《酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用》素材(新人教版)

1、3.2酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用素材（新人教版選修2）一、中國酶制劑的發(fā)展概況第一階段：1965年無錫酶制劑廠生產(chǎn) BF-7658淀粉酶，首先用在淀粉加工和紡織退漿 上，這是我國首次應(yīng)用。第二階段：1979 年，利用黑曲 UV -11 糖化酶菌種進(jìn)行糖化酶生產(chǎn)，首先在白灑、 灑精行業(yè)推廣應(yīng)用，提高了出酒率。第三階段：1990年，2709堿性蛋白酶在洗滌劑行業(yè)上應(yīng)用，當(dāng)時(shí)由于這種顆粒酶的出 現(xiàn)，使加酶洗衣粉開始風(fēng)行全國。第四階段：1992年，1.398中性蛋白酶，166 中性蛋白酶在毛皮制革行業(yè)上推廣應(yīng)用， 提高了產(chǎn)品質(zhì)量和效率，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。第五階段：1995 年，無錫酶制劑廠首先引進(jìn)了耐髙溫淀粉

2、酶和高轉(zhuǎn)化率液體糖化 酶，在國家科委成果辦公室的推動(dòng)下，將完成的新雙酶法在淀粉質(zhì)原料深加工工業(yè)中應(yīng)用 科研項(xiàng)目在灑精、味精、制糖、啤酒等行業(yè)進(jìn)行了推廣，從此雙酶法技術(shù)在全國迅速得 以發(fā)展。國家科委成果辦公室曾在無錫召開技術(shù)應(yīng)用推廣會(huì)，從此在全國掀起了新雙酶法 的技術(shù)熱潮，為淀粉質(zhì)原料深加工行業(yè)的迅速崛起作岀了新貢獻(xiàn)。第六階段：1998年，國外酶制劑大公司紛紛到中國建廠和合資，引進(jìn)了國外先進(jìn)設(shè)備、 優(yōu)良菌種、新型酶制劑，給中國酶制劑帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。這些企業(yè)帶動(dòng)了國內(nèi)酶制劑工業(yè) 的發(fā)展，使酶制劑進(jìn)人了一個(gè)嶄新階段，應(yīng)用技術(shù)更加提高。諾維信公司（NOW）公司）在 中國合資和在天津建立工廠，一期工程

3、投資 1.5 億美元，已在 1999 年投產(chǎn)。諾維信公 司酶制劑品種齊全，為中國有關(guān)行業(yè)作岀了一左貢獻(xiàn)。第七階段：2006 年，酶制劑進(jìn)入了全新的發(fā)展階段，向髙檔次、髙活性、高質(zhì)量、 髙水平方向發(fā)展，向?qū)Ｓ妹钢苿┖吞胤N復(fù)合酶制劑發(fā)展，向新的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展，向新型糖 類、而粉加工、肉類、油脂、調(diào)味品、飼料、紡織、紙漿、環(huán)保等方而發(fā)展。酶制劑應(yīng)用 技術(shù)將成為發(fā)酵產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)。1998年，美國最大的酶制劑公司一杰能科國際公司和中國最大的酶制劑公司無錫酶制 劑廠合資， 成立無錫杰能科生物工程有限公司，將杰能科國際公司的新型復(fù)合酶源引 進(jìn)中國。 2005年，杰能科正式成為丹尼斯克的全資子公司，繼續(xù)拓展酶

4、制劑的全球市 場。國外酶制劑進(jìn)人中國市場，由于競爭需要，促進(jìn)了中國酶制劑質(zhì)量的改進(jìn)和提髙。新型 酶，髙活性、高純度、髙質(zhì)量復(fù)合酶將成為今后酶制劑的發(fā)展方向。新型酶制劑的出現(xiàn)，酶 制劑應(yīng)用技術(shù)的不斷提高，將促進(jìn)我國發(fā)酵行業(yè)及相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域飛速發(fā)展。二.酶制劑在國民經(jīng)濟(jì)中的地位我國酶制劑已廣泛應(yīng)用于食品、釀造、味精、制藥、有機(jī)酸、淀粉糖、紡織、皮革、洗 滌劑及保健品等很多領(lǐng)域，并且應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，應(yīng)用技術(shù)水平不斷提高，然而與國外先 進(jìn)國家相比尚有差距。進(jìn)入新世紀(jì)以來，發(fā)展速度較快的是啤酒、淀粉糖、食品、燃料乙醇、味精和檸檬酸等 行業(yè)。啤灑工業(yè)發(fā)展迅速，我國啤酒總產(chǎn)量已躍居世界第一位，2006年總產(chǎn)

5、量超過 3000萬 噸。淀粉糖行業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)量成倍增長，品種曾出不窮，到 2006 年已超過 500 萬噸。新 型酶制劑已應(yīng)用到針劑匍萄糖、液體葡萄糖漿、高麥芽糖漿、果葡糖漿以及各種低聚糖的 生產(chǎn)中。淀粉糖替代蔗糖已應(yīng)用在糖果、食品、啤酒和飲料生產(chǎn)上。功能性低聚糖已被人們 所接受，淀粉糖對(duì)酶制劑的品種和質(zhì)量提岀了更髙的要求。新型酶制劑的推岀為這些行業(yè) 提供了發(fā)展所必需的條件。食品工業(yè)是用酶大戶，目前已在烘焙、果蔬加工、奶制品、肉類加工和蛋白質(zhì)水解等行 業(yè)廣泛應(yīng)用。目前酶制劑品種還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足食品工業(yè)需要，酶制劑工業(yè)正不斷推出新型酶 制劑、復(fù)合酶制劑、高活力和高純度特殊酶制劑來滿足日益發(fā)展的食

6、品工業(yè)需要。變性燃料乙醇和汽油混合作為新一代的汽車燃料，具有廣闊的市場前景。由于酒精可 作為代用燃料減少石油消耗，提高汽汕辛烷值，減少機(jī)動(dòng)車對(duì)空氣的污染，因此，燃料乙 醇的開發(fā)和應(yīng)用是我國發(fā)展的方向之一。利用玉米酶法水解發(fā)酵生產(chǎn)無水乙醇，并生產(chǎn) DDGS 蛋白飼料，進(jìn)行綜合利用大有可為。大量新型酶制劑和相關(guān)應(yīng)用技術(shù)為酒精淸潔生產(chǎn)工藝、 濃醪發(fā)酵、中低溫蒸煮、生料發(fā)酵、差壓蒸慵等技術(shù)為酒稱循環(huán)經(jīng)濟(jì)開辟了新的途 徑。味精行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，以大米或淀粉作為原料，采用連續(xù)噴射液化、復(fù)合糖化酶糖化的工 藝，使出糖率和糖液質(zhì)量大幅度提髙，為發(fā)酵和提取奠定了良好的基礎(chǔ)，使產(chǎn)酸率、糖酸轉(zhuǎn) 化率、提取收率等各項(xiàng)指標(biāo)

7、接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平。檸檬酸、乳酸等有機(jī)酸和山梨醇的發(fā)展也較快，這些行業(yè)正大力加強(qiáng)技改創(chuàng)新，以獨(dú)特 的工藝提高生產(chǎn)水平，對(duì)酶制劑的需求也逐步上升。三.酶制劑的發(fā)展趨勢21世紀(jì)將著眼于生物技術(shù)的發(fā)展，引導(dǎo)化學(xué)工業(yè)綠色革命，改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，降低能耗, 治理環(huán)境。十一五規(guī)劃的目標(biāo)，我國能源消耗比十五期間降低 20%,發(fā)展燃料乙醇、生 物柴汕等生物能源、生物環(huán)保、生物制造等領(lǐng)域。加強(qiáng)酶工程技術(shù)的研究開發(fā)，在酶制劑的 應(yīng)用領(lǐng)域中，關(guān)注在國民經(jīng)濟(jì)中占重要地位但原料和能源消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重的造紙、 紡織、制革、飼料等行業(yè)。2006年中國酶制劑總產(chǎn)量約 53 萬噸，目前作為食品添加劑的酶制劑品種已有 26種

8、， 包括糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、木瓜蛋白酶、匍萄糖異構(gòu)酶、真菌淀粉酶、果膠酶、脂 肪酶、乳糖酶、纖維素酶、痢聚糖酶、匍萄糖氧化酶、木聚糖酶等，已被廣泛應(yīng)用于食 品加工工業(yè)，在提髙產(chǎn)品質(zhì)雖:、降低成本、宵約原料和能源、保護(hù)環(huán)境等方面發(fā)揮著重要作用。我國酶制劑生產(chǎn)主要采用微生物發(fā)酵法，少量酶的生產(chǎn)采用生物提取法。目前中國酶 制劑生產(chǎn)企業(yè)有數(shù)十家。四、幾種主要工業(yè)薦的菌種和使用情況如下：淀粉酶類-淀粉酶水解淀粉生成糊狀麥芽低聚糖和麥芽糖。以芽抱桿菌屬的枯草芽抱 桿菌和地衣形芽泡桿菌深層發(fā)酵生產(chǎn)為主，后者產(chǎn)生耐髙溫酶。另外也用曲靈屬和根霉屬 的菌株深層和半固體發(fā)酵生產(chǎn)，適用于食品加工。-淀粉酶主要用于

9、制糖、紡織品退漿、發(fā) 酵原料處理和食品加工等。葡糖淀粉酶能將淀粉水解成匍萄糖，現(xiàn)在幾乎全由黑曲鑫深層發(fā) 酵生產(chǎn)，用于制糖、灑精生產(chǎn)、發(fā)酵原料處理等。蛋白酶 使用菌種和生產(chǎn)品種最多。用地衣形芽抱桿菌、短小芽抱桿菌和枯草芽抱桿菌 以深層發(fā)酵生產(chǎn)細(xì)菌蛋白酶：用鏈簽菌、曲簽深層發(fā)酵生產(chǎn)中性蛋白酶和曲龜酸性蛋白酶, 用于皮革脫毛、毛皮軟化、制藥、食品工業(yè)：用毛霉屬的一些菌進(jìn)行半固體發(fā)酵生產(chǎn)凝乳 酶，在制造干酪中取代原來從牛犢胃提取的凝乳酶。葡糖異構(gòu)酶 70年代迅速發(fā)展起來的一個(gè)品種。 先用深層發(fā)酵取得鏈靈菌細(xì)胞， 待固 疋化后，將匍萄糖液轉(zhuǎn)化成約含果糖 50%的糖漿，這種糖漿可代替蔗糖用于食品工業(yè)。用 淀粉酶、匍糖淀粉酶和葡糖異構(gòu)酶等將玉米淀粉制成果糖漿已成為新興的制糖工業(yè)之一。英他重要工業(yè)用酶還有：用曲霊、木霉半固體發(fā)酵生產(chǎn)的纖維素酶;用曲廉生產(chǎn)的果膠 酶、半纖維素酶；曲霊和青靈深層發(fā)酵生產(chǎn)的葡糖氧化酶和過氧化氫酶；用假絲酵母、曲靈 深層發(fā)酵生產(chǎn)的脂肪酶等：用黑曲霉深層或半固體發(fā)酵生產(chǎn)的匍糖淀粉酶、葡糖氧化酶、 過氧化氫酶、脂肪酶、乳糖酶等；用米曲霉生產(chǎn)的淀粉酶、蛋白酶、核糖核酸酶：用芽抱桿 菌生產(chǎn)的蛋白酚、-淀粉酶。（）中國從 1964年開始生產(chǎn)細(xì)菌一淀粉酶。至今除有一淀粉酶（枯草芽抱桿菌），蛋白