20世纪50年代，厄尔（Earle）等人开始进行病毒疫苗的细胞培养，揭开了动物细胞培养的序幕。这使细菌培养得到迅速发展，这一技术现在已经广泛应用于疫苗、激素、多肽药物、单克隆抗体、酶、皮肤、人体组织和器官的生产。1902年，哈勃兰德（Haberlandt）首次提出分离植物单细胞并将其培养成植株的设想。这个设想早已实现，并且人类能够通过植物细胞培养获得400多种所需的物质。现在植物细胞培养技术主要用于色素、药物、香精、酶等次级代谢产物的生产。

所谓动植物细胞培养产酶，就是通过特定技术获得优良动植物细胞，在人工控制条件的反应器中进行培养，以获取所需产物——酶的过程。同微生物发酵相比，动植物细胞培养有一些显著的特殊性，应在培养过程中给予重视：①动植物细胞比微生物细胞大得多，体积为微生物的几千倍；②动植物细胞均对剪切力敏感，其中动物细胞因为没有细胞壁，对剪切力更为敏感；③动植物细胞的生长速率比微生物低，故生长倍增时间和发酵周期均较微生物长；④动物细胞的营养要求比微生物和植物都复杂，往往需要添加血清和其他营养成分。

（一）植物细胞培养产酶

植物为人类提供了大量的色素、香精、药物和酶等，目前这些物质几乎都是通过提取分离获得，但由于植物的栽培和生长受地理环境和气候等条件的影响较大，这种方法很受原料的限制。相比较而言，植物细胞培养法有如下优势：产率高；周期短，如获取木瓜蛋白酶，木瓜从发芽到收获需8个月，而发酵周期仅为10～30d；易于管理，劳动强度低；产品质量高，这是由于目标产物浓度高，而且处于可控条件下，从而免受农药和微生物的污染。目前，通过植物细胞培养生产酶的主要条件如下所述。

1.一般工艺过程

一般工艺过程包括外植体准备、细胞获取、细胞培养、分离纯化、获得产物。外植体是指从植株取出一小片段（包括根、茎、叶、芽、花、果实、种子等），经过预处理后，用于植物组织培养和细胞培养。

从外植体中获得细胞，可以采用机械法或酶法直接分离，也可通过愈伤组织诱导法或原生质体再生法得到一定体积的小细胞团或单细胞悬浮液。将获得的植物细胞在无菌条件下，转入新鲜培养基，在人工控制条件的生物反应器中，进行细胞悬浮培养，并获得所需的酶。培养完毕后，将细胞从培养液中分离，再利用生化分离手段将培养液中的酶分离纯化。

2.工艺条件的控制

培养基：植物细胞对培养基的要求与微生物有较大差别，植物细胞需要大量无机盐，除了P、S、K、Ca、Mg等大量元素外，还需要Ba、Mn、Zn、Mo、Cu、Co、I等微量元素；需要多种维生素和植物激素，如硫胺素、吡哆素、烟酸、肌醇以及激动素等；植物细胞要求的氮源一般为无机氮源，如硝酸盐和铵盐；植物细胞多以蔗糖为碳源。

温度和pH：植物细胞一般选用室温（25℃左右）培养。有些植物细胞的最适生长温度和最适发酵温度有所差别。至于pH，一般在微酸性范围，即pH为5～6。

搅拌：植物细胞代谢较慢，需氧量小，而且过多的氧气反而带来不良影响，对剪切力敏感，所以通风和搅拌不能太强烈。

刺激剂的应用：在培养基中常添加适当的刺激剂，常用的有微生物细胞壁碎片和胞外酶，可以有效地提高某些产物的积累量。(www.daowen.com)

植物细胞培养不受地理环境和气候条件等的影响，具有生产周期短、产率高、产品安全性高等优点，已经发展成为生物工程研究和开发的重要手段，尤其适合用于一些药物用蛋白质或酶的制备。如研究人员选育了优良的木瓜细胞、胡萝卜细胞、八戟天细胞和银杏细胞等植物细胞，分别用于木瓜蛋白酶、木瓜凝乳酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶等药用酶的生产制备。

（二）动物细胞培养产酶

1.一般工艺过程

动物细胞培养包括两种培养方法，一类是来自血液、淋巴组织的细胞、肿瘤细胞和杂交瘤细胞等，采用悬浮培养；另一类是来自复杂器官的细胞，具有锚地依赖性，必须依附在固体或半固体表面才能生长和进行正常的代谢。这类细胞必须采用贴壁培养，例如采用滚瓶培养系统和微载体系统。而固定化细胞培养既适用于锚地依赖性细胞，又适用于非锚地依赖性细胞。

2.工艺条件的控制

温度：不同种类的动物细胞对温度要求不同，如哺乳动物细胞的最适温度为37℃，鸡细胞为39～42℃，昆虫类细胞为25～28℃，鱼类细胞为20～26℃。一般来讲，细胞对低温的耐受力强于对高温的耐受力。

pH：大多数动物细胞最适pH为7.2～7.4，pH低于6.8或高于7.6时，细胞停止生长，甚至死亡。通常在培养基中加入一定浓度的磷酸缓冲液，用于防止培养过程中代谢产物造成pH的变化。

溶氧：不同种类的动物细胞，或处于不同生长阶段的同种细胞，对溶解氧的要求不同。应根据具体情况，随时对溶氧加以监测和调节控制。

渗透压：培养液的渗透压应与动物细胞内的渗透压处于等渗状态，一般控制在700～850kPa。

目前采用动物细胞产酶的研究报道相对较少，且主要以固定化方式为主。动物细胞只有吸附和包埋法较为成功。其中动物细胞微囊化法用得最多，主要采用聚赖氨酸/海藻酸（PLL/ALG）包埋，细胞生长密度可达10⁸～10⁹个/mL。微囊化细胞主要用于生产一些药物酶或蛋白质，如单克隆抗体、干扰素、组织纤溶酶原激活剂（TPA）白细胞介素、胰岛素生长因子和乙肝病毒表面抗原等，未来将有一大批具有生物活性的蛋白质或酶可依靠固定化动物细胞在生物体外大规模合成。