生物酶解毒技术
生物酶解技术
生物酶解技术文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-天然植物有效成分的提取新技术——生物酶解技术酶是生物体活细胞产生的,以蛋白质形式存在的一类特殊的生物催化剂。
某些酶可以在常温、常压和温和的酸碱条件下,将植物细胞壁分解,较大幅度提高天然植物中有效成分的提取率,改善生产过程中的滤过速度和纯化效果,提高产品纯度和制剂的质量。
生物酶解技术包括酶法提取(又称酶反应提取)和酶法分离精制两方面。
该技术是在传统的天然植物成分提取基础上进行的,应用常规提取设备即可完成,操作简便,成本低廉。
1原理酶法提取是根据植物细胞壁的构成,利用酶反应所具有高度专一性的特点,选择相应的酶,将细胞壁的组成成分(纤维素、半纤维素和果胶质)水解或降解,破坏细胞壁结构,使细胞内的成分溶解、混悬或胶溶于溶剂中,从而达到提取目的,且有利于提高成分的提取率。
许多天然植物中含有蛋白质,采用煎煮法时蛋白质遇热凝同,影响提取成分的煎出,如加入蛋白酶,就可以将天然植物中的蛋白质分解析出,如此可提高成分的提取率。
天然植物水提液除了含有提取成分外,还含有淀粉、蛋白质、果胶、树胶、树脂、黏液质等,这些成分的存在往往使提取液呈混悬状态,并影响提取液的滤过速度,为此要实施除杂,常用的方法有离心法、澄清剂法、醇沉法、大孔树脂吸附法、离子交换法、微孑L滤膜滤过法及超滤法。
而酶法除杂是分离精制的新方法,此方法是根据天然物提取液中杂质的种类、性质,有针对性地采用相应的酶,将这些杂质分解或除去,以改善液体产品的澄清度,提高产品的稳定性。
由于酶反应具有高度的专一性,决定了酶解方法除杂的高效性。
2酶的种类2.1 用于天然植物细胞破壁的酶2.1.1 纤维素酶纤维素是由链状结构的β-D-葡萄糖以β- l,4-葡萄糖苷键结合而成的聚合物,纤维素分子束聚集成为较大的单位——微纤丝,构成了植物细胞壁的框架,在微纤丝之间的空隙中尚有其他物质(角质、木质素、二氧化硅),形成植物细胞壁的基本结构。
生物酶技术在环境污染物降解中的应用
生物酶技术在环境污染物降解中的应用生物酶技术在环境污染物降解中的应用随着工业化和城市化的进程,环境污染成为了全球关注的重要问题之一。
各种有害物质的排放对环境和人类健康造成了严重的影响。
传统的物理化学方法在处理环境污染物方面存在一些限制,因此生物酶技术的应用成为了一种有效的解决途径。
生物酶是一种生物催化剂,具有特异性、高效性和环境友好性等优点。
它可以加速化学反应速率,降低能耗和废料的产生,因此在环境污染物降解中具有重要的意义。
下面以几种常见的环境污染物为例,介绍生物酶技术在降解过程中的应用。
首先,生物酶技术在水体中有机污染物降解中具有重要的应用。
水体中的有机污染物,如苯、酚、农药等,对水生生物和人类健康造成了潜在的威胁。
传统的处理方法往往需要使用大量的化学药剂,对水体产生二次污染。
而生物酶技术可以利用生物酶对有机污染物进行催化降解,将其转化为无害的物质。
例如,过氧化氢酶可以催化苯酚的氧化反应,将其转化为二氧化碳和水,达到净化水体的目的。
此外,生物酶还可以与其他微生物结合,形成生物联合系统,进一步提高有机污染物的降解效率。
其次,生物酶技术在土壤中重金属的降解中也有广泛的应用。
重金属污染是一个长期的环境问题,因为重金属具有毒性和生物蓄积性,对生物体和食物链造成极大的威胁。
传统的土壤修复方法,如物理剥离、化学沉淀等,常常效果有限,并且对土壤破坏大。
而生物酶技术可以利用金属酶对重金属进行细胞内或外的转化和降解。
例如,硫酸还原菌可以生产出硫化物,与重金属形成难溶的沉淀物,从而减少重金属的溶解度和毒性。
此外,一些金属酶还可以将重金属离子还原为元素状态,从而降低其生物活性。
再次,生物酶技术在空气中挥发性有机污染物降解中具有潜力。
挥发性有机污染物是空气污染的重要成分,如甲醛、苯、甲苯等。
传统的物理化学方法对空气中的挥发性有机污染物处理常常效果有限,并且对环境造成二次污染。
而生物酶技术可以利用酶的高效催化作用,在室内和室外环境中降解挥发性有机污染物,从而改善空气质量。
生物酶法处理有毒污染物的机理及应用
生物酶法处理有毒污染物的机理及应用随着人类生产和生活活动的不断扩大,环境污染问题日益严重。
其中,有毒污染物是其中一个最为棘手的问题。
这些污染物容易对人类和其他生物造成严重影响,而且通常难以清除。
然而,现代科技的发展为我们提供了一种新的处理有毒污染物的方法:利用生物酶。
所谓酶,其实就是一种能够加速生物化学反应的催化剂,它能够帮助被污染物降解恢复原来的状态。
而生物酶法利用这些酶来杜绝部分有毒物质的危害。
下面我们将探讨这种方法的机理和应用。
1. 生物酶的机理生物酶法是一种利用生物酶对有毒污染物进行降解的方法。
这种酶能够加速分子的化学反应,并且通常具有高度的特异性,只作用于特定的化学物质。
这使得生物酶法在处理有毒污染物时,能够选择性地破坏有害分子,从而把它们转化为无害物质。
生物酶法的主要机理包括三个步骤:酶途径,酶与底物相互作用和底物途径。
在第一步中,酶能够加速底物中的化学键断裂。
这使得底物变得更容易被分解。
接下来,在酶和底物之间进行互动时,高度特异性的酶将尽可能地把底物转化为产品,而底物本身则被保持在适合其反应的状态。
最后,底物转化为产品并最终被降解,使得处理完毕。
这个过程通常很快,可以在短时间内完成。
2. 生物酶法的应用生物酶法具有广泛的应用前景,这种方法可以处理工业废物和环境污染中的有毒物质。
其应用范围包括机械加工、化学生产、纺织业、食品制造等各个领域。
这种方法具有许多特点,包括安全性高、处理成本低、不污染环境等等。
其中,使用生物酶法处理有机溶剂是一个非常重要的领域。
在大多数情况下,有机溶剂不能直接降解,因此需要专门的处理方法。
生物酶法可以将这些溶剂逐渐分解成更小的有机物,从而实现去除有机溶剂的目的。
这种方法特别适用于环境治理和废物处理。
另外,生物酶法同样可以用于处理饮用水中的污染物。
通常情况下,在地下水中会发现污染物,如重金属、有机化合物、杀菌剂等。
生物酶法可以把这些污染物转化为无害物质,并且能够将水中固定和溶解的污染物一并处理。
生物酶法治理污染水体的新技术及其优缺点分析
生物酶法治理污染水体的新技术及其优缺点分析随着工业化的发展,水污染日益严重。
而传统的水污染治理方法,如物理吸附、化学沉淀等,存在着消耗能源、产生二次污染等问题。
近年来,生物酶法治理污染水体逐渐成为研究热点,被认为具有环保、高效、经济等优点。
本文将就该新技术进行探讨,并对其优缺点进行分析。
一、生物酶法治理污染水体的基本原理生物酶法是利用微生物生产的酶类降解分解有机物,并使其达到可吸收的状态,以达到净化水体的目的。
具体而言,生物酶法分为两个阶段。
第一阶段即生物酶产生阶段,首先需要选取适宜的微生物进行培养、繁殖和增殖酶类。
在培养过程中,水中有机物会经过生物酶产生的转化作用,得到降解和分解。
第二阶段即生物酶运用阶段,将培养好的微生物注入到污水中,加入适宜的剂量,微生物会吸附于水体中的污染物表面,并开始释放酶类,将污染物分解成无毒或低毒物质,达到净化水体的目的。
二、生物酶法治理污染水体的优点1.环保性强。
生物酶法利用微生物降解污染物,不产生二次污染,对环境友好。
2.处理效率高。
与传统物理、化学方法相比,生物酶法处理效率更高,除去水质的能力更强。
3.经济性高。
生物酶法无需增加化学药剂和能量等成本高昂的设备,且微生物可通过摇瓶、自然培养和固定化等方式,低成本高效率。
三、生物酶法治理污染水体的缺点1.微生物需求高。
要实现高效的生物酶法处理,首先需要选取具有代表性的表观菌群,然后对微生物进行制备、培养和分离等过程。
这一过程对微生物的需求颇高,而增殖周期长,容易受外界因素影响,对环境温度、光照和养分要求都非常高。
2.处理时间长。
由于微生物生长和繁殖需要较长时间,使得生物酶法治理污染水体的时间周期较长,在紧急情况下不利于应急处理。
3.污染物质复杂。
虽然生物酶法可以处理大多数有机废水和其他污染物,但由于污染物质非常复杂,如微生物对某些难以降解的物质无法处理,所以无法完全替代其他传统技术。
四、结论综合分析,生物酶法治理污染水体不仅可以避免了传统物理、化学方法所产生的二次污染和消耗能源等问题,而且具有较高的治理效率和经济性,很好地贯彻了“绿色发展”的理念。
生物酶解工程
生物酶解工程
介绍
生物酶解工程是一种利用生物酶,尤其是酶的高选择性,精确地修改特定化合物的过程。
生物酶解工程利用添加新的酶,或修改现有酶来调节物质结构,或者使用新的反应条件来改变这种酶的性能。
生物酶解工程特别适用于合成有机物,如抗菌药物,抗病毒药物,抗癌药物,抗肿瘤药物,抗过敏药物等。
应用
生物酶解工程已经在一系列包括制药,有机合成,催化剂制备,活性成分结构调整,有机污染物体外降解,食品及饮料加工,生物质转换,滤液分离等领域被广泛使用。
生物酶解工程在制药上的应用:
(1)酶催化的药物合成:利用双功能及氨基酸局部调控酶催化患有溶剂敏感或稳定性不佳的多组分合成反应,得到抗肿瘤,抗病毒,抗病原生物,抗过敏及其他药物的合成。
(2)酶催化反应的多组分体外配体调整:利用功能型蛋白质的高精确度,在体外催化患有敏感团或偶合团的药物,对结构进行调控,使药物更有效更安全。
(3)酶催化的药物活性成分加工及提纯:利用酶催化反应提取有效成分,可以加工植物类食品,提纯非药用蛋白质,如维生素及抗原,也可以加工某些蛋白质产品,如抗体,病毒,抗生素等。
总结
生物酶解工程是一种准确地改变特定化合物结构的技术,用于合成有机物,如抗菌药物,抗病毒药物,抗癌药物,抗肿瘤药物等。
它在制药,有机合成,催化剂制备,活性成分结构调整,有机污染物体外降解,食品及饮料加工,生物质转换,滤液分离等领域被广泛使用。
生物酶解技术
生物酶解技术
生物酶解技术是利用生物酶对物质进行分解、转化和合成的技术。
它是一种温和、高效、环保的生物技术,广泛应用于食品、医药、化工、环保等领域。
在食品工业中,生物酶解技术可以用于生产高附加值的食品原料和功能性食品。
例如,利用蛋白酶可以将蛋白质分解成多肽和氨基酸,用于生产高蛋白食品和保健品;利用淀粉酶可以将淀粉分解成葡萄糖和麦芽糖,用于生产糖浆和饮料。
在医药工业中,生物酶解技术可以用于生产药物原料和药物制剂。
例如,利用纤维素酶可以将纤维素分解成葡萄糖,用于生产葡萄糖注射液;利
用蛋白酶可以将蛋白质分解成多肽和氨基酸,用于生产肽类药物和氨基酸类药物。
在化工工业中,生物酶解技术可以用于生产精细化学品和生物燃料。
例如,利用脂肪酶可以将油脂分解成脂肪酸和甘油,用于生产肥皂和润滑剂;利用纤维素酶可以将纤维素分解成葡萄糖,用于生产生物乙醇和生物柴油。
在环保领域,生物酶解技术可以用于处理废水和固体废弃物。
例如,利用蛋白酶可以将污水中的蛋白质分解成多肽和氨基酸,便于后续的处理;利用淀粉酶可以将固体废弃物中的淀粉分解成葡萄糖,用于生产生物燃料或有机肥料。
总之,生物酶解技术是一种具有广泛应用前景的生物技术,它可以提高物质的利用效率,减少环境污染,对于促进可持续发展具有重要意义。
生物酶解污水技术强化可持续环境净化策略
生物酶解污水技术强化可持续环境净化策略随着工业化和城市化进程的加快,水污染问题日益凸显,对环境的破坏性也越来越严重。
为了保护水资源和改善水质,各国纷纷加大了对污水处理的投入和研究。
生物酶解污水技术作为一种先进的污水处理技术,具有独特的优势,被广泛应用于可持续环境净化策略中。
生物酶解污水技术是利用生物酶解剂,对污水中的有机物分子进行酶解降解的过程。
相比传统的物理化学处理方法,生物酶解污水技术具有以下优点:第一,高效降解有机物。
生物酶解剂能够释放出各种酶,这些酶能够高效降解污水中的有机物,将其转化成无机物或低分子量有机物,从而减少污水的有害性。
第二,无二次污染。
生物酶解污水技术本身不需要添加化学药剂,因此不会产生二次污染物,不会对环境造成进一步损害。
第三,节能环保。
相比传统的污水处理方法,生物酶解污水技术能够节约能源和水资源。
它运行成本低,对环境的副作用较小,符合可持续发展的要求。
为了进一步强化生物酶解污水技术在可持续环境净化策略中的应用,我们可以从以下几个方面着手:一、优化酶解剂配方。
根据污水的成分和特点,优化酶解剂的配方,选择合适的酶解剂和添加剂,以提高酶解效率和降解效果。
此外,酶解剂的稳定性和抗污染能力也需要进一步研究和改进。
二、加强生物酶解剂的活性研究。
生物酶解剂的活性直接影响到其在污水处理中的效果,因此需要加强对生物酶解剂活性的研究。
这包括酶解剂的产生、提取和保存等方面的技术,通过提高酶解剂的活性,进一步提高污水的降解效率。
三、不同污水处理技术的联合应用。
生物酶解污水技术可以与其他污水处理技术相结合,形成一套完整的污水处理系统。
例如,可以将生物酶解污水技术与生物滤池、活性污泥法等技术联合使用,以提高污水的处理能力和稳定性。
四、强化监测和评估体系。
建立完善的生物酶解污水技术监测和评估体系,对污水处理过程中的各项指标进行实时监测和评估。
通过数据分析和反馈,及时调整污水处理工艺,确保污水处理的效果和稳定性。
微生物酶解技术在生物质能源化中的应用
微生物酶解技术在生物质能源化中的应用随着环境问题的日益严重,人们对绿色能源的需求也越来越迫切。
生物质能源作为一种可再生能源,具有广泛的来源和潜在的可持续性,已成为人们专注研究的领域。
然而,利用生物质能源往往面临很多技术问题,例如生物质的淀粉和纤维素成分难以利用,导致产生的能源效果不佳,因此我们需要寻找有效的技术手段来解决这一问题。
微生物酶解技术便是此类技术中的一种重要方法。
是将微生物的酶切割生物质的过程,通过多种微生物酶的复合作用,将残渣和废弃物转化为有用的产品和生产原料,提高其利用率和能源效率。
那么微生物酶解技术在生物质能源化中的应用具体体现在哪些方面,接下来就让我们一步一步来了解。
一、微生物酶解技术的工作原理微生物酶解技术是一种生化技术,是利用微生物代谢过程中产生的酶进行酶解反应,从而将生物质转化为有用的化合物。
这种技术主要利用微生物在生长过程中产生的酶,对生物质中的复杂化合物进行分解。
酶结构可以加速化学反应的进行,将需要长时间才能完成的反应加速到可以在低温、无毒溶剂和水中迅速完成。
同时,酶解过程不需要高温和高压,能够保留化合物的活性和结构,降低化学反应的成本。
二、微生物酶解技术的应用案例微生物酶解技术具有广泛的应用领域,如食品、医药和能源等。
随着生物质能源化的兴起,微生物酶解技术也在生物质能源产业的各个领域中扮演着重要的角色。
1. 木质素分解木质素是一种非常复杂的有机化合物,是一种由纤维素和半纤维素组成的复合生物质。
由于自然界中木质素分子的结构较为复杂,从而使其具有很好的稳定性和耐久性,降解很困难,造成资源浪费。
然而,利用微生物酶解技术可以完美解决这个问题。
微生物的酶可以对木质素进行高效的降解,将其分解成单糖、糖醛酸等基本单元,得到高品质的生物质能源。
2. 水解生物质水解生物质是利用水解酶将生物质水解成低分子量有机物的过程。
这种技术的应用非常广泛,其中微生物酶解技术的应用更是成为了焦点。
微生物酶解技术能够优化微生物的生长环境,促进微生物的生长,发挥的效果更加明显。
生物酶法降解污染物的研究
生物酶法降解污染物的研究随着现代工业化的发展,工业废水、污染物等问题逐渐凸显。
它们对环境造成不可逆转的影响,导致生态环境的破坏和自然资源的浪费。
如何解决这些问题,促进环保事业的发展,已成为业界和社会各界共同关注的问题。
近年来,越来越多的学者和师生开展了生物酶法降解污染物的研究,以期能够找到更为有效的方法解决这一问题。
同时,酶法可避免使用大量有机溶剂,使得生物酶法成为了一种绿色环保的降解方法。
这种方法适用于各种废水,如含有有机废水、含有其他杂质的废水等。
生物酶法是通过利用废水中的特定酶来分解分子间的化学键,降解废水中的有毒物质或污染物质,将它们转变成治理后的廉价无毒的有机物和亲水性的化合物。
这项技术是一项基于微生物学和生化学的研究,适用于处理各种废水,例如:含有有机废水、含有其他杂质的废水等。
生物酶法的研究需要从以下几方面进行:一、酶基因筛选及酶分离酶基因筛选及酶分离是生物酶法研究的首要问题,这一步骤保证了酶的活性和稳定性。
通常来说,可根据需要鉴定各种酶,在几百万的微生物中选择出所需酶基因,然后利用操作方法进行酶分离,包括离心、过滤、层析、电泳等等。
酶的特异酶活性和水解效应的强弱取决于酶分离和纯化的程度。
对于高度纯化的酶,其特异性和活性通常更强。
二、酶的生化机制研究酶在废水降解过程中扮演着重要角色,不同的酶具有不同的反应类型。
应根据每一种废物的性质研究酶的作用机理,确定所需酶的类型和数量,以便更加有效的降解废物。
此外,在废水降解过程中,酶受到诸如温度、PH值、离子强度等多种因素的影响。
针对这些影响因素进行研究,可为酶的稳定性提供保证。
三、酶制剂的开发和应用研究酶制剂在废水降解过程中发挥着重要作用,制剂的开发和应用研究直接影响到废水降解效率。
在开发制剂过程中,需要充分考虑实际应用环境中的温度、PH值等条件。
酶制剂的稳定性、活性和成本也是影响其应用于实际环境中的重要因素。
开发出稳定性好,活性高,成本低的酶制剂,将会有广泛的应用前景。
生物酶解技术原理
生物酶解技术原理
生物酶解技术是一种利用生物酶对生物质进行降解的技术,它在生物质资源的高效利用和环境保护方面具有重要意义。
生物酶解技术的原理主要包括酶的作用机制、酶的种类和影响因素等内容。
首先,酶是一种生物催化剂,能够加速生物质的降解反应。
酶分子的活性部位与底物分子结合,形成酶-底物复合物,从而降低底物分子的活化能,加速反应速率。
在生物酶解技术中,酶能够选择性地降解生物质中的多糖、蛋白质和脂类等成分,将其转化为可用于生产的小分子产物。
其次,生物酶解技术涉及到多种不同类型的酶。
例如,纤维素酶能够有效降解植物纤维素,将其转化为可发酵的糖类产物;脂肪酶能够催化脂质的水解反应,产生甘油和脂肪酸;蛋白酶能够降解蛋白质为氨基酸等。
不同种类的酶在生物酶解技术中发挥着不同的作用,共同完成对生物质的降解转化。
此外,影响生物酶解技术效果的因素也非常多样化。
温度、pH 值、底物浓度、酶的浓度、反应时间等因素都会对酶解反应产生影响。
合理地控制这些因素,能够提高生物酶解技术的效率和产物质
量。
总的来说,生物酶解技术是一种高效、环保的生物质资源利用
技术。
通过深入理解酶的作用机制、不同种类的酶及其影响因素,
可以更好地应用生物酶解技术,实现对生物质资源的高效转化利用。
希望本文对生物酶解技术的原理有所帮助,谢谢阅读。
生物酶法处理污水中有机物与氮的去除
生物酶法处理污水中有机物与氮的去除污水处理一直是城市建设和环境保护中一个重要的领域,其中生物酶法处理污水中有机物与氮的去除的技术成为研究热点。
生物酶法利用微生物中特定的酶类作用于废水,将其中有机物和氮去除,达到净化水体的目的。
本文将从生物酶法原理、应用和优化这三方面分别阐述。
一、生物酶法原理生物酶法的基本原理是利用生物体内的特定酶类作用于污水中的有机物和氮,将其降解、转化为无害物质。
通过微生物在废水中对有机物和氮的吸附作用、氮的硝化作用和反硝化作用,实现废水的净化。
微生物通过特定代谢途径产生氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐,从而实现对污水中有机物和氮的去除。
二、生物酶法应用生物酶法的应用在城市污水处理领域广泛。
通过生物酶法可以实现废水中有机物和氮的去除,降低水体中COD(化学需氧量)、BOD(生化需氧量)和NH3-N (氨氮)等污染物的含量,使废水达到排放标准。
同时在农业、饲料和化工等领域中也有应用,如苯丙氨酸酶可被用于发酵成为天然香料,酪氨酸酶被用于生产牛奶和奶制品等。
三、生物酶法优化生物酶法处理污水中有机物和氮的去除具有极大的潜力,但其除氮效果依然需要提高。
主要优化方向包括:1. 微生物群落优化。
通过改变环境条件如温度、pH等,调控微生物种群的生长和代谢,从而提高其对有机物和氮的去除效率。
2. 酶类制剂优化。
针对不同的有机物和氮,利用单一或多种酶类制剂去除,提高除氮效率。
3. 反应器设计优化。
通过改变反应器的流动结构、增加曝气方式等手段,提高酶类活性和反硝化作用等效率。
生物酶法处理污水中有机物与氮的去除是一个复杂的过程,需要多种因素的协同作用。
未来,我们希望能够通过不断的研究和优化,实现从源头控制污水排放,同时使污水资源化利用,从而为人类的可持续发展贡献力量。
生物技术的霉菌毒素解毒
生物技术的霉菌毒素解毒八达阿帕德-- 八达博士生物技术有限公司高兆威 译饲料受霉菌毒素的污染给世界各地的农民带来严重的问题。
根据文献资料,每年世界粮食收成的20-25%被霉菌毒素污染,这也意味着每年数以百万吨的饲料被霉菌毒素所污染。
霉菌毒素在生物技术防治计划中解毒的地位由于生产没含有霉菌毒素的饲料或生产含有限量霉菌毒素的饲料, 需要具有一个霉菌毒素预防的计划,这将涉及多个连续动作和反应。
这程序从启动合适的粮食谷类品种的选择开始和在动物胃肠道系统里用吸附或生物降解霉菌毒素而终结。
霉菌毒素预防方案的组件:* 选择有霉菌毒素抗性的谷类品种。
* 严格遵守所有的良好的农业实践要素,特别要注意霉菌污染在粮食生产期间的化学防治。
* 良好的收割做法:防止机械损伤内核,在最佳的时刻及粮食谷类水分含量相对较低的时候开始收割。
* 收割后保质行动: 例如,除去破损的内核,使用清洁的运输和储存容器; 确保适当的粮食谷粒仓储条件, 及防止粮食谷类因渗漏或其他原因增加水分含量; 防止霉菌在粮食谷类繁殖及储存时的杀菌处理。
* 在饲料生产过程中使用消除霉菌毒素的治理,以减少或消除霉菌毒素存在原料的影响。
为达到此目的,生物技术解毒可被认为是最强的选择。
生物技术解毒生物技术解毒霉菌毒素被发现后,研究人员开始对实验动物作饲养试验,以研究毒素的有害的影响。
这些实验结果带来的矛盾,并不可重现。
这是由于饲养动物的霉菌毒素剂量的变量是以霉菌毒素污染的饲料去处理和通过人工处理的霉菌毒素污染饲料的动物。
然而,反复保证相同剂量的毒素管理实验结果仍然不一致。
一些研究者归因于霉菌毒素的代谢产物和霉菌毒素的预产物含在用以测试的饲料中; 但这个假设并不能证明有效。
用纯化的霉菌毒素作试验,以确定重复的生物效应已经给了可靠的结果,但在测试组发现有个别的动物毒素,其敏感性差异较大。
这一科学发现引发了对霉菌毒素在动物机体的研究命运。
动物品种和个体差异在哺乳动物对霉菌毒素的反应,可以归因于生物降解和毒素的吸收差异。
生物酶解堵原理及建议
酶-油中间体
堵塞体
酶油复合体
5、酶油复合体再次进行体
固体
6、酶油中间体分解,形成原油与阿波罗酶制剂各自独立成分, 恢复阿波罗酶制剂原状
酶-油中间体
油类
环保酶
二、生物酶技术的特性及解堵原理
(三)、生物环保酶的应用范围
1、适用于油层的解堵、驱油
造成油层堵塞的原因主要来自以下几个方面: (1)、蜡质、沥青质等物质随原油流动,温度降低、结晶、 沉积在出油通道的岩石颗粒内壁上,在近井地层造成出油通道 堵塞; (2)、经过较长期开采以后,由于流体中固相微粒的运移, 其表面的蜡质、沥青质等物质的堆积、成长而使固体微粒体积 增大,进而造成地层出油孔道的堵塞; (3)、地层中泥质含量较高,水化膨胀而降低了地层的渗透 率。 前两种原因造成的地层堵塞使用环保酶技术进行处理可取 得好的效果。至于水化膨胀而造成的地层渗透率下降,可在环 保酶中加入抑制剂等化学药品制成复合剂加以解决。
二、生物酶技术的特性及解堵原理
(三)、生物环保酶的应用范围
生物环保酶制剂除了在提高采收率方面有显著效果,在原油的集输、 油气井场的环境保护领域也有强大的生命力,应用酶制剂可以实现:
1、 油田输油管道内壁油泥清理; 2、 油田集输站大罐沉积物清理; 3、 卡车油罐及铁路运输油罐的清理工作; 4、 河运驳船、海运驳船、远洋运输船油箱底层污 物的清洗; 5、 地上储油罐、地下储油罐的清理; 6、井场洒落地面油污(泥)的清理。
实施方式: 1、用解堵剂反循环洗井,清洗蜡质、沥青等沉淀堵塞物。 2、注入4桶的生物环保酶溶液。 3、关井反应36小时。 4、恢复生产。 实施效果:该井产量由2桶/天恢复到648桶/天。
三、生物酶技术现场应用状况与分析
(一)、生物环保酶技术在国外油田的应用
生物酶解技术原理
生物酶解技术原理生物酶解技术是一种利用生物酶来分解有机物质的技术,它在食品加工、环境保护、医药制备等领域有着广泛的应用。
生物酶是一种生物催化剂,能够加速化学反应速率,降低反应活化能,使反应在较温和的条件下进行。
本文将从生物酶的作用原理、应用领域和发展前景等方面进行介绍。
首先,生物酶的作用原理是通过特异性地与底物结合,形成酶-底物复合物,使反应物分子之间的距离减小,从而降低了反应的活化能,加速了反应速率。
生物酶在酶解技术中起着至关重要的作用,能够高效、特异地催化底物的转化,使得酶解技术在各个领域得到了广泛应用。
其次,生物酶解技术在食品加工领域有着重要的应用。
比如,在酿酒、面包、奶制品等生产过程中,生物酶可以帮助分解淀粉、蛋白质、乳糖等,提高产品的品质和产量。
此外,在生物制药领域,生物酶解技术也被广泛应用于药物的合成和转化过程中,能够提高药物的纯度和产率。
另外,生物酶解技术在环境保护领域也有着重要的应用。
例如,生物酶可以帮助分解有机废水中的有害物质,降解有机污染物,净化环境。
在农业领域,生物酶也可以用于土壤改良,提高土壤肥力,促进植物生长。
最后,随着生物技术的不断发展,生物酶解技术的应用前景十分广阔。
随着生物酶的高效分离和纯化技术的不断改进,生物酶的产量和活性不断提高,生物酶解技术在食品、医药、环保等领域的应用将会更加广泛。
综上所述,生物酶解技术作为一种高效、环保的技术手段,具有着广泛的应用前景。
随着生物技术的不断进步,相信生物酶解技术将会在未来发展中发挥越来越重要的作用。
第二章 生物酶解技术
5. 激活剂对酶反应速度的影响
➢ 有机小分子: 一些还原剂,如抗坏血酸、半胱氨酸,
使含-SH的酶处于还原态 金属螯合剂,如EDTA(乙二胺四乙酸),
可络合一些重金属杂质,解除它们对酶 的抑制,从而使酶活升高。
6. 抑制剂对酶反应速度的影响
抑制作用:有些物质与酶结合后,引起酶的活性 中心或必需基团的化学性质发生改变,从 而使酶活力降低或丧失。
第二章 生物酶解技术
细胞壁的层次
生物酶解技术在中药提取 中的应用
胞间层(中层)(middle lamella):果胶类物质组成, 具强的亲水性和可塑性。
初生壁(primary wall): 细胞生长过程中,原生质分 泌,有纤维素、半纤维素和 果胶,还含有酶和糖蛋白。
次生壁(secondary wall): 细胞停止生长,原生质产生 的壁物质沉积在初生壁内侧。 由纤维素、半纤维素和木质 素构成。分内层(S3)、中层 (S2 )和外层S1 )。
多糖的酶及超声联合提取
采用正交试验,优化玉米须多糖的酶及超 声提取方案,并研究这两种方案的结合效果.结 果三种提取工艺中联合提取多糖得率最高,酶辅 助提取次之,超声提取最低.结论联合提取是一 条高效的提取路线.
方法
超声 酶法 酶法-超声
时间(min)
20
170
190
多糖含量 % 2.878 5.697 7.720
总黄酮的UV法测定法
标准曲线的制备:将芦丁于120℃烘箱中烘 于干燥器中冷,却后称至恒重,称取50mg用 70%乙醇溶解,定容至250mL,得0.200mg/mL 芦丁对照品溶液。准确吸取芦丁对照品溶液 0、3.0、6.0、9.0、12.0、15.0mL于50mL量 瓶中,加入5%NaNO2溶液15mL,摇匀,放置 6min后加入10%Al(NO3)3溶液15mL,摇匀,放 置6min后加入4%NaOH溶液20mL,再用70% 乙醇定容,摇匀,
生物酶解技术原理
生物酶解技术原理生物酶解技术是一种利用生物酶对生物质进行降解和转化的技术。
生物酶是一种生物催化剂,能够加速生物质的降解反应,使得生物质中的有机物质转化为可利用的产物。
生物酶解技术在生物质能源、生物医药、食品加工等领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍生物酶解技术的原理及其在生产中的应用。
生物酶解技术的原理主要包括酶的作用机制和酶的特性。
酶是一种蛋白质,具有特异性催化作用,能够在较温和的条件下加速生物质的降解反应。
酶的作用机制是通过与底物结合形成酶-底物复合物,使得底物分子在酶的作用下发生化学反应,生成产物。
酶的特性包括活性、稳定性和特异性。
酶的活性是指酶对底物的催化效率,稳定性是指酶在一定条件下的稳定性能,特异性是指酶对特定底物的选择性催化作用。
生物酶解技术在生产中的应用主要包括生物质能源生产、生物医药制备和食品加工。
在生物质能源生产中,生物酶解技术可用于生物质的降解和转化,生产生物柴油、生物乙醇等清洁能源。
在生物医药制备中,生物酶解技术可用于药物的合成和分解,生产抗生素、酶制剂等药品。
在食品加工中,生物酶解技术可用于食品的加工和改良,生产面包、酱油、酒类等食品。
生物酶解技术的发展受到酶的选择、底物的优化和反应条件的控制等因素的影响。
酶的选择是生物酶解技术的关键,不同的酶对底物的催化效果不同,需要根据具体的生产需求选择合适的酶。
底物的优化是提高生物酶解技术效率的关键,通过对底物的预处理和改良,可以提高酶的催化效率和产物的产量。
反应条件的控制是保证生物酶解技术稳定运行的关键,包括温度、pH值、底物浓度等因素的控制。
总之,生物酶解技术是一种利用生物酶对生物质进行降解和转化的技术,具有广泛的应用前景。
生物酶解技术的原理主要包括酶的作用机制和酶的特性,应用主要包括生物质能源生产、生物医药制备和食品加工。
生物酶解技术的发展受到酶的选择、底物的优化和反应条件的控制等因素的影响。
随着生物酶解技术的不断发展和完善,相信生物酶解技术将在未来得到更广泛的应用和推广。
生物酶催化降解有毒物质的机制研究
生物酶催化降解有毒物质的机制研究近年来,环境污染问题日益严重,尤其是有毒有害物质的种类和数量不断增加,给人类和动植物健康带来了严重的威胁。
有毒有害物质的清理和处理是一个长期而艰巨的任务,其中利用生物酶催化降解有毒物质的技术被认为是一种可行、经济、环保的方法,备受关注。
本文将探讨生物酶催化降解有毒物质的机制研究。
生物酶是一类能够转化化学物质的生物催化剂,可将复杂的有害有毒物质转化为无毒无害的物质。
其中比较常见的有苯酚、氰化物、苯并芘等有毒物质,而氧化酶、丙酮酸酶、脱氢酶、酸性磷酸酶、醇脱氢酶等蛋白质酶则是常用的催化剂。
生物酶催化降解有毒物质的机制主要有两种,一种是直接催化降解,另一种是间接降解。
直接催化降解的机制:直接催化降解是指生物酶直接反应、降解有毒物质的过程。
一些酶如脱氢酶、氧化酶等可以将有毒物质中的基团(如苯环、氰根等)与水或氧气反应,通过脱去电子、氧合等反应来达到降解的目的。
例如,一些脱氢酶可以将苯酚转化为各种酚、醛、酸等物质,最终转化为无害的二氧化碳和水。
间接催化降解的机制:间接催化降解过程中,有毒物质先与生物酶反应生成化合物,再通过进一步反应转化为无毒物质。
比如,铁硫蛋白可以与氢氧化物反应,形成FeOOH,然后通过单电子转移反应生成过氧化氢(H2O2),最终通过氧化还原反应将有毒物质转化为无毒物质。
在催化降解有毒物质的过程中,生物酶中的活性位点起着重要的作用。
活性位点是指生物酶分子中特定的位点,能够与底物结合并促使化学反应发生的部位。
酶的活性位点通常是一个三维的空间结构,对化学反应的特异性、速率、效率等都起着重要的影响。
结合生物酶催化降解有毒物质的机制,我们可以采取一些措施,优化该技术的性能,提高降解效率。
为了提高降解效率,我们可以从以下几个方面入手:1. 寻找合适的生物酶:对于不同的有毒物质,需要筛选出合适的生物酶来降解。
2. 优化酶反应条件:比如酶的浓度、温度、pH值、底物浓度等。
酶降解生物质的技术研究
酶降解生物质的技术研究酶降解生物质是一种利用生物酶降解由生物质组成的纤维素、半纤维素和木质素等成分,将生物质转化为可用于生产热能、生物燃料和化学品的有机化合物的技术。
现代产业对于可再生能源的需求越来越大,而生物质是一种丰富的可再生资源,酶降解生物质的技术因此受到了广泛的关注。
酶降解生物质的过程可以大致分为三个步骤:孢子产生、污染物降解和生产有用物质。
孢子产生是第一步。
由于生物质在自然界中广泛存在,具有高纤维素、半纤维素和木质素含量的植物枝干、树皮、树叶以及家畜粪便都可以作为基质来产生孢子。
孢子的产生需要一定的条件,孢子一般是在适宜的温度和湿度下产生的。
温度过高或过低都会影响孢子的产生,而湿度也是一个比较重要的因素,通常不足30%的相对湿度都会使得孢子产生减少。
污染物降解是酶降解生物质的第二个步骤。
在这个步骤中,酶会降解部分生物质的纤维素、半纤维素和木质素等成分,并将其转化为可用于生产热能、生物燃料和化学品的有机化合物。
酶降解生物质的过程主要包括两种类型的反应,即酶的酶解反应和微生物的分解反应。
酶的酶解反应是酶对于生物质分子的直接作用,而微生物的分解反应则是依靠微生物生长的代谢对于生物质的分解。
生产有用物质是酶降解生物质的第三个步骤。
在这个步骤中,酶将产生一些有用的物质,如糖、乙醇、酸、气和有机化合物等。
这些物质有着广泛的用途,可以用于生产食品、化学品、药品以及生物燃料等。
酶降解生物质的技术具有多种优点。
首先,它是一种绿色的技术,不会产生污染物或废弃物。
其次,它可以转化大量的生物质为有用的化合物。
最后,酶降解生物质的成本相对比较低,可以利用农村地区的生物质资源来进行工业化生产开发。
尽管酶降解生物质的技术已经取得了一些进展,但是在实际应用中还存在许多问题。
其中最大的一个问题就是降解效率的问题,酶降解生物质的降解效率普遍较低,需要进行优化和改进。
为了提高降解效率,科学家们正在探索新的酶或微生物来完成酶降解生物质的过程。
生物酶解毒技术
饲料霉菌毒素生物酶解毒技术饲料中含有丰富的营养物质,极易受到霉菌污染而发生霉变,不仅影响适口性,降低动物采食量和饲料营养价值,而且霉菌分泌的毒素会造成动物拒食、呕吐、腹泻、生长停滞、生产力下降甚至中毒死亡。
另外,霉菌毒素还能通过乳汁、鸡蛋及其他产品转移到人体,对人类健康造成危害。
因此,如何抑制饲料中霉菌的生长繁殖,减少饲料中霉菌毒素的含量成为饲料行业的研究热点。
1霉菌毒素的危害霉菌毒素是霉菌在生长过程中产生的由多种次级代谢产物组成的有毒物质,目前已知的霉菌毒素有300 多种,其中最常见且对人和动物危害比较严重的主要有黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、烟曲霉毒素、单端孢霉烯( 族) 化合物( 包括呕吐毒素、雪腐镰菌烯醇及 T -2 毒素等) 以及伏马毒素等。
其危害主要是引起动物采食量下降、饲料转化率降低、体质下降、发病率升高以及繁殖机能下降等。
霉菌毒素具有广泛的致癌性( 主要是肝脏和肾脏的癌变) 、致突变、致畸性、生殖抑制以及免疫抑制等代谢干扰作用,在饲料到动物畜产品再到人的传递过程中不断浓缩,对畜牧生产、食品安全和人类的健康造成严重的危害和巨大的经济损失[1]。
预防霉菌毒素的产生是防治霉菌毒素污染的最根本措施,谷物在田间生长及籽实收获的储藏和加工等各个阶段均可能感染霉菌,且谷物和饲料均是大宗产品,很难实现全过程温度和湿度等环境条件的严格控制,所以霉菌及其毒素对谷物和饲料的污染几乎是不可避免的。
据报道,全球超过 25% 的谷物不同程度地受到霉菌毒素污染]。
近年的调查结果显示,我国饲料和原料霉菌毒素超标的比例高达 60% ~70% 以上。
2常见霉菌毒素的脱毒方法降低饲料中霉菌毒素危害的方法主要有物理法( 清洗、热处理和吸附剂法等) 、化学法( 氢氧化钙、臭氧和氨破坏等) 和生物法( 生物酶解和微生物发酵法等) 。
吸附法是物理法中应用最广泛,较为成熟的一种霉菌毒素去除方法,即通过在饲料中添加可以吸附霉菌毒素的物质,并与之紧密结合,使霉菌毒素在经过动物肠道时不被动物所吸收,直接排出动物体外,从而避免了霉菌毒素对动物的危害。
菌草酸多酶体反应体生物酶解技术
菌草酸多酶体反应体生物酶解技术“治疗癌症及延缓衰老的策略”菌草酸多酶体反应体生物技术(BGA)是一种现代生物制剂高新技术。
由林陆山教授发明,1994年在美国获得“克里斯托”发明专利技术金奖,96年正式被列入“国家火炬高新科技计划项目”。
“BGA”是以多种生物酶组合多酶反应体,并在常温常压下,一方面充分分解中草药中的纤维素、半纤维素、木质素、脂肪、蛋白质等生物成分,使水溶性和脂溶性所有有效成分得以充分提取浓缩,另一方面使所有有效成分全部破壁分解,游离出具有细胞活性的小分子活性蛋白,裂解氨基酸的肽链,形成肽物质。
整体成分可达150多种,这样的特性在癌症和延缓衰老的治疗中极具价值。
“BGA”制品是以量子生物与中医药理论为基础,和创新性很强的酶工程工艺结合的量子生物制剂。
“BGA”制剂原料以中草药为主具有多种药、多组分、采用酶解工艺,制作上混合提取物的模式,因而制品具有多靶点、多途径的药效机理。
这样克服了研发集中在单体成分的提取模式可能会掩盖中药中其他有效成分的药理作用。
最近国内,郝海平等2009年“通过多组分、多靶点中药整体代动力学的探索”的研究表明:认为“多靶点、低亲和力、低选择性”药物研发模式将可能成为未来全球畅销创新药物研发的主体,并取代“单靶点、高亲和力、高选择性”。
我们认为“BGA”制品的多组分、多靶点的特点,对多种基因的干预,可能最有效的调控复杂的病理性网络。
“BGA”制品不会改变中草药中的生物活性物质的化学结构,而是充分体现药品的药理活性,是实现中药现代化的一项重要的技术革新。
具有如下开创性技术特点:1、通过酶解破壁,有效成分利用率从传统工艺18%提升到80%以上。
2、“BGA”制品具有活性和小分子特点。
3、彻底脱毒,且无任何毒副作用。
4、药效迅速、具有酶类制品的药理特性。
5、具有节省能源,环保。
6、对中药制药工艺进行改革。
多酶体应用于中草药提取制作工艺的研究,已是非常成熟的生物技术,经过国家药检所工艺比对试验,其实际应用价值得到了进一步认证。
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饲料霉菌毒素生物酶解毒技术饲料中含有丰富的营养物质,极易受到霉菌污染而发生霉变,不仅影响适口性,降低动物采食量和饲料营养价值,而且霉菌分泌的毒素会造成动物拒食、呕吐、腹泻、生长停滞、生产力下降甚至中毒死亡。
另外,霉菌毒素还能通过乳汁、鸡蛋及其他产品转移到人体,对人类健康造成危害。
因此,如何抑制饲料中霉菌的生长繁殖,减少饲料中霉菌毒素的含量成为饲料行业的研究热点。
1霉菌毒素的危害
霉菌毒素是霉菌在生长过程中产生的由多种次级代谢产物组成的有毒物质,目前已知的霉菌毒素有300 多种,其中最常见且对人和动物危害比较严重的主要有黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、烟曲霉毒素、单端孢霉烯( 族) 化合物( 包括呕吐毒素、雪腐镰菌烯醇及 T -2 毒素等) 以及伏马毒素等。
其危害主要是引起动物采食量下降、饲料转化率降低、体质下降、发病率升高以及繁殖机能下降等。
霉菌毒素具有广泛的致癌性( 主要是肝脏和肾脏的癌变) 、致突变、致畸性、生殖抑制以及免疫抑制等代谢干扰作用,在饲料到动物畜产品再到人的传递过程中不断浓缩,对畜牧生产、食品安全和人类的健康造成严重的危害和巨大的经济损失[1]。
预防霉菌毒素的产生是防治霉菌毒素污染的最根本措施,谷物在田间生长及籽实收获的储藏和加工等各个阶段均可能感染霉菌,且谷物和饲料均是大宗产品,很难实现全过程温度和湿度等环境条件的严格控制,所以霉菌及其毒素对谷物和饲料的污染几乎是不可避免的。
据报道,全球超过 25% 的谷物不同程度
地受到霉菌毒素污染]。
近年的调查结果显示,我国饲料和原料霉菌毒素超标的比例高达 60% ~70% 以上。
2常见霉菌毒素的脱毒方法
降低饲料中霉菌毒素危害的方法主要有物理法( 清洗、热处理和吸附剂法等) 、化学法( 氢氧化钙、臭氧和氨破坏等) 和生物法( 生物酶解和微生物发酵法等) 。
吸附法是物理法中应用最广泛,较为成熟的一种霉菌毒素去除方法,即通过在饲料中添加可以吸附霉菌毒素的物质,并与之紧密结合,使霉菌毒素在经过动物肠道时不被动物所吸收,直接排出动物体外,从而避免了霉菌毒素对动物的危害。
目前使用较多的霉菌毒素吸附剂主要有矿物吸附剂和酵母细胞壁提取物。
化学脱毒法对霉菌毒素具有一定的脱毒作用,但所用的化学物质具有一定的腐蚀性,另外,这些化学物质会破坏饲料中的营养成分而降低饲料的营养价值和适口性,因此无法在饲料生产中采用。
霉菌毒素生物降解法是指微生物、植物及其代谢产生的酶与毒素作用,使其结构中毒性基因被破坏而生成无毒降解产物的过程。
生物酶解毒方法因为具有对粮食无污染,有高度的专一性,不影响食品的营养价值,而且能够避免毒素的重新产生等优点,近年来已成为霉菌毒素脱毒、解毒的研究热点。
3生物酶的研究进展
计成等报道,橙色黄杆菌、分支杆菌、红串红球菌、芽孢杆菌和小诺卡氏菌, 能降解 AFB1,进一步研究确定其解毒作用为酶解作用。
Hormisch 等以荧蒽为唯一碳源,从煤田附近污染的土壤样品中分离到1 株能够同时降解荧蒽和AFB1 的分支杆菌,进一步试验证明其对黄曲霉毒素的降解是生物酶解作用。
Teniola 等报道分支杆菌胞外提取物在 30 ℃与 AFB1 混合4 h 后,降解率在 90% 以上,8 小时后基本检测不到 AFB1 残留,还对胞外提取物在热处理和蛋白酶K 处理后进行了解毒效果测定,发现降解率降低了,因此认为解毒机理是酶促反应。
关于重组酶生物降解 AFT 的研究非常少,目前仅有 2 种 AFT 重组酶的相关报道。
一种来源于白腐真菌的真菌漆酶,其在黑曲霉中表达的重组漆酶( 118 U/L) 能降解55% 的AFB1; 来源于真菌假密环菌的黄曲霉毒素解毒酶在毕赤酵母中的重组酶( 1.76 U/g) 仅降解25.52% 的AFB1。
尽管重组酶生物降解AFT 的研究很少、解毒效率不高,但因可提高酶的产量,因此重组酶的研究受到关注。
Tang Y 等分离出的菌株 SM04 的 M1 上清液可高效降解 ZEN,Acinetobacter sp. SM04 的降解能力来源于氧化酶组分和过氧化物酶组分的共同作用。
目前已纯化得到该过氧化物酶,过氧化物酶组
分能催化 H2O2 氧化降解 ZEN。
过氧化物酶的最适 pH 值和最适温度分别为 9.0 和70 ℃,具有很强的耐碱性。
氧化酶和过氧化物酶组分的作用机制及产物分析尚在研究中。
OTA 分子结构中苯丙氨酸基团一般被认为是使母体化合物产生复杂毒力的基团毒性基团被酶解破坏,其毒性可降低或去除。
研究发现,来源于牛肝菌属的羧肽酶 A( CPA) 、来源于酿酒酵母的羧肽酶 Y( CPY) 及来源于黑曲霉的脂肪酶能生化转化 OTA[。
BBSH797 是欧洲食品安全局有史以来首次认可的霉菌毒素酶解技术,能够有效降解单端孢霉烯族毒素中的环基苯,且代谢物无毒,效果明显。
百奥明公司最新研发的烟曲霉毒素降解酶产品 FUMzyme,其活性成分为纯酶,能快速有效降解烟曲霉毒素。
4霉菌毒素生物酶研究降解存在的困难及前景展望
一些研究证明了霉菌毒素是可以通过酶降解的,并且在温和的条件下酶降解不会产生其他有毒产物。
陈仪本提出应用生物学方法降解毒素的技术关键在于: 筛选出能产高活性解毒酶的菌株、在原料中创造一个有利于酶促反应的含水微环境,这涉及到酶工程、基因工程等研究手段,因此该方法目前仍停留在理论阶段。
食用真菌虽有较好的解毒效果,但起作用的真菌酶多源于胞内,产量极低,操作过程需要破碎真菌细胞或菌丝体,程序繁琐,容易破坏酶的活性,因此限制了其在实际生产中的应用。
另外,目前的研究多是针对单一霉菌毒素,但饲料中往往存在多种霉菌毒素的污染。
在实际中若运用各种生物酶对霉菌毒素进行降解,不同酶的最适作用条件不同,因此无法同时对一批饲料进行完全脱毒。
生物酶具有较强的选择性,分解某一步可能形成毒性更高的毒素。
目前已报道的具有降解 ZEN 能力的各菌株,发现各菌株主要的降解机制主要分为 4 种途径: 途径一为酯水解机理,从粉红粘帚菌中分离出的内酯水解酶 ZHD101 和zes2,主要通过作用于内酯键来降解 ZEN。
但酯键的水解并不能完全降解ZEN,该反应仍然可逆,ZHD101 将部分 ZEN 降解成为β- ZOL,β- ZOL 仍具有雌激素毒性。
途径二为醇化机理,ZEN 内酯环 C’- 6 上的羰基上加氢生成玉米赤霉烯醇( ZOL) ,包括异构体α- ZOL 和β- ZOL,α- ZOL 的雌激素毒性比 ZEN 要大很多,β- ZOL 的雌激素毒性小于 ZEN。
由于生成的产物均具有毒性,视为无效脱毒。
生物酶降解条件比较苛刻,酶促反应要求一定的pH 值、温度等温和的条件。
体重低于 30 kg 的猪胃部 pH 值大约是 4,体重大于 30 kg 的猪胃部 pH 值大约是 2.5。
胃的强酸性环境可能造成生物酶变性而失去活性。
又如可降解ZEN 的菌株SM04,起作用成分为过氧化物酶,其最适pH 值和最适温度分别为9. 0 和70 ℃。
而家畜体内pH 值最高的部位在回肠,约为8,家畜的正常体温 ( 牛 38.5 ~ 39.5 ℃,马 37.5 ~38.5 ℃,猪 38.5 ~40 ℃) 体内环境不能为过氧化物酶提供最适酶解条件。
生物酶本质是蛋白质,受加工过程中的高温制粒及剧烈震荡等因素影响使得蛋白质变性而失去活性,而对这些条件的精确设定,在很大程度上增加了脱毒成本。
酶促反应需要时间,在合适的环境下,一般需要 24 ~48 h,如橙色黄杆菌培养时间为72 h 条件下,才能够从溶液中最大限度地去除黄曲霉毒素。
分支杆菌胞外提取物与 AFB1 混合 8 h 后才基本检测不到AFB1 的残留。
这在实际生产应用上也受到限制。
5小结
霉菌毒素的强毒性严重威胁动物的生产性能和人类健康,每年给食品工业、饲料工业和畜牧业带来巨大的经济损失。
如何有效防控和降解饲料和食品中的各种霉菌毒素是饲料工业、畜牧业和食品工业亟待解决的科学难题。
要彻底解决霉菌毒素的危害,必须采取 1 个全面的综合措施,通过物理吸附、生物转化和生物保护来解决霉菌毒素对畜禽生产的危害。