酶在工业中的应用大全课件.ppt

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1、关于酶在工业中的应用大全现在学习的是第1页，共99页酶的工业化应用酶的工业化应用一一、酶制剂常用品种、酶制剂常用品种二、二、酶制剂在淀粉糖工业中的应用酶制剂在淀粉糖工业中的应用三、三、酶制剂在酿造工业中的应用酶制剂在酿造工业中的应用四、四、酶制剂在燃料工业中的应用酶制剂在燃料工业中的应用五、五、酶制剂在饲料工业中应用酶制剂在饲料工业中应用六、六、酶制剂在洗涤工业中的应用酶制剂在洗涤工业中的应用七、七、纺织、皮革、造纸工业中的应用纺织、皮革、造纸工业中的应用八、八、酶制剂在医疗工业中的应用酶制剂在医疗工业中的应用现在学习的是第2页，共99页酶制剂常用品种酶制剂常用品种现在学习的是第3页，共99页

2、一一-淀粉酶淀粉酶1.耐高温耐高温-淀粉酶淀粉酶2.高效耐高温高效耐高温-淀粉酶淀粉酶3.洗涤剂洗涤剂-淀粉酶淀粉酶4.中温中温-淀粉酶淀粉酶现在学习的是第4页，共99页二糖化酶1葡萄糖糖化酶葡萄糖糖化酶2高效糖化酶高效糖化酶3强效糖化酶强效糖化酶4新型液体糖化酶新型液体糖化酶现在学习的是第5页，共99页其他品种三三-淀粉酶淀粉酶四四 普鲁兰酶普鲁兰酶五五 转苷酶转苷酶六六 果胶酶果胶酶七七 蛋白酶蛋白酶八八 木聚糖酶木聚糖酶九九 脂肪酶脂肪酶十十 纤维素酶纤维素酶点击返回现在学习的是第6页，共99页酶制剂在淀粉糖工业中的应用酶制剂在淀粉糖工业中的应用一淀粉糖的发展一淀粉糖的发展二酶制剂在葡萄

3、糖生产中的应用二酶制剂在葡萄糖生产中的应用现在学习的是第7页，共99页淀粉糖工业淀粉糖工业利用含淀粉含淀粉的粮食、薯类等为原料，经过酸法、酸酶法或酶法制取的糖，包括麦芽糖、葡萄糖、果葡糖浆等，统称淀粉糖淀粉糖。淀粉糖在我国有悠久的历史，在公元500多年的齐民要术齐民要术中就提到糖，而且详细地描述了用大米制糖方法。现在学习的是第8页，共99页结晶葡萄糖、全糖等生产工艺结晶葡萄糖、全糖等生产工艺葡萄糖葡萄糖是淀粉完全水解的产物，由于生产工艺的不同，所得葡萄糖产品的纯度也不同，一般可分为结晶葡萄糖结晶葡萄糖和全糖全糖两类。结晶葡萄糖结晶葡萄糖纯度较高，主要用于医药、试剂、食品等行业。工业上生产的葡萄

4、糖产品还有“全糖全糖”，为省掉结晶工序结晶工序由酶法酶法得到的糖浆直接制成的产品糖浆直接制成的产品。酶法酶法所得淀粉糖化液的纯度高，甜味纯正，经喷雾干燥喷雾干燥直接制成颗粒状全糖全糖，或浓缩后凝固成块状，再粉碎制成粉末状全糖。这种产品质量虽逊于结晶葡萄糖，但生产工艺简单，成本较低，在食品、发酵、化工、纺织等行业应用也十分广泛。现在学习的是第9页，共99页葡萄糖葡萄糖的生产因糖化方法不同在工艺和产品方面都存的生产因糖化方法不同在工艺和产品方面都存在在差别差别。酶法糖化酶法糖化所得淀粉糖化液的所得淀粉糖化液的纯度高纯度高，除适于生产，除适于生产含水含水一葡萄糖、无水一葡萄糖、无水一葡萄糖、无水一葡

5、萄糖、无水一结晶葡萄糖一结晶葡萄糖以外，以外，也适于生产也适于生产全糖全糖。酸法糖化酸法糖化所得淀粉糖化液的所得淀粉糖化液的纯度较低纯度较低，只适于生产，只适于生产含水含水-葡萄糖葡萄糖，需要重新溶解含水，需要重新溶解含水一葡萄糖，用所一葡萄糖，用所得糖化液精制后生产无水得糖化液精制后生产无水一葡萄糖或一葡萄糖或一葡萄糖。一葡萄糖。用酸法糖化制得的全糖，因用酸法糖化制得的全糖，因质量差质量差，甜味不纯甜味不纯，不不适于适于食品工业用。食品工业用。现在学习的是第10页，共99页酸法糖化酸法糖化产生复合糖类多，结晶后产生复合糖类多，结晶后复合糖复合糖类存类存在于母液中，一般是再用酸水解一次，将复在

6、于母液中，一般是再用酸水解一次，将复合糖类转变成葡萄糖，再结晶。合糖类转变成葡萄糖，再结晶。酶法糖化酶法糖化基本基本避免避免了了复合反应复合反应，不需要再糖化。，不需要再糖化。酶法糖化液结晶以后所剩母液的酶法糖化液结晶以后所剩母液的纯度高纯度高，甜味甜味纯正纯正，适于适于食品工业应用，食品工业应用，但但酸法母液酸法母液的纯度差，甜味不正，只能当做的纯度差，甜味不正，只能当做废废糖蜜糖蜜处理处理。现在学习的是第11页，共99页工艺流程工艺流程 酸法生产含水酸法生产含水a一葡萄糖的工艺流程一葡萄糖的工艺流程酸淀粉乳 糖化 中和 精制 蒸发 浓糖浆 冷却结晶 分蜜 洗糖 干燥过筛 含水-葡萄糖酸法葡

7、萄糖生产工艺流程酸法葡萄糖生产工艺流程：蒸发结晶分蜜干燥无水a一葡萄糖液化酶糖化酶蒸发结晶分蜜干燥无水一葡萄糖冷却结晶分蜜干燥无水a一葡萄糖淀粉乳液化糖化精制浓缩浓缩浆凝固粉碎干燥全-糖结晶喷雾干燥全糖现在学习的是第12页，共99页 结晶葡萄糖结晶葡萄糖结晶葡萄糖结晶葡萄糖主要生产工序包括糖化、精制、结晶，其中结晶工艺较为复杂，而糖化、精制工艺和全糖生产类似，本文主要介绍酶法生产全糖的工艺过程。(1)(1)调浆调浆 淀粉乳含量为3035，调节pH值到6265，以10 ug添加量加入高温一淀粉酶。(2)(2)液化采用喷射液化法液化采用喷射液化法 一级喷射液化，105，进入层流罐保温3060 mi

8、n；二级喷射液化，125135，汽液分离，如碘色反应未达棕色，可补加少量中温一淀粉酶，进行二次液化。(3)(3)糖化液化液冷却至糖化液化液冷却至6060，调，调pHpH值值4 45 5，按，按5050100 u100 ug g加入糖化酶加入糖化酶进行糖化，保温，定时搅拌，时间一般为进行糖化，保温，定时搅拌，时间一般为242448 h48 h，当，当DEDE值值9797时，即可时，即可结束糖化。如欲得到结束糖化。如欲得到DEDE值更高的产品，可在糖化时加少量普鲁蓝酶。值更高的产品，可在糖化时加少量普鲁蓝酶。(4)(4)过滤升温灭酶，过滤升温灭酶，同时使糖化液中蛋白质凝结。过滤，最好加少量硅藻土作

9、为助滤剂。(5)(5)脱色脱色 加1 活性炭脱色脱色，80搅拌保温30 min，过滤。(6)(6)离子交换离子交换采用阳一阴离子交换树脂对糖液进行离子交换，如最终产品要求不高，可省去此道工序。(7)(7)浓缩浓缩采用真空浓缩锅浓缩至固形物7580(如用于喷雾干燥，浓缩至4565即可)。(8)(8)凝固凝固 将糖液冷却到4050C，放人混合桶，加入相当于糖浆总量1左右的葡萄糖粉作为结晶的晶种，搅拌冷却至30，放人马口铁制成的长方形浅盘中，静置结块，即得工业生产用全糖块。也可将糖块粉碎，过2040目筛，再干燥至水分小于9，即为粉状成品。现在学习的是第13页，共99页制糖流程制糖流程大米大米浸泡浸泡

10、水洗水洗磨浆磨浆调浆（加入淀调浆（加入淀粉酶）粉酶）液化液化压滤压滤糖化（加入糖化酶）糖化（加入糖化酶）升温升温压滤压滤精制精制浓缩浓缩a.液体糖浆液体糖浆b.葡萄糖异构酶异构化葡萄糖异构酶异构化精制精制浓缩浓缩果果葡糖浆葡糖浆c.结晶结晶离心分离离心分离干燥干燥结晶葡萄糖结晶葡萄糖点击返回现在学习的是第14页，共99页酶制剂在酿造工业中的应用技术酶制剂在酿造工业中的应用技术现在学习的是第15页，共99页酶制剂在酿造工业中的应用技术酶制剂在酿造工业中的应用技术一酶解技术在一酶解技术在啤酒啤酒酿造过程中的应用酿造过程中的应用 二酶解技术在二酶解技术在果酒果酒酿造过程中的应用酿造过程中的应用 三酶

11、解技术在三酶解技术在酱油酱油酿造过程中的应用酿造过程中的应用四酶解技术在四酶解技术在食醋食醋酿造过程中的应用酿造过程中的应用现在学习的是第16页，共99页一一酶解技术在啤酒酿造过程中的应酶解技术在啤酒酿造过程中的应用用 传统方法传统方法将谷物转化成啤酒的酶来自将谷物转化成啤酒的酶来自麦芽麦芽，如，如果麦芽汁中酶活性变化或过低可能导致一系列果麦芽汁中酶活性变化或过低可能导致一系列质量问题：质量问题：提取率低，麦汁分离时间长，发酵提取率低，麦汁分离时间长，发酵慢，啤酒的口味及稳定性差慢，啤酒的口味及稳定性差。工业酶工业酶可用来补充麦芽天然含有的酶，用辅料可用来补充麦芽天然含有的酶，用辅料(玉米、小

12、麦、大米等淀粉类原料玉米、小麦、大米等淀粉类原料)和大麦酿造啤和大麦酿造啤酒时分别加入酒时分别加入-淀粉酶、淀粉酶、-葡聚糖酶葡聚糖酶及及蛋白蛋白酶酶可确保酿造质量可确保酿造质量。现在学习的是第17页，共99页啤酒酿造过程包括大麦的发芽大麦的发芽及随后麦芽汁的制麦芽汁的制备备和发酵发酵。麦芽制造主要依靠种子萌发，种子麦芽制造主要依靠种子萌发，种子萌发开始于种子内萌发开始于种子内、-淀粉酶和葡聚糖酶的淀粉酶和葡聚糖酶的活化活化以及种子内储藏物的水解，这些与萌发以及种子内储藏物的水解，这些与萌发相关的生化酶只有在最适合的条件下、并且相关的生化酶只有在最适合的条件下、并且要协同作用才能生产出高质量的

13、麦芽。要协同作用才能生产出高质量的麦芽。通常通常情况下，由于不同的栽培作物、不良的耕作方式情况下，由于不同的栽培作物、不良的耕作方式和季节变更等原因，使得作物中这些与种子萌发和季节变更等原因，使得作物中这些与种子萌发密切相关的密切相关的内切内切-葡聚糖酶葡聚糖酶等生化酶活性很低，等生化酶活性很低，导致一些酿酒厂只能使用质量低劣的麦芽进行导致一些酿酒厂只能使用质量低劣的麦芽进行啤酒酿造，影响了啤酒的质量和效益啤酒酿造，影响了啤酒的质量和效益。现在学习的是第18页，共99页将纤维素酶纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中，可显著增加麦粒溶解性麦粒溶解性，明显缩短发芽时间。在啤酒酿造过程中，谷物皮壳皮壳

14、中含有的木聚糖、戊聚糖等半纤维素和麦芽中释放出的-葡聚糖，常常造成麦汁黏度的增加以及啤酒的后浑浊，将半纤维素酶半纤维素酶与-葡聚糖酶葡聚糖酶配合使用可以有效减少有效减少糖化液糖化液中-葡萄糖的含量，改进过滤性能，并且能够避免沉淀的产生，使麦汁的透明度明显提高，显著改善啤酒的品质。现在学习的是第19页，共99页啤酒生产流程1现在学习的是第20页，共99页酶解技术在果酒酿造过程中的应用酶解技术在果酒酿造过程中的应用 在木瓜果酒木瓜果酒酿造过程中，加入适当比例的纤维纤维素酶素酶和果胶酶果胶酶的复合酶液后，木瓜汁的出汁率明显提高，营养物质更加丰富，成品酒的酒质澄清透明，无悬浮物和沉淀物等杂质，口味更加

15、宜人现在学习的是第21页，共99页葡萄酒葡萄酒的酿造具有十分悠久的历史，葡萄酒需要从葡萄里抽提出葡萄汁葡萄汁并且用酵母酵母使果汁发酵。将纤维素酶纤维素酶应用于葡萄酒酿造，可以明显提高葡萄汁的发酵效率，并且能够增加葡萄酒的香味，提高葡萄酒的质量和稳定性。现在学习的是第22页，共99页在黑莓酒黑莓酒酿造过程中，将黑莓破碎后利用半纤维素酶半纤维素酶、纤维素酶纤维素酶和果胶酶果胶酶等进行生生物酶解物酶解，经过灭酶、澄清处理后，再用脱臭酒精浸制或酵母菌发酵，然后通过酯化、冷处理、过滤、调配等一系列工艺，所酿造出的各种黑莓果酒均具有果香浓郁、清澈明亮、营养丰富、口味纯正等特点。加入纤维素酶还可以显著提高出

16、汁率，缩短酿造周期，从而提高了设备利用率，降低了果酒酿造的成本。现在学习的是第23页，共99页酶解技术在酿造酱油过程中的应用酶解技术在酿造酱油过程中的应用酱油酱油的天然酿造过程中需要加入淀粉酶淀粉酶、蛋蛋白酶白酶等多种酶，如果在入池发酵时同时加入一定量的纤维素酶，则可以使大豆等原料的细胞膜的膨胀、软化和破坏都更加充分，从而使包藏在细胞中的蛋白质、碳水化合物等成分充分释放。纤维素酶的加入显著缩短了酿造时时间间，提高了产率产率，在提高酱油浓度浓度、改善酱油质量质量方面也有明显的促进作用，所得的成品酱油色泽较好，无需另外加入糖色。现在学习的是第24页，共99页在固态无盐酱油固态无盐酱油发酵过程中，加

17、入适量的纤纤维素酶维素酶，能将包裹蛋白质的纤维素充分分解，进一步加强了蛋白质的裸露状态，便于蛋白蛋白酶酶更加完全地分解蛋白质，使酱油收得率、发酵速度、酱油风味和质量都得到明显提高酱油大生产中的试验结果表明，当添加比例为0.1%时，酱油成品中全氮、氨基酸态氮、总酸、还原糖、全氮、氨基酸态氮、总酸、还原糖、无盐固形物无盐固形物含量等均有明显增加，并且风味风味也明显好于未加纤维素酶的产品。现在学习的是第25页，共99页酶解技术在酿造食醋过程中的应用酶解技术在酿造食醋过程中的应用在食醋酿造食醋酿造过程中加入适量纤维素酶纤维素酶与糖化糖化酶酶的混合物，同样可明显提高原料利用率原料利用率和食醋的出品率食醋

18、的出品率。在固体倒缸醋固体倒缸醋（添加糖化酶和活性干酵母）的酿造过程中，添加0.1%的乾氏曲霉纤维素乾氏曲霉纤维素酶酶，试验醋的感官和理化指标优于对照组，其产量提高了4.6%，当乾氏曲霉纤维素酶的添加量为0.2%时，试验醋的感官和理化指标明显优于对照组，其产量则提高了l5.7%。现在学习的是第26页，共99页采用固态醋酸发酵生产工艺固态醋酸发酵生产工艺对纤维素酶纤维素酶在食醋酿造方面的应用进行了系统研究，结果表明，当纤维素纤维素纤维素纤维素酶酶酶酶的加入量为10mol/min50mol/min时，食醋产量可以提高0.25kg1.38kg，主料的出品率提高出品率提高幅度为5.1%27.2%。在糖

19、化阶段糖化阶段和发酵阶段发酵阶段，随着纤维素酶纤维素酶活量的逐渐加大，酒精含量也相应增加，由于醋酸是醋酸菌转化醋酸是醋酸菌转化酒精酒精而来，所以酒精度越高，产酸量也就越高，相应的食醋产量也会增加。现在学习的是第27页，共99页但是，当酶的加入量达到50mol/min时，酒精度的增加则变得十分缓慢。在醋酸发酵期间，酸度随着纤维素酶量的加大呈梯度上升，说明加入纤维素酶可以使底物的分解速加入纤维素酶可以使底物的分解速度加快，促进醋酸的生成度加快，促进醋酸的生成。在香菇醋的酿造过程中，加入纤维素酶后也得到了类似的效果。现在学习的是第28页，共99页名名 称称 最适作用最适作用条件条件作用方式作用方式作

20、用作用基质基质分解产物分解产物耐高温耐高温-淀粉淀粉酶酶PH：5.7-7.0温度：温度：90-95作用于淀粉分子内作用于淀粉分子内部的部的-1.4葡萄糖葡萄糖苷键苷键直链直链淀粉淀粉短链糊精、麦芽糖、葡萄短链糊精、麦芽糖、葡萄糖糖支链支链淀粉淀粉含含-1.6葡萄糖苷键的葡萄糖苷键的-界界限糊精、麦芽糖、葡萄糖限糊精、麦芽糖、葡萄糖-淀粉淀粉酶酶PH：5.0-5.5温度：温度：60-65从淀粉分子的非还从淀粉分子的非还原性末端进行分解原性末端进行分解直链直链淀粉淀粉麦芽糖麦芽糖支链支链淀粉淀粉含含-1.6葡萄糖苷键的葡萄糖苷键的-界界限糊精、麦芽糖限糊精、麦芽糖纤维素纤维素酶酶PH：5.7-7.

21、0温度：温度：45-50从纤维素内部及非从纤维素内部及非还原性末端进行分还原性末端进行分解解纤维纤维素素小分子纤维聚糖、纤维二小分子纤维聚糖、纤维二糖、葡萄糖糖、葡萄糖-葡聚葡聚糖酶糖酶PH：4.5-5.5温度：温度：40-65作用于作用于-葡聚糖的葡聚糖的-1.4糖苷键糖苷键-葡葡聚糖聚糖-葡聚糖片断、小分子葡聚糖片断、小分子-葡聚糖、葡萄糖葡聚糖、葡萄糖现在学习的是第29页，共99页中性蛋白酶中性蛋白酶PH：6.5-7.0温度：温度：45-50作用于蛋白质作用于蛋白质分子内的酰胺分子内的酰胺键键蛋白质蛋白质肽及氨基酸肽及氨基酸戊聚糖酶戊聚糖酶PH：4.5-5.2温度：温度：40-65从戊聚

22、糖内部从戊聚糖内部及非还原性末及非还原性末端进行分解端进行分解戊聚糖戊聚糖戊聚糖片断、戊聚糖片断、小分子戊聚糖、小分子戊聚糖、木糖、阿拉伯木糖、阿拉伯糖等糖等糖化酶糖化酶PH：4.0-4.5温度：温度：58-65作用于淀粉分作用于淀粉分子非还原性末子非还原性末端的端的-1.4葡萄葡萄糖苷键，缓慢糖苷键，缓慢水解水解-1.6葡萄葡萄糖苷键糖苷键淀淀 粉粉葡萄糖葡萄糖异淀粉酶异淀粉酶PH：5.6-7.0温度：温度：50-55作用于淀粉分作用于淀粉分子的子的-1.6键连键连接的麦芽三糖接的麦芽三糖和麦芽四糖和麦芽四糖支链淀粉支链淀粉直链淀粉、麦直链淀粉、麦芽三糖芽三糖普鲁兰酶普鲁兰酶PH：5.6-7

23、.2温度：温度：45-52作用于淀粉分作用于淀粉分子的子的-1.6键连键连接的两分子麦接的两分子麦芽糖芽糖支链糊精支链糊精直链糊精、麦直链糊精、麦芽糖芽糖点击返回现在学习的是第30页，共99页酶在燃料工业中的应用酶在燃料工业中的应用酶在生物质转化为燃料酒精中的应用现在学习的是第31页，共99页酶在燃料工业中的应用酶在燃料工业中的应用燃料工业中的酶纤维素酶纤维素酶应用酶水解技术处理生物质所制造的燃料酒精燃料酒精可以部分替代石油,生物质还可以被进一步转化成其他的化学产品及生物化学品。预处理过程和纤维素酶成本的降低,纤维素酶效率的提高是生产生物质酒精及其他化学产品的关键。现在学习的是第32页，共99

24、页酶在燃料工业中的应用酶在燃料工业中的应用生物燃料电池生物燃料电池（biofuelcell）：利用酶或者微生物组织作为催化剂，将燃料的化学能转化为电能的发电装置。酶生物燃料电池酶生物燃料电池：先将酶从生物体系中提取出来，然后利用其活性在阳极催化燃料分子氧化，同时加速阴极氧的还原；现在学习的是第33页，共99页生物燃料电池酶生物燃料电池微生物燃料电池和酶燃料电池的比较微生物燃料电池和酶燃料电池的比较parameter 微生物燃料电池微生物燃料电池 酶燃料电池酶燃料电池 催化剂催化剂 微生物微生物 酶酶 使用寿命使用寿命 长长 短短 氧化能力氧化能力 完全氧化完全氧化 不完全氧化不完全氧化 能量浓

25、度能量浓度 低低 高高 成本成本 高高 低低 膜表面分离器膜表面分离器 需要需要 不需要不需要现在学习的是第34页，共99页酶在燃料工业中的应用酶在燃料工业中的应用2.生物燃料电池的特点生物燃料电池的特点：原料来源原料来源广泛广泛；操作条件操作条件温和温和；生物生物相容性相容性好；好；生物燃料电池生物燃料电池 结构比较结构比较简单简单现在学习的是第35页，共99页生物燃料电池酶燃料电池的酶燃料电池的工作原理工作原理燃料燃料 氧气氧气氧化产物氧化产物 水水酶修饰阳极酶修饰阳极 酶修饰阴极酶修饰阴极聚合物聚合物 电解液电解液膜膜 或或 液体液体 电解液电解液现在学习的是第36页，共99页生物燃料电

26、池生物酶燃料电池的最新研究进展生物酶燃料电池的最新研究进展其中一个最重大的进展，就是生物燃料电池的其中一个最重大的进展，就是生物燃料电池的生物阳极和生物阴生物阳极和生物阴极使用了新的技术极使用了新的技术，用，用直接电子转移直接电子转移取代了以前的取代了以前的间接电子转移间接电子转移。直接传递直接传递的好处在于使电子直接从催化剂传递到电极，中间使的好处在于使电子直接从催化剂传递到电极，中间使用用传递媒介传递媒介的这一问题得到解决。的这一问题得到解决。无介体酶生物燃料电池无介体酶生物燃料电池采用采用导导电聚合物电聚合物作为酶固定材料作为酶固定材料 第二关键是第二关键是延长固定化酶的活性时间延长固定

27、化酶的活性时间。酶是蛋白质，在缓冲。酶是蛋白质，在缓冲液当中的寿命时间是液当中的寿命时间是八小时到两天八小时到两天，尽管固定在电极表面的酶，尽管固定在电极表面的酶的寿命可以延长到的寿命可以延长到7 7到到2020天。近来，通过天。近来，通过把酶封装在胶束聚合把酶封装在胶束聚合物中物中，可以使其活性延长到，可以使其活性延长到一年以上一年以上，这个胶束为酶提供了，这个胶束为酶提供了合适的合适的PHPH还有生物可容性的环境，防止其变性还有生物可容性的环境，防止其变性现在学习的是第37页，共99页酶生物燃料电池的关键问题-效率效率效率效率三个技术难点1：生物燃料电池阳极需要是三维的生物燃料电池阳极需要

28、是三维的2：成功的固定化多酶系统是需要可以使燃料完全氧化成功的固定化多酶系统是需要可以使燃料完全氧化成二氧化碳成二氧化碳3：阳极必须支持高效率的电荷转移机制阳极必须支持高效率的电荷转移机制现在学习的是第38页，共99页生物燃料电池酶生物解决方案：1、三维电极构造 利用壳聚糖聚合物材料制成的阳极利用壳聚糖聚合物材料制成的阳极现在学习的是第39页，共99页生物燃料电池2、用于酶燃料电池电极的多酶阳极多酶电极是用固定在同一电极上的多种酶催化连续或同时发生的多个反应。多酶电极扩大了酶燃料电池可使用燃料的范围,提高了输出电流或电压,具有单酶电极难以达到的性能。现在学习的是第40页，共99页酶在生物质转化

29、为燃料酒精中的应酶在生物质转化为燃料酒精中的应用用纤维素的酶水解纤维素的酶水解是由具有高效性的纤维素酶纤维素酶来完成的。水解产物通常是包含葡萄糖在内的还原糖还原糖现在学习的是第41页，共99页纤维素酶纤维素酶通常是几种酶的混合物,在水解过程中包括至少3种主要的纤维素酶:(1)内内2葡聚糖酶葡聚糖酶(EG内切21,42D2葡聚糖苷水解酶,或EC3.3.1.4)(2)外外2葡聚糖酶葡聚糖酶或纤维二糖酶纤维二糖酶(CBH1,422D2葡聚糖,纤维二糖水解酶,或EC3.2.1.91)(3)2葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶(EC3.2.1.21)除了这3种主要的纤维素酶以外,还有很多的辅酶能够作用于半纤维素。现在

30、学习的是第42页，共99页现在学习的是第43页，共99页目前对于发展酒精生产用纤维素酶的研究主要集中在以下几方面:发现和克隆从自然界来源的酶发现和克隆从自然界来源的酶;通过分子演化和设计来提高酶的功能性通过分子演化和设计来提高酶的功能性;通过强化的低成本发酵来生产酶制剂。通过强化的低成本发酵来生产酶制剂。点击返回现在学习的是第44页，共99页酶制剂在饲料工业中应用酶制剂在饲料工业中应用现在学习的是第45页，共99页饲料饲料点击返回现在学习的是第46页，共99页酶在饲料制造业的应用酶在饲料制造业的应用 酶酶酶酶是生物体生物体产生的一种活性物质活性物质，是体内各种生化反应的催化剂。各种营养物质的消

31、化消化、吸收吸收和利用利用都必须依赖酶酶的作用。酶具有专一性、高效性和特异性的特点，目前已发现的酶类有几千种，已能人工生产的有300多种，在饲料工业中应用的也有饲料工业中应用的也有饲料工业中应用的也有饲料工业中应用的也有2020多种多种多种多种。通过生物工程方法产生具有活性的酶产品，称为酶制剂。酶制剂是近年来在饲料中广泛应用的一类饲料添加剂，饲料添加剂应用的酶制剂多为消化酶类消化酶类消化酶类消化酶类。酶制剂由于能有效提高饲料利用率利用率利用率利用率，节约节约节约节约饲料原料资源，且无副作用，不存在药物添加剂的药物残留和产生而耐药性等不良影响，因而是一种环保型绿色饲料添加剂环保型绿色饲料添加剂环

32、保型绿色饲料添加剂环保型绿色饲料添加剂现在学习的是第47页，共99页酶制剂饲料添加剂的作用酶制剂饲料添加剂的作用 直接分解营养物质，提高饲料利用率。直接分解营养物质，提高饲料利用率。直接分解营养物质，提高饲料利用率。直接分解营养物质，提高饲料利用率。具有活性的多种酶能有效地将饲料中一些分子多聚体分解和消化成动物容易吸收的营养物质，或分解成为小片段营养物质，供其他消化酶进一步消化。一些大分子物质，动物本身难于分解和吸收，因而添加酶制剂，可促进饲料中营养的分解和消化，从而提高饲料利用率。消除抗营养分子，改善消化机能。消除抗营养分子，改善消化机能。消除抗营养分子，改善消化机能。消除抗营养分子，改善消

33、化机能。植物性原料存在一些非淀粉多糖、果胶、植酸、纤维素聚合物，这些物质使动物消化道中内容物和粘度增加，影响动物对有效营养成分的消化和吸收。酶制剂中多种酶特别是葡聚糖酶、果胶酶、植酸酶和纤维素酶能将这些物质分解为小分子物质，从而降低了消化道中物质的粘度，有效消除这些抗营养因子的不良影响，改善动物的消化性能。激活内源酶的分泌，提高消化酶的浓度。激活内源酶的分泌，提高消化酶的浓度。激活内源酶的分泌，提高消化酶的浓度。激活内源酶的分泌，提高消化酶的浓度。由于酶制剂的使用，可提供更多可供多种酶的基质，从而激活动物体内多种消化酶更多地分泌，提高消化酶的有效含量，加速营养物质的消化和吸收，从而提高饲料利用

34、率和加速动物的新陈代谢，促进动物生长.现在学习的是第48页，共99页酶制剂类饲料添加剂的主要种类酶制剂类饲料添加剂的主要种类淀粉酶。淀粉酶。淀粉酶主要有淀粉酶淀粉酶和糖化酶糖化酶。淀粉酶能将淀粉大分子分解为易被吸收的中、低分子物质。糖化酶能将淀粉酶分解的中、低分子物质进一步水分解为葡萄糖，被动物吸收利用。现在学习的是第49页，共99页酶制剂类饲料添加剂的主要种类酶制剂类饲料添加剂的主要种类蛋白酶蛋白酶。蛋白酶蛋白酶是降解蛋白质肽链的水解酶，主要有胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜酶等现在学习的是第50页，共99页酶制剂类饲料添加剂的主要种类酶制剂类饲料添加剂的主要种类纤维素酶纤维素酶。纤维素酶纤维素酶能

35、破坏纤维素的结晶结构，将纤维素大分子水解为低聚糖片断，和将低聚糖物质分解为葡萄糖。现在学习的是第51页，共99页酶制剂类饲料添加剂的主要种类酶制剂类饲料添加剂的主要种类葡聚糖酶。葡聚糖酶。葡聚糖葡聚糖广泛存在于多种植物原料中，粘性较大，是影响营养分子传递和吸收的一个重要的抗氧因子。葡聚糖酶能水解葡聚糖等大分子，降低消化道中物质的粘度，促进营养物质的吸收。葡聚糖酶是酶制剂饲料添加剂中较为重要和应用较广泛的一种酶现在学习的是第52页，共99页酶制剂类饲料添加剂的主要种类酶制剂类饲料添加剂的主要种类果胶酶。果胶酶。果胶质果胶质是植物性原料中一种抗营养因子抗营养因子，影响饲料的利用率。果胶酶果胶酶能有

36、效破坏果胶质，促进营养成分的消化和吸收。果胶酶也是较常用的一种饲料酶制剂。现在学习的是第53页，共99页酶制剂类饲料添加剂的主要种类酶制剂类饲料添加剂的主要种类植酸酶植酸酶。谷物谷物中的磷磷绝大多数是以植酸磷植酸磷的形式存在，动物本身不分泌植酸酶动物本身不分泌植酸酶，所以对谷物中这部分磷的利用率较低磷的利用率较低，而通过在饲料中添加微生物分泌的植酸酶，就可以将这部分磷分解释放出来，从而减少无机磷在饲料中的添加量，降低饲料成本，并且可以减少动物粪便中磷的排泄量降低环境污染。是目前应用较多且前景最好的一种绿色饲料添加剂绿色饲料添加剂。现在学习的是第54页，共99页酶制剂类饲料添加剂的主要种类酶制剂

37、类饲料添加剂的主要种类复合酶。复合酶。复合酶复合酶是将两种或两种以上具有生物活性的酶混合而成的产品。复合酶根据不同动物和不同生长阶段的特点进行配制，有较好的作用，是目前最常用的饲料添加剂。点击返回点击返回现在学习的是第55页，共99页酶制剂在洗涤工业中的应用技术酶制剂在洗涤工业中的应用技术现在学习的是第56页，共99页酶在洗涤业上的应用酶在洗涤业上的应用 酶在促成洗涤剂产品中应用是合成洗涤剂工业发展过程中重大技术进步之一。初期使用的是单一的蛋白酶蛋白酶,以后陆续开发了淀淀粉酶粉酶、脂肪酶脂肪酶和纤维素酶纤维素酶的应用,以及两种或两种以上酶的协同应用协同应用。酶被引进洗涤剂工业的,大大地支持和帮

38、助了洗涤用品工业的发展。酶制剂工业是一个新兴的具有发展前景的行业。现在学习的是第57页，共99页加酶洗涤剂加酶洗涤剂优点优点：由于酶催化反应进行迅速、高效,而且在常温甚至低温下均可进行,并且能有效地解决清洗血渍(特别是织物上干血渍)、皮脂、口红、草汁等多种洗涤上的老大难问题,使工业与民用上费力的清洗工作变得省时省力轻松多了.现在学习的是第58页，共99页应用实例应用实例加酶洗衣粉中常用的加酶洗衣粉中常用的酶酶蛋白酶蛋白酶脂肪酶脂肪酶淀粉酶淀粉酶纤维素酶纤维素酶现在学习的是第59页，共99页蛋白酶蛋白酶应用：有助于取出例如汗渍，血渍，青草，粘液，粪便以及各种食品类的蛋白质污垢 作用：碱性蛋白酶碱

39、性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水的多肽和氨基酸 种类：我国在洗衣粉中添加的酶最主要的是碱性蛋白酶 产生：主要产生菌是某些芽孢杆菌芽孢杆菌 原理：蛋白质多肽氨基酸现在学习的是第60页，共99页脂肪酶脂肪酶应用：可以催化水解各类动植物油脂动植物油脂和人人体皮脂腺分泌物体皮脂腺分泌物及化妆品污垢化妆品污垢种类：碱性脂肪酶碱性脂肪酶 作用：碱性脂肪酶能使甘油三脂水解成容易用水冲洗掉的甘油二脂、甘油单脂和游离脂肪酸。从而达到清除衣物上脂质污垢的作用产生：产生菌是某些青霉原理：脂肪甘油+脂肪酸现在学习的是第61页，共99页淀粉酶淀粉酶应用：可以去除例如来自面条、巧克力、肉汁和婴儿食品中含有淀粉的污垢含有淀

40、粉的污垢作用：水解直链淀粉中的1，4a糖苷键糖苷键，使糊化淀粉迅速分解为可溶解的糊精和低聚糖原理：淀粉麦芽糖现在学习的是第62页，共99页纤维素酶纤维素酶应用：去除棉纺织品表面的浮毛棉纺织品表面的浮毛，使洗涤后的棉纺织品柔软蓬松柔软蓬松，织纹清晰，色泽更加鲜艳，穿着更加舒适舒适作用：碱性纤维素酶本身不能去除衣物上的污垢，它的作用是使纤维的结构变得蓬使纤维的结构变得蓬松松，从而使渗入到纤维深层的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触，从而达到更好的去污效果种类：碱性纤维素酶原理：纤维素葡萄糖现在学习的是第63页，共99页去污效果去污效果加酶洗衣粉中酶的活力是影响去污效果的重要指标。因为酶活力代表了有效酶

41、制剂的含量和催化能力。一般洗涤剂加碱性蛋白酶约1000/g。国标GB13171-91中，加酶洗衣粉的酶活力需650/g。点击返回现在学习的是第64页，共99页酶制剂在纺织、皮革、造纸中的应酶制剂在纺织、皮革、造纸中的应用用 一酶制剂在一酶制剂在纺织工业纺织工业中的应用中的应用 二酶制剂在二酶制剂在造纸生产造纸生产中的应用中的应用 三蛋白酶在三蛋白酶在皮革生产皮革生产中的应用中的应用现在学习的是第65页，共99页酶在纺织，造纸以及皮革工业上的应用酶在纺织，造纸以及皮革工业上的应用 很多工业生产产生废物。很多工业生产产生废物。很多工业生产产生废物。很多工业生产产生废物。使用化学制剂会对环境产生危害

42、；而酶可以更经济更经济地完成同样的工作 目前，工业生产中的化学制剂化学制剂是对自然和人类最严重的危害之一，用酶取而代之就可以解决这一问题。酶对环境没有任何危害，使用酶，可以使我们保持现有的生活水平，同时留给我们的后代一个良好的环境。酶不仅取代了化学制剂，它们还能减少对原材料、能源和水酶不仅取代了化学制剂，它们还能减少对原材料、能源和水酶不仅取代了化学制剂，它们还能减少对原材料、能源和水酶不仅取代了化学制剂，它们还能减少对原材料、能源和水的消耗，这对环境和工业都真正有益。的消耗，这对环境和工业都真正有益。的消耗，这对环境和工业都真正有益。的消耗，这对环境和工业都真正有益。现在学习的是第66页，共

43、99页酶制剂种类：蛋白酶、淀粉酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、脂肪酶、纤维素酶、半纤维纤维素酶、半纤维素酶、素酶、果胶酶、磷脂果胶酶、磷脂酶、酶、植酸酶、过植酸酶、过氧化氢酶、氧化氢酶、氧化酶和漆酶氧化酶和漆酶，以及附属产品。化学制剂用于纺织业生产。如果改用酶，就没有化学制剂所带来的危险，而且生产过程中产生的污水更少。现在学习的是第67页，共99页应用实例应用实例酶在纺织加工业中的应用酶在纺织加工业中的应用在纺织工业中，较为著名的是酶在传统的酶在传统的退浆工艺中的应用退浆工艺中的应用，而随着生物技术的发展，在纺织生产中酶的应用越来越多，从对纤维的改性对纤维的改性到织物的漂白织物的漂白都有相应的酶制

44、剂的使用。现在学习的是第68页，共99页酶在纺织生产中的应用酶在纺织生产中的应用 酶在纺织湿加工纺织湿加工中的应用最先是用于淀粉退浆淀粉退浆。进入90年代后,酶在织物湿加工中的应用非常广泛,从退、煮、漂、染、后整理到废物处理；应用的织物从天然纤维到Tencel（天丝）等再生纤维素纤维及涤纶等合成纤维。现在学习的是第69页，共99页酶退浆酶退浆淀粉酶淀粉酶酶退浆是应用淀粉酶淀粉酶(主要是-淀粉酶)对淀粉的分解作用,迅速降低分子质量和溶液黏度降低分子质量和溶液黏度使浆料迅速洗脱洗脱的工艺。现在学习的是第70页，共99页精炼精炼果胶酶果胶酶果胶酶根据作用方式可以分为解聚酶解聚酶解聚酶解聚酶(理论上应

45、包括聚半乳糖醛酸甲酯酶PMG和聚半乳糖醛酸甲酯裂解酶PMGL、聚半乳糖醛酸酶PG和聚半乳糖醛酸裂解酶PGL)和果胶酯酶果胶酯酶果胶酯酶果胶酯酶PEPE两大类。PG和PGL是最常见的微生物果胶酶,它们的内切酶和外切酶均已得到成功分离。果胶酶在纺织工业中主要用于主要用于替代棉的碱精练替代棉的碱精练。由于果胶质位于蜡质与纤维之间,因此果胶质去除后,蜡质与纤维的结合力降低,可在随后的高温浴中经乳化去除。NovoNordisk的科学家分离出一种碱性果胶酶碱性果胶酶,能快速催化初生能快速催化初生胞壁基质中胞壁基质中聚半乳糖醛酸盐聚半乳糖醛酸盐的水解的水解,既溶解掉既溶解掉果胶质果胶质,又又使使蜡质蜡质充分

46、乳化而除去充分乳化而除去,不会重新沾污不会重新沾污。而且织物重量和强力的损失比碱煮或纤维素酶处理都小。现在学习的是第71页，共99页漂白漂白氧化酶氧化酶漂白方法：漂白方法：一是用直接攻击天然色素的酶直接攻击天然色素的酶进行，分解天然色素，达到漂白的目的，可以考虑用过氧化物酶和漆酶过氧化物酶和漆酶。另一种是采用氧化酶氧化酶处理，即将淀粉转化成葡萄糖后，用氧化氧化酶酶处理产生过氧化氢，通过过氧化氢的作用达到漂白目的用氧化酶进行织物的漂白用氧化酶进行织物的漂白整理为最有前途的方法。其作用机理是,淀粉在葡萄糖淀粉酶的作用下转化为-D葡萄糖,-D葡萄糖再在葡萄糖氧化酶的作用下产生H2O2和葡萄糖酸,一方

47、面H2O2对织物漂白,另一方面葡萄糖酸能和金属离子鳌合,使漂白浴稳定,防止纤维脆化。用此方法漂白(95,120min)的织物白度达到88.9,虽比常规相同浓度碱性漂白(白度为92.1)稍差,但织物手感柔软且厚实。现在学习的是第72页，共99页染色染色蛋白酶蛋白酶NovoNordisk公司制造Alcalase2.0T(水解水解蛋白质的丝氨酸蛋白酶蛋白质的丝氨酸蛋白酶)能明显提高染料的上染率,而且低温染色（85)70min后就可达到常规无酶染色(10)140min时的上染率,从而降低了染色温度,减少了染色时间,而且织物的染色牢度不受影响,耐光牢度还有所提高(0.5级左右)。这表明酶不但能提高染料的

48、吸附,而且还促进染料在纤维中的扩散。现在学习的是第73页，共99页纤维素酶纤维素酶在纺织品染整加工染整加工中，纤维素纤维纺织品的酶处理发展最快，取得的成就也最大。纤维的品种相当多，如棉、麻，粘胶，铜氨，富纤以及Tencel等纤维。纤维素酶纤维素酶处理这些纤维的纺织品，加工的目的各异，效果也不同。现在学习的是第74页，共99页纤维素在纺织加工的作用纤维素在纺织加工的作用纤维素酶的生物抛光生物抛光作用纤维素酶的生物水洗生物水洗作用使织物蓬松蓬松并具有厚实厚实和柔软柔软的效果对纤维素纤维进行减量加工减量加工现在学习的是第75页，共99页二酶制剂在造纸生产中的应用二酶制剂在造纸生产中的应用 1在造纸行

49、业上生物技术的应用流程在造纸行业上生物技术的应用流程 2酶法用于纤维改造酶法用于纤维改造现在学习的是第76页，共99页脱皮（酶法）碎屑化学法纸浆（生物酶纸浆）机械法纸浆漂白（生物法用木质素氧化酶）造纸机（酶法脱墨）现在学习的是第77页，共99页酶在造纸业上的应用酶在造纸业上的应用在化学纸浆漂白化学纸浆漂白过程中，传统传统的漂白法是采用氯氯或氯化物氯化物对纸浆漂白，这些含氯漂白废液因含有很多有毒有毒的有机氯化物有机氯化物(如二恶英等)，易于在生物体内积累，具有致癌、致突变、致畸致癌、致突变、致畸等倾向，也会对环境和生态造成破坏。除漂白以外，传统造纸工艺的其他环节也都因大量使用化学品，从而致使造纸

50、工业成为污染污染环境的主要行业之一环境的主要行业之一。现在学习的是第78页，共99页在造纸行业中的磨浆工段磨浆工段，生物酶可对浆料纤维的细胞壁浆料纤维的细胞壁进行改性处理，使纤维加速润涨加速润涨、松软松软，促进磨浆磨浆的作用效果，降低降低磨浆能耗能耗、提高提高成纸强度强度等。生物酶可使磨浆能耗吨浆降低降低120度电度电，磨浆能耗降低能耗降低41.4%。造纸工业大量回收利用废纸废纸，对其进行脱墨处理脱墨处理。传统传统的脱墨方法是使用化学品，在适当的温度及机械作用温度及机械作用下，将油墨粒子油墨粒子从纤维纤维上分离下来，然后采用浮选、洗浮选、洗涤涤或两者相结合的方法，将剥离下来的油墨粒子从纸浆中除