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《第2節(jié) 酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、第3章生物科學與工業(yè)第2節(jié)酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應用——閱讀材料【概念1酶工程】酶工程（英語：Enzymeengineering）又稱蛋白質(zhì)工程學，是指工業(yè)上有目的的設(shè)置一定的反應器和反應條件，利用酶的催化功能，在一定條件下催化化學反應，生產(chǎn)人類需要的產(chǎn)品或服務于其它目的的一門應用技術(shù)。酶工程就是將酶或者微生物細胞，動植物細胞，細胞器等在一定的生物反應裝置中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段將相應的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)并應用于社會生活的一門科學技術(shù)。它包括酶制劑的制備，酶的固定化，酶的修飾與改造及酶反應器等方面內(nèi)容。酶工程的應用，主要集中于食品工業(yè)，
2、輕工業(yè)以及醫(yī)藥工業(yè)中?！靖拍?酶的分類和命名】迄今為止已發(fā)現(xiàn)約4000多種酶，在生物體中的酶遠遠大于這個數(shù)量。隨著生物化學、分子生物學等生命科學的發(fā)展，會發(fā)現(xiàn)更多的新酶。為了研究和使用的方便，需要對已知的酶加以分類，并給以科學名稱。1961年國際生物化學學會酶學委員會推薦了一套新的系統(tǒng)命名方案及分類方法，已被國際生物化學學會接受。決定每一種酶應有一個系統(tǒng)名稱和一個習慣名稱。1961年以前使用的酶的名稱都是習慣沿用的，成為習慣名。主要依據(jù)兩個原則：①根據(jù)酶作用的底物命名如催化水解淀粉的酶叫淀粉酶，催化水解蛋白質(zhì)的酶叫蛋白酶。有時還加上來源以區(qū)別來源不同
3、的同一類酶，如胃蛋白酶、胰蛋白酶。②根據(jù)酶催化反應的性質(zhì)及類型命名如水解酶、轉(zhuǎn)移酶、氧化酶等。有的酶結(jié)合上述兩個原則來命名，如琥珀酸脫氫酶是催化琥珀酸脫氫反應的酶。習慣命名法比較簡單，應用歷史較長，盡管缺乏系統(tǒng)性，但現(xiàn)在還在被人們使用?！靖拍?固定化酶技術(shù)】固定化酶技術(shù)是把從生物體內(nèi)提取出來的酶，用人工方法固定在載體上。1916年Nelson和GrImn最先發(fā)現(xiàn)了酶的固定化現(xiàn)象?？茖W家們就開始了同定化酶的研究工作。我國的固定化酶研究開始于1970年，首先是微生物所和I上海生化所的工作者開始了固定化酶的研究?。固定化酶技術(shù)是用物理或化學手段．將游離酶封
4、鎖住固體材料或限制在一定區(qū)域內(nèi)進行活躍的、特有的催化作用，并可回收長時間使用的一種技術(shù)。酶的固定化技術(shù)已經(jīng)成為酶應用領(lǐng)域中的一個主要研究方向。經(jīng)固定化的酶與游離酶相比具有穩(wěn)定性高、回收方便、易于控制、可反復使用、成本低廉等優(yōu)點，在生物工業(yè)、醫(yī)學及臨床診斷、化學分析、環(huán)境保護、能源開發(fā)以及基礎(chǔ)研究等方面發(fā)揮了重要作用。類型優(yōu)點不足直接使用酶催化效率高，低耗能，低污染等對環(huán)境條件非常敏感，容易失活；溶液中酶很難回收，不能被再次利用，反應后酶會混合在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量固定化酶酶既能與反應物接觸，又能與產(chǎn)物分離，同時，固定在載體上的酶還可以被反復利用一
5、種酶只能催化一種化學反應，而在生產(chǎn)實踐中，很多產(chǎn)物都是通過一系列的酶促反應才能得到的固定化酶技術(shù)的優(yōu)缺點固定化酶的幾種方法酶的固定方法原理固定載體優(yōu)點吸附法離子鍵作用、物理吸附纖維素、瓊脂糖等多糖類或多孔玻璃、離子交換樹脂等載體工藝簡便且條件溫和，在生產(chǎn)上應用廣泛交聯(lián)法酶和多功能試劑之間形成共價鍵利用多功能試劑在酶與酶、酶與載體之間進行交聯(lián)，從而形成三維的交聯(lián)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)包埋法將酶包埋在能固化的載體中將酶包裹在聚丙烯酰胺凝膠等高分子凝膠中，或包裹在硝酸纖維素等半透性高分子膜中，前者包埋成格子形，后者包埋成微膠囊形【概念4酶工程在工業(yè)中的應用實例】生產(chǎn)實例
6、1：葡萄糖的生產(chǎn)以前曾采用酸水解淀粉的方法生產(chǎn)。這種生產(chǎn)工藝，反應溫度高、酸性強，設(shè)備假容易被腐蝕，而且，水解后獲取的產(chǎn)物顏色深，提取葡萄糖的難度大?，F(xiàn)在采用酶制劑的方法生產(chǎn)。大致過程是：將30%的淀粉漿與高溫的α-淀粉酶混合后加熱到90~100℃，在α-淀粉酶的作用下，淀粉被水解成由10個左右的葡萄糖組成的糊精，然后再加入糖化酶，在55~60℃保溫，水解40h以上，糊精被水解為葡萄糖。由這種方法生產(chǎn)的葡萄糖很容易分離純化，而且產(chǎn)量高，質(zhì)量好。生產(chǎn)實例2：果汁的生產(chǎn)將水果制成果汁，既提高了水果的經(jīng)濟附加值，又方便了食用。但是，在制作果汁的過程中，人們
7、發(fā)現(xiàn)以下問題：水果出汁率低，耗費的時間長，榨取的果汁混濁，黏度高，不溶性物質(zhì)含量多，放置一段時間后，很容易發(fā)生沉淀等。為解決這些問題，工業(yè)上采用果膠和纖維素酶來處理果肉，不僅提高了果肉的出汁率，縮短了出汁時間，而且能使生產(chǎn)的果汁澄清，穩(wěn)定性強。生產(chǎn)實例3：棉布的生產(chǎn)為使牛仔服柔軟、光潔，改善手感和外觀，以前，人們常用沙石洗工藝時棉布進行處理。但這種處理容易導致纖維不均勻、損害織物的強度等問題。用纖維素酶處理棉布，就不會出現(xiàn)這些問題。我國目前制作牛仔服的棉布，其生產(chǎn)過程中都采用了纖維素酶處理工藝。生產(chǎn)實例4：造紙工業(yè)中的應用用酶代替化學和物理方法制造紙
8、漿和漂白，解決了造紙產(chǎn)生的大量污染，并提高了紙漿質(zhì)量。用廢紙制造紙漿時，用酶代替化學脫墨，可保持制成的紙的強
