簡述酶精練的原理和工藝步驟,分析其在工業(yè)中的應(yīng)用前景
作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時間:2024-06-06分類:膠粘劑瀏覽:141
一、簡述酶精練的原理和工藝步驟,分析其在工業(yè)中的應(yīng)用前景
酶工程(Enzyme Engineering))又稱為酶技術(shù)。隨著酶學(xué)研究的迅速發(fā)展,特別是酶應(yīng)用的推廣,使酶學(xué)基本原理與化學(xué)工程相結(jié)合,從而形成了酶工程.酶工程是酶制劑的大批量生產(chǎn)和應(yīng)用的技術(shù)。它從應(yīng)用的目的出發(fā),將酶學(xué)理論與化學(xué)工程相結(jié)合研究酶,并在一定的反應(yīng)裝置中利用酶的催化特性,將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的一門新技術(shù),就酶工程本身的發(fā)展來說,包括下列主要內(nèi)容:
2.1酶的產(chǎn)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(yōu)點,因此, —般選用優(yōu)良的產(chǎn)酶菌株,通過發(fā)酵來產(chǎn)生酶。為了提高發(fā)酵液中的酶濃度,選育優(yōu)良菌株、研制基因工程菌、優(yōu)化發(fā)酵條件。工業(yè)生產(chǎn)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(fā)生產(chǎn)特殊性能新型酶的菌株。
2. 2 酶的制備
酶的分離提純技術(shù)是當前生物技術(shù)“后處理工藝”的核心。采用各種分離提純技術(shù),從微生物細胞及其發(fā)酵液,或動、植物細胞及其培養(yǎng)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(yīng)用于國民經(jīng)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(shù)。
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(wù)。為了提高酶的穩(wěn)定性,重復(fù)使用酶制劑,擴大酶制劑的應(yīng)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(gòu)酶、固定化氨基?;傅?,測定固定化酶的各種性
質(zhì),并對固定化酶作各方面的應(yīng)用與開發(fā)研究。目前固定化酶仍具有強大的生命力。它受到生物化學(xué)、化學(xué)工程、微生物、高分子、醫(yī)學(xué)等各領(lǐng)域的高度重視。
固定化細胞是在固定化酶的基礎(chǔ)發(fā)發(fā)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(xué)性質(zhì),特別是動力學(xué)性質(zhì),研究與開發(fā)固定化細胞在各方面的應(yīng)用,是當今酶工程的一個熱門課題。
固定化技術(shù)是酶技術(shù)現(xiàn)代化的一個重要里程碑,是克服天然酶在工業(yè)應(yīng)用方面的不足之處,而又發(fā)揮酶反應(yīng)特點的突破性技術(shù)??梢哉f沒有固定化技術(shù)的開發(fā),就沒有現(xiàn)代的酶技術(shù)。
2.4.酶分子改造
又稱為酶分子修飾。為了提高酶的穩(wěn)定性,降低抗原性,延長藥用菌在機體內(nèi)的半衰期,采用各種修飾方法對酶分子結(jié)構(gòu)進行改造,以便創(chuàng)造出天然酶所不具備的某些優(yōu)良特性(如較高的穩(wěn)定性、無抗原性、抗蛋白酶水解等),甚至于創(chuàng)造出新的酶活性,擴大酶的應(yīng)用,從而提高酶的應(yīng)用價值,達到較大的經(jīng)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(zhì)工程技術(shù)對酶分子結(jié)構(gòu)基因進行改造,期望獲得一級結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)較為合理的具有優(yōu)良特性、高活性的新酶(突變酶)。
(2)用化學(xué)法或酶法改造酶蛋白的一級結(jié)構(gòu),或者用化學(xué)修飾法對酶分子中側(cè)鏈基團進行化學(xué)修飾.以便改變酶學(xué)性質(zhì)。這類酶在酶學(xué)基礎(chǔ)研究上和醫(yī)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?;饷?,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(zhì)結(jié)構(gòu)。
意見建議:脂肪溶解酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì),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(nèi)環(huán)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(yīng)用,要論文
酶作為一種生物催化劑,已廣泛地應(yīng)用于輕工業(yè)的各個生產(chǎn)領(lǐng)域。近幾十年來,隨著酶工程不斷的技術(shù)性突破,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、能源開發(fā)及環(huán)境工程等方面的應(yīng)用越來越廣泛。
—、食品加工中的應(yīng)用
酶在食品工業(yè)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(fā)酵。與之有關(guān)的各種酶如淀粉酶、葡萄糖異構(gòu)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(fā)展的主要方向,包括促進蛋白質(zhì)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(yè)中的應(yīng)用
酶工程在輕化工業(yè)中的用途主要包括:洗滌劑制造(增強去垢能力)、毛皮工業(yè)、明膠制造、膠原纖維制造(粘接劑)牙膏和化妝品的生產(chǎn)、造紙、感光材料生產(chǎn)、廢水廢物處理和飼料加工等。
三、醫(yī)藥上的應(yīng)用
重組DNA技術(shù)促進了各種有醫(yī)療價值的酶的大規(guī)模生產(chǎn)。用于臨床的各類酶品種逐漸增加。酶除了用作常規(guī)治療外,還可作為醫(yī)學(xué)工程的某些組成部分而發(fā)揮醫(yī)療作用。如在體外循環(huán)裝置中,利用酶清除血液廢物,防止血栓形成和體內(nèi)酶控藥物釋放系統(tǒng)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(nèi)某些代謝產(chǎn)物,也將是酶在醫(yī)療上一個重要的應(yīng)用。
四、能源開發(fā)上趵應(yīng)用
在全世界開發(fā)新型能源的大趨勢下,利用微生物或酶工程技術(shù)從生物體中生產(chǎn)燃料也是人們正在探尋的一條新路。例如,利用植物、農(nóng)作物、林業(yè)產(chǎn)物廢物中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)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(fā)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(nèi)外普遍關(guān)注的課題。
五、環(huán)境工程上的應(yīng)用
在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的同時,環(huán)境凈化尤其是工業(yè)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(xiàn)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(zhì)作為所需的營養(yǎng)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(zhì)轉(zhuǎn)變成可利用的小分子物質(zhì),同時達到凈化廢水的目的。人們利用基因工程技術(shù)創(chuàng)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(huán)境保護工作中取得了顯著的成效。
另外,生物傳感器的出現(xiàn)為環(huán)境監(jiān)測的連續(xù)化和自動化提供了可能,降低了環(huán)境監(jiān)測的成本,加強了環(huán)境監(jiān)督的力度。
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