簡述酶精練的原理和工藝步驟,分析其在工業中的應用前景
作者:化工綜合網發布時間:2024-06-06分類:膠粘劑瀏覽:122
一、簡述酶精練的原理和工藝步驟,分析其在工業中的應用前景
酶工程(Enzyme Engineering))又稱為酶技術。隨著酶學研究的迅速發展,特別是酶應用的推廣,使酶學基本原理與化學工程相結合,從而形成了酶工程.酶工程是酶制劑的大批量生產和應用的技術。它從應用的目的出發,將酶學理論與化學工程相結合研究酶,并在一定的反應裝置中利用酶的催化特性,將原料轉化為產物的一門新技術,就酶工程本身的發展來說,包括下列主要內容:
2.1酶的產生
酶制劑的來源,有微生物、動物和植物,但是,主要的來源是微生物。由于微生物比動植物具有更多的優點,因此, —般選用優良的產酶菌株,通過發酵來產生酶。為了提高發酵液中的酶濃度,選育優良菌株、研制基因工程菌、優化發酵條件。工業生產需要特殊性能的新型酶,如耐高溫的α—淀粉酶、耐堿性的蛋白酶和脂肪酶等,因此,需要研究、開發生產特殊性能新型酶的菌株。
2. 2 酶的制備
酶的分離提純技術是當前生物技術“后處理工藝”的核心。采用各種分離提純技術,從微生物細胞及其發酵液,或動、植物細胞及其培養液中分離提純酶,制成高活性的不同純度的酶制劑,為了使酶制劑更廣泛地應用于國民經濟各個方面,必須提高酶制劑的活性、純度和收率,需要研究新的分離提純技術。
2. 3 酶和細胞固定化
酶和細胞固定化研究是酶工程的中心任務。為了提高酶的穩定性,重復使用酶制劑,擴大酶制劑的應用范圍,采用各種固定化方法對酶進行固定化,制備了固定化酶,如固定化葡萄糖異構酶、固定化氨基酰化酶等,測定固定化酶的各種性
質,并對固定化酶作各方面的應用與開發研究。目前固定化酶仍具有強大的生命力。它受到生物化學、化學工程、微生物、高分子、醫學等各領域的高度重視。
固定化細胞是在固定化酶的基礎發發展起來的。用各種固定化方法對微生物細胞、動物細胞和植物細胞進行固定化,制成各種固定化生物細胞.研究固定化細胞的酶學性質,特別是動力學性質,研究與開發固定化細胞在各方面的應用,是當今酶工程的一個熱門課題。
固定化技術是酶技術現代化的一個重要里程碑,是克服天然酶在工業應用方面的不足之處,而又發揮酶反應特點的突破性技術。可以說沒有固定化技術的開發,就沒有現代的酶技術。
2.4.酶分子改造
又稱為酶分子修飾。為了提高酶的穩定性,降低抗原性,延長藥用菌在機體內的半衰期,采用各種修飾方法對酶分子結構進行改造,以便創造出天然酶所不具備的某些優良特性(如較高的穩定性、無抗原性、抗蛋白酶水解等),甚至于創造出新的酶活性,擴大酶的應用,從而提高酶的應用價值,達到較大的經濟效益和社會效益。
酶分子改造可以從兩個方面進行:
(1)用蛋白質工程技術對酶分子結構基因進行改造,期望獲得一級結構和空間結構較為合理的具有優良特性、高活性的新酶(突變酶)。
(2)用化學法或酶法改造酶蛋白的一級結構,或者用化學修飾法對酶分子中側鏈基團進行化學修飾.以便改變酶學性質。這類酶在酶學基礎研究上和醫藥上特別有用。
二、怎樣補充脂肪分解酶,什么是脂肪分解酶
病情分析:也稱脂肪酶,即三酰基甘油酰基水解酶,它催化天然底物油脂水解,生成脂肪酸、甘油和甘油單酯或二酯。脂肪酶基本組成單位僅為氨基酸,通常只有一條多肽鏈。它的催化活性僅僅決定于它的蛋白質結構。
意見建議:脂肪溶解酶的本質是蛋白質,吃進去首先到胃部,胃里有蛋白酶,就會將其分解,根本起不到作用。靜脈注射也不行,內環境(血漿、組織液、淋巴液)中不該有酶,更不該有脂肪溶解酶。
三、酶工程在食品中的應用,要論文
酶作為一種生物催化劑,已廣泛地應用于輕工業的各個生產領域。近幾十年來,隨著酶工程不斷的技術性突破,在工業、農業、醫藥衛生、能源開發及環境工程等方面的應用越來越廣泛。
—、食品加工中的應用
酶在食品工業中最大的用途是淀粉加工,其次是乳品加工、果汁加工、烘烤食品及啤酒發酵。與之有關的各種酶如淀粉酶、葡萄糖異構酶、乳糖酶、凝乳酶、蛋白酶等占酶制劑市場的一半以上。
目前,幫助和促進食物消化的酶成為食品市場發展的主要方向,包括促進蛋白質消化的酶(菠蘿蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶等),促進纖維素消化的酶(纖維素酶、聚糖酶等),促進乳糖消化的酶(乳糖酶)和促進脂肪消化的酶(脂肪酶、酯酶)等。
二、輕化工業中的應用
酶工程在輕化工業中的用途主要包括:洗滌劑制造(增強去垢能力)、毛皮工業、明膠制造、膠原纖維制造(粘接劑)牙膏和化妝品的生產、造紙、感光材料生產、廢水廢物處理和飼料加工等。
三、醫藥上的應用
重組DNA技術促進了各種有醫療價值的酶的大規模生產。用于臨床的各類酶品種逐漸增加。酶除了用作常規治療外,還可作為醫學工程的某些組成部分而發揮醫療作用。如在體外循環裝置中,利用酶清除血液廢物,防止血栓形成和體內酶控藥物釋放系統等。另外,酶作為臨床體外檢測試劑,可以快速、靈敏、準確地測定體內某些代謝產物,也將是酶在醫療上一個重要的應用。
四、能源開發上趵應用
在全世界開發新型能源的大趨勢下,利用微生物或酶工程技術從生物體中生產燃料也是人們正在探尋的一條新路。例如,利用植物、農作物、林業產物廢物中的纖維素、半纖維素、木質素、淀粉等原料,制造氫、甲烷等氣體燃料以及乙醇和甲醇等液體燃料。另外,在石油資源的開發中,利用微生物作為石油勘探、二次采油、石油精煉等手段也是近年來國內外普遍關注的課題。
五、環境工程上的應用
在科學技術高度發展的同時,環境凈化尤其是工業廢水和生活污水的凈化,作為保護自然的一項措施,具有十分重要的意義。
在現有的廢水凈化方法中,生物凈化常常是成本最低而最可行的。微生物的新陳代謝過程,可以利用廢水中的某些有機物質作為所需的營養來源。因此利用微生物體中酶的作用,可以將廢水中的有機物質轉變成可利用的小分子物質,同時達到凈化廢水的目的。人們利用基因工程技術創造高效菌種,并利用固定化活微生物細胞等方法,在廢水處理及環境保護工作中取得了顯著的成效。
另外,生物傳感器的出現為環境監測的連續化和自動化提供了可能,降低了環境監測的成本,加強了環境監督的力度。
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