方面的应用、酶在食品生产方面的应用、酶在食品添加剂生产方面的应用、酶在改善食品的品质和风味方面的应用）；
（3）酶在轻工、化工方面的应用（酶在原料处理方面的应用、酶在轻工、化工产品制造方面的应用、加酶增强产品的使用效果）；
（4）酶在环境保护方面的应用（酶在环境监测方面的应用、酶在废水处理方面的应用、酶在可生物降解材料开发方面的应用）。
2.详细讲解
（1）酶在除去细胞壁方面的应用；
（2）酶在大分子切割方面的应用；
（3）酶在分子拼接方面的应用。
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预备知识
- 具备较扎实的专业知识储备，前期学习了生物化学、微生物学、发酵工程等课程；
- 能够了解常见酶活性的测定方法与环境条件对酶活性的影响；初步掌握酶的分离纯化技术；
- 在教师指导下，能设计和组合实验内容，并运用所学知识对实验结果作出综合判断分析和解释。
参考资料
教 材：《酶工程》，韩双艳，郭勇主编，科学出版社，2024年1月，第五版
参考书：《酶工程原理与技术》，林影主编，高等教育出版社，2017年2月，第三版
《酶工程实验指导》，王君主编，化学工业出版社，2018年6月，第一版
常见问题
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