纤维素酶在各行业中的应用
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缺
点
我国是一个资源十分紧张的国家,土地少、人口多。纤维 素是自然界中十分丰富的资源,是800-1200个葡萄糖分子聚 合而成。但也有它的不足之处,今后应进一步加强纤维素酶 研究和开发工作。
1、进一步加强纤维素酶的作用机制研究。
2、酶的产量和活性都不高,成本偏高。
3、加强纤维素酶检测方法研究。
结论:食品工业是纤维素酶应用最广泛的邻域之
3、清除饲料抗营养因子,提高饲料的价值
抗营养因子的存在,降低了动物对饲料养分的利用率,从而降低了饲 料营养价值。果胶、半纤维素部分溶解在水中产生粘性溶液,增加了动物 消化道的粘度,对内源酶来说是一个屏障,缩短了饲料通过胃肠道的时间 ,降低了营养物质的同化作用,导致饲料吸收率降低,而添加纤维素酶、 半纤维素酶和果胶酶后可将饲料中的纤维素、半纤维素、果胶等大分子物 质分解为单糖和寡糖,降低粘稠度,促进内源酶的扩散,增加酶与营养物 质的接触面积,从而增加养分的消化吸收。
饲料用纤维素酶
饲用纤维素酶的营养作用机理 1、补充动物内源酶的不足,刺激内源酶的分泌
在草食动物中,虽有一定量的分解纤维素的微生物存在,但其产生的纤 维素酶种类和数量有限,加上在消化道中停留时间短,酶的作用远远没有发 挥出来,使粗纤维的消化吸收受到一定限制,致使饲料没有完全消化吸收即 被排出体外,造成浪费。且单胃动物如猪、鸡等体内由于缺乏内源性纤维素 酶,不能消化纤维素,添加纤维素酶可补充内源酶的不足,提高动物对粗纤 维的利用率,同时还可以改善消化道酶系组成、酶量及活性,从而提高对营 养物质的利用率。
资源的日渐枯竭,大规模开发利用可再生资源显得 非常重要。 而生物质是唯一可以转化为液体燃料的可再生资源, 将生物质转化为液体燃料,不仅能够弥补如石油、煤 炭、天然气等化石燃料的不足,而且有助于保护生态 环境。 纤维生物质中的纤维素可被纤维素酶降解生成还原 糖,再利用还原糖的发酵来生产具有更强的可持续性 的第二代生物燃料-纤维素燃料乙醇。这对解决人类的 发展问题具有化时代的意义。目前生物乙醇主要是采 用淀粉为原料生产,其成本价较高。 为此,以廉价的农作物秸秆等生物废料为原料的纤 维素生物乙醇生产技术已成为研究的热点,全球已有 几十套中试生产线。我国现在也对生物燃料这方面积 极开展科学研究与利用工作。
在畜牧业来自百度文库的应用
纤维素酶是畜牧业的一种新型饲料添加剂,能够分 解饲料中结构复杂的纤维素,生成易消化的葡萄糖,便 于动物吸收。 该酶主要有3个作用: 1)消除抗营养因素; 2)补充内源酶; 3)改善胃中微生态平衡。 大量试验表明,在饲料中添加纤维素酶对各 种动物的饲喂效果十分显著。
在生物质能源开发上的应用
2.在酱油酿造中的应用
酱油是一种富有营养价值的调味品,酱油的天然酿造 除了用蛋白酶淀粉酶等各种酶作用的方法,在入池发酵 时加入纤维素酶,可使大豆类等原料的细胞膜膨胀软化 破坏,使包藏在细胞中的蛋白质碳水化合物释放这样既 可提高酱油浓度, 改善酱油质量,又可缩短生产周期 ,提高产率,而且使成品酱油的氨基酸含量可提高 12%,糖分提高18%,色泽好,不需要外加糖色。 另外纤维素酶可以把酿造酱油原料中的天然纤维素 分解成葡萄糖。被分解的葡萄糖在酱油酿制的发酵过程 中可进行美拉德反应加深酱油的色泽 ,同时还可成为有 益微生物的碳源。所以,纤维素酶在酱油酿造中起着重 要作用。而且,用纤维素酶预处理啤酒糟可提高啤酒糟 蛋白酶解率10%以上。
在其他方面的应用
纤维素酶也可用于中 药的提取。中药酶法提 取是选择适当的酶,将 细胞壁的组成成分水解 或降解,破坏细胞壁结构 而提取有效成分。 与传统方法相比,该法 具有温度低、效率高、无 污染等优点
纤维素酶可以安全、高 效地降解天然纤维素,这是 其它处理方式无法比拟的。 特别是在当今能源短缺、污 染严重的时代,已经引起全 世界的关注,其研究也取得 了极大进展。 随着研究的不断深入, 相信在不久的将来,纤维素 酶的应用范围会更加广泛, 在更多领域中发挥更大的作 用,尤其是在未来生物质能 源的开发上。
2、破坏植物细胞壁,提高对营养物质的消化吸收率
植物细胞壁主要是由纤维素、半纤维素和果胶组成的一层稳定而坚固的 外壳,阻止了动物对细胞内营养物质的消化吸收。而由木霉、曲霉等制备的 纤维素酶制剂在半纤维素酶、果胶酶等的协同作用下,破坏植物细胞壁,使 细胞内容物溶解出来,再由复合酶中的蛋白酶和淀粉酶等进一步降解,增加 吸收率,同时也增加了非淀粉多糖的消化率,进而提高了多纤维原料的利用 率。
应
用
1、食品、中药、植物性提取。(添加量:0.05%-0.1%按照:2万酶活的计 算) 2、纺织工业: 纺织品经饲料用纤维素酶洗涤后,外观质量提高,布面光洁、纹路清晰、无 死棉,具有很好的柔软性和悬垂性,具有永久的抗起球起毛效果,提高纺织品 的染整加工性能。提高洗涤速度和洗涤效果,降低破损率和次品率。 推荐使用量:2.5-5.0g/kg衣物重(5:1水与衣物比率) 5.0-10.0g/kg衣物重(10:1水与衣物比率) 3、饲料工业: 作为饲料用添加剂,提高饲料消化率,有利于动物对蛋白质的消化吸收,提 高饲养效果,明显的提高畜禽增重、产乳量、和产蛋量,并提高抗病力和适应 环境的能力。(添加量:0.05%-0.1%按照:2万酶活的计算) 4、酒精和酿酒工业: 破坏植物细胞壁,促进淀粉释放和纤维素的降解,提高出酒率。(添加量: 0.05%-0.1%按照:2万酶活的计算)
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2019
ppt资料
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纤维素酶在各行业中的 应用现状
简 介
纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶 的总称,它不是单成分酶,而是起协同作用的多 组分酶系。 我国对纤维素酶的研究起源于20世纪60年代 ,主要研究方向是应用于食品领域和酿造业,还 有造纸工业及纺织工业等。 70年代,纤维素酶类作为饲用添加剂被引人 到饲料工业的研究中,在实践中已有很大成效 。随着科学技术的进步,纤维素酶在中兽药中 的应用也日益成为人们研究的热点
3.在酒类酿造中的应用
纤维素酶应用于制酒工业 , 在进行酒精发酵 时添加纤维素酶可显著提高酒精和白酒的出酒率 和原料的利用率、降低醪液的粘度、缩短发酵时 间。 生产酒精的原料大多为玉米高粱木薯和薯干 (这些原料中含有丰富的淀粉外 , 一定比例的纤 维素、半纤维素及其他碳水化合物)等,使用纤 维素酶,可同时将淀粉和纤维素转化为糖,原料 利用率提高,再经酵母分解全部转化为酒精,用 野生果实酿酒时加入纤维素酶,出酒率最高可达 29.5%纤维素酶提高出酒率的原因可能有两方面: 纤维素酶提高出酒率的原因可能有两方面:一是 原料中部分纤维素分解成葡萄糖供酵母使用; 另 一方面, 由于纤维素酶植物细胞壁的分解,有利 于淀粉释放和利用。现在,日本现已完成由蔗渣 、稻草为原料生产燃料酒精的中试。
纤维素酶在食品中的应用
现在纤维素酶已被用于果蔬汁的提 取,果汁的澄清,马铃薯中淀粉类的有 效分离等。 加入纤维素酶可达到提高细胞内 含物的提取率,改善食品质量,简化加 工工艺和难度等目的,纤维素酶也可增 加食品的营养成分。
1.在食醋酿造中的应用
食醋酿造过程中 ,将纤维素酶与糖化酶混 合使用 ,可明显提高原料利用率和出品率。 将纤维素酶用于液态发酵酿造食醋 ,纤维素 酶的加入量为10~50μmol/min,酒精产量、 食醋产量和主料出品率可分别提高 7.5% 23.8%、0. 25~1.38kg和 5.1%~27.2%。
一。现阶段,纤维素酶已广泛应用于食品等一些行业 中,纤维素酶来源广,成本低,可提高产品质量和原 料利用率。除上面写的应用外,纤维素酶在活性物质 提取,油料作物,啤酒生产,焙烤食品等方面也起着 重要的作用。但在纤维素酶的应用上还存在一些不足 ,相信在以后的路上这些不足会得以解决,纤维素酶 会得到更好更多的应用。总之,纤维素酶应用前景广 阔。
4、改善消化道中菌群的关系
在动物消化道内,纤维素交错、缠绕、粘附,且在半纤维素和果胶部 分水解后产生粘性溶液,增加了消化道的粘度,不利于有益菌群的定植, 阻碍了微生物的生长繁殖。而在摄入纤维素复合酶后,纤维素、半纤维素 和果胶被降解,使消化道粘度降低,并且增加了可溶性物质的含量,为微 生物生长繁殖提供了养料,同时,纤维素酶产生菌所形成的其他一些物质 可调整胃肠道菌群平衡生长,从而促进了有益微生物生长,改善了消化道 菌群关系,同时也增加消化道内单细胞蛋白含量,提高了饲料的营养价值 。