酶的回收與利用

酶的回收與利用姓名：學號:10051004很久以前，人類就開始利用酶制備食品或其他產(chǎn)品，盡管當時人類并沒有任何有關(guān)催化劑和化學反應(yīng)本質(zhì)方面的知識，然而使用酶的技術(shù)還是流傳了下來。在釀造中利用發(fā)芽的大麥來轉(zhuǎn)化淀粉和用破碎的木瓜樹葉包裹肉以使肉嫩化，是古代制備食品時使用酶的例子。早期研究消化、發(fā)酵和水解反應(yīng)中都涉及到酶。很長時間以來，科學家研究酶在工業(yè)等行業(yè)體系中的作用，特別是酶的回收與利用越來越受關(guān)注。近來年許多提高產(chǎn)品利用率的回收利用工藝慢慢出現(xiàn)，主要有以下方面：纖維素酶高效水解、回收再用與反應(yīng)機理的研究 針對燃料乙醇生產(chǎn)中酶解糖化工段低效率、高成本問題，以農(nóng)林廢棄物玉米芯為原料，探究纖維素酶解歷程反應(yīng)機制，開發(fā)了多酶復配工藝提高酶解效率，高濃底物反應(yīng)提高乙醇濃度,利用底物重吸附法實現(xiàn)了纖維素酶回收再用，最后考察了酶膜反應(yīng)器在木質(zhì)纖維素酶解工藝中的應(yīng)用。反應(yīng)機理研究:①純纖維素，以微晶纖維素和濾紙纖維素酶解過程固態(tài)剩余物為研究對象，利用色譜、光譜手段跟蹤酶解歷程，剖析酶解機理。發(fā)現(xiàn)CBH對纖維素結(jié)晶區(qū)逐層剪切，是酶效率低的主要原因;EG快速隨機剪切。底物在水解過程中剛性變大，分子間和分子內(nèi)氫鍵增強。②木質(zhì)纖維素，在微觀尺度考察了葡萄糖和木糖釋放動力學曲線；介觀尺度測定固體殘余物分子量和分子尺寸分布、結(jié)晶度及氫鍵改變程度。2.多酶復配:纖維素酶和&葡萄糖苷酶適宜添加量分別為每克纖維素30FPU和30CBU。補加木聚糖酶或果膠酶可提高葡萄糖和木糖得率,果膠酶更優(yōu)，添加0.12mg蛋白,24h葡萄糖和木糖得率提高了12.9%和29.3%。3.高濃底物同步糖化共發(fā)酵:重組菌乙mobilis可同時利用葡萄糖和木糖產(chǎn)醇;將該工程菌用于玉米芯同步糖化共發(fā)酵工藝中4.高濃底物同步糖化發(fā)酵:耦合預處理可去除大量半纖維素和木質(zhì)素，提高底物纖維素含量和體積密度,有利于高濃底物給料;H2SO4-NaOH預處理，給料濃度19%,補料量每4h補料1%,共補料6%條件下，得96h乙醇濃度為84.7g/L,大大超過了乙醇精餾經(jīng)濟性運行要求。5.SSF后酶的重吸附回收:考察了酶解與SSF過程中纖維素酶的吸/脫附行為;通過工藝條件優(yōu)化，得給料濃度15%,加酶量每克纖維素30FPU,pH5.0條件下，連續(xù)兩輪SSF單位反應(yīng)器中纖維素轉(zhuǎn)化和乙醇生產(chǎn)分別為未回收酶的2.1和1.8倍;纖維素酶劑量為每克纖維素45FPU時，兩輪乙醇濃度均保持在42g/L,可實現(xiàn)兩輪半連續(xù)SSF生產(chǎn)。燃料乙醇生產(chǎn)中回收再利用纖維素酶全組份的方法本發(fā)明涉及一種燃料乙醇生產(chǎn)中回收再利用纖維素酶全組份的方法。在木質(zhì)纖維素同步糖化發(fā)酵工段后利用耦合新鮮底物重吸附和固定化纖維二糖酶工藝回收再利用纖維素酶全組分的方法，屬于生物液體燃料領(lǐng)域。步驟是1）制備纖維二糖酶固定化小球置于反應(yīng)器中；2）同步糖化發(fā)酵工藝結(jié)束后，固液分離，篩出固定化酶顆粒，重復利用；3）濾液中加入新鮮木質(zhì)纖維素底物，一段時間后再次固液分離，固體加入新鮮培養(yǎng)液,與固定化酶一同用于新一批次同步糖化發(fā)酵工藝。該回收利用方法可實現(xiàn)纖維素酶全組份回收，且工藝簡單，設(shè)備要求低，適于大規(guī)模操作，具有廣闊的工業(yè)化前景。3一種高效木聚糖酶固定化以及提高固定化木聚糖酶重復利用效果的方法一種高效木聚糖酶固定化以及提高固定化木聚糖酶重復利用效果的方法，其固定

化方法為：EudragitL-100與木聚糖酶按一定比例混合，在25°C下連續(xù)振搖1.5?3小時，即制成固定化酶。固定化酶與底物反應(yīng)完畢后，添加凝聚劑，再用醋酸調(diào)pH值到3.8?4.2,靜置25?40分鐘后，在5000xg的條件下離心30分鐘，即完成固定化酶的回收。本發(fā)明用于工業(yè)化酶法生產(chǎn)低聚木糖的優(yōu)點是：高效的固定化效率，能有效地將酶固定化在載體上；固定化酶能與底物均相反應(yīng)，提高了酶的效率；通過提高固定化酶重復利用的方法能顯著提高以可逆溶解性材料EudragitL-100為載體的固定化木聚糖酶的重復利用效率。4泡沫分離法回收酶法生產(chǎn)生物柴油中的液體脂肪酶4泡沫分離法回收酶法生產(chǎn)生物柴油中的液體脂肪酶采用泡沫分離法對酶法生產(chǎn)生物柴油過程中的水相脂肪酶進行回收并富集.通過正交實驗考察了液體脂肪酶溶液中pH值、通氣速度、初始酶濃度對富集比、酶蛋白回收率和酶活回收率的影響.結(jié)果表明，氣速10L/(L?h)、進料酶濃度0.2g/L及pH7.0時蛋白回收率和酶活回收率接近100%,相應(yīng)的富集比為3.67;初始酶濃度對富集比和蛋白回收率有顯著影響，回收過程中脂肪酶活性無損失.甲醇的存在能顯著提高回收速率，甘油的存在降低了富集比，而生物柴油的存在影響了泡沫的穩(wěn)定性，要形成穩(wěn)定的泡沫，生物柴油含量需小于0.01%.5膜回收脂肪酶催化可再生油脂制備生物柴油的方法 一種膜回收脂肪酶催化可再生油脂制備生物柴油的方法，屬于生物燃料合成技術(shù)領(lǐng)域。該工藝是以短鏈醇ROH作為反應(yīng)?；荏w,利用非固定化脂肪酶作為催化劑催化油脂原料與短鏈醇進行轉(zhuǎn)酯反應(yīng)合成生物柴油，反應(yīng)結(jié)束后，利用膜分離方法進行非固定化脂肪酶的回收，再利用回收的非固定化脂肪酶進行下一批次的反應(yīng)。加入基于油脂4-9摩爾的短鏈醇,加入基于油脂質(zhì)量2%-20%的水,加入基于單位油脂質(zhì)量20-200個酶活單位的非固定化脂肪酶，在生化反應(yīng)器中進行反應(yīng)。脂肪酶的回收率達到95%以上，回收的酶液中副產(chǎn)物甘油的殘存量小于5%。然后再利用回收的非固定化脂肪酶進行下一批次生物柴油的制備反應(yīng)，反復操作，達到多次重復使用非固定化脂肪酶的目的。利用微生物轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶回收大豆乳清廢水 以大豆乳清廢水為研究對象，以蛋白質(zhì)含量為指標，通過單因素試驗和正交實驗研究了以微生物轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶(MTGase)對大豆乳清蛋白的聚合作用的條件，并對處理前后的大豆乳清廢水中的蛋白質(zhì)進行了分析。結(jié)果表明，微生物轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶對大豆乳清廢水作用的最佳條件為：添加酶活為1U/mL的酶6mL、反應(yīng)時間1h、反應(yīng)溫度35C、pH7。MTGase對大分子組分的聚合作用表現(xiàn)得較為明顯，而對小分子部分的作用極微弱。響應(yīng)面法優(yōu)化固定化洋蔥伯克霍爾德菌脂肪酶回收工藝的研究酶法制備生物柴油工藝引起了越來越多的關(guān)注。本文以脂肪酶回收前后脂肪酸甲酯得率之比作為檢測指標，采用響應(yīng)面法對自行制備的固定化洋蔥伯克霍爾德菌脂肪酶的回收工藝參數(shù)進行了優(yōu)化，并利用軟件SAS9.0對實驗數(shù)據(jù)進行分析。確定的最佳回收條件:回收溶劑用量20.4mL,回收溫度40.2C,回收時間20min。此條件下，驗證試驗脂肪酶回收率最大可達98.26%,與回歸模型預測最優(yōu)條件下脂肪酶回收率99.59%非常接近,且使用30次后，其回收效率依然接近100%。R2=96.63%顯示該回歸模型在分析脂肪酶回收率方面具PS-Ti超濾膜反應(yīng)器進行酶水解預處理的蔗渣和 酶回收的研研究了膜式糖化反應(yīng)器及酶回收的工藝過程□首次提出了PS—Ti復合管式膜糖化器水解蔗渣噴爆物及循環(huán)使用纖維素酶的新工藝□研究了水解酶失活的機理為非降解底物的吸附作用，即水解酶大部分失活是由于吸附于非降解的蔗渣上所致□超濾與丹寧沉淀法結(jié)合，使水解酶回收率均大于90%口膜式糖化反應(yīng)器的半連續(xù)操作的最高總轉(zhuǎn)化率可達97%,在20h內(nèi)總轉(zhuǎn)化率水平比間歇提高7倍，還原糖產(chǎn)率提高6倍□水解液中葡萄糖與木糖的質(zhì)量比為3：1口酶法水解雜細胞最適條件及酶回收利用 研究了纖維素酶水解雜細胞的適宜條件及酶回收利用技術(shù)。在底物濃度為3%，酶用量為125IU/g雜細胞（干重）,酶解時間為24h的最適酶解條件下，酶解轉(zhuǎn)化率達7020%,還原糖濃度為2218mg/mL。用底物吸附法可以對同一批纖維素酶重復利用3次，相當于每克雜細胞（干重）的酶用量僅為41IU，顯著降低了纖維素酶用量，并有較高的酶解轉(zhuǎn)化率。采用本工藝，1t雜細胞可得SCP飼料250kg（干重），其粗蛋白含量為455%。重吸附法回收利用纖維素酶的工藝優(yōu)化 以玉米芯為底物，分別考察了Tween80質(zhì)量分數(shù)、加酶量和底物質(zhì)量分數(shù)對纖維素酶解過程中纖維素酶回收利用的影響規(guī)律，結(jié)果表明，酶回收率隨Twee