酶在環(huán)境保護方面的應(yīng)用詳解演示文稿

酶在環(huán)境保護方面的應(yīng)用詳解演示文稿當前第1頁\共有58頁\編于星期五\15點（優(yōu)選）酶在環(huán)境保護方面的應(yīng)用當前第2頁\共有58頁\編于星期五\15點酶在食品保鮮方面的應(yīng)用

酶法保鮮技術(shù)是利用酶的催化作用，防止或消除各種外界因素對食品產(chǎn)生的不良影響，從而保持食品原有的優(yōu)良品質(zhì)和風(fēng)味特色的技術(shù)。隨著人們對食品各方面的要求不斷提高和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，酶法保鮮技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注和歡迎，并被廣泛地應(yīng)用于各種食品的保鮮。當前第3頁\共有58頁\編于星期五\15點食品的滅菌保鮮

微生物的污染會引起食品的變質(zhì)、腐敗，防止微生物的污染是食品保鮮的主要任務(wù)。殺滅微生物的方法有很多，常用的物理和化學(xué)方法極易引起食品品質(zhì)的改變，而且添加大量的防腐劑還可能對人體健康帶來不良的影響。

采用溶菌酶進行食品保鮮，不但效果好，而且不存在食品安全問題。當前第4頁\共有58頁\編于星期五\15點

溶菌酶是一種專門作用于細菌細胞壁的水解酶，又稱細胞壁溶解酶。它專一地作用于細菌細胞壁中的肽多糖分子中N-乙酰胞壁酸與N-乙酰氨基葡萄糖之間的β-1,4糖苷鍵，催化細胞壁中的肽多糖水解，從而破壞細菌的細胞壁，使細菌溶解死亡。當前第5頁\共有58頁\編于星期五\15點溶菌酶在食品保鮮方面的應(yīng)用當前第6頁\共有58頁\編于星期五\15點酶在淀粉類食品生產(chǎn)方面的應(yīng)用

在淀粉類食品的加工中，主要用酶有淀粉酶、淀粉酶、葡萄糖淀粉酶（糖化酶）、支鏈淀粉酶、異淀粉酶、葡萄糖異構(gòu)酶等。當前第7頁\共有58頁\編于星期五\15點酶在蛋白類食品生產(chǎn)方面的應(yīng)用

蛋白質(zhì)是食品的主要營養(yǎng)成分之一，以蛋白質(zhì)為主要成分或以蛋白質(zhì)為主要原料加工而成的食品稱為蛋白質(zhì)類食品。如乳制品、肉制品、蛋制品和魚制品等。在蛋白質(zhì)類食品的生產(chǎn)過程中，主要使用的酶是各種蛋白酶，此外也使用乳糖酶和其他一些酶。當前第8頁\共有58頁\編于星期五\15點

蛋白酶（Proteinases）是一類催化蛋白質(zhì)水解的酶。根據(jù)其來源的不同，可分為動物蛋白酶，如胰蛋白酶、胃蛋白酶等；植物蛋白酶，如木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶等；以及微生物蛋白酶，如枯草桿菌蛋白酶、黑曲霉蛋白酶等。

在蛋白類食品的生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的蛋白酶和乳糖酶，主要是用其進行蛋白水解產(chǎn)物、氨基酸、明膠、干酪的生產(chǎn)，肉類的嫩化，低乳糖奶的生產(chǎn)等。當前第9頁\共有58頁\編于星期五\15點酶在果蔬類食品生產(chǎn)方面的應(yīng)用

果蔬類食品是指以各種水果或蔬菜為主要原料加工而成的食品。在果蔬類食品的生產(chǎn)過程中，為了提高產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量，常常加入各種酶。常用的有果膠酶、柚苷酶、橙皮苷酶、花青素酶等，主要用于果汁、果酒、果凍、果蔬罐頭等的生產(chǎn)。當前第10頁\共有58頁\編于星期五\15點酶在果蔬類食品生產(chǎn)方面的應(yīng)用1、酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用2、酶在果酒生產(chǎn)中的應(yīng)用3、酶在低糖果凍生產(chǎn)中的應(yīng)用4、柑橘制品去除苦味5、柑橘罐頭防止產(chǎn)生白色渾濁6、果蔬制品的脫色當前第11頁\共有58頁\編于星期五\15點酶在食品添加劑生產(chǎn)中的應(yīng)用

食品添加劑是指為改善食品品質(zhì)和色、香、味，以及為防腐和加工工藝需要而加入食品中的化學(xué)合成或天然物質(zhì)。

食品添加劑的生產(chǎn)可以采用提取分離法、微生物發(fā)酵法、酶催化合成法和化學(xué)合成法等。由于酶具有催化效率高、專一性強和作用條件溫和等特點，隨著酶工程的發(fā)展，作為高效、安全的生物催化劑，酶在食品添加劑的生產(chǎn)中已經(jīng)較為廣泛地得到應(yīng)用。當前第12頁\共有58頁\編于星期五\15點酶在酸味劑生產(chǎn)中的應(yīng)用

常用的酸味劑一般分為無機酸和有機酸。食品中常用的無機酸為磷酸和己二酸，有機酸為檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、乳酸、醋酸等。有機酸一般是采用提取法、發(fā)酵法和化學(xué)合成法制得。近期酶法合成的研究逐漸增多，主要集中在乳酸、蘋果酸、葡萄糖酸及一些新的酸味劑上。當前第13頁\共有58頁\編于星期五\15點酶在增味劑生產(chǎn)中的應(yīng)用

食品增味劑或稱食品風(fēng)味增強劑，是指補充或增強食品原有風(fēng)味的一類物質(zhì)，通常又稱為鮮味劑。鮮味是食品物質(zhì)刺激人們的味覺器官而產(chǎn)生的一種鮮美感覺。能夠刺激味覺器官產(chǎn)生鮮美感覺的物質(zhì)稱為鮮味劑。例如，味精、肌苷酸鈉等。

酶催化法生產(chǎn)食品增味劑，利用酶的催化作用，將底物轉(zhuǎn)化為食品增味劑的技術(shù)過程。酶催化法可以提高產(chǎn)率，減少設(shè)備投資，提高產(chǎn)品質(zhì)量。逐漸被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。酶催化法主要用于氨基酸和呈味核苷酸的生產(chǎn)。當前第14頁\共有58頁\編于星期五\15點酶在甜味劑生產(chǎn)中的應(yīng)用

食品甜味劑能改進食品的可口性和其他食用性質(zhì)，滿足有些人的愛好，并且可供給人體熱能。近年來，由于高熱量糖類物質(zhì)的過量攝入而引起的肥胖、高血脂和齲齒等疾病已成為世界各國一大社會問題，此外人們對食用合成甜味劑糖精、甜蜜素等存在顧慮，因此，開發(fā)新型低熱能甜味劑一直是國內(nèi)外研究的熱點。尤其是那些甜度高、味質(zhì)好、不致齲的低熱能產(chǎn)品發(fā)展很快。在這些新產(chǎn)品的研究開發(fā)過程中，酶技術(shù)占據(jù)了重要地位。當前第15頁\共有58頁\編于星期五\15點酶在甜味劑生產(chǎn)中的應(yīng)用

通過酶的催化作用可以生成各種甜味劑。(1)嗜熱菌蛋白酶催化天冬氨酸和苯丙氨酸反應(yīng)生成天苯肽(2)葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶生產(chǎn)帕拉金糖當前第16頁\共有58頁\編于星期五\15點(3)果聚糖蔗糖酶生產(chǎn)低聚果糖低聚果糖是指在蔗糖的果糖基上結(jié)合個果糖分子而成的非還原性糖。低聚果糖存在于洋蔥、香蕉等果蔬中，但含量較低，其甜度約為蔗糖的低聚果糖的生產(chǎn)可以采用蔗糖為原料，通過果聚糖蔗糖酶催化作用生成。果聚糖蔗糖酶可以通過黑曲霉發(fā)酵得到。當前第17頁\共有58頁\編于星期五\15點酶在乳化劑生產(chǎn)中的應(yīng)用

食品乳化劑是食品加工過程中使互不相溶的液體（如油和水）形成穩(wěn)定乳濁液的一類食品添加劑。目前，國內(nèi)外最普遍使用的乳化劑是甘油單脂及其衍生物和大豆磷脂等。這些乳化劑在人體消化過程中被分解為脂肪酸和多元醇，從而被人體吸收或排出體外，對人體代謝無不良作用。

利用脂肪酶的作用，將甘油三酯水解生成的甘油單酯，簡稱單甘酯，是一種廣泛應(yīng)用的食品乳化劑。當前第18頁\共有58頁\編于星期五\15點酶在改善食品品質(zhì)與風(fēng)味方面的應(yīng)用

風(fēng)味酶的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用在食品風(fēng)味的再現(xiàn)、強化和改善方面呈現(xiàn)廣闊的應(yīng)用前景。例如，用洋蔥風(fēng)味酶處理甘藍等蔬菜，可使被處理的蔬菜呈現(xiàn)出洋蔥的風(fēng)味；用奶油風(fēng)味酶作用于含乳脂的巧克力、冰淇淋和人造奶油等食品，可使這些食品增強奶油的風(fēng)味。

有些食品在加工或保藏過程中，可能會使原有的風(fēng)味減弱或失去，若在這些食品中添加各種風(fēng)味酶，則可使它們恢復(fù)甚至強化原來的天然風(fēng)味。當前第19頁\共有58頁\編于星期五\15點

面包加工過程中添加的酶及其對面包質(zhì)量的影響當前第20頁\共有58頁\編于星期五\15點

在含有蔗糖的糕點、飲料等食品的生產(chǎn)過程中，添加適量的蔗糖酶，可以催化蔗糖水解生成葡萄糖和果糖。果糖具有類似蜜糖的風(fēng)味，從而使改善產(chǎn)品的風(fēng)味，同時還可以防止蔗糖析出結(jié)晶。

在可溶性魚蛋白水解物的生產(chǎn)過程中，往往會產(chǎn)生苦味肽，使產(chǎn)品帶有苦味。為了減輕或消除產(chǎn)品的苦味，可以添加適量的羧肽酶或者氨肽酶，催化生產(chǎn)中產(chǎn)生的苦味肽水解生成氨基酸，從而改善魚蛋白水解物的風(fēng)味。

乳制品的特有香味主要是由脂肪酸及其分解產(chǎn)物產(chǎn)生的。在乳制品生產(chǎn)過程中，加入適量脂肪酶或酯酶，可以使乳中的脂肪水解，生成脂肪酸和甘油二酯等?；蚋视蛦熙亩@著增加干酪、奶油等乳制品的香味，同時增強乳化性。當前第21頁\共有58頁\編于星期五\15點酶在食品分析檢測中的應(yīng)用

在食品分析與檢測中，需要測定的組分很多，包括醇類和膽固醇類、糖類、氨基酸類、有機酸類、硝酸鹽和亞酸鹽、氰化物以及各種毒素等。對于食品中的這些組分的分析與檢測，總是需要快速而準確地測定。酶法檢測技術(shù)作為一種新的檢測技術(shù)，其具有專一性強、準確性高、檢測速度快等優(yōu)點，在食品分析與檢測中已廣泛應(yīng)用。當前第22頁\共有58頁\編于星期五\15點酶在食品分析檢測中的應(yīng)用

1、醇類和膽固醇的測定

2、食品中糖類的測定

3、氨基酸類的測定

4、有機酸的測定

5、食品中其他組分的測定當前第23頁\共有58頁\編于星期五\15點

環(huán)境監(jiān)測的目的是了解環(huán)境情況，掌握環(huán)境質(zhì)量變化。環(huán)境監(jiān)測是進行環(huán)境保護的一個重要環(huán)節(jié)。酶在環(huán)境監(jiān)測方面的應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)在農(nóng)藥污染的監(jiān)測、重金屬污染的監(jiān)測、微生物污染的監(jiān)測等方面取得重要成果。8.2酶在環(huán)保與能源方面的應(yīng)用8.2.1酶在環(huán)境監(jiān)測方面的應(yīng)用當前第24頁\共有58頁\編于星期五\15點

利用亞硝酸還原酶檢測水中亞硝酸鹽濃度

利用膽堿酯酶檢測有機磷農(nóng)藥污染

利用乳酸脫氫酶的同工酶監(jiān)測重金屬污染

通過β–葡聚糖苷酸酶監(jiān)測大腸桿菌污染Text3環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用當前第25頁\共有58頁\編于星期五\15點環(huán)境監(jiān)測

酶傳感器在環(huán)境監(jiān)測中已取得誘人的成就,并將繼續(xù)擴大其應(yīng)用范圍。

目前發(fā)現(xiàn)的酶傳感器已有多種。環(huán)境監(jiān)測是了解環(huán)境情況、掌握環(huán)境質(zhì)量變化，進行環(huán)境保護的一個重要環(huán)節(jié)。

酶在環(huán)境監(jiān)測方面的應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)在農(nóng)藥污染的監(jiān)測、重金屬污染的監(jiān)測、微生物污染的監(jiān)測等方面取得重要成果。當前第26頁\共有58頁\編于星期五\15點

利用膽堿酯酶可以催化膽堿酯水解生成膽堿和有機酸。(1)利用膽堿酯酶監(jiān)測有機磷農(nóng)藥污染

有機磷農(nóng)藥是膽堿酯酶的一種抑制劑，可以通過檢測膽堿酯酶的活性變化，來判斷是否受到有機磷農(nóng)藥的污染?？梢酝ㄟ^固定化膽堿酯酶的受抑制情況，檢測空氣或水中微量的酶抑制劑（有機磷等），靈敏度可達0.1mg/L。當前第27頁\共有58頁\編于星期五\15點乳酸脫氫酶5種同工酶。它們具有不同的結(jié)構(gòu)和特性，當遇到重金屬離子時，活性會發(fā)生一定的變化。通過檢測家魚血清乳酸脫氫酶（SLDH）的活性變化，可以檢測水中重金屬污染的情況及危害程度；鎘和鉛的存在可以使SLDH3活性升高的活性；汞的污染使SLDH1活性升高；銅的存在則引起SLDH4活性降低。(2)利用乳酸脫氫酶的同工酶監(jiān)測重金屬污染當前第28頁\共有58頁\編于星期五\15點將4-甲基香豆素基-β-葡聚糖苷酸摻入選擇性培養(yǎng)基中，樣品中如果有大腸桿菌存在，大腸桿菌中葡聚糖苷酸酶就將其水解，生成甲基香豆素。

甲基香豆素在紫外光的照射下發(fā)出熒光，由此可以通過紫外光分光光度法檢測水或食品中大腸桿菌的污染程度。(3)通過β-葡聚糖苷酸酶監(jiān)測大腸桿菌污染當前第29頁\共有58頁\編于星期五\15點亞硝酸還原酶是催化亞硝酸還原生產(chǎn)一氧化氮的氧化還原酶。(4)利用亞硝酸還原酶檢測水中亞硝酸鹽濃度利用固定化亞硝酸還原酶，可檢測水中亞硝酸鹽濃度。當前第30頁\共有58頁\編于星期五\15點8.3酶在廢水處理中的應(yīng)用重金屬廢水食品工業(yè)廢水含酚廢水水凈化當前第31頁\共有58頁\編于星期五\15點水凈化

早2O世紀7O年代，固定化酶已被用于水和空氣的凈化法國工業(yè)研究所積極開展利用固定化酶處理工業(yè)廢水的研究，將能處理廢水的酶制成固定化酶處理靜止廢水時直接用酶布或酶片；

處理流動廢水時根據(jù)廢水所含污物的種類和數(shù)量，確定玻璃酶柱或塑料酶柱的高度和直徑，采用多酶酶柱或單一酶柱。當前第32頁\共有58頁\編于星期五\15點石油及工業(yè)廢油的處理

每年由于各種原因排人海中的石油達200萬t如不及時處理，不僅會造成魚類的大量死亡，而且石油中的有害物質(zhì)也會通過食物鏈進人人體。

人們用含有酶及其它成分的復(fù)合制劑處理海中的石油，為浮在油表面的細菌提供優(yōu)良的養(yǎng)料，使得分解石油的細菌迅速繁殖，以達到快速降解石油的目的。脂酶生物技術(shù)應(yīng)用于被污染環(huán)境的修復(fù)以及廢物處理是一個新興的領(lǐng)域。

石油開采和煉制過程中產(chǎn)生的油泄漏、脂加工過程中產(chǎn)生的含脂廢物以及飲食業(yè)產(chǎn)生的廢物，都可以用不同來源的脂酶進行有效的處理。

酶法生產(chǎn)生物柴油日益受到人們的青睞，可利用餐飲業(yè)廢油脂和工業(yè)廢油脂為原料，變廢為寶。當前第33頁\共有58頁\編于星期五\15點

不同的廢水，含有的物質(zhì)不同，因此應(yīng)采用不同的酶進行處理。廢水中含有淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等各種有機物質(zhì)，可以在有氧和無氧的條件下用微生物處理，也可以用固定化淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等進行處理。廢水中含有硝酸鹽、亞硝酸鹽等酸性物質(zhì)，可以用固定化硝酸還原酶、亞硝酸還原酶和一氧化氮還原酶進行處理，使硝酸根、亞硝酸根逐步還原，最終成為氮氣。酶在廢水處理方面的應(yīng)用當前第34頁\共有58頁\編于星期五\15點

目前，應(yīng)用于各個領(lǐng)域的高分子材料，大多數(shù)是生物不可降解或不可完全降解的材料。這些高分子材料使用以后，成為固體廢棄物，造成環(huán)境污染。研究和開發(fā)可生物降解材料是當今國內(nèi)外的重要課題。其中，利用酶的催化作用合成可生物降解材料，已經(jīng)成為開發(fā)可生物降解材料的重要途徑。利用酶在有機介質(zhì)中的催化作用合成的可生物降解材料主要有：利用蛋白酶或脂肪酶合成多肽類或聚酰胺類物質(zhì)，利用脂肪酶的有機介質(zhì)催化合成聚酯類物質(zhì)和聚糖酯類物質(zhì)等。8.4酶在生物降解材料方面的應(yīng)用當前第35頁\共有58頁\編于星期五\15點

由于酵母菌不能直接利用淀粉和纖維素等原料，所以乙醇的生產(chǎn)必須經(jīng)過糖化和發(fā)酵兩個階段。8.5酶在乙醇生產(chǎn)方面的應(yīng)用

為了簡化發(fā)酵工藝過程，人們可以采用各種生物技術(shù)使酵母菌具有直接利用淀粉或纖維素發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的能力。采用酶工程技術(shù)將糖化酶等淀粉酶或者纖維素酶與酵母細胞共固定化，通過多糖水解酶和酵母細胞內(nèi)酒化酶系的共同作用，將淀粉或纖維素轉(zhuǎn)化為乙醇。當前第36頁\共有58頁\編于星期五\15點8.6酶在生物柴油制造方面的應(yīng)用

生物柴油是甘油酯與小分子醇類經(jīng)過酯交換反應(yīng)而得到的脂肪酸酯類物質(zhì)，可以代替柴油作為柴油發(fā)動機的燃料使用等。在當今石油資源面臨枯竭的情況下，研究和開發(fā)新的生物能源具有重要的意義和應(yīng)用價值。在有機介質(zhì)中，脂肪酶或酯酶可以催化甘油酯與小分子醇類進行酯交換反應(yīng)，生成小分子的酯類混合物（甘油和酯）。當前第37頁\共有58頁\編于星期五\15點

應(yīng)用于飼料中的酶，有淀粉酶、脂解酶、蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶、植酸酶和棉籽糖分解酶等。主要來源于微生物（包括細菌、真菌、酵母菌等）發(fā)酵物，部分來源于植物組織和動物組織（或消化液）。8.7酶在飼料工業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用(1)飼用酶制劑的種類和來源當前第38頁\共有58頁\編于星期五\15點1、補充內(nèi)源酶的不足，改善消化道內(nèi)的微生態(tài)環(huán)境2、打破植物細胞壁，提高飼料的有效能值。3、降低胃腸道黏性，提高養(yǎng)分的消化吸收率，減少疾病的發(fā)生。4、消除飼料中的抗營養(yǎng)因子（ANF）和有毒有害物，提高飼料的營養(yǎng)價值。5、減少環(huán)境污染。6、充分利用飼料資源。(2)飼用酶制劑的作用當前第39頁\共有58頁\編于星期五\15點

用酶制劑添加到不同種類畜禽的不同基礎(chǔ)日糧中，都能起到一定的應(yīng)用效果，畜禽生產(chǎn)性能都有一定的提高。

目前，根據(jù)日糧類型的不同，已開發(fā)利用的酶制劑主要有各種淀粉酶、葡聚糖酶、木聚糖酶、蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶、糖化酶、果膠酶、溶菌酶等，大多是以某一種酶為主導(dǎo)酶系的復(fù)合酶制劑，且不同生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的酶制劑成分含量也各不相同。(3)飼用酶制劑的應(yīng)用當前第40頁\共有58頁\編于星期五\15點A.注意生產(chǎn)工藝的影響酶是一種蛋白質(zhì)，對熱、光、酸等較敏感，飼料生產(chǎn)過程的每一環(huán)節(jié)都可能影響酶的活性，飼料中添加酶制劑時，盡可能地減少生產(chǎn)工藝對酶活性的影響，特別是制料的溫度最好不要超過，以保證酶制劑有較好的作用效果。(4)飼用酶制劑的合理使用當前第41頁\共有58頁\編于星期五\15點B.根據(jù)動物種類和不同生長階段應(yīng)用不同動物種類和不同的生長階段，動物體內(nèi)酶的種類和數(shù)量并不相同，因此根據(jù)不同動物和不同生長階段的特點選用合適的酶制劑，才能有效地發(fā)揮和提高酶制劑的作用效果。一般情況下，家畜使用酶制劑的作用效果比家禽好，幼年階段使用比成年階段好。當前第42頁\共有58頁\編于星期五\15點C.結(jié)合飼料中原料情況應(yīng)用酶制劑各種復(fù)合酶制劑都有自身的針對性原料，不同類型飼料配方應(yīng)選擇符合自身酶解的酶制劑。

4、科學(xué)選用酶制劑產(chǎn)品商品酶制劑多為復(fù)合酶制劑，衡量酶制劑的質(zhì)量水平和作用效果的依據(jù)主要是酶的種類、含量、活性和穩(wěn)定性。由于這些指標目前在應(yīng)用上較難檢測和判斷，因此在選用時應(yīng)特別注意。可選擇一些被人們廣泛認可的大型和專業(yè)的酶制劑生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品。當前第43頁\共有58頁\編于星期五\15點脂肪酶是一種具有多種催化能力的酶，可以催化三酰甘油酯及其他一些水不溶性酯類的水解（如磷脂酶、溶血磷脂酶、膽固醇酯酶、酰肽水解酶活性等），形成脂肪酸、甘油二酯、甘油單酯、甘油。具有優(yōu)良的底物特異性，立體選擇性和有機溶劑穩(wěn)定性而研究表明，脂肪酶除了能夠催化甘油酯類化合物的水解和合成之外，還可以用于催化酯交換反應(yīng)、生物表面活性劑的合成、多肽合成、聚合物的合成和藥物的合成等。尤其是利用某些脂肪酶的立體專一性，催化旋光異構(gòu)體的拆分和手性藥物的合成成為酶工程領(lǐng)域研究的新熱點。脂肪酶是一種特殊的酯鍵水解酶，只作用于異相系統(tǒng)（油水界面）。而其不同活性的發(fā)揮依賴于反應(yīng)體系的特點，如在油水界面促進酯水解，而在有機相中可以酶促合成和酯交換。脂肪酶在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用8.8當前第44頁\共有58頁\編于星期五\15點(1)脂肪酶來源動物：胰臟和脂肪組織，腸液中含有少量脂肪酶。肉食動物的胃液中含有少量的丁酸甘油酯酶。

植物：油料作物的種子

，如麻子、小麥胚芽、米糠等。微生物：真菌（曲霉、青霉、毛霉、米根霉、酵母等）；細菌（假單胞菌等）。123廣泛存在于：當前第45頁\共有58頁\編于星期五\15點(2)微生物脂肪酶微生物脂肪酶是一種重要的工業(yè)酶類。與動植物脂肪酶相比，微生物脂肪酶有更廣的作用PH范圍和溫度范圍及便于進行工業(yè)生產(chǎn)和獲取高純度制劑。尤其因在油脂化工和有機合成工業(yè)中，酶催化反應(yīng)有條件溫和、耗能低、原料要求低、成品質(zhì)量高等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。動植物中脂肪酶含量、種類有限，工業(yè)主要利用微生物進行發(fā)酵生產(chǎn)。當前第46頁\共有58頁\編于星期五\15點經(jīng)國內(nèi)外多年的深入研究，能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)脂肪酶的微生物種類不斷增加。目前脂肪酶生產(chǎn)菌種已遍及細菌、酵母及霉菌各大類中。近期公布的36種不同來源的商業(yè)化脂肪酶中，有19種來源于真菌，8種來源于細菌。同時隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展（酶固定化技術(shù)、界面酶學(xué)和非水解酶學(xué)研究的突破性進展），逐步擴展了微生物脂肪酶應(yīng)用領(lǐng)域。微生物脂肪酶的多功能性不僅對傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域具有重要的影響，而且在許多新的工業(yè)領(lǐng)域，如環(huán)保領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。當前第47頁\共有58頁\編于星期五\15點

(3)脂肪酶在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用每年由于各種原因排入海中的廢油脂達200萬t，如不及時處理，不僅會造成魚類的大量死亡，而且廢油脂中的有害物質(zhì)也會通過食物鏈進入人體。餐飲業(yè)廢油脂是現(xiàn)代餐飲業(yè)的副產(chǎn)品，由于經(jīng)過多次反復(fù)高溫煎炸，其中不僅游離脂肪酸含量高，而且含有上百種醛、酮和聚合物等氧化產(chǎn)物。這些廢油脂除部分用于生產(chǎn)低附加值的肥皂外，大部分非法進入飲食業(yè)，極大地威脅著人的身體健康。有調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，中國人一年大約要吃掉近300萬噸“地溝油”。A.脂肪酶在處理費油污染方面的應(yīng)用當前第48頁\共有58頁\編于星期五\15點

一方面，人們用含有脂肪酶及其它成分的復(fù)合制劑處理海中的石油，可以將石油降解成適合微生物的營養(yǎng)成分，為浮在油表面的細菌提供優(yōu)良的養(yǎng)料，使得分解石油的細菌迅速繁殖，以達到快速降解石油的目的。另一方面，利用游離脂肪酸含量較高的廢油脂制備生物柴油是近年的研究熱點。當前第49頁\共有58頁\編于星期五\15點生物柴油通常是指脂肪酸甲脂（FAME），即以菜籽油、棕櫚油、麻瘋樹油等可食用或不可食用的植物油和動物油脂為原料，在催化劑的作用下與甲醇發(fā)生酯交換反應(yīng)而生成的混合脂肪酸甲酯的總稱。生物柴油可降解、可再生，是典型的綠色能源，是替代石化柴油的理想燃料之一。為扶持生物柴油的發(fā)展，我國相繼出臺一系列政策。在這些政策的刺激下，生物柴油產(chǎn)業(yè)也漸漸受到了重視。而目前生產(chǎn)生物柴油的主要問題是成本過高，生物柴油制備成本大約80％是原料成本，因此采用廉價原料是生物柴油實用化的關(guān)鍵。當前第50頁\共有58頁\編于星期五\15點為此，以廢棄油脂為原料生產(chǎn)生物柴油，可使廢油脂變成一種有用的工業(yè)資源，打開了廢油脂回收再利用的“瓶頸”，從而切斷其重新流入食用領(lǐng)域的途徑，有效保障人們身體健康，同時，也將使城市環(huán)境大為改善。利用生物酶法制備生物柴油有反應(yīng)條件溫和、設(shè)備要求低、醇用量少、產(chǎn)品的分離純化簡單以及無污染物排放等優(yōu)點，是一種頗具競爭力的催化劑，日益受到人們的重視。用于催化合成生物柴油的脂肪酶主要是真菌類脂肪酶，這類酶生產(chǎn)較為方便，與動物脂肪酶相比具有更高的活性。當前第51頁\共有58頁\編于星期五\15點由廢油脂轉(zhuǎn)化生成生物柴油工藝流程當前第52頁\共有58頁\編于星期五\15點微生物脂肪酶生物技術(shù)應(yīng)用于被污染環(huán)境的修復(fù)以及廢物處理是一個新興的領(lǐng)域。由于大多數(shù)低溫脂肪酶都有著比較低的最適酶活反應(yīng)溫度（接近自然環(huán)境溫度），因此它們在環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域有極大用武之地。脂肪酶不僅可用于去除低溫狀態(tài)下工業(yè)廢物中的油脂（如石油開采和煉制過程中產(chǎn)生的油泄漏，脂類加工所產(chǎn)生的含脂廢物和飲食業(yè)產(chǎn)生的含油脂廢物等），還可以處理大量的城市和生活含脂廢水和廢物。用低溫脂肪酶處理這些含脂廢棄物時，所需附加的熱能低，且安全、高效，不會造成二次污染，對環(huán)境保護有非常積極的意義。當前第53頁\共有58頁\編于星期五\15點目前酶法催化存在問題主要是：脂肪酶對甲醇及乙醇的轉(zhuǎn)化率低，一般僅為40%～60%。這是由于目前脂肪酶對長鏈脂肪醇的酯化或轉(zhuǎn)酯化有效，而對短鏈脂肪醇如甲醇或乙醇等轉(zhuǎn)化效率低。而且由于短鏈醇對酶的毒性直接導(dǎo)致了酶的使用壽命短，不能在大工業(yè)生產(chǎn)中反復(fù)使用。此外，甘油對固定化酶有毒性，固定化酶使用壽命較短。脂肪酶酶法制備生物柴油雖然有其優(yōu)越性，但還存在許多的問題。酶催化廢食用油生產(chǎn)生物柴油還不能實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。我國在這方面的研究尚不太多。通過大量篩選脂肪酶產(chǎn)生菌，利用脂肪酶在非水相催化領(lǐng)域的優(yōu)勢，尋找能夠催化脂肪酸高效酯化的脂肪酶，進行生物柴油的生產(chǎn)條件的探索性研究，是目前要解決的問題。當前第54頁\共有58頁\編于星期五\15點解決上述問題主要通過：提高脂肪酸甲（乙）酯產(chǎn)率（例如選擇適當?shù)闹久浮⒑线m的反應(yīng)體系、分步加入甲醇法等）。降低原料成本和降低脂肪酶生產(chǎn)成本（通過誘變，尤其是定向誘變以及從分子水平改造菌種以篩選脂肪酶高產(chǎn)菌）。吳虹等人研究了關(guān)于無溶劑系統(tǒng)中，固定化脂肪酶Novozym435催化餐飲業(yè)廢油脂轉(zhuǎn)酯生產(chǎn)生物柴油。反應(yīng)副產(chǎn)物甘油可吸附在固定化酶載體表面，同時采用丙酮洗滌除去甘油