開題報(bào)告(設(shè)計(jì)類)高2

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1、畢業(yè)論文開題報(bào)告課題名稱年產(chǎn)萬噸堿性蛋白酶發(fā)酵工段工藝設(shè)計(jì)班級(jí)：生工0902學(xué)號(hào)：0909030208姓名：高宇指導(dǎo)教師：楊磊、王戰(zhàn)勇2013年3月10日13一、文獻(xiàn)綜述131.堿性蛋白酶的概述酶作為生物催化劑，在許多化學(xué)反應(yīng)中具有不可低估的作用。酶催化劑作為生物進(jìn)化的高級(jí)形式，與一般的化學(xué)催化劑相比，它可以在溫和的條件下高效、專一地催化底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物。酶工程技術(shù)已成為生物工程技術(shù)的重要組成部分，無論是基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程和發(fā)酵工程都需要酶分子的參與。酶催化的高效性、特異性及產(chǎn)品的高效回收、簡(jiǎn)單的反應(yīng)體系等優(yōu)點(diǎn)使酶工程技術(shù)成為現(xiàn)代生物技術(shù)主要支柱之

2、一。在現(xiàn)代食品工業(yè)中，酶的應(yīng)用幾乎涉及到食品加工的各個(gè)領(lǐng)域。自20世紀(jì)中葉以來，工業(yè)用酶制劑市場(chǎng)得到了蓬勃發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，1981年工業(yè)酶制劑生產(chǎn)量約65,000噸，產(chǎn)值4億美元；1985年工業(yè)酶制劑約生產(chǎn)75,000噸，產(chǎn)值約6億美元。1998年全世界工業(yè)酶制劑銷售額高達(dá)16億美元。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，市場(chǎng)對(duì)酶制劑的需求進(jìn)一步增強(qiáng)，以世界上最大的酶制劑生產(chǎn)商丹麥的NovoNordisk公司為例，1993年的酶制劑銷售額為9億美元。1998年產(chǎn)業(yè)用酶的銷售額為15.18億美元。世界酶制劑的生產(chǎn)量正以每年8%左右的速度遞增，酶制劑的生產(chǎn)品種已由原來的

3、十多個(gè)發(fā)展為數(shù)十個(gè)。1994年以來，酶制劑市場(chǎng)量最大的是洗滌劑用酶，第二位是淀粉加工用酶，以后依次為乳制品加工、制酒工業(yè)、纖維工業(yè)和飲料業(yè)等[1]。自然界發(fā)現(xiàn)的酶已達(dá)數(shù)千種，工業(yè)上常用的酶只有數(shù)十種，而目前大量生產(chǎn)的酶僅有十余種。其中，蛋白分解酶是工業(yè)酶種中用得最多的一種酶，是水解蛋白質(zhì)肽鏈的一類酶的總稱，約占酶總量的60%，其中堿性蛋白酶就占25%。堿性蛋白酶適宜在堿性條件(pH9-11)下水解動(dòng)植物蛋白質(zhì)，廣泛存在于動(dòng)植物及微生物中[2]。堿性蛋白酶是由細(xì)菌原生質(zhì)體誘變選育出的地衣芽孢桿菌2709，經(jīng)深層發(fā)酵、提取及精制而成的一種蛋白水解酶，其主要成分為

4、地衣芽孢桿菌蛋白酶[3]，是一種絲氨酸型的內(nèi)切蛋白酶，它能水解蛋白質(zhì)分子肽鏈生成多肽或氨基酸，具有較強(qiáng)的分解蛋白酶的能力。生產(chǎn)工藝是采用微濾超濾膜分離、噴霧干燥或真空冷凍干燥等先進(jìn)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)療、釀造、洗滌、絲綢、制革等行業(yè)。堿性蛋白酶可以在堿性條件下保持良好的活力，并催化蛋白水解，可用于制革、絲綢、醫(yī)藥、食品和生物化學(xué)試劑等領(lǐng)域，其最大用途是作為添加劑生產(chǎn)加酶洗滌劑。堿性蛋白酶最早在豬的胰臟中發(fā)現(xiàn)。1913年，Rohm首先將胰蛋白酶作為洗滌浸泡劑使用。1945年瑞士的Dr.Jaag等發(fā)現(xiàn)了微生物堿性蛋白酶，使蛋白酶有可能廣泛應(yīng)用于洗滌劑工業(yè)。1

5、963年，諾和諾德公司(現(xiàn)諾維信公司)發(fā)現(xiàn)了更適用于洗滌劑的堿性蛋白酶13Alcalase，酶制劑被廣泛地應(yīng)用于洗滌劑產(chǎn)品中，出現(xiàn)了加酶洗衣粉；隨后的20年中，細(xì)菌類蛋白酶是唯一被應(yīng)用于洗滌劑中的商品化酶制劑。堿性蛋白酶是目前市場(chǎng)上流行的洗滌添加劑，能大幅度提高洗滌去污能力，特別對(duì)血漬、汗?jié)n、奶漬、油漬等蛋白類污垢，具有獨(dú)特的洗滌效果[4]。堿性蛋白酶在技術(shù)采用細(xì)菌原生質(zhì)體誘變處理方法，從國內(nèi)堿性蛋白菌生產(chǎn)菌2709枯草桿菌中研究選育出若干穩(wěn)定高性能菌株[5]，在后處理上，采用去渣鹽析沉淀法，減少了蛋白酶的雜質(zhì)含量和產(chǎn)品特有的氣味，提高了溶解速度，與洗滌劑有

6、更好的配伍性，延長了保質(zhì)期[6]。其在商業(yè)中的巨大應(yīng)用前景及在基礎(chǔ)研究中的重要作用，吸引著國際國內(nèi)的許多公司及研究單位競(jìng)相對(duì)其進(jìn)行多方面的研究。2.堿性蛋白酶的主要應(yīng)用2.1在洗滌劑中的應(yīng)用洗滌劑借助于生物酶使其質(zhì)量和性能獲得了全面發(fā)展，洗滌劑用酶制劑也在含酶洗滌劑的普及和生物工程技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)下得到了飛速發(fā)展。1962年丹麥Novo公司首次推出了加酶洗衣粉，但在使用的初期由于粉塵的影響，應(yīng)用一時(shí)中斷。后來采用了顆?；礈靹┬问?，加酶洗衣粉得到了普及。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1998年全球洗滌劑用酶銷售額達(dá)4.98億美元，己成為工業(yè)用酶的最大應(yīng)用領(lǐng)域。洗滌劑加酶是國際發(fā)展趨

7、勢(shì)，世界洗滌劑產(chǎn)量2700萬噸，西歐人均24公斤，日本人均9公斤，美國人均32公斤，世界人均7公斤，亞洲人均2.5公斤，我國人均只有2.05公斤，因此洗滌用品發(fā)展?jié)摿艽蟆Ｈ粘Ｉ钪杏龅降奈酃?，特別是衣服上的污垢組成是十分復(fù)雜的，一般來說，主要有塵土的微粒、人體分泌的皮脂和汗液、食物的汁液和殘余物等，有機(jī)污垢是以蛋白質(zhì)與纖維結(jié)合的方式存在的。用于洗滌這些污物的洗滌劑是由表面活性劑、純堿、水玻璃(硅酸鹽)、三磷酸鹽等配制而成，洗滌時(shí)水溶液顯示出較高的堿性pH一般在9-11之間，在這種條件下，堿性蛋白酶正好可以發(fā)揮其催化活性，催化污物中的蛋白質(zhì)水解，使復(fù)雜的蛋白

8、質(zhì)分解成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、相對(duì)分子量較小的水溶性膚，或者進(jìn)一