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酶在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用詳解演示文稿第一頁(yè),共五十八頁(yè)。(優(yōu)選)酶在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用第二頁(yè),共五十八頁(yè)。酶在食品保鮮方面的應(yīng)用
酶法保鮮技術(shù)是利用酶的催化作用,防止或消除各種外界因素對(duì)食品產(chǎn)生的不良影響,從而保持食品原有的優(yōu)良品質(zhì)和風(fēng)味特色的技術(shù)。隨著人們對(duì)食品各方面的要求不斷提高和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,酶法保鮮技術(shù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注和歡迎,并被廣泛地應(yīng)用于各種食品的保鮮。第三頁(yè),共五十八頁(yè)。食品的滅菌保鮮
微生物的污染會(huì)引起食品的變質(zhì)、腐敗,防止微生物的污染是食品保鮮的主要任務(wù)。殺滅微生物的方法有很多,常用的物理和化學(xué)方法極易引起食品品質(zhì)的改變,而且添加大量的防腐劑還可能對(duì)人體健康帶來(lái)不良的影響。
采用溶菌酶進(jìn)行食品保鮮,不但效果好,而且不存在食品安全問(wèn)題。第四頁(yè),共五十八頁(yè)。
溶菌酶是一種專門(mén)作用于細(xì)菌細(xì)胞壁的水解酶,又稱細(xì)胞壁溶解酶。它專一地作用于細(xì)菌細(xì)胞壁中的肽多糖分子中N-乙酰胞壁酸與N-乙酰氨基葡萄糖之間的β-1,4糖苷鍵,催化細(xì)胞壁中的肽多糖水解,從而破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁,使細(xì)菌溶解死亡。第五頁(yè),共五十八頁(yè)。溶菌酶在食品保鮮方面的應(yīng)用第六頁(yè),共五十八頁(yè)。酶在淀粉類(lèi)食品生產(chǎn)方面的應(yīng)用
在淀粉類(lèi)食品的加工中,主要用酶有淀粉酶、淀粉酶、葡萄糖淀粉酶(糖化酶)、支鏈淀粉酶、異淀粉酶、葡萄糖異構(gòu)酶等。第七頁(yè),共五十八頁(yè)。酶在蛋白類(lèi)食品生產(chǎn)方面的應(yīng)用
蛋白質(zhì)是食品的主要營(yíng)養(yǎng)成分之一,以蛋白質(zhì)為主要成分或以蛋白質(zhì)為主要原料加工而成的食品稱為蛋白質(zhì)類(lèi)食品。如乳制品、肉制品、蛋制品和魚(yú)制品等。在蛋白質(zhì)類(lèi)食品的生產(chǎn)過(guò)程中,主要使用的酶是各種蛋白酶,此外也使用乳糖酶和其他一些酶。第八頁(yè),共五十八頁(yè)。
蛋白酶(Proteinases)是一類(lèi)催化蛋白質(zhì)水解的酶。根據(jù)其來(lái)源的不同,可分為動(dòng)物蛋白酶,如胰蛋白酶、胃蛋白酶等;植物蛋白酶,如木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶等;以及微生物蛋白酶,如枯草桿菌蛋白酶、黑曲霉蛋白酶等。
在蛋白類(lèi)食品的生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的蛋白酶和乳糖酶,主要是用其進(jìn)行蛋白水解產(chǎn)物、氨基酸、明膠、干酪的生產(chǎn),肉類(lèi)的嫩化,低乳糖奶的生產(chǎn)等。第九頁(yè),共五十八頁(yè)。酶在果蔬類(lèi)食品生產(chǎn)方面的應(yīng)用
果蔬類(lèi)食品是指以各種水果或蔬菜為主要原料加工而成的食品。在果蔬類(lèi)食品的生產(chǎn)過(guò)程中,為了提高產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量,常常加入各種酶。常用的有果膠酶、柚苷酶、橙皮苷酶、花青素酶等,主要用于果汁、果酒、果凍、果蔬罐頭等的生產(chǎn)。第十頁(yè),共五十八頁(yè)。酶在果蔬類(lèi)食品生產(chǎn)方面的應(yīng)用1、酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用2、酶在果酒生產(chǎn)中的應(yīng)用3、酶在低糖果凍生產(chǎn)中的應(yīng)用4、柑橘制品去除苦味5、柑橘罐頭防止產(chǎn)生白色渾濁6、果蔬制品的脫色第十一頁(yè),共五十八頁(yè)。酶在食品添加劑生產(chǎn)中的應(yīng)用
食品添加劑是指為改善食品品質(zhì)和色、香、味,以及為防腐和加工工藝需要而加入食品中的化學(xué)合成或天然物質(zhì)。
食品添加劑的生產(chǎn)可以采用提取分離法、微生物發(fā)酵法、酶催化合成法和化學(xué)合成法等。由于酶具有催化效率高、專一性強(qiáng)和作用條件溫和等特點(diǎn),隨著酶工程的發(fā)展,作為高效、安全的生物催化劑,酶在食品添加劑的生產(chǎn)中已經(jīng)較為廣泛地得到應(yīng)用。第十二頁(yè),共五十八頁(yè)。酶在酸味劑生產(chǎn)中的應(yīng)用
常用的酸味劑一般分為無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸。食品中常用的無(wú)機(jī)酸為磷酸和己二酸,有機(jī)酸為檸檬酸、酒石酸、蘋(píng)果酸、乳酸、醋酸等。有機(jī)酸一般是采用提取法、發(fā)酵法和化學(xué)合成法制得。近期酶法合成的研究逐漸增多,主要集中在乳酸、蘋(píng)果酸、葡萄糖酸及一些新的酸味劑上。第十三頁(yè),共五十八頁(yè)。酶在增味劑生產(chǎn)中的應(yīng)用
食品增味劑或稱食品風(fēng)味增強(qiáng)劑,是指補(bǔ)充或增強(qiáng)食品原有風(fēng)味的一類(lèi)物質(zhì),通常又稱為鮮味劑。鮮味是食品物質(zhì)刺激人們的味覺(jué)器官而產(chǎn)生的一種鮮美感覺(jué)。能夠刺激味覺(jué)器官產(chǎn)生鮮美感覺(jué)的物質(zhì)稱為鮮味劑。例如,味精、肌苷酸鈉等。
酶催化法生產(chǎn)食品增味劑,利用酶的催化作用,將底物轉(zhuǎn)化為食品增味劑的技術(shù)過(guò)程。酶催化法可以提高產(chǎn)率,減少設(shè)備投資,提高產(chǎn)品質(zhì)量。逐漸被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。酶催化法主要用于氨基酸和呈味核苷酸的生產(chǎn)。第十四頁(yè),共五十八頁(yè)。酶在甜味劑生產(chǎn)中的應(yīng)用
食品甜味劑能改進(jìn)食品的可口性和其他食用性質(zhì),滿足有些人的愛(ài)好,并且可供給人體熱能。近年來(lái),由于高熱量糖類(lèi)物質(zhì)的過(guò)量攝入而引起的肥胖、高血脂和齲齒等疾病已成為世界各國(guó)一大社會(huì)問(wèn)題,此外人們對(duì)食用合成甜味劑糖精、甜蜜素等存在顧慮,因此,開(kāi)發(fā)新型低熱能甜味劑一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。尤其是那些甜度高、味質(zhì)好、不致齲的低熱能產(chǎn)品發(fā)展很快。在這些新產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)過(guò)程中,酶技術(shù)占據(jù)了重要地位。第十五頁(yè),共五十八頁(yè)。酶在甜味劑生產(chǎn)中的應(yīng)用
通過(guò)酶的催化作用可以生成各種甜味劑。(1)嗜熱菌蛋白酶催化天冬氨酸和苯丙氨酸反應(yīng)生成天苯肽(2)葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶生產(chǎn)帕拉金糖第十六頁(yè),共五十八頁(yè)。(3)果聚糖蔗糖酶生產(chǎn)低聚果糖低聚果糖是指在蔗糖的果糖基上結(jié)合個(gè)果糖分子而成的非還原性糖。低聚果糖存在于洋蔥、香蕉等果蔬中,但含量較低,其甜度約為蔗糖的低聚果糖的生產(chǎn)可以采用蔗糖為原料,通過(guò)果聚糖蔗糖酶催化作用生成。果聚糖蔗糖酶可以通過(guò)黑曲霉發(fā)酵得到。第十七頁(yè),共五十八頁(yè)。酶在乳化劑生產(chǎn)中的應(yīng)用
食品乳化劑是食品加工過(guò)程中使互不相溶的液體(如油和水)形成穩(wěn)定乳濁液的一類(lèi)食品添加劑。目前,國(guó)內(nèi)外最普遍使用的乳化劑是甘油單脂及其衍生物和大豆磷脂等。這些乳化劑在人體消化過(guò)程中被分解為脂肪酸和多元醇,從而被人體吸收或排出體外,對(duì)人體代謝無(wú)不良作用。
利用脂肪酶的作用,將甘油三酯水解生成的甘油單酯,簡(jiǎn)稱單甘酯,是一種廣泛應(yīng)用的食品乳化劑。第十八頁(yè),共五十八頁(yè)。酶在改善食品品質(zhì)與風(fēng)味方面的應(yīng)用
風(fēng)味酶的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用在食品風(fēng)味的再現(xiàn)、強(qiáng)化和改善方面呈現(xiàn)廣闊的應(yīng)用前景。例如,用洋蔥風(fēng)味酶處理甘藍(lán)等蔬菜,可使被處理的蔬菜呈現(xiàn)出洋蔥的風(fēng)味;用奶油風(fēng)味酶作用于含乳脂的巧克力、冰淇淋和人造奶油等食品,可使這些食品增強(qiáng)奶油的風(fēng)味。
有些食品在加工或保藏過(guò)程中,可能會(huì)使原有的風(fēng)味減弱或失去,若在這些食品中添加各種風(fēng)味酶,則可使它們恢復(fù)甚至強(qiáng)化原來(lái)的天然風(fēng)味。第十九頁(yè),共五十八頁(yè)。
面包加工過(guò)程中添加的酶及其對(duì)面包質(zhì)量的影響第二十頁(yè),共五十八頁(yè)。
在含有蔗糖的糕點(diǎn)、飲料等食品的生產(chǎn)過(guò)程中,添加適量的蔗糖酶,可以催化蔗糖水解生成葡萄糖和果糖。果糖具有類(lèi)似蜜糖的風(fēng)味,從而使改善產(chǎn)品的風(fēng)味,同時(shí)還可以防止蔗糖析出結(jié)晶。
在可溶性魚(yú)蛋白水解物的生產(chǎn)過(guò)程中,往往會(huì)產(chǎn)生苦味肽,使產(chǎn)品帶有苦味。為了減輕或消除產(chǎn)品的苦味,可以添加適量的羧肽酶或者氨肽酶,催化生產(chǎn)中產(chǎn)生的苦味肽水解生成氨基酸,從而改善魚(yú)蛋白水解物的風(fēng)味。
乳制品的特有香味主要是由脂肪酸及其分解產(chǎn)物產(chǎn)生的。在乳制品生產(chǎn)過(guò)程中,加入適量脂肪酶或酯酶,可以使乳中的脂肪水解,生成脂肪酸和甘油二酯等。或甘油單酯從而顯著增加干酪、奶油等乳制品的香味,同時(shí)增強(qiáng)乳化性。第二十一頁(yè),共五十八頁(yè)。酶在食品分析檢測(cè)中的應(yīng)用
在食品分析與檢測(cè)中,需要測(cè)定的組分很多,包括醇類(lèi)和膽固醇類(lèi)、糖類(lèi)、氨基酸類(lèi)、有機(jī)酸類(lèi)、硝酸鹽和亞酸鹽、氰化物以及各種毒素等。對(duì)于食品中的這些組分的分析與檢測(cè),總是需要快速而準(zhǔn)確地測(cè)定。酶法檢測(cè)技術(shù)作為一種新的檢測(cè)技術(shù),其具有專一性強(qiáng)、準(zhǔn)確性高、檢測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn),在食品分析與檢測(cè)中已廣泛應(yīng)用。第二十二頁(yè),共五十八頁(yè)。酶在食品分析檢測(cè)中的應(yīng)用
1、醇類(lèi)和膽固醇的測(cè)定
2、食品中糖類(lèi)的測(cè)定
3、氨基酸類(lèi)的測(cè)定
4、有機(jī)酸的測(cè)定
5、食品中其他組分的測(cè)定第二十三頁(yè),共五十八頁(yè)。
環(huán)境監(jiān)測(cè)的目的是了解環(huán)境情況,掌握環(huán)境質(zhì)量變化。環(huán)境監(jiān)測(cè)是進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。酶在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,已經(jīng)在農(nóng)藥污染的監(jiān)測(cè)、重金屬污染的監(jiān)測(cè)、微生物污染的監(jiān)測(cè)等方面取得重要成果。8.2酶在環(huán)保與能源方面的應(yīng)用8.2.1酶在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用第二十四頁(yè),共五十八頁(yè)。
利用亞硝酸還原酶檢測(cè)水中亞硝酸鹽濃度
利用膽堿酯酶檢測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥污染
利用乳酸脫氫酶的同工酶監(jiān)測(cè)重金屬污染
通過(guò)β–葡聚糖苷酸酶監(jiān)測(cè)大腸桿菌污染Text3環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用第二十五頁(yè),共五十八頁(yè)。環(huán)境監(jiān)測(cè)
酶?jìng)鞲衅髟诃h(huán)境監(jiān)測(cè)中已取得誘人的成就,并將繼續(xù)擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
目前發(fā)現(xiàn)的酶?jìng)鞲衅饕延卸喾N。環(huán)境監(jiān)測(cè)是了解環(huán)境情況、掌握環(huán)境質(zhì)量變化,進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
酶在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,已經(jīng)在農(nóng)藥污染的監(jiān)測(cè)、重金屬污染的監(jiān)測(cè)、微生物污染的監(jiān)測(cè)等方面取得重要成果。第二十六頁(yè),共五十八頁(yè)。
利用膽堿酯酶可以催化膽堿酯水解生成膽堿和有機(jī)酸。(1)利用膽堿酯酶監(jiān)測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥污染
有機(jī)磷農(nóng)藥是膽堿酯酶的一種抑制劑,可以通過(guò)檢測(cè)膽堿酯酶的活性變化,來(lái)判斷是否受到有機(jī)磷農(nóng)藥的污染??梢酝ㄟ^(guò)固定化膽堿酯酶的受抑制情況,檢測(cè)空氣或水中微量的酶抑制劑(有機(jī)磷等),靈敏度可達(dá)0.1mg/L。第二十七頁(yè),共五十八頁(yè)。乳酸脫氫酶5種同工酶。它們具有不同的結(jié)構(gòu)和特性,當(dāng)遇到重金屬離子時(shí),活性會(huì)發(fā)生一定的變化。通過(guò)檢測(cè)家魚(yú)血清乳酸脫氫酶(SLDH)的活性變化,可以檢測(cè)水中重金屬污染的情況及危害程度;鎘和鉛的存在可以使SLDH3活性升高的活性;汞的污染使SLDH1活性升高;銅的存在則引起SLDH4活性降低。(2)利用乳酸脫氫酶的同工酶監(jiān)測(cè)重金屬污染第二十八頁(yè),共五十八頁(yè)。將4-甲基香豆素基-β-葡聚糖苷酸摻入選擇性培養(yǎng)基中,樣品中如果有大腸桿菌存在,大腸桿菌中葡聚糖苷酸酶就將其水解,生成甲基香豆素。
甲基香豆素在紫外光的照射下發(fā)出熒光,由此可以通過(guò)紫外光分光光度法檢測(cè)水或食品中大腸桿菌的污染程度。(3)通過(guò)β-葡聚糖苷酸酶監(jiān)測(cè)大腸桿菌污染第二十九頁(yè),共五十八頁(yè)。亞硝酸還原酶是催化亞硝酸還原生產(chǎn)一氧化氮的氧化還原酶。(4)利用亞硝酸還原酶檢測(cè)水中亞硝酸鹽濃度利用固定化亞硝酸還原酶,可檢測(cè)水中亞硝酸鹽濃度。第三十頁(yè),共五十八頁(yè)。8.3酶在廢水處理中的應(yīng)用重金屬?gòu)U水食品工業(yè)廢水含酚廢水水凈化第三十一頁(yè),共五十八頁(yè)。水凈化
早2O世紀(jì)7O年代,固定化酶已被用于水和空氣的凈化法國(guó)工業(yè)研究所積極開(kāi)展利用固定化酶處理工業(yè)廢水的研究,將能處理廢水的酶制成固定化酶處理靜止廢水時(shí)直接用酶布或酶片;
處理流動(dòng)廢水時(shí)根據(jù)廢水所含污物的種類(lèi)和數(shù)量,確定玻璃酶柱或塑料酶柱的高度和直徑,采用多酶酶柱或單一酶柱。第三十二頁(yè),共五十八頁(yè)。石油及工業(yè)廢油的處理
每年由于各種原因排人海中的石油達(dá)200萬(wàn)t如不及時(shí)處理,不僅會(huì)造成魚(yú)類(lèi)的大量死亡,而且石油中的有害物質(zhì)也會(huì)通過(guò)食物鏈進(jìn)人人體。
人們用含有酶及其它成分的復(fù)合制劑處理海中的石油,為浮在油表面的細(xì)菌提供優(yōu)良的養(yǎng)料,使得分解石油的細(xì)菌迅速繁殖,以達(dá)到快速降解石油的目的。脂酶生物技術(shù)應(yīng)用于被污染環(huán)境的修復(fù)以及廢物處理是一個(gè)新興的領(lǐng)域。
石油開(kāi)采和煉制過(guò)程中產(chǎn)生的油泄漏、脂加工過(guò)程中產(chǎn)生的含脂廢物以及飲食業(yè)產(chǎn)生的廢物,都可以用不同來(lái)源的脂酶進(jìn)行有效的處理。
酶法生產(chǎn)生物柴油日益受到人們的青睞,可利用餐飲業(yè)廢油脂和工業(yè)廢油脂為原料,變廢為寶。第三十三頁(yè),共五十八頁(yè)。
不同的廢水,含有的物質(zhì)不同,因此應(yīng)采用不同的酶進(jìn)行處理。廢水中含有淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等各種有機(jī)物質(zhì),可以在有氧和無(wú)氧的條件下用微生物處理,也可以用固定化淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等進(jìn)行處理。廢水中含有硝酸鹽、亞硝酸鹽等酸性物質(zhì),可以用固定化硝酸還原酶、亞硝酸還原酶和一氧化氮還原酶進(jìn)行處理,使硝酸根、亞硝酸根逐步還原,最終成為氮?dú)?。酶在廢水處理方面的應(yīng)用第三十四頁(yè),共五十八頁(yè)。
目前,應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的高分子材料,大多數(shù)是生物不可降解或不可完全降解的材料。這些高分子材料使用以后,成為固體廢棄物,造成環(huán)境污染。研究和開(kāi)發(fā)可生物降解材料是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外的重要課題。其中,利用酶的催化作用合成可生物降解材料,已經(jīng)成為開(kāi)發(fā)可生物降解材料的重要途徑。利用酶在有機(jī)介質(zhì)中的催化作用合成的可生物降解材料主要有:利用蛋白酶或脂肪酶合成多肽類(lèi)或聚酰胺類(lèi)物質(zhì),利用脂肪酶的有機(jī)介質(zhì)催化合成聚酯類(lèi)物質(zhì)和聚糖酯類(lèi)物質(zhì)等。8.4酶在生物降解材料方面的應(yīng)用第三十五頁(yè),共五十八頁(yè)。
由于酵母菌不能直接利用淀粉和纖維素等原料,所以乙醇的生產(chǎn)必須經(jīng)過(guò)糖化和發(fā)酵兩個(gè)階段。8.5酶在乙醇生產(chǎn)方面的應(yīng)用
為了簡(jiǎn)化發(fā)酵工藝過(guò)程,人們可以采用各種生物技術(shù)使酵母菌具有直接利用淀粉或纖維素發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的能力。采用酶工程技術(shù)將糖化酶等淀粉酶或者纖維素酶與酵母細(xì)胞共固定化,通過(guò)多糖水解酶和酵母細(xì)胞內(nèi)酒化酶系的共同作用,將淀粉或纖維素轉(zhuǎn)化為乙醇。第三十六頁(yè),共五十八頁(yè)。8.6酶在生物柴油制造方面的應(yīng)用
生物柴油是甘油酯與小分子醇類(lèi)經(jīng)過(guò)酯交換反應(yīng)而得到的脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì),可以代替柴油作為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料使用等。在當(dāng)今石油資源面臨枯竭的情況下,研究和開(kāi)發(fā)新的生物能源具有重要的意義和應(yīng)用價(jià)值。在有機(jī)介質(zhì)中,脂肪酶或酯酶可以催化甘油酯與小分子醇類(lèi)進(jìn)行酯交換反應(yīng),生成小分子的酯類(lèi)混合物(甘油和酯)。第三十七頁(yè),共五十八頁(yè)。
應(yīng)用于飼料中的酶,有淀粉酶、脂解酶、蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶、植酸酶和棉籽糖分解酶等。主要來(lái)源于微生物(包括細(xì)菌、真菌、酵母菌等)發(fā)酵物,部分來(lái)源于植物組織和動(dòng)物組織(或消化液)。8.7酶在飼料工業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用(1)飼用酶制劑的種類(lèi)和來(lái)源第三十八頁(yè),共五十八頁(yè)。1、補(bǔ)充內(nèi)源酶的不足,改善消化道內(nèi)的微生態(tài)環(huán)境2、打破植物細(xì)胞壁,提高飼料的有效能值。3、降低胃腸道黏性,提高養(yǎng)分的消化吸收率,減少疾病的發(fā)生。4、消除飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子(ANF)和有毒有害物,提高飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。5、減少環(huán)境污染。6、充分利用飼料資源。(2)飼用酶制劑的作用第三十九頁(yè),共五十八頁(yè)。
用酶制劑添加到不同種類(lèi)畜禽的不同基礎(chǔ)日糧中,都能起到一定的應(yīng)用效果,畜禽生產(chǎn)性能都有一定的提高。
目前,根據(jù)日糧類(lèi)型的不同,已開(kāi)發(fā)利用的酶制劑主要有各種淀粉酶、葡聚糖酶、木聚糖酶、蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶、糖化酶、果膠酶、溶菌酶等,大多是以某一種酶為主導(dǎo)酶系的復(fù)合酶制劑,且不同生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的酶制劑成分含量也各不相同。(3)飼用酶制劑的應(yīng)用第四十頁(yè),共五十八頁(yè)。A.注意生產(chǎn)工藝的影響酶是一種蛋白質(zhì),對(duì)熱、光、酸等較敏感,飼料生產(chǎn)過(guò)程的每一環(huán)節(jié)都可能影響酶的活性,飼料中添加酶制劑時(shí),盡可能地減少生產(chǎn)工藝對(duì)酶活性的影響,特別是制料的溫度最好不要超過(guò),以保證酶制劑有較好的作用效果。(4)飼用酶制劑的合理使用第四十一頁(yè),共五十八頁(yè)。B.根據(jù)動(dòng)物種類(lèi)和不同生長(zhǎng)階段應(yīng)用不同動(dòng)物種類(lèi)和不同的生長(zhǎng)階段,動(dòng)物體內(nèi)酶的種類(lèi)和數(shù)量并不相同,因此根據(jù)不同動(dòng)物和不同生長(zhǎng)階段的特點(diǎn)選用合適的酶制劑,才能有效地發(fā)揮和提高酶制劑的作用效果。一般情況下,家畜使用酶制劑的作用效果比家禽好,幼年階段使用比成年階段好。第四十二頁(yè),共五十八頁(yè)。C.結(jié)合飼料中原料情況應(yīng)用酶制劑各種復(fù)合酶制劑都有自身的針對(duì)性原料,不同類(lèi)型飼料配方應(yīng)選擇符合自身酶解的酶制劑。
4、科學(xué)選用酶制劑產(chǎn)品商品酶制劑多為復(fù)合酶制劑,衡量酶制劑的質(zhì)量水平和作用效果的依據(jù)主要是酶的種類(lèi)、含量、活性和穩(wěn)定性。由于這些指標(biāo)目前在應(yīng)用上較難檢測(cè)和判斷,因此在選用時(shí)應(yīng)特別注意??蛇x擇一些被人們廣泛認(rèn)可的大型和專業(yè)的酶制劑生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品。第四十三頁(yè),共五十八頁(yè)。脂肪酶是一種具有多種催化能力的酶,可以催化三酰甘油酯及其他一些水不溶性酯類(lèi)的水解(如磷脂酶、溶血磷脂酶、膽固醇酯酶、酰肽水解酶活性等),形成脂肪酸、甘油二酯、甘油單酯、甘油。具有優(yōu)良的底物特異性,立體選擇性和有機(jī)溶劑穩(wěn)定性而研究表明,脂肪酶除了能夠催化甘油酯類(lèi)化合物的水解和合成之外,還可以用于催化酯交換反應(yīng)、生物表面活性劑的合成、多肽合成、聚合物的合成和藥物的合成等。尤其是利用某些脂肪酶的立體專一性,催化旋光異構(gòu)體的拆分和手性藥物的合成成為酶工程領(lǐng)域研究的新熱點(diǎn)。脂肪酶是一種特殊的酯鍵水解酶,只作用于異相系統(tǒng)(油水界面)。而其不同活性的發(fā)揮依賴于反應(yīng)體系的特點(diǎn),如在油水界面促進(jìn)酯水解,而在有機(jī)相中可以酶促合成和酯交換。脂肪酶在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用8.8第四十四頁(yè),共五十八頁(yè)。(1)脂肪酶來(lái)源動(dòng)物:胰臟和脂肪組織,腸液中含有少量脂肪酶。肉食動(dòng)物的胃液中含有少量的丁酸甘油酯酶。
植物:油料作物的種子
,如麻子、小麥胚芽、米糠等。微生物:真菌(曲霉、青霉、毛霉、米根霉、酵母等);細(xì)菌(假單胞菌等)。123廣泛存在于:第四十五頁(yè),共五十八頁(yè)。(2)微生物脂肪酶微生物脂肪酶是一種重要的工業(yè)酶類(lèi)。與動(dòng)植物脂肪酶相比,微生物脂肪酶有更廣的作用PH范圍和溫度范圍及便于進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)和獲取高純度制劑。尤其因在油脂化工和有機(jī)合成工業(yè)中,酶催化反應(yīng)有條件溫和、耗能低、原料要求低、成品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。動(dòng)植物中脂肪酶含量、種類(lèi)有限,工業(yè)主要利用微生物進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)。第四十六頁(yè),共五十八頁(yè)。經(jīng)國(guó)內(nèi)外多年的深入研究,能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)脂肪酶的微生物種類(lèi)不斷增加。目前脂肪酶生產(chǎn)菌種已遍及細(xì)菌、酵母及霉菌各大類(lèi)中。近期公布的36種不同來(lái)源的商業(yè)化脂肪酶中,有19種來(lái)源于真菌,8種來(lái)源于細(xì)菌。同時(shí)隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展(酶固定化技術(shù)、界面酶學(xué)和非水解酶學(xué)研究的突破性進(jìn)展),逐步擴(kuò)展了微生物脂肪酶應(yīng)用領(lǐng)域。微生物脂肪酶的多功能性不僅對(duì)傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域具有重要的影響,而且在許多新的工業(yè)領(lǐng)域,如環(huán)保領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。第四十七頁(yè),共五十八頁(yè)。
(3)脂肪酶在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用每年由于各種原因排入海中的廢油脂達(dá)200萬(wàn)t,如不及時(shí)處理,不僅會(huì)造成魚(yú)類(lèi)的大量死亡,而且廢油脂中的有害物質(zhì)也會(huì)通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體。餐飲業(yè)廢油脂是現(xiàn)代餐飲業(yè)的副產(chǎn)品,由于經(jīng)過(guò)多次反復(fù)高溫煎炸,其中不僅游離脂肪酸含量高,而且含有上百種醛、酮和聚合物等氧化產(chǎn)物。這些廢油脂除部分用于生產(chǎn)低附加值的肥皂外,大部分非法進(jìn)入飲食業(yè),極大地威脅著人的身體健康。有調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,中國(guó)人一年大約要吃掉近300萬(wàn)噸“地溝油”。A.脂肪酶在處理費(fèi)油污染方面的應(yīng)用第四十八頁(yè),共五十八頁(yè)。
一方面,人們用含有脂肪酶及其它成分的復(fù)合制劑處理海中的石油,可以將石油降解成適合微生物的營(yíng)養(yǎng)成分,為浮在油表面的細(xì)菌提供優(yōu)良的養(yǎng)料,使得分解石油的細(xì)菌迅速繁殖,以達(dá)到快速降解石油的目的。另一方面,利用游離脂肪酸含量較高的廢油脂制備生物柴油是近年的研究熱點(diǎn)。第四十九頁(yè),共五十八頁(yè)。生物柴油通常是指脂肪酸甲脂(FAME),即以菜籽油、棕櫚油、麻瘋樹(shù)油等可食用或不可食用的植物油和動(dòng)物油脂為原料,在催化劑的作用下與甲醇發(fā)生酯交換反應(yīng)而生成的混合脂肪酸甲酯的總稱。生物柴油可降解、可再生,是典型的綠色能源,是替代石化柴油的理想燃料之一。為扶持生物柴油的發(fā)展,我國(guó)相繼出臺(tái)一系列政策。在這些政策的刺激下,生物柴油產(chǎn)業(yè)也漸漸受到了重視。而目前生產(chǎn)生物柴油的主要問(wèn)題是成本過(guò)高,生物柴油制備成本大約80%是原料成本,因此采用廉價(jià)原料是生物柴油實(shí)用化的關(guān)鍵。第五十頁(yè),共五十八頁(yè)。為此,以廢棄油脂為原料生產(chǎn)生物柴油,可使廢油脂變成一種有用的工業(yè)資源,打開(kāi)了廢油脂回收再利用的“瓶頸”,從而切斷其重新流入食用領(lǐng)域的途徑,有效保障人們身體健康,同時(shí),也將使城市環(huán)境大為改善。利用生物酶法制備生物柴油有反應(yīng)條件溫和、設(shè)備要求低、醇用量少、產(chǎn)品的分離純化簡(jiǎn)單以及無(wú)污染物排放等優(yōu)點(diǎn),是一種頗具競(jìng)爭(zhēng)力的催化劑,日益受到人們的重視。用于催化合成生物柴油的脂肪酶主要是真菌類(lèi)脂肪酶,這類(lèi)酶生產(chǎn)較為方便,與動(dòng)物脂肪酶相比具有更高的活性。第五十一頁(yè),共五十八頁(yè)。由廢油脂轉(zhuǎn)化生成生物柴油工藝流程第五十二頁(yè),共五十八頁(yè)。微生物脂肪酶生物技術(shù)應(yīng)用于被污染環(huán)境的修復(fù)以及廢物處理是一個(gè)新興的領(lǐng)域。由于大多數(shù)低溫脂肪酶都有著比較低的最適酶活反應(yīng)溫度(接近自然環(huán)境溫度),因此它們?cè)诃h(huán)境修復(fù)領(lǐng)域有極大用武之地。脂肪酶不僅可用于去除低溫狀態(tài)下工業(yè)廢物中的油脂(如石油開(kāi)采和煉制過(guò)程中產(chǎn)生的油泄漏,脂類(lèi)加工所產(chǎn)生的含脂廢物和飲食業(yè)產(chǎn)生的含油脂廢物等),還可以處理大量的城市和生活含脂廢水和廢物。用低溫脂肪酶處理這些含脂廢棄物時(shí),所需附加的熱能低,且安全、高效,不會(huì)造成二次污染,對(duì)環(huán)境保護(hù)有非常積極的意義。第五十三頁(yè),共五十八頁(yè)。目前酶法催化存在問(wèn)題主要是:脂肪酶對(duì)甲醇及乙醇的轉(zhuǎn)化率低,一般僅為40%~60%。這是由于目前脂肪酶對(duì)長(zhǎng)鏈脂肪醇的酯化或轉(zhuǎn)酯化有效,而對(duì)短鏈脂肪醇如甲醇或乙醇等轉(zhuǎn)化效率低。而且由于短鏈醇對(duì)酶的毒性直接導(dǎo)致了酶的使用壽命短,不能在大工業(yè)生產(chǎn)中反復(fù)使用。此外,甘油對(duì)固定化酶有毒性,固定化酶使用壽命較短。脂肪酶酶法制備生物柴油雖然有其優(yōu)越性,但還存在許多的問(wèn)題。酶催化廢食用油生產(chǎn)生物柴油還不能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。我國(guó)在這方面的研究尚不太多。通過(guò)大量篩選脂肪酶產(chǎn)生菌,利用脂肪酶在非水相催化領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì),尋找能夠催化脂肪酸高效酯化的脂肪酶,進(jìn)行生物柴油的生產(chǎn)條件的探索性研究,是目前要解決的問(wèn)題。第五十四頁(yè),共五十八頁(yè)。解決上述問(wèn)題主要通過(guò):提高脂肪酸甲(乙)酯產(chǎn)率(例如選擇適當(dāng)?shù)闹久?、合適的反應(yīng)體系、分步加入甲醇法等)。降低原料成本和降低脂肪酶生產(chǎn)成本(通過(guò)誘變,尤其是定向誘變以及從分子水平改造菌種以篩選脂肪酶高產(chǎn)菌)。吳虹等人研究了關(guān)于無(wú)溶劑系統(tǒng)中,固定化脂肪酶Novozym435催化餐飲業(yè)廢油脂轉(zhuǎn)酯生產(chǎn)生物柴油。反應(yīng)副產(chǎn)物甘油可吸附在固定化酶載體表面,同時(shí)采用丙酮洗滌除去甘油可提高酶的穩(wěn)定性,大大削減了甘油對(duì)脂肪酶的
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