酶工程在轻工业中的应用
酶工程在轻工业中的应用
——原料处理
院系：食品与生物工程系
班级：文生095-1
姓名：张晓伟
学号：200990521118
时间：2012-04-04
酶工程在轻工业中的应用——原料处理
张晓伟
摘要：概述了酶在轻工业原料处理中的主要应用这些酶主要为纤维素酶、
霉菌蛋白酶、胰酶、糖酶、脂肪酶、淀粉酶、脂肪酶和果胶酶等的应用前
景
关键词：酶、轻工业、原料处理、纺织、造纸
迄今为止,酶制剂已被广泛地应用于制革、毛皮、造纸、食品、发酵和
纺织等行业中。
首先在纺织业原料处理中，纤维素酶主要用于减量处理、生物抛光处理、水洗和石磨处理及其它处理等。减料处理中纤维织物用纤维素酶处理都伴随着纤维的减量或失重, 并引起许多性能变化。棉织物经过纤维素酶整理后, 手感和外观可以有很大的改善。处理后的织物更光洁、颜色更鲜艳。织物的硬挺度和刚性降低, 光滑度和悬垂性提高, 使织物获得更好的手感。生物抛光处理中天然纤维素的结构复杂, 结晶度高, 在一定酶浓度和时间条件下很难把纤维
素完全水解成葡萄糖单体, 仅对织物表面或伸出织物表面的茸毛状短小纤维
作用。生物抛光也就是去除从纤维表面伸出的细微纤维, 经纤维素酶处理后稍经机械加工就可以得到表面平滑而茸毛少的织物。生物抛光的主要功效是使服装和面料长久保持光鲜、手感更柔软。水洗和石磨处理中纤维素酶还广泛应用于牛仔裤产品的洗涤加工, 代替石洗加工工艺。纤维素酶用于牛仔服装水洗石磨加工, 加工后的服装雪花点多、立体感强、色光好; 与传统的石磨工艺相比, 酶洗工艺条件温和, 耗能降低, 减少了服装和设备的磨损, 水洗效率高; 与
传统的化学助剂整理工艺相比, 酶洗工艺大大减少了污水排放, 有利于环境
保护。除上述处理外, 纤维素酶还与脂肪酶、果胶除上述处理外, 纤维素酶还与脂肪酶、果胶酶共同应用于棉织物的精练加工, 去除棉纤维中的天然杂质, 为后续染色、印花和整理加工创造
条件。酶精练后的织物润湿性、强度保留率与碱精练相同, 失重率较少,
耗水率低。纤维素酶整理也用于黏胶、Lyocell和醋酸纤维织物, 能改善织物的手感、悬垂性, 去除织物表面的绒毛, 减少了黏胶织物的起球倾向和Lyocell织物的原纤化倾向。苎麻织物存在手感粗糙、穿着刺痒感问题,
严重影响了苎麻织物的使用性能, 通过纤维素酶减量整理, 能够使织物获
得柔软的手感和光洁的布面, 刺痒感消失或改善。
酶在制革、毛皮工业中的应用最早仅限于酶脱毛和酶软化。主要应用有酶浸水、脱脂、酶法局部处理、酶在浸灰、复灰中的应用、酶软化
及于酶制剂的制革前处理酶浸水所使用的酶蛋白,能打断生皮在干燥过程
中形成的交联键,溶解和除去纤维间质,从而促进生皮的回湿,使之迅速恢复
到鲜皮状态。在酶浸水中所使用的酶主要有细菌和/或霉菌蛋白酶、胰酶和糖酶,也有配合使用或者单独使用的脂肪酶。浸水酶的主要成分都是碱性蛋白酶,对非胶原蛋白有很好的去除效果,最佳作用pH值一般在8～10。为了降低成本,也可选用糖酶和水解类蛋白酶,用于浸水。在实际生产中,浸水酶
的使用往往是与脱脂并行的。浸水酶的介入,可以破坏原来包裹脂肪细胞的蛋白膜,从而,使得大量的游离脂肪分子被脱脂剂乳化而除去。应当注意的是,在这种情况下,应尽量避免使用对浸水酶具有抑制作用的脱脂剂。关于浸水酶在毛皮制造中的应用,所见报道不多。对淡干绵羊皮的浸水,可以采取多次浸水的工艺方案,在浸水中,一般是通过加入加酶洗粉以加速浸水过程。
酶脱脂是利用脂肪酶对油脂分子的水解作用,达到除去生皮内油脂的目的。
脂肪酶应当满足以下要求:①脂肪酶在pH值8～10的范围内有较高的活性和稳定性;②具有较高的耐热性;③能与表面活性剂相容;④能与其它蛋白酶相容。脂肪酶主要来源于动物、霉菌和某些植物。酶制剂可广泛应用于浸水、浸灰及软化等工序。酶脱脂的主要优点表现在以下几方面:①脱脂均匀,脱脂废液中的油脂更易分离回收;②在浸水、浸灰等工序中使用脂肪酶,裸皮表面更洁净、平整;③可减少表面活性剂的用量,甚至不使用表面活性剂;
④能提高成革质量,尤其是可以改善绒面革的质量,有利于制造防水革的低雾化值的汽车座垫革;⑤对于多脂皮的脱脂,可以避免使用溶剂脱脂,从而降低生产成本。
酶制剂在浸灰、复灰中的应用,是作为一种助剂存在的。制革中浸灰、复灰的主要作用是分离和松散胶原纤维。研究表明,生皮中含有质量分数065%～117%的硫酸皮肤素,从糖醛酸端接到蛋白肽链的丝氨酸残基上,构成共价结合的硫酸皮肤素蛋白多糖,其分子质量为3×105,有规律地线性排列在胶原表面形成紧密的网,与胶原牢固结合,表现出极强的黏性。浸灰、复灰过程中,皮胶原纤维的松散程度与硫酸皮肤素的除去程度密切相关。在浸灰过程中加入耐碱的蛋白酶,硫酸皮肤素的除去速度和除去率都明显增加,成革的柔软度、强度亦有明显增加。酶在浸灰、复灰中应用的优点是显而易见的:①可促进皮胶原纤维的分离和松散;②能消除皱纹,清洁粒面;③可
减少硫化钠的用量,减轻污染;④改善成革的柔软度、强度,制作绒面革时,有利于起绒;⑤可明显提高得革率。
现代制革上讲的酶软化已与传统酶软化迥然不同。
第一,从工艺设置上讲,传统的酶软化是在脱灰之后设置的专门工序(或称之为常规酶软化),而现代酶软化则不尽然,它可能是一个阶段。现代酶软化可以分为3个阶段,即脱灰后酶软化、浸酸中的酶软化以及蓝坯革复鞣前的酶软化。
第二,从工艺条件上讲,传统的酶软化需要在较高的温度(36～38℃)下作用,而现代酶软化要求在较大用量、较低温度、较长时间的条件下进行作用。
第三,从软化效果上来看,传统酶软化的可控性差,质量不稳定;而现代酶软化的可控性好,可作用于皮的内层,且内外软化均匀,从而显著地提高成革质量。
(1)脱灰后的酶软化通过脱灰后的酶软化,可以进一步除去胶原纤维间质和分散纤维。软化不足,成革板硬、粒面不清晰;而软化过度,则成革柔软,但易产生松面、延伸性大以及粒面强度差等质量问题。适当的酶软化对于提高成革的感观性能至关重要。
(2)浸酸中的酶软化关于在浸酸浴中对裸皮进行酶软化的问题,国内外都有过很多的研究。酸性条件软化裸皮,其作用缓和、均匀,可以获得与单独使用中性蛋白酶基本相近的软化效果。
(3)蓝湿坯革的酶软化
在已有研究的基础上,运用技术集成的原理与方法,实现基于酶制剂的制革前处理,对于改变制革行业的落后面貌有着重要意义。采用制革工艺板块模式,将猪皮前处理划分为酶脱脂工艺板块、酶-碱结合脱毛工艺板块以及酶软
化等3个工艺板块,并对其逐一进行研究优化,最后将已优化的工艺板块组装、运行,构建出基于酶制剂的猪皮前处理定型工艺,经大生产验证结果表明:成革手感好,质量、得革率也得到大幅度提高。制革综合废水中的有害物质的量大大降低,减轻了猪皮制革的污染。
生物酶在造纸工业上也有重要应用，造纸工业用酶包括纤维素(Cellulase)、半纤维素酶(Hemicellulase)、木素降解(Ligninase)、淀粉酶(Amylase)、脂肪酶(Lipase)、果胶酶(Pectinase)、漆酶（Laccase)，其中应用较多较重要的酶为纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、漆酶。
1、木素的生物降解：的造纸原料有草类、木材、麻类、棉花等，这些原料主要由三部分组成即纤维素、半纤维素和木素。用于木素降解的酶，主要有漆酶、木素酶(木素过氧化物酶，锰过氧化物酶)。漆酶是一类含铜的胞外氧化酶，漆酶可以让木素生物降解。木素降解酶分为木素过氧化物酶和锰过氧化物酶，它们能催化木素的降解。造纸原料，特别是木材经过木素生物降解可以去除原料中的大部分木素。
木素降解酶典型的模式有：①木素过氧化物酶+锰过氧化物酶；②锰过氧化物酶十漆酶型；③木素过氧化物酶+漆酶型及其他酶型。
基本机理为：原料的木素经过酶降解成低分子质量木素，增加木素的溶出和被抽提的能力，从而实现木素与纤维素、半纤维素的分离。但这种降解过程比较费时，需要与化学或机械制浆的过程结合才能满足现代化生产的需求。
2、生物制浆：过木素生物降解的原料，结合化学、机械制浆和其他生物酶再进一步分离出纤维原料的过程叫生物制浆。不同的原料会用到不同的生
物酶。
生物制浆的基本生产工艺：木片——酶或菌处理30天——化学或机械制浆。
优点：生物化学制浆和生物机械制浆与传统的制浆比较，能耗低，环境压力小，耗碱量可降低40％，制浆得率高，残碱少，强度性能好。
3、纸浆的生物漂白
生物漂白就是利用微生物或其产生的酶与纸浆中的某些成分作用，改善和提高纸浆白度的过程。
纸浆生物漂白用酶主要有两类：半纤维素酶和木素降解酶。半纤维素酶包括聚木糖酶和聚甘露糖酶；木素降解酶主要有木素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶。也有直接用白腐菌(white rot fungus)漂白纸浆的。
生物漂白的主要目的是不用或少用化学漂白剂来改善纸浆的性能，减少漂白的污染。
加深文章理解的文字：（大量的研究结果表明，不管是阔叶木浆还是针叶木浆，是硫酸盐浆还是亚硫酸盐浆，不论是与传统的CED或D／CEDED漂白流程配合，还是与一些含氧漂白剂如臭氧、过氧化氢、过氧酸配合，利用半纤维素酶预处理助漂都能改善纸浆的可漂性，减少后续漂白剂的用量。另外还可以增加漂白纸浆的产量，降低漂白废水中的AOX（可吸收卤化物）的含量。半纤维素酶对纸浆的辅助漂白很成功，但半纤维素酶不能直接降解浆中的残余木素，而微生物(白腐菌)可以直接与浆中的残余木素作用而达到脱木素和漂白纸浆的目的。木素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶因能直接氧化和降解纸浆中的残余木素，降低纸浆卡伯值，提高白度而用于纸
浆的生物漂白。）
不同的原料有不同的工艺过程：(1)松木生物硫酸盐制浆：松木酶处理(聚甘露糖酶和聚木糖酶1o0～5o0nkat／g) DOED 漂白或QPPP漂白；桉木生物亚硫酸盐制浆：桉木聚木糖酶处理OD1EOD2P漂白。(2)草类纸浆的半纤维素酶漂白：麦草酶处理(聚木糖酶3-6 IU／g浆，pH值4．5-5．5，50oC，100 min，浆质量份数为8％)__ 次氯酸盐漂白；芦苇酶处理(聚木精酶0．2mL ／kg浆，pH值6-7，浆质量份数为10％，50~C，90min)XAP DTNPA漂白。
4、废纸的生物脱墨化学方法脱墨制浆的特点是：白度低、滤水性差、适应性差、化学药品使用量大、环境负荷大。而生物脱墨可以解决上述的一系列问题，不同的废纸可选用不同的生物酶，可以有一种酶，也可以有几种酶。
一般的工艺过程为：碎浆——酶脱墨——酶失活——浮选。酶脱墨的工艺参数为：pH值5．0，酶用量1．0 IU／g(绝干浆)，50oCx30min，酶失活100oCx50min，不同的研究人员采用的工艺略有不同。与化学脱墨法相比，废报纸酶脱墨过程中疏解时间短、耗能少，脱墨浆易于漂白、纸浆白度高。化学法脱墨难以达到理想的脱墨效果和成浆质量，并对环境造成较为严重的污染，而用纤维素酶和淀粉酶的混合酶液对形形色色印刷废报纸进行脱墨处理，可以得到理想的脱墨效果。
随着人们对酶和酶技术的研究的不断深入，酶的应用前景也将更加广阔。
参考文献：
《酶在食品工业、轻工业和环境保护上的应用分析》莆田学院学报-第12卷第2期 2005年4月林建成
《酶在木材纸浆制造工业中的应用》南京林业大学 210037 姚光裕
《酶法预处理对花生蛋白提取效果的影响》农业工程学报-第25卷第3期2009年3月王章存、王雷、董吉林、李昌文、张培旗
《酶制剂工业概况及其应用进展》工业微生物-第33卷第4期 2003年12月胡学智
《芦丁一Q一鼠李糖苷酶分离提纯及其酶性质》大连轻工业学院学报-第23卷第1期 2004年3月王侃、鱼红闪、金凤燮
酶工程发展概况及应用前景
酶工程发展概况及应用前景 【摘要】酶的生产和应用的技术过程称为酶工程。其主要任务是通过预先设计,经人工操作而获得大量所需的酶,并利用各种方法使酶发挥其最大的催化功能。本文意在阐述近年来酶工程在分子水平的研究进展,展示酶工程在医药、农业、食品、环境保护等领域的应用进展,并对其未来前景进行了展望。 【关键词】酶工程；概况；应用；前景 酶工程，从定义上来说，是酶制剂在工业上的大规模应用，主要由酶的生产、酶的分离纯化、酶的固定化和生物反应器四个部分组成。简而言之，酶工程就是将酶或者微生物细胞，动植物细胞，细胞器等在一定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。它包括酶制剂的制备，酶的固定化，酶的修饰与改造及酶的反应器等方面内容。 酶工程的前景 酶因其反应的专一性，高效性和温和性的特点，已和生物工程，信息科学和材料科学构成了当今的三大前沿科学。而作为生物工程的重要组成部分，将在未来的发展中，在世界科技和经济发展中起着主导和支柱作用。而工业用酶日益广泛地应用于化学，医药，纺织，农业，日化，食品，能源，化妆品以及环保等行业。据报道，到2003年，欧洲工业用酶的市场增加至9亿美元，年增长率达百分之十；而2000年的中国，酶制剂总产量达272吨，同比增长8.8%，可谓发展迅速，前景十分广阔。 酶工程的发展 酶工程的发展，是一部科学的成长史。在二次世界大战后,酶工程发展成为新的工业领域—酶工程工业。酶工程的发展历史从那时算起, 至今已经三十多个年头了。六十年代以后, 由于固定化酶、固定化细胞及固定化活细胞的崛起, 使酶制剂的应用技术面貌一新。七十年代以后，伴随着第二代酶——固定化酶及其相关技术的产生，酶工程才算真正登上了历史舞台。固定化酶正日益成为工业生产的主力军，在化工医药、轻工食品、环境保护等领域发挥着巨大的作用。几十年来酶制剂的品种和应用不断扩大。不仅如此，还产生了威力更大的第三代酶，它是包括辅助因子再生系统在内的固定化多酶系统，它正在成为酶工程应用的主角。近年来, 国际上酶工程技术发展迅速, 硕果累累,主要有基因工程、蛋白质工程、人工合成酶、模拟酶、核酸酶、抗体酶、酶的定向固定化技术、酶化学技术、非水酶学、糖生物学、糖基转移酶、极端环境微生物和不可培养微生物的新品种等。 酶工程的应用 酶工程的发展日新月异，现举几个例子更加形象地说明酶工程地应用： 酶工程在污染处理中的作用：可利用过氧化物酶和聚酚氧化酶处理含酚废水和造纸废水，如辣根过氧化物酶，木质素过氧化物酶，植物来源的过氧化物酶；酪氨酸酶，漆酶等；可利用氰化物酶和氰化物水合酶处理含氰废水；利用蛋白酶，淀粉酶处理食品加工废水；并且，可以通过设计复合代谢途径，拓宽氧化酶的专一性等基因工程的运用，提高微生物的降解速率;拓宽底物的专一性;维持低浓度下的代谢活性;改善有机污染物降解过程中的生物催化稳定性等。酶在废物处理及资源化过程中正在发挥重要作用, 利用基因工程和蛋白质工程扩展酶的代谢途经, 是治理难降解有毒污染物的重要方法。
酶在医药方面的应用
酶在医药方面的应用 酶（enzyme），早期是指in yeast 在酵母中的意思，指由生物体内活细胞产生的一种生物催化剂。大多数由蛋白质组成（少数为RNA）。能在机体中十分温和的条件下，高效率地催化各种生物化学反应，促进生物体的新陈代谢。生命活动中的消化、吸收、呼吸、运动和生殖都是酶促反应过程。酶是细胞赖以生存的基础。细胞新陈代谢包括的所有化学反应几乎都是在酶的催化下进行的。催化特定化学反应的蛋白质、RNA或其复合体。能通过降低反应的活化能加快反应速度，但不改变反应的平衡点。具有催化效率高、专一性强、作用条件温和等特点。 生物体由细胞构成，每个细胞由于酶的存在才表现出种种生命活动，体内的新陈代谢才能进行。酶是人体内新陈代谢的催化剂，只有酶存在，人体内才能进行各项生化反应。人体内酶越多，越完整，其生命就越健康。当人体内没有了活性酶，生命也就结束。人类的疾病，大多数均与酶缺乏或合成障碍有关。 酶有很多特性：如高效性，酶的催化效率比无机催化剂更高，使得反应速率更快；专一性，一种酶只能催化一种或一类底物，如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽；多样性，酶的种类很多，大约有4000多种；温和性，是指酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的。活性可调节性，包括抑制剂和激活剂调节、反馈抑制调节、共
价修饰调节和变构调节等。有些酶的催化性与辅因子有关。易变性，由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱，重金属盐等破坏。酶的这些性质使细胞内错综复杂的物质代谢过程能有条不紊地进行，使物质代谢与正常的生理机能互相适应．若因遗传缺陷造成某个酶缺损，或其它原因造成酶的活性减弱，均可导致该酶催化的反应异常，使物质代谢紊乱，甚至发生疾病．因此酶与医学的关系十分密切。每个细胞由于酶的存在才表现出种种生命活动，体内的新陈代谢才能进行。酶是人体内新陈代谢的催化剂，只有酶存在，人体内才能进行各项生化反应。 在生物体内，酶发挥着非常广泛的功能。信号转导和细胞活动的调控都离不开酶，特别是激酶和磷酸酶的参与。酶也能产生运动，通过催化肌球蛋白上ATP的水解产生肌肉收缩，并且能够作为细胞骨架的一部分参与运送胞内物质。一些位于细胞膜上的ATP酶作为离子泵参与主动运输。一些生物体中比较奇特的功能也有酶的参与；酶的一个非常重要的功能是参与在动物消化系统的工作。以淀粉酶和蛋白酶为代表的一些酶可以将进入消化道的大分子（淀粉和蛋白质）降解为小分子，以便于肠道吸收；在代谢途径中，多个酶以特定的顺序发挥功能：前一个酶的产物是后一个酶的底物；每个酶催化反应后，产物被传递到另一个酶。有些情况下，不同的酶可以平行地催化同一个反应，从而允许进行更为复杂的调控。
酶工程的研究进展及前景展望
酶工程的研究进展及前景展望 摘要：概述了21 世纪国际上酶工程研究的新进展和新趋势。本文意在阐述近年来酶工程在分子水平的研究进展,并对其未来前景进行了展望。简单介绍了酶工程研究的进展, 对酶工程的发展前景进行了探讨。介绍了酶工程的应用现状，并对酶工程的作用和发展做出了展望。 关键词: 酶工程; 抗体酶；酶的固定化；开发研究; 进展； Abstract:An overview of the enzyme engineering in the 21st century international research progress and new trends. This paper aims to elaborate in recent years, progress in enzyme engineering research at the molecular level, and its future prospects. Briefly introduced the progress of the study of enzyme engineering, discussed the prospects for the development of enzyme engineering. Introduced the application status of the enzyme works , and the role and development of enzyme engineering to make the outlook. Keywords:Enzyme Engineering; Antibody enzyme; Immobilization; Research and development;Progress 1 前言 跨入21 世纪,人们在20 世纪认识生命本质高度一致性的基础上,迎来了后基因组时代,将有可能从整个基因组及其全套蛋白质产物的结构- 功能机理的角度,进一步阐明生命现象的核心和本质, 并系统整合生物学的全部知识,建立起真
酶工程的应用及发展前景.
酶工程的应用及发展前景 生物技术一班 41208220 杨青青
酶工程的应用及发展前景 杨青青 （陕西师范大学生命科学学院生物技术专业1201班） 摘要：酶工程是现代生物技术的重要组成部分，它作为一项高新技术将为各工业的发展起重要推动作用。本文概要介绍了酶工程的概念，酶工程在农产品加工、医药工业、食品工业、污染治理工业、蛋白质高值化加工等方面的应用以及探讨了在各个工业中的发展前景。 关键词：酶工程、应用、发展前景 一、酶工程的概念 酶是由生物体产生的具有催化活性的蛋白质，它能特定的促成某个化学反应而本身却不参加反应，且具有反应率高、反应条件温和、反应产物污染小、能耗低、反应容易控制等特点。这些特点比传统的化学反应具有较大的优越性。酶的应用不仅可以增强产量，提高质量，降低原材料和能源消耗，改善劳动条件，降低成本，而且可以生产出用其他方法难得到的产品，促进新产品、新技术和新工艺迅速发展。随着现代生物技术的兴起，酶工程技术应运而生，并在制药、食品工业和农产品加工显示出强大的生命力。酶工程就是利用酶催化作用，
通过适当的反应器工业化的生产人类所需的产品或是达到某一目的，它是酶学理论与化工技术相结合而形成的一种新技术。酶工程包括自然酶的开发和利用、固定化酶、固定化细胞、多酶反应器（生物反应器）、酶传感器等。 二、酶工程的应用以及发展前景 1、酶工程在农产品加工上的应用与前景 以前，人们认为氨基酸是人体吸收蛋白质的主要途径。随着研究的发现，蛋白质经消化道中的酶水解后，主要以小肽的形式被吸收，比完全游离的氨基酸更易吸收利用。这一发现启发了科研工作者采用酶工程技术用蛋白质生产生物活性肽的新思路。生物活性肽是蛋白质中20种天然氨基酸以不同排列组合方式构成的从二肽到复杂的线性或环形结构的不同肽类的总称，是源于蛋白质的多功能化合物。活性肽具有多种人体代谢和生理调节功能。主要是通过酶法降解蛋白质而制得。 目前已经从大豆蛋白、玉米蛋白、牛奶蛋白、水产蛋白的酶解物中制得一系列功能各异的生物活性肽。因为各类蛋白质存在的差异性，所以在生产活性肽方面有略微的不同。不论哪种方法，都会用到一定的酶类水解蛋白质。比如：文献报道采用中性蛋白酶、木瓜蛋白酶水解大豆蛋白，配合活性炭的吸附处理、超滤、真空浓缩和喷雾干
酶催化技术在医药工业中的应用
酶催化技术在医药工业中的应用 摘要：近10年来随着生物技术的发展，酶催化技术已愈来愈多地用于有机合成，特别是不对称合成、光学活性化合物及天然产物的合成,已在医药、食品、轻工业、纺织等行业中得到越来越广泛的应用。本文介绍了酶和细胞固定化、非水相介质中的酶催化、低共熔酶催化反应和酶催化反应与分离的祸合等酶催化技术的研究进展,以及酶催化技术在制药工业和临床诊断及治疗上的应用。 关键词：酶催化医药工业应用 酶作为一种高效生物催化剂,具有高度的特异立体选择性及区域选择性,并在常温、常压和pH值中性附近条件下具有十分高效的催化活力。利用酶的高效选择性催化作用可制造出种类繁多的目的产物,避免了化学法合成中的许多不足。目前,酶催化技术在医药方面的应用是当前最为关注的领域之一,这主要是因为医药产品一般附加值高，且大多是光学活性物质，作为十分优良的手性催化剂—酶,用于多种高效手性药物的合成及制备将十分有效,潜力巨大。在生物学和化学领域中,作为绿色化学和手性技术的总要组成,酶催已经成为重点研究对象。 1、酶催化简介 酶催化可以看作在酶的表面吸附了反应物,或者是酶与反应物形成了中间化合物后进行反应。酶催化是酶的减慢或者加速化学反应作用。在多数情况下,化合物作为底物的能力的丧失,其原因是因为底物分子中微小结构产生变化所致。作为一种绿色的手性技术,酶催化工艺已经是化学制药领域重点研究的课题之一。酶催化剂催化的反应可在水中进行,其具有较高的立体选择性和区域选择性,反应条件较为温和是没催化剂催化的特点。随着人类环保意识的提高,制药工业对手性化合物需求的增加,使人们进一步认识了没催化剂。现代基因工程的应用以及生物技术的高速发展,也降低了生产酶成本。作为有机化学合成工具,没催化剂的优点在于选择性好、合成步骤少、多数能够在水相中进行、反应条件温和、催化效率高等。为了进一步提高酶催化剂的适应性和稳定性,利用生物工程改造和筛选酶催化剂。 2、酶催化技术的研究进展 随着生命学科的迅速发展和人们对生物大分子结构与功效认识的不断深人,对酶催化技术的研究及创新已取得了长足的进步。主要表现在以下几方面: 2.1 酶和细胞固定化技术 在实现酶催化生化或化学反应过程中,酶固定化技术可使酶长期反复和连续运行、大幅降低酶的应用成本、精简下游分离工艺,这已成为一个最主要和基础的酶催化技术,现已发展了吸附、共价、交联、包埋、微胶囊、膜法等数十种固定化方法（1）,而对多酶系统的共固定化及完整细胞的固定化则是对酶固定化技术的重要发展（1）。多酶系统的共固定化比单酶固定化成本更低、稳定性更高,并可
酶工程的发展状况及其应用前景
酶工程的发展状况及其应用前景 摘要：酶在现代生物生产中扮演着重要角色，酶作为一种生物催化剂，因其催化作用具有高度专一性、催化条件温和、无污染等特点，以及酶工程不断的技术性突破，使得酶在工业、农业、医药卫生、能源开发及环境工程等方面的应用越来越广泛。 关键词：酶工程生物催化剂酶的固定 正文： 随着酶生产的不断发展，酶的应用越来越广泛。现在，酶工程已在医药、食品工业、农业、饲料、环保、能源、科研等领域广泛应用。成为基因工程、细胞工程、蛋白质工程等新技术领域的科学研究和技术开发中不可取代的工具。 一、酶工程的发展及应用现状 （一）国内外酶制剂的发展现状 BCC最新研究报告显示，未来4年全球工业酶制剂市场价值将以％的复合年增长率继续增长，由2011年的39亿美元增加至2016年的约61亿美元。该报告将工业酶市场细分成3个部分：生物酶、食品和饮料酶以及其他酶制剂。2011年生物酶的市场价值达12亿美元，预计还将以％的复合年增长率继续增长，2016年达17亿美元。2011年食品和饮料活性酶的市场价值接近13亿美元，未来4年还将以％的年均复合增长率增长，预计2016年达21亿美元。2011年其他酶制剂的市场价值为15亿美元，预计还将以％的复合年增长率增长，到2016年市场价值将达到22亿美元①。 我国酶制剂工业面经过近几十年的发展，初步具有一定的规模，取得了很大的进步。但是，国外酶制剂公司仍然处于绝对的领先地位，特别是一些比较出色的公司，例如，诺和诺德公司（Novo Nordisk）、丹尼斯克公司（Danisco）等②。 （二）酶工程的应用现状 一、酶工程技术在医药工业中的应用 1、酶的固定化技术 酶的固定化(enzyme immobilization)是指采用有机或无机固体材料作为载体(carrierorsupport)，将酶包埋起来或束缚、限制于载体的表面和微孔中，使其仍具有催化活性，并可回收及重复使用的酶化学方法与技术。不使用固体材料作为载体，通过酶分子之间的相互交联形成聚集体，也可将酶固定化，称为无载体酶固定化。由于酶的蛋白质属性，进人人体后产生免疫反应，因稀释效应，而无法集中于靶器官组织，常不能保持最适合的治疗浓度，而固定化酶则很好的克服了游离酶的这些缺点，应用于治疗镁缺乏症、代谢异常症及制造人工内脏方面，如固定化L-天冬酰胺酶用于治疗白血病。葡萄糖氧化酶被固定化在纳米微带金电极上可用于活体检测的微生物传感器③。 固定化酶技术可用于治疗一些代谢障碍疾病。已知人类关于新陈代谢的疾病已过120余种，很多病因归结为人体缺乏某种酶的活性，一种可能的治疗方法就是通过某种方式给病人提供他所缺乏的酶。其提供的方式主要有：①将固定化酶用于体内作为治疗药物；②将固定化酶组装成体外生物反应器，通过体外循环作为临床治疗剂。将固定化酶用于临床诊断的例子很多，如各种酶测试盒层出不穷，采用固定化酶柱反应器的FIA(流动注射法)可用于临床诊断检测尿酸、葡萄糖、氨、尿素、胆甾醇、谷氨酸、乳酸、无机磷等。 2、酶催化技术 主要介绍非水相介质中的酶催化，传统的酶催化反应主要在水相中进行，但自1987年Kilibanov等。用脂肪酶粉或固定化酶在几乎无水的有机溶剂中成功地催化合成了肽以及手性的醇、脂和酰胺以来，对酶在非水相介质的催化反应技术的开发及研究报道迅速增加，特别在手性药物的不对称合成及手性药物拆分的生物技术开发中得到了很多应用。目前非水相中的酶催化技术已衍生出以下几类体系：①水与有机溶剂的互溶均相体系；②水与有机溶剂形
酶在制浆造纸中的应用
酶在制浆造纸中的应用 漂白促进 用木聚糖酶来促进硫酸盐浆ECF和TCF漂白，能够节约漂剂和/或提高浆料漂后白度。 纤维改性和脱墨 淀粉酶和纤维素酶用于纤维改性和脱墨，能够促进油墨脱除、提高脱墨浆白度；改善滤水性及提高卫生纸的柔软度。 木素改性/废水处理 漆酶用于木素改性和废水处理，可提高含机械浆浆料的湿强度和降低废水色度及BOD/COD值。过氧化氢控制 过氧化氢酶可监控和优化漂白中过氧化氢的用量。漂白结束后，加入过氧化氢酶可降解残余过氧化氢。 树脂障碍控制 用机械浆造纸过程中，脂肪酶用于树脂障碍控制可提高纸张强度，减少纸病，缩短停机时间并减少纸毯及辊子的清洗次数，从而改善纸品质量并提高生产经济效益。 淀粉改性 淀粉酶使得纸厂可在现场对原淀粉进行改性用于表面涂布施胶，较直接购买商品变性淀粉，这样更为经济实用。 漂白促进 经酶处理后，浆中可被洗出的木质素量增多，而且使残余的木质素也更易被漂剂脱除。 木聚糖酶能改善产品性能和工艺。 浆厂使用木聚糖酶助漂的主要优点在于： ·节约无元素氯ECF和全无氯TCF漂白中的漂剂和/或提高浆料漂后白度 ·提高漂白能力不足的纸厂的产能 ·降低废水中可吸附卤化物AOX含量 当漂白化学品用量不变时，用Pulpzyme HC对浆料进行处理可降低浆料卡伯值并提高其白度。当保持同样的白度值时，Pulpzyme HC预处理可节约漂白化学品用量。 此外，使用Pulpzyme HC对硫酸盐浆助漂，不需在设备上进行大额投资，也不必大规模改动工艺。树脂障碍控制-- Resinase? 脂肪酶可解决树脂障碍问题。 使用脂肪酶可避免由树脂障碍所引发的问题，如：停机损失、损纸和产品质量问题。 使用脂肪酶控制树脂的益处主要有以下两类： 改善纸页质量 ·提高成纸强度 ·减少纸病 提高生产经济效益和灵活度 ·减少纸幅断头引起的停机时间 ·减少纸毯和辊子的清洗次数 ·增加未经陈化的木材用量，提高成浆白度，使木材库存管理更容易 ·提高成纸强度，从而降低新闻纸厂的原料成本
酶工程在现实方面的应用
酶工程在现实生活的应用 学院：生命科学与食品工程学院 姓名：沈峰学号：5602209078 班级：生工092 摘要：酶是催化特定化学反应的蛋白质、RNA或其复合体。是生物催化剂，能通 过降低反应的活化能加快反应速度，但不改变反应的平衡点。绝大多数酶的化学本质是蛋白质。具有催化效率高、专一性强、作用条件温和等特点。酶工程技术与我们生活息息相关，比如酿酒，制药工业等等。 Abstract:The enzyme is a specific protein, RNA or its complex which is used to catalytic specific chemical reaction.it's biological catalyst .It can accelerate reaction velocity by reduce the activation energy of reaction ,without changing the point of balance. The vast majority of enzyme's chemical nature is protein.so it have lots of Characteristics as high catalytic efficiency, high specificity, mild conditions and so on.The enzyme engineering is closely linked with our life ,for example,making wine pharmaceutical industry and so on. 关键字：酶工程酶啤酒制药 酶工程就是将酶或者微生物细胞，动植物细胞，细胞器等在一定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。它包括酶制剂的制备，酶的固定化，酶的修饰与改造及酶反应器等方面内容。酶工程的应用，主要集中于食品工业，轻工业以及医药工业中。 如果要了解酶工程在现实生活方面的应用的话，首先先要知道什么是酶，什么是酶工程，和哪些酶可以在起作用及酶的特性有哪些。 首先酶是催化特定化学反应的蛋白质、RNA或其复合体。目前已发现有2000 多种。分子量在数万至数十万之间。生物体内的含量一般极少，它能参与生物体的各种生理生化活动，起催化剂的作用。酶的种类众多，而在酿酒等工业方面方面应用的酶也不少。比如，曲霉，根霉，红曲霉，拟内孢霉，木霉，青霉，等等。所以没对于现实生活有着广而深的影响，对于酶的特性的了解也就十分必要。 酶工程：酶制剂在工业上的大规模应用，主要由酶的生产、酶的分离纯化、酶的固定化和生物反应器四个部分组成。 酶的特性主要四点：1、酶具有高效率的催化能力；其效率是一般无机催化剂的10的7次幂~~10的13次幂。2、酶具有专一性；（每一种酶只能催化一种或一类化学反应。）3、酶在生物体内参与每一次反应后，它本身的性质和数量都不会发生改变(与催化剂相似)；4、酶的作用条件较温和。 一酶工程在酿酒制造业的作用 总所周知，现实生活中的许多家庭每天都或多或少会在酒的方面消费，还有社交
纸浆造纸过程中酶的应用
纸浆造纸过程中酶的应用 班级：林化09-2 姓名：张立波 学号：090524207 任课教师：邓立红
纸浆造纸过程中酶的应用 摘要制浆造纸工程作为轻工业行业中的传统行业，有着悠久的历史和成熟的工艺及设备。但任何一个行业都不是孤立的。生物工程的快速发展给纸浆造纸行业也带来了新鲜的血液。本文尽量的总结生物工程，特别是酶工程对纸浆造纸的应用。 关键词：制浆造纸酶工程漂白 一.纸浆造纸工程简介 我国的造纸术源远流长，是公元105年（东汉和帝元兴元年）蔡伦发明的，迄今已有1900多年的历史。我国造纸术的发明，奠定了世界造纸工程技术史的基础，推动了人类文明的快速发展。在我国古代造纸术中有“水碓、春臼、荡帘入料、竹帘捞纸、覆帘压纸、透火焙干”等工序。这些看似简单的工艺和相关技术却蕴函着深邃的科学道理。而现代造纸术工艺的核心内涵，在传承和发展了古代造纸工艺精髓的同时，无论是从工艺过程和装备水平都发生了巨大的发展和进步，实现了化学、力学、机械、电子、材料、生物、环境等多学科的交叉融合，集成了现代科学与工程学的综合优势。 造纸术包括制浆与造纸两个过程。制浆即将木材（或其它纤维原料）离解成纤维性物质的任何生产过程，它基本上是有系统地断裂木材结构内部结合键的一种手段。这项任务可借机械的、加热的、化学的、或上述综合的方法加以完成。按分离纤维能耗的逐渐增加和对化学作用依赖程度逐渐减少分，现代制浆工艺大致有：化学、半化学、半机械和机械法制浆。典型的制浆方法具体分类如下：（1）机械法制浆：木段磨石磨木法、木片RMP、TMP法。 （2）化学机械法制浆：化学磨石磨木法、冷碱法、CTMP法。 （3）半化学法制浆：NSSC法、高得率亚硫酸盐法、高得率硫酸盐法。 （4）化学法制浆：硫酸盐法、烧碱与蒽醌烧碱法、酸性亚硫酸盐与亚硫酸氢盐法。 以上制浆方法虽然不相同，但不管是哪一种制浆工艺，都包括：备料—蒸煮—洗涤—筛选—净化—漂白这几个过程。造纸术的另一个过程—造纸，即从打浆到成纸的一系列过程，具体包括：打浆、脱水、压榨、烘干、压光、卷曲等工序。在抄纸配料过程中，为了影响或增强特定的纸页性能，或未其它所需目的服务，常使用大量的化学药品，包括功能性助剂（如施胶剂、矾土、矿物质填料、淀粉、染料等）和控制性助剂（如滤水助剂、消泡剂、助留剂、树脂分散剂、杀菌剂、和腐蚀抑制剂等）。 二.生物工程及酶简介 1.生物工程简介 所谓生物工程，应用生命科学及工程学的原理，借助生物体作为反应器或用生物的成分作工具以提供产品来为社会服务的生物技术。包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程等。 生物工程，是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科，90
微生物酶在制浆造纸工业中的应用
微生物酶在制浆造纸工业中的应用 制浆造纸工业是我国的国民经济重要支柱产业之一，也是我国环境污染的主要行业之一。随着生物技术的发展，微生物酶在制浆造纸工业中的应用也受到学者的重视及关注。文章综述了微生物酶在制浆、纸浆漂白及造纸废水处理等各工艺中的应用并展望了其前景。 标签：微生物酶；造纸工业；降低污染 制浆造纸工业是国民经济的重要支柱产业之一，但也是我国污染环境的主要行业之一，而我国的纸品需求仍在以每年10%的速度递增，预计到2015年，纸产量达1亿吨以上，所以以微生物技术运用于造纸行业，减少能源和化学品的消耗，提高纸浆得率，降低造纸废液对生态环境和人类健康所造成的危害等问题的研究已逐渐成为学者们研究的热题。 1 微生物酶运用于制浆 在自然界中，有些微生物种群能选择性地分解木质素化合物，在传统化学或机械制浆前采用专一性微生物对造纸材料进行适当的预处理，用温和的酶解替代高温碱解，用生物转化代替化学转化，不但减少了化学试剂的用量，而且可以有效地降低机械消耗，节约能源。 1.1 漆酶在制浆中的应用 造纸厂的煮浆过程就是用化学药品溶出、脱除木素的过程，一般的化学制浆，不但成本高、能耗大，而且对环境污染也较为严重。而使用由白腐菌生产的漆酶将原料的木素降解成低分子木素，增加了木素的溶出和被抽提的能力，从而实现木素与纤维素、半纤维素的分离。用漆酶和介体HBT在蒸煮前对麦草进行预处理，可降低纸浆的Kappa值，提高纸浆的白度和强度[1]。Jujop的研究表明，在20～90%，pH值2-10条件下用漆酶进行预处理，可以对原料中的木素进行改性，磨浆能耗明显降低，每吨浆能耗1300kW·h降至850kW·h，节省动力约30%，且机械浆的物理性能得到改善，纸浆质量达到化学热磨机械浆的水平[2]。 1.2 纤维素酶在制浆中的应用 在机械制浆前加化学预处理，除去或改变一部分木素结构，可以改善纸浆的强度，但降低了纸浆的得率，损害了纸浆的光学特性，废水的排放量和污染负荷也相应增加，而经由木霉所产出的纤维素和半纤维素酶处理则结合了机械法制浆和化学机械法制浆的优点，克服其缺点，除了可以增加纸浆的强度性能之外，还能显著降低机械磨浆时的能量消耗[3]。 2 微生物酶用于纸浆漂白
酶工程的概念其主要研究内容和任务有哪些
酶工程电子教案 第三章酶的提取与分离纯化 ◆酶的提取与分离纯化是指将酶从细胞或其它含酶原料中提取出来，再与杂质分开，而获得所要求的酶制品的过程。 ◆主要内容包括细胞破碎，酶的提取，离心分离，过滤与膜分离，沉淀分离，层析分离，电泳分离，萃取分离，浓缩，干燥、结晶等。 1.细胞破碎 ◆细胞破碎方法可以分为机械破碎法，物理破碎法，化学破碎法和酶促破碎法等,如表3-1所示。 表3-1 细胞破碎方法及其原理
1.1 机械破碎法 ◆通过机械运动所产生的剪切力的作用，使细胞破碎的方法称为机械破碎法。 ◆常用的破碎机械有组织捣碎机，细胞研磨器，匀浆器等。 ◆机械破碎法分为3种:捣碎法，研磨法和匀浆法。 1.2物理破碎法 ◆通过温度、压力、声波等各种物理因素的作用，使组织细胞破碎的方法，称为物理破碎法。物理破碎法多用于微生物细胞的破碎。 ◆常用的物理破碎法方法有温度差破碎法、压力差破碎法、超声波破碎法等，现简介如下： (1)温度差破碎法：利用温度的突然变化，由于热胀冷缩的作用而使细胞破碎的方法称为温度差破碎法。 (2)压力差破碎法：通过压力的突然变化，使细胞破碎的方法称为压力差破碎法。常用的有高压冲击法、突然降压法、及渗透压变化法等。 (3)超声波破碎法：利用超声波发生器所发出的声波或超声波的作用，使细胞膜产生空穴作用（cavitation）而使细胞破碎的方法称为超声波破碎法。 1.3化学破碎法 ◆通过各种化学试剂对细胞膜的作用，而使细胞破碎的方法称为化学破碎法。 ◆常用的化学试剂有甲苯、丙酮、丁醇、氯仿等有机溶剂，和特里顿（Triton）、吐温（Tween）等表面活性剂。 ◆有机溶剂可以使细胞膜的磷脂结构破坏，从而改变细胞膜的透过性，使胞内酶等细胞内物质释放到细胞外。
酶工程在医药上的应用
酶工程在医药上的应用 朱祺琪社科1003班3100104077 【摘要】本文为读书报告，从酶工程制药的工艺和工程化技术方面，以及酶工程在医药上的应用及对未来的展望对酶工程的一个方面进行概述。 【关键词】酶工程酶的固定化酶法手性合成技术非水相酶催化 【引言】酶，它作为一种生物催化剂，已广泛地应用于轻工业的各个生产领域。近几十年来，随着酶工程不断的技术性突破，在工业、农业、医药卫生、能源开发及环境工程等方面的应用越来越广泛重组DNA技术促进了各种有医疗价值的酶的大规模生产。用于临床的各类酶品种逐渐增加。酶除了用作常规治疗外，还可作为医学工程的某些组成部分而发挥医疗作用。如在体外循环装置中，利用酶清除血液废物，防止血栓形成和体内酶控药物释放系统等。另外，酶作为临床体外检测试剂，可以快速、灵敏、准确地测定体内某些代谢产物，也将是酶在医疗上一个重要的应用。 【正文】 一、酶工程制药的工艺和工程化技术 1）酶的固定化技术 在４０多年以前，几乎所有的工业化生产中采用的生物催化剂都是用全细胞或组织来进行的。作为生物催化剂的微生物细胞种类繁多，并带动了目前发酵工业的迅速发展。但由于正常发酵过程中的微生物生长和繁殖都需要消耗培养基中的营养物质并产生不必要的副产物，因而导致目的产物必须经过分离步骤才能从最终产物的混合物中分离出来，因此使用微生物细胞进行催化并不是十分有效的方法。
酶的固定化最早在１９１６年由Ｎｅｌｓｏｎ和Ｇｒｉｆｆｉｎ在研究酵母蔗糖酶时提出，他们发现蔗糖酶被吸附在活性炭上后仍然有活性。在２０世纪６０年代，羧肽酶、胃蛋白酶、核糖核酸酶相继被固定化成功，从而使得固定化酶在制药工业中的应用受到越来越大的重视。１９６９年千烟一郎固定化氨基酰化酶工业化生产Ｌ 氨基酸；随后青霉素酰化酶固定化生产。氨基青霉烷酸获得成功。近十几年来，随着工业分离纯化技术的发展和应用，使得工业规模获得酶成为可能，离体酶在制药工业中应用在逐渐增加。其最明显的优势在于具有更有效的底物转化率、更高的投料量和产量以及更好的产物均一性。但这些优点极有可能被酶纯化所增加的成本和纯化过程中酶的失活所抵消掉，造成对酶应用的限制。许多科学家已经开始研究如何去克服这些困难，其中大批量进行酶纯化能够在一定程度上减低成本，但更有效的方法当属固定化酶的方法，这种方法使得酶在使用过程中稳定性提高，可重复使用，降低了生产成本。 2）酶法手性合成技术 近来，小分子与生物大分子间的相互作用引起了人们很大的关注。对于选择性酶抑制剂和受体激动剂或拮抗剂的研究是药用工业中靶目标定位研究的关键之一。在分子水平上对药物作用机制的深入了解引起了人们的广泛注意，意识到手性作为许多药物功效之关键的重要性。现在人们已经知道在许多情况下，药物中仅有一种对映体对功效是必需的，其他对映体或者无活性，或者活性下降，甚至产生毒害。现在制药企业已经意识到，新药的开发必须是单手性的，以此来避免由不需要的对映体引起的不必要的副作用。许多情况下，一旦由消旋体药物向对映体纯化合物的转化成为可能时，就是发展工业化过程的良机。与消旋化合物相比较，单一对映体的优势体现在制备过程和配方上。 手性药物中间体可通过不同途径制备。一个方法是从天然的手性化合物开始，这种手性化合物主要是由发酵过程产生。手性库主要用到廉价的，使用方便的，有旋光性的天然产物。第二种方法是通过拆分消旋化合物实现的，该方法是主要是通过对映体或非对映体结晶性质上的差异以及通过化学或生物催化的方法有效拆分消旋化合物来完成的。最后，也可以用微生物细胞或其代谢产物酶，
酶在制浆造纸中的应用
酶在制浆造纸中的应用 摘要：综合论述酶在制浆造纸各个工序中的应用，并将之与相应的物理化学处理方法比较，说明酶的特殊优势及其发展前景。 关键词：制浆造纸酶 造纸工业是我国和世界经济的重要支柱产业之一，随着国家经济的迅速发展，对纸的需求迅速增加。同时，随着人们环保意识的提高，对于造纸工业中产生的污染问题也越来越重视。因此，需要我们发展更高效率、低能耗、低污染的制浆造纸技术。在众多新兴的技术中，酶在制浆造纸工业中的应用具有很大的优势和潜力，拥有良好的发展前景。 1 酶在制浆过程中的应用 1.1酶用于去皮（毛） 在制浆造纸工艺中，备料是整个工艺流程的第一步。高质量的机械浆或化学浆需要完全去皮，因为即使少量的树皮残留也会造成产品颜色变暗。去皮要消耗大量能量而且导致原材料损失。树皮以及形成层中果胶含量比较高，还含有半纤维素。因此，果胶酶显得特别重要。另外，木聚糖酶可能也有重要作用。运用能水解果胶的酶预处理后在进行去皮，能耗下降80%。但酶应用在该工序中最大的问题在于酶对形成层的渗透困难。（毛[1]） 1.2酶法除树脂（王） 木片或纸浆中的树脂含有脂肪酸、树脂酸、甾醇、脂肪酸甘油脂、其他脂质和蜡类等，可能造成树脂粘附，导致停机与纸的质量下降等问题。用不同的酯酶去除树脂非常有效。不仅可以解决上述问题，还可以提高纸浆和纸的质量、减少化学漂白剂的小号、减低废水负荷以及节省存放木材的空间和投资。这个方法已经在商业上取得应用。 树脂障碍是由树脂中的非极性成分，即甘油三酯造成的。在使用以松木为生产原料造纸时，树脂障碍尤为严重。树脂沉积在筛选机筛板、浓缩机下唇板、管道内壁及浆池表面、毛毯和吸水箱中，也可沉积在浆池、筛板、网前箱、造纸网、伏辊、压榨辊、烘缸、压光辊上。这些沉积物降低脱水效率及纸页匀度、强度，形成树脂斑点和孔洞，造成产品质量下降，引起纸幅断头，树脂障碍严重的影响了生产。传统控制树脂障碍的方法是将大批原木放在储木场老化和使用化学方法，用滑石粉、硫酸铝、分散剂或表面活性剂、螯合剂等使树脂或附着在纤维表面或稳定分散在浆水系统中而除去，但大量使用硫酸铝，对设备腐蚀严重，滑石粉用量相对较多，容易磨损设备，造成纸张容易掉粉掉毛，都不能从根本上解决
酶工程技术极其在医药领域的应用
酶工程技术极其在医药领域的应用 摘要：随着生物技术的迅速发展，酶工程在生物工程中的核心地位得到了更好的体现。酶工程作为一种高新技术，已在医药、食品、轻工业、纺织等行业中得到越来越广泛的应用。本文将从酶的固定化技术、酶催化技术、酶的化学修饰、脱氧核酶、抗体酶和酶学诊断等几个方面来对酶工程在医药行业中的应用进行综述。 关键词：酶工程；医药；应用 Enzyme engineering technology and it’s application in the medical field Abstract: With the rapid development of biotechnology, enzyme engineering as a hard core of biological engineering has been better reflected. Enzyme engineering, as a new high-tech, has been widely used in medicine, food, light industry, textile and other industries. This article told the application of enzyme engineering in the medical industry from these aspects ,Enzymes Immobilization, Enzyme Catalysis, Enzymes Modification, Deoxyribozyme, Catalytic Antibody and Enzymatic diagnosis. Key words: Enzyme Engineering; Medicine; Application 1 引言：回顾20世纪，生物科学与生物工程在全球崛起并迅速发展，已经从整体水平发展到细胞水平和分子水平，在基础与应用研究领域取得了举世瞩目的成果。酶工程作为生物工程的重要组成部分，
生物酶在造纸中的应用
生物酶在造纸中的应用文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）
生物酶在造纸中的应用 制浆造纸工业是国民经济的重要支柱产业之一，但也是森林、能源、化学品等资源消耗和环境污染的大户。全球的造纸工业每年要砍伐数亿立方米的林木，而其中约半数变为废弃物又被排回了周围的大气和水流中，给人类生存的生态环境造成了巨大威胁和危害。减少能源和化学品消耗、提高纸浆得率、污水生物处理等都是克服上述困难的根本途径。而生物技术恰恰在这些方面都是可以大有作为的。 1、前言 近年来生物技术在纸浆造纸工业中取得了突飞猛进的发展，在制浆造纸工业中使用的生物酶主要有：纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶、脂肪酶等。这些酶在制浆、漂白、脱墨、树脂控制、改善纤维性能等方面发挥着重大的作用。 2、生物酶的应用 2.1 生物制浆 经过生物酶降解的原料，结合化学、机械制浆再进一步分离出纤维原料的过程叫生物制浆。不同的原料会用到不同的生物酶。如韧皮纤维会有果胶质，可选用果胶酶分解果胶质，释放出纤维素。而草浆和木浆均含有较多的木素，可以通过木素降解与化学制浆、机械制浆相结合的方式来制浆。生物制浆的基本生产工艺：木片→酶处理→化学或机械制浆生物化学浆和生物机械浆具有能耗低、环境压力轻、耗碱量大幅下降、强度性能好。 2.2 生物漂白
用于纸浆漂白的酶主要有半纤维素酶和木素降解酶，半纤维素酶包括木聚糖酶和聚露糖酶。木素降解酶主要有木素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶。生物漂白的目的主要是少用化学漂白剂来改善纸浆的性能和减少漂白的污染。聚木糖酶用于纸浆的漂白预处理能够提高纸浆的白度、降低漂剂用量和漂白段废水的污染负荷，对浆的粘度和成纸强度无不利影响。对于那些大量使用二氧化氯和双氧水的漂白工艺而言，能够显着降低生产成本。但是，从其助漂机理中我们可以看出，聚木糖酶在纸浆漂白中的作用只是助漂，而不能完全取代化学漂剂，也无法从根本上消除漂白污水的产生，还需要进一步开发能够直接降解浆中残余木素的酶。聚木糖酶辅助漂白的发展趋势是培育出具有高温和碱性环境下稳定且显示生物活性的酶，因为硫酸盐浆在蒸煮后的温度高达 95℃，pH 值为 12- 13 或更高，而且这种条件在脱木素的整个过程中基本不变。因而，为了能使酶在蒸煮或是氧脱木素并洗涤后直接加入到浆中而不需要降低浆的温度和 pH 值，这就需要木聚糖酶具有耐高温和碱性的能力，耐高温耐碱的聚木糖酶是很有应用前景的生物制剂。木素过氧化物酶预处理能增加残余木素中的紫丁香基结构单元、对羟苯基、甲氧基、酚羟基以及小分子质量木素的降解溶出，增强木素的反应活性，为双氧水漂白提供了有利条件，可强化漂剂与木素酚型结构单元和紫丁香基结构单元的反应，使得发色基团、助色基团减少，木素溶出量增加，溶出木素分子质量明显增大，纸浆白度提高，结晶度增加。木素过氧化物酶在过氧化氢存在且浓度为 0.1mol／L 左右的条件下才能氧化和降解木
酶工程复习要点
1、酶的催化作用特点：具有专一性，催化效率高和反应条件温和等显著特点。 2、酶研究的两个方向：理论研究方向和应用研究方向。理论研究方向：酶的理化性质、催化性质、催化机制等。应用研究：促进了酶工程的形成。 3、酶工程的定义：利用酶或者微生物细胞，动植物细胞，细胞器，借助于酶的催化作用，通过工程学手段生产产品或提供社会服务的科学体系。 4、酶工程的应用范围：①对生物资源中天然酶的开发和生产②自然酶的分离纯化与鉴定技术③酶的固定化技术④酶反应器的研制与应用⑤与其它生物技术领域的交叉与渗透。 5、酶工程的组成：①酶的发酵生产②酶的分离纯化③酶分子修饰④酶和细胞固定化⑤酶反应器和酶的应用等方面。 6、酶工程的主要任务：通过预先设计，经过人工操作控制而获得大量所需的酶，并通过各种方法使酶发挥其最大的催化功能。 8、酶的分类：第1类，氧化还原酶；第2类，转移酶；第3类，水解酶；第4类，裂合酶；第5类，异构酶；第6类，合成酶；第7类，核酸类酶。 9、酶的作用机制：酶的催化机理可能与几种因素有关：酶与底物结合时，两者构象的改变使它们互相契合，底物分子适当地向酶分子活性中心靠近，并且趋向于酶的催化部位，使活性中心这一局部地区额底物浓度大大增高，并使底物分子发生扭曲，易于断裂。在另一些情况中，可能还有一些其他的因素使酶反应速度稍有一些提高，如酶与底物形成有一定稳定度的过渡态中间物——共价的ES中间物，这种ES中间物又可迅速地分解成产物，又如酶活性中心的质子供体和质子受体对底物分子进行了广义的酸碱催化等。 10、酶的催化能力：酶仅能改变化学反应的速度，并不不能改变化学反应的平衡点。酶本身在反应前后也不发生变化例如肽键遇水自发地进行水解的反应极为缓慢，当有蛋白酶存在时，这个反应则进行得十分迅速，可降低反应的活化能。在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物(S)分子的平均能量水平较低为“初态”，在反应的任何一瞬间反应物中都有一部分分子具有了比初态更高一些的能量，高出的这一部分能量称为活化能，使这些分子进入“过渡态”，这时就能形成或打破一些化学键，形成新的物质——产物（P）。即S变为P。这些具有较高能量，处于活化态的分子称为活化分子，反应物中这种活化分子愈多，反应速率就越快。活化能的定义是在一定温度下一摩尔底物全部进入活化态所需要的自由能，单位是焦耳/摩尔。 11、酶的专一性：酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类结构相似的底物进行某种类型的反应。如果没有酶的专一性，在细胞中有秩序的物质代谢将不复存在，而且酶的应用将如同其他非酶催化剂那样受到局限。酶的专一性可以分为两类：①绝对专一性：一种酶只能催化一种物质进行一种反应，这种高度的专一性称为绝对专一性。②相对专一性：一种酶能够催化一类结构相似的物质进行某种相同类型的反应，这种专一性称为相对专一性。 12、酶的专一性确定过程：首先要选择一种该酶可催化的物质作为该酶的作用底物，通过实验确定其最适PH、温度等反应条件，其次是实验底物浓度对反应速度的影响，确定其米氏常数K m，然后用其他有可能是该酶作用底物的物质，在相同条件下逐个进行实验，有时要在不同条件下逐个试验，观察是否有催化反应发生，从而确定该酶是属于绝对专一性还是相对专一性，可作用于一类物质，可以选择几种有代表性的底物，求出各自的值，在某些情况下，不同底物有不同的最适PH值，而PH对K m有一定的影响，此时必须作出不同底物各自的PH曲线。然后再在各自的最适PH值条件下进行试验，以确定各底物相对应的K m值，在进行酶的专一性试验时，所使用的酶和各种底物都要尽可能地纯。对于有对称碳原子的物质，应分别对不同的光学异构进行试验。 13、酶活力是酶的数量的量度指标，酶的比活力是酶纯度的量度指标，酶转换数是酶催化效率的量度指标，而酶结合效率是酶被固定比例的量度指标。