酶在工業(yè)中的應(yīng)用大全

關(guān)于酶在工業(yè)中的應(yīng)用大全第1頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶的工業(yè)化應(yīng)用一、酶制劑常用品種二、酶制劑在淀粉糖工業(yè)中的應(yīng)用三、酶制劑在釀造工業(yè)中的應(yīng)用四、酶制劑在燃料工業(yè)中的應(yīng)用五、酶制劑在飼料工業(yè)中應(yīng)用六、酶制劑在洗滌工業(yè)中的應(yīng)用七、紡織、皮革、造紙工業(yè)中的應(yīng)用八、酶制劑在醫(yī)療工業(yè)中的應(yīng)用第2頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

酶制劑常用品種第3頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三一．α-淀粉酶

1. 耐高溫α-淀粉酶2. 高效耐高溫α-淀粉酶3. 洗滌劑α-淀粉酶4. 中溫α-淀粉酶第4頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三二．糖化酶1．葡萄糖糖化酶2．高效糖化酶3．強(qiáng)效糖化酶4．新型液體糖化酶第5頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三其他品種三． ?-淀粉酶四． 普魯蘭酶五． 轉(zhuǎn)苷酶六． 果膠酶七． 蛋白酶八． 木聚糖酶九． 脂肪酶十． 纖維素酶點(diǎn)擊返回第6頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

酶制劑在淀粉糖工業(yè)中的應(yīng)用一．淀粉糖的發(fā)展二．酶制劑在葡萄糖生產(chǎn)中的應(yīng)用第7頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三淀粉糖工業(yè)利用含淀粉的糧食、薯類等為原料，經(jīng)過酸法、酸酶法或酶法制取的糖，包括麥芽糖、葡萄糖、果葡糖漿等，統(tǒng)稱淀粉糖。淀粉糖在我國有悠久的歷史，在公元500多年的《齊民要術(shù)》中就提到糖，而且詳細(xì)地描述了用大米制糖方法。第8頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三結(jié)晶葡萄糖、全糖等生產(chǎn)工藝葡萄糖是淀粉完全水解的產(chǎn)物，由于生產(chǎn)工藝的不同，所得葡萄糖產(chǎn)品的純度也不同，一般可分為結(jié)晶葡萄糖和全糖兩類。結(jié)晶葡萄糖純度較高，主要用于醫(yī)藥、試劑、食品等行業(yè)。工業(yè)上生產(chǎn)的葡萄糖產(chǎn)品還有“全糖”，為省掉結(jié)晶工序由酶法得到的糖漿直接制成的產(chǎn)品。酶法所得淀粉糖化液的純度高，甜味純正，經(jīng)噴霧干燥直接制成顆粒狀全糖，或濃縮后凝固成塊狀，再粉碎制成粉末狀全糖。這種產(chǎn)品質(zhì)量雖遜于結(jié)晶葡萄糖，但生產(chǎn)工藝簡單，成本較低，在食品、發(fā)酵、化工、紡織等行業(yè)應(yīng)用也十分廣泛。第9頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三葡萄糖的生產(chǎn)因糖化方法不同在工藝和產(chǎn)品方面都存在差別。酶法糖化所得淀粉糖化液的純度高，除適于生產(chǎn)含水α一葡萄糖、無水α一葡萄糖、無水β一結(jié)晶葡萄糖以外，也適于生產(chǎn)全糖。酸法糖化所得淀粉糖化液的純度較低，只適于生產(chǎn)含水α-葡萄糖，需要重新溶解含水α一葡萄糖，用所得糖化液精制后生產(chǎn)無水α一葡萄糖或β一葡萄糖。用酸法糖化制得的全糖，因質(zhì)量差，甜味不純，不適于食品工業(yè)用。第10頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酸法糖化產(chǎn)生復(fù)合糖類多，結(jié)晶后復(fù)合糖類存在于母液中，一般是再用酸水解一次，將復(fù)合糖類轉(zhuǎn)變成葡萄糖，再結(jié)晶。酶法糖化基本避免了復(fù)合反應(yīng)，不需要再糖化。酶法糖化液結(jié)晶以后所剩母液的純度高，甜味純正，適于食品工業(yè)應(yīng)用，但酸法母液的純度差，甜味不正，只能當(dāng)做廢糖蜜處理。第11頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三工藝流程

酸法生產(chǎn)含水a(chǎn)一葡萄糖的工藝流程酸↓淀粉乳→糖化→中和→精制→蒸發(fā)→濃糖漿→冷卻結(jié)晶→分蜜→洗糖→干燥→過篩→含水α-葡萄糖酸法葡萄糖生產(chǎn)工藝流程：

↗蒸發(fā)結(jié)晶→分蜜→干燥→無水a(chǎn)一葡萄糖液化酶糖化酶↗蒸發(fā)結(jié)晶→分蜜→干燥→無水β一葡萄糖↓↓↗冷卻結(jié)晶→分蜜→干燥→無水a(chǎn)一葡萄糖淀粉乳→液化→糖化→精制→濃縮→濃縮漿→→→凝固→粉碎→干燥→全--------糖↘結(jié)晶→噴霧干燥→全糖

第12頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三結(jié)晶葡萄糖主要生產(chǎn)工序包括糖化、精制、結(jié)晶，其中結(jié)晶工藝較為復(fù)雜，而糖化、精制工藝和全糖生產(chǎn)類似，本文主要介紹酶法生產(chǎn)全糖的工藝過程。

(1)調(diào)漿淀粉乳含量為30％～35％，調(diào)節(jié)pH值到6．2～6．5，以10u／g添加量加入高溫α一淀粉酶。

(2)液化采用噴射液化法一級(jí)噴射液化，105℃，進(jìn)入層流罐保溫30～60min；二級(jí)噴射液化，125～135℃，汽液分離，如碘色反應(yīng)未達(dá)棕色，可補(bǔ)加少量中溫α一淀粉酶，進(jìn)行二次液化。

(3)糖化液化液冷卻至60℃，調(diào)pH值4．5，按50～100u／g加入糖化酶進(jìn)行糖化，保溫，定時(shí)攪拌，時(shí)間一般為24～48h，當(dāng)DE值≥97％時(shí)，即可結(jié)束糖化。如欲得到DE值更高的產(chǎn)品，可在糖化時(shí)加少量普魯藍(lán)酶。

(4)過濾升溫滅酶，同時(shí)使糖化液中蛋白質(zhì)凝結(jié)。過濾，最好加少量硅藻土作為助濾劑。

(5)脫色加1％活性炭脫色，80℃攪拌保溫30min，過濾。

(6)離子交換采用陽一陰離子交換樹脂對(duì)糖液進(jìn)行離子交換，如最終產(chǎn)品要求不高，可省去此道工序。

(7)濃縮采用真空濃縮鍋濃縮至固形物75％～80％(如用于噴霧干燥，濃縮至45％～65％即可)。(8)凝固將糖液冷卻到40～50~C，放人混合桶，加入相當(dāng)于糖漿總量1％左右的葡萄糖粉作為結(jié)晶的晶種，攪拌冷卻至30℃，放人馬口鐵制成的長方形淺盤中，靜置結(jié)塊，即得工業(yè)生產(chǎn)用全糖塊。也可將糖塊粉碎，過20～40目篩，再干燥至水分小于9％，即為粉狀成品。第13頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三制糖流程大米→浸泡→水洗→磨漿→調(diào)漿（加入淀粉酶）→液化→壓濾→糖化（加入糖化酶）→升溫→壓濾→精制→濃縮a.

液體糖漿b. 葡萄糖異構(gòu)酶異構(gòu)化→精制→濃縮→果葡糖漿c. 結(jié)晶→離心分離→干燥→結(jié)晶葡萄糖點(diǎn)擊返回第14頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶制劑在釀造工業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)第15頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

酶制劑在釀造工業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)一．酶解技術(shù)在啤酒釀造過程中的應(yīng)用

二．酶解技術(shù)在果酒釀造過程中的應(yīng)用三．酶解技術(shù)在醬油釀造過程中的應(yīng)用四．酶解技術(shù)在食醋釀造過程中的應(yīng)用第16頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三一·酶解技術(shù)在啤酒釀造過程中的應(yīng)用傳統(tǒng)方法將谷物轉(zhuǎn)化成啤酒的酶來自麥芽，如果麥芽汁中酶活性變化或過低可能導(dǎo)致一系列質(zhì)量問題：提取率低，麥汁分離時(shí)間長，發(fā)酵慢，啤酒的口味及穩(wěn)定性差。工業(yè)酶可用來補(bǔ)充麥芽天然含有的酶，用輔料(玉米、小麥、大米等淀粉類原料)和大麥釀造啤酒時(shí)分別加入α-淀粉酶、β-葡聚糖酶及蛋白酶可確保釀造質(zhì)量。第17頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三啤酒釀造過程包括大麥的發(fā)芽及隨后麥芽汁的制備和發(fā)酵。麥芽制造主要依靠種子萌發(fā)，種子萌發(fā)開始于種子內(nèi)α、β-淀粉酶和葡聚糖酶的活化以及種子內(nèi)儲(chǔ)藏物的水解，這些與萌發(fā)相關(guān)的生化酶只有在最適合的條件下、并且要協(xié)同作用才能生產(chǎn)出高質(zhì)量的麥芽。通常情況下，由于不同的栽培作物、不良的耕作方式和季節(jié)變更等原因，使得作物中這些與種子萌發(fā)密切相關(guān)的內(nèi)切-β-葡聚糖酶等生化酶活性很低，導(dǎo)致一些釀酒廠只能使用質(zhì)量低劣的麥芽進(jìn)行啤酒釀造，影響了啤酒的質(zhì)量和效益。第18頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三將纖維素酶應(yīng)用于啤酒工業(yè)的麥芽生產(chǎn)中，可顯著增加麥粒溶解性，明顯縮短發(fā)芽時(shí)間。在啤酒釀造過程中，谷物皮殼中含有的木聚糖、戊聚糖等半纖維素和麥芽中釋放出的β-葡聚糖，常常造成麥汁黏度的增加以及啤酒的后渾濁，將半纖維素酶與β-葡聚糖酶配合使用可以有效減少糖化液中β-葡萄糖的含量，改進(jìn)過濾性能，并且能夠避免沉淀的產(chǎn)生，使麥汁的透明度明顯提高，顯著改善啤酒的品質(zhì)。第19頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三啤酒生產(chǎn)流程1第20頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

酶解技術(shù)在果酒釀造過程中的應(yīng)用在木瓜果酒釀造過程中，加入適當(dāng)比例的纖維素酶和果膠酶的復(fù)合酶液后，木瓜汁的出汁率明顯提高，營養(yǎng)物質(zhì)更加豐富，成品酒的酒質(zhì)澄清透明，無懸浮物和沉淀物等雜質(zhì)，口味更加宜人第21頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三葡萄酒的釀造具有十分悠久的歷史，葡萄酒需要從葡萄里抽提出葡萄汁并且用酵母使果汁發(fā)酵。將纖維素酶應(yīng)用于葡萄酒釀造，可以明顯提高葡萄汁的發(fā)酵效率，并且能夠增加葡萄酒的香味，提高葡萄酒的質(zhì)量和穩(wěn)定性。第22頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三在黑莓酒釀造過程中，將黑莓破碎后利用半纖維素酶、纖維素酶和果膠酶等進(jìn)行生物酶解，經(jīng)過滅酶、澄清處理后，再用脫

臭酒精浸制或酵母菌發(fā)酵，然后通

過酯化、冷處理、過濾、調(diào)配等

一系列工藝，所釀造出的各種黑

莓果酒均具有果香濃郁、清澈明

亮、營養(yǎng)豐富、口味純正等特點(diǎn)。

加入纖維素酶還可以顯著提高出汁

率，縮短釀造周期，從而提高了設(shè)

備利用率，降低了果酒釀造的成本。第23頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶解技術(shù)在釀造醬油過程中的應(yīng)用醬油的天然釀造過程中需要加入淀粉酶、蛋白酶等多種酶，如果在入池發(fā)酵時(shí)同時(shí)加入一定量的纖維素酶，則可以使大豆等原料的細(xì)胞膜的膨脹、軟化和破壞都更加充分，從而使包藏在細(xì)胞中的蛋白質(zhì)、碳水化合物等成分充分釋放。纖維素酶的加入顯著縮短了釀造時(shí)間，提高了產(chǎn)率，在提高醬油濃度、改善醬油質(zhì)量方面也有明顯的促進(jìn)作用，所得的成品醬油色澤較好，無需另外加入糖色。第24頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三在固態(tài)無鹽醬油發(fā)酵過程中，加入適量的纖維素酶，能將包裹蛋白質(zhì)的纖維素充分分解，進(jìn)一步加強(qiáng)了蛋白質(zhì)的裸露狀態(tài)，便于蛋白酶更加完全地分解蛋白質(zhì)，使醬油收得率、發(fā)酵速度、醬油風(fēng)味和質(zhì)量都得到明顯提高醬油大生產(chǎn)中的試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)添加比例為0.1%時(shí)，醬油成品中全氮、氨基酸態(tài)氮、總酸、還原糖、無鹽固形物含量等均有明顯增加，并且風(fēng)味也明顯好于未加纖維素酶的產(chǎn)品。第25頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶解技術(shù)在釀造食醋過程中的應(yīng)用在食醋釀造過程中加入適量纖維素酶與糖化酶的混合物，同樣可明顯提高原料利用率和食醋的出品率。在固體倒缸醋（添加糖化酶和活性干酵母）的釀造過程中，添加0.1%的乾氏曲霉纖維素酶，試驗(yàn)醋的感官和理化指標(biāo)優(yōu)于對(duì)照組，其產(chǎn)量提高了4.6%，當(dāng)乾氏曲霉纖維素酶的添加量為0.2%時(shí)，試驗(yàn)醋的感官和理化指標(biāo)明顯優(yōu)于對(duì)照組，其產(chǎn)量則提高了l5.7%。第26頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

采用固態(tài)醋酸發(fā)酵生產(chǎn)工藝對(duì)纖維素酶在食醋釀造方面的應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)研究，結(jié)果表明，當(dāng)纖維素酶的加入量為10μmol/min～50μmol/min時(shí)，食醋產(chǎn)量可以提高0.25kg～1.38kg，主料的出品率提高幅度為5.1%～27.2%。

在糖化階段和發(fā)酵階段，隨著纖維素酶活量的逐漸加大，酒精含量也相應(yīng)增加，由于醋酸是醋酸菌轉(zhuǎn)化酒精而來，所以酒精度越高，產(chǎn)酸量也就越高，相應(yīng)的食醋產(chǎn)量也會(huì)增加。第27頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三但是，當(dāng)酶的加入量達(dá)到50μmol/min時(shí)，酒精度的增加則變得十分緩慢。在醋酸發(fā)酵期間，酸度隨著纖維素酶量的加大呈梯度上升，說明加入纖維素酶可以使底物的分解速度加快，促進(jìn)醋酸的生成。

在香菇醋的釀造過程中，加入纖維素酶后也得到了類似的效果。第28頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三名稱最適作用條件作用方式作用基質(zhì)分解產(chǎn)物耐高溫α-淀粉酶PH：5.7-7.0

溫度：90-95℃作用于淀粉分子內(nèi)部的α-1.4葡萄糖苷鍵直鏈淀粉短鏈糊精、麥芽糖、葡萄糖支鏈淀粉含α-1.6葡萄糖苷鍵的α-界限糊精、麥芽糖、葡萄糖β-淀粉酶PH：5.0-5.5

溫度：60-65℃從淀粉分子的非還原性末端進(jìn)行分解直鏈淀粉麥芽糖支鏈淀粉含β-1.6葡萄糖苷鍵的β-界限糊精、麥芽糖纖維素酶PH：5.7-7.0

溫度：45-50℃從纖維素內(nèi)部及非還原性末端進(jìn)行分解纖維素小分子纖維聚糖、纖維二糖、葡萄糖β-葡聚糖酶PH：4.5-5.5

溫度：40-65℃作用于β-葡聚糖的β-1.4糖苷鍵β-葡聚糖β-葡聚糖片斷、小分子β-葡聚糖、葡萄糖第29頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三中性蛋白酶PH：6.5-7.0

溫度：45-50℃作用于蛋白質(zhì)分子內(nèi)的酰胺鍵蛋白質(zhì)肽及氨基酸戊聚糖酶PH：4.5-5.2

溫度：40-65℃從戊聚糖內(nèi)部及非還原性末端進(jìn)行分解戊聚糖戊聚糖片斷、小分子戊聚糖、木糖、阿拉伯糖等糖化酶PH：4.0-4.5

溫度：58-65℃作用于淀粉分子非還原性末端的α-1.4葡萄糖苷鍵，緩慢水解α-1.6葡萄糖苷鍵淀粉葡萄糖異淀粉酶PH：5.6-7.0

溫度：50-55℃作用于淀粉分子的α-1.6鍵連接的麥芽三糖和麥芽四糖支鏈淀粉直鏈淀粉、麥芽三糖普魯蘭酶PH：5.6-7.2

溫度：45-52℃作用于淀粉分子的α-1.6鍵連接的兩分子麥芽糖支鏈糊精直鏈糊精、麥芽糖點(diǎn)擊返回第30頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶在燃料工業(yè)中的應(yīng)用酶在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為燃料酒精中的應(yīng)用第31頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶在燃料工業(yè)中的應(yīng)用燃料工業(yè)中的酶纖維素酶應(yīng)用酶水解技術(shù)處理生物質(zhì)所制造的燃料酒精可以部分替代石油,生物質(zhì)還可以被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成其他的化學(xué)產(chǎn)品及生物化學(xué)品。預(yù)處理過程和纖維素酶成本的降低

,纖維素酶效率的提高是生產(chǎn)生物質(zhì)酒精及其他化學(xué)產(chǎn)品的關(guān)鍵。第32頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶在燃料工業(yè)中的應(yīng)用生物燃料電池（biofuelcell）：利用酶或者微生物組織作為催化劑，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。酶生物燃料電池：先將酶從生物體系中提取出來，然后利用其活性在陽極催化燃料分子氧化，同時(shí)加速陰極氧的還原；第33頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三生物燃料電池酶生物燃料電池微生物燃料電池和酶燃料電池的比較

parameter微生物燃料電池酶燃料電池催化劑 微生物 酶 使用壽命 長 短氧化能力 完全氧化 不完全氧化能量濃度 低 高成本 高 低 膜表面分離器 需要 不需要第34頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶在燃料工業(yè)中的應(yīng)用2.生物燃料電池的特點(diǎn)：原料來源廣泛；操作條件溫和；生物相容性好；生物燃料電池結(jié)構(gòu)比較簡單第35頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三生物燃料電池酶燃料電池的工作原理燃料氧氣氧化產(chǎn)物水酶修飾陽極酶修飾陰極聚合物電解液膜或液體電解液第36頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三生物燃料電池生物酶燃料電池的最新研究進(jìn)展其中一個(gè)最重大的進(jìn)展，就是生物燃料電池的生物陽極和生物陰極使用了新的技術(shù)，用直接電子轉(zhuǎn)移取代了以前的間接電子轉(zhuǎn)移。直接傳遞的好處在于使電子直接從催化劑傳遞到電極，中間使用傳遞媒介的這一問題得到解決。無介體酶生物燃料電池采用導(dǎo)電聚合物作為酶固定材料第二關(guān)鍵是延長固定化酶的活性時(shí)間。酶是蛋白質(zhì)，在緩沖液當(dāng)中的壽命時(shí)間是八小時(shí)到兩天，盡管固定在電極表面的酶的壽命可以延長到7到20天。近來，通過把酶封裝在膠束聚合物中，可以使其活性延長到一年以上，這個(gè)膠束為酶提供了合適的PH還有生物可容性的環(huán)境，防止其變性第37頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶生物燃料電池的關(guān)鍵問題----效率三個(gè)技術(shù)難點(diǎn)1：生物燃料電池陽極需要是三維的2：成功的固定化多酶系統(tǒng)是需要可以使燃料完全氧化成二氧化碳3：陽極必須支持高效率的電荷轉(zhuǎn)移機(jī)制第38頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三生物燃料電池酶生物解決方案：1、三維電極構(gòu)造

利用殼聚糖聚合物材料制成的陽極第39頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三生物燃料電池2、用于酶燃料電池電極的多酶陽極

多酶電極是用固定在同一電極上的多種酶催化

連續(xù)或同時(shí)發(fā)生的多個(gè)反應(yīng)。多酶電極擴(kuò)大了酶

燃料電池可使用燃料的范圍,提高了輸出電流或電

壓,具有單酶電極難以達(dá)到的性能。第40頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為燃料酒精中的應(yīng)用纖維素的酶水解是由具有高效性的纖維素酶來完成的。水解產(chǎn)物通常是包含葡萄糖在內(nèi)的還原糖第41頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三纖維素酶通常是幾種酶的混合物,在水解過程中包括至少3種主要的纖維素酶:(1)內(nèi)β2葡聚糖酶(EG內(nèi)切21,42D2葡聚糖苷水解酶,或EC3.3.1.4)(2)外β2葡聚糖酶或纖維二糖酶

(CBH1,42β2D2葡聚糖,纖維二糖水解酶,或EC3.2.1.91)(3)β2葡萄糖苷酶

(EC3.2.1.21)除了這3種主要的纖維素酶以外,還有很多的輔酶能夠作用于半纖維素。第42頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三第43頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三目前對(duì)于發(fā)展酒精生產(chǎn)用纖維素酶的研究主要集中在以下幾方面:·發(fā)現(xiàn)和克隆從自然界來源的酶;·通過分子演化和設(shè)計(jì)來提高酶的功能性;·通過強(qiáng)化的低成本發(fā)酵來生產(chǎn)酶制劑。點(diǎn)擊返回第44頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶制劑在飼料工業(yè)中應(yīng)用

第45頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三飼料點(diǎn)擊返回第46頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶在飼料制造業(yè)的應(yīng)用酶是生物體產(chǎn)生的一種活性物質(zhì)，是體內(nèi)各種生化反應(yīng)的催化劑。各種營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收和利用都必須依賴酶的作用。酶具有專一性、高效性和特異性的特點(diǎn)，目前已發(fā)現(xiàn)的酶類有幾千種，已能人工生產(chǎn)的有300多種，在飼料工業(yè)中應(yīng)用的也有20多種。

通過生物工程方法產(chǎn)生具有活性的酶產(chǎn)品，稱為酶制劑。酶制劑是近年來在飼料中廣泛應(yīng)用的一類飼料添加劑，飼料添加劑應(yīng)用的酶制劑多為消化酶類。酶制劑由于能有效提高飼料利用率，節(jié)約飼料原料資源，且無副作用，不存在藥物添加劑的藥物殘留和產(chǎn)生而耐藥性等不良影響，因而是一種環(huán)保型綠色飼料添加劑第47頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶制劑飼料添加劑的作用

直接分解營養(yǎng)物質(zhì)，提高飼料利用率。具有活性的多種酶能有效地將飼料中一些分子多聚體分解和消化成動(dòng)物容易吸收的營養(yǎng)物質(zhì)，或分解成為小片段營養(yǎng)物質(zhì)，供其他消化酶進(jìn)一步消化。一些大分子物質(zhì)，動(dòng)物本身難于分解和吸收，因而添加酶制劑，可促進(jìn)飼料中營養(yǎng)的分解和消化，從而提高飼料利用率。

消除抗?fàn)I養(yǎng)分子，改善消化機(jī)能。植物性原料存在一些非淀粉多糖、果膠、植酸、纖維素聚合物，這些物質(zhì)使動(dòng)物消化道中內(nèi)容物和粘度增加，影響動(dòng)物對(duì)有效營養(yǎng)成分的消化和吸收。酶制劑中多種酶特別是β－葡聚糖酶、果膠酶、植酸酶和纖維素酶能將這些物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，從而降低了消化道中物質(zhì)的粘度，有效消除這些抗?fàn)I養(yǎng)因子的不良影響，改善動(dòng)物的消化性能。

激活內(nèi)源酶的分泌，提高消化酶的濃度。由于酶制劑的使用，可提供更多可供多種酶的基質(zhì)，從而激活動(dòng)物體內(nèi)多種消化酶更多地分泌，提高消化酶的有效含量，加速營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收，從而提高飼料利用率和加速動(dòng)物的新陳代謝，促進(jìn)動(dòng)物生長.第48頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶制劑類飼料添加劑的主要種類淀粉酶。淀粉酶主要有α－淀粉酶和糖化酶。α－淀粉酶能將淀粉大分子分解為易被吸收的中、低分子物質(zhì)。糖化酶能將α－淀粉酶分解的中、低分子物質(zhì)進(jìn)一步水分解為葡萄糖，被動(dòng)物吸收利用。第49頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶制劑類飼料添加劑的主要種類蛋白酶。蛋白酶是降解蛋白質(zhì)肽鏈的水解酶，主要有胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜酶等第50頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶制劑類飼料添加劑的主要種類纖維素酶。

纖維素酶能破壞纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，將纖維素大分子水解

為低聚糖片斷，

和將低聚糖物質(zhì)

分解為葡萄糖。第51頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶制劑類飼料添加劑的主要種類β－葡聚糖酶。β－葡聚糖廣泛存在于多種植物原料中，粘性較大，是影響營養(yǎng)分子傳遞和吸收的一個(gè)重要的抗氧因子。β－葡聚糖酶能水解葡聚糖等大分子，降低消化道中物質(zhì)的粘度，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。β－葡聚糖酶是酶制劑飼料添加劑中較為重要和應(yīng)用較廣泛的一種酶第52頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶制劑類飼料添加劑的主要種類果膠酶。

果膠質(zhì)是植物性原料中一種抗?fàn)I養(yǎng)因子，影響飼料的利用率。果膠酶能有效破壞果膠質(zhì)，促進(jìn)營養(yǎng)成分的消化和吸收。果膠酶也是較常用的一種飼料酶制劑。第53頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶制劑類飼料添加劑的主要種類植酸酶。

谷物中的磷絕大多數(shù)是以植酸磷的形式存在，動(dòng)物本身不分泌植酸酶，所以對(duì)谷物中這部分磷的利用率較低，而通過在飼料中添加微生物分泌的植酸酶，就可以將這部分磷分解釋放出來，從而減少無機(jī)磷在飼料中的添加量，降低飼料成本，并且可以減少動(dòng)物糞便中磷的排泄量降低環(huán)境污染。是目前應(yīng)用較多且前景最好的一種綠色飼料添加劑。第54頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶制劑類飼料添加劑的主要種類復(fù)合酶。復(fù)合酶是將兩種或兩種以上具有生物活性的酶混合而成的產(chǎn)品。復(fù)合酶根據(jù)不同動(dòng)物和不同生長階段的特點(diǎn)進(jìn)行配制，有較好的作用，是目前最常用的飼料添加劑。點(diǎn)擊返回第55頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶制劑在洗滌工業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)第56頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶在洗滌業(yè)上的應(yīng)用酶在促成洗滌劑產(chǎn)品中應(yīng)用是合成洗滌劑工業(yè)發(fā)展過程中重大技術(shù)進(jìn)步之一。

初期使用的是單一的蛋白酶,以后陸續(xù)開發(fā)了淀粉酶、脂肪酶和纖維素酶的應(yīng)用,以及兩種或兩種以上酶的協(xié)同應(yīng)用。酶被引進(jìn)洗滌劑工業(yè)的,大大地支持和幫助了洗滌用品工業(yè)的發(fā)展。酶制劑工業(yè)是一個(gè)新興的具有發(fā)展前景的行業(yè)。第57頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三加酶洗滌劑優(yōu)點(diǎn)：

由于酶催化反應(yīng)進(jìn)行迅速、高效,而且在常溫甚至低溫下均可進(jìn)行,并且能有效地解決清洗血漬(特別是織物上干血漬)、皮脂、口紅、草汁等多種洗滌上的老大難問題,使工業(yè)與民用上費(fèi)力的清洗工作變得省時(shí)省力輕松多了.第58頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三應(yīng)用實(shí)例——加酶洗衣粉中常用的酶蛋白酶脂肪酶淀粉酶纖維素酶第59頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三蛋白酶應(yīng)用：有助于取出例如汗?jié)n，血漬，青草，粘液，糞便以及各種食品類的蛋白質(zhì)污垢

作用：堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解成可溶于水的多肽和氨基酸種類：我國在洗衣粉中添加的酶最主要的是堿性蛋白酶產(chǎn)生：主要產(chǎn)生菌是某些芽孢桿菌

原理：蛋白質(zhì)→多肽→氨基酸第60頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三脂肪酶應(yīng)用：可以催化水解各類動(dòng)植物油脂和人體皮脂腺分泌物及化妝品污垢

種類：堿性脂肪酶作用：堿性脂肪酶能使甘油三脂水解成容易用水沖洗掉的甘油二脂、甘油單脂和游離脂肪酸。從而達(dá)到清除衣物上脂質(zhì)污垢的作用產(chǎn)生：產(chǎn)生菌是某些青霉原理：脂肪→甘油+脂肪酸第61頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三淀粉酶應(yīng)用：可以去除例如來自面條、巧克力、肉汁和嬰兒食品中含有淀粉的污垢

作用：水解直鏈淀粉中的1，4－a－糖苷鍵，使糊化淀粉迅速分解為可溶解的糊精和低聚糖原理：淀粉→麥芽糖第62頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三纖維素酶應(yīng)用：去除棉紡織品表面的浮毛，使洗滌后的棉紡織品柔軟蓬松，織紋清晰，色澤更加鮮艷，穿著更加舒適

作用：堿性纖維素酶本身不能去除衣物上的污垢，它的作用是使纖維的結(jié)構(gòu)變得蓬松，從而使?jié)B入到纖維深層的塵土和污垢能夠與洗衣粉充分接觸，從而達(dá)到更好的去污效果種類：堿性纖維素酶原理：纖維素→葡萄糖第63頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三去污效果加酶洗衣粉中酶的活力是影響去污效果的重要指標(biāo)。因?yàn)槊富盍Υ砹擞行钢苿┑暮亢痛呋芰?。一般洗滌劑加堿性蛋白酶約1000μ/g。國標(biāo)GB13171-91中，加酶洗衣粉的酶活力需≥650μ/g。點(diǎn)擊返回第64頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶制劑在紡織、皮革、造紙中的應(yīng)用一．酶制劑在紡織工業(yè)中的應(yīng)用二．酶制劑在造紙生產(chǎn)中的應(yīng)用三．蛋白酶在皮革生產(chǎn)中的應(yīng)用第65頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶在紡織，造紙以及皮革工業(yè)上的應(yīng)用

很多工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生廢物。使用化學(xué)制劑會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害；而酶可以更經(jīng)濟(jì)地完成同樣的工作目前，工業(yè)生產(chǎn)中的化學(xué)制劑是對(duì)自然和人類最嚴(yán)重的危害之一，用酶取而代之就可以解決這一問題。酶對(duì)環(huán)境沒有任何危害，使用酶，可以使我們保持現(xiàn)有的生活水平，同時(shí)留給我們的后代一個(gè)良好的環(huán)境。

酶不僅取代了化學(xué)制劑，它們還能減少對(duì)原材料、能源和水的消耗，這對(duì)環(huán)境和工業(yè)都真正有益。

第66頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶制劑種類：蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶、磷脂酶、植酸酶、過氧化氫酶、氧化酶和漆酶，以及附屬產(chǎn)品。

化學(xué)制劑用于紡織業(yè)生產(chǎn)。如果改用酶，就沒有化學(xué)制劑所帶來的危險(xiǎn)，而且生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水更少。

第67頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三應(yīng)用實(shí)例——酶在紡織加工業(yè)中的應(yīng)用

在紡織工業(yè)中，較為著名的是酶在傳統(tǒng)的退漿工藝中的應(yīng)用，而隨著生物技術(shù)的發(fā)展，在紡織生產(chǎn)中酶的應(yīng)用越來越多，從對(duì)纖維的改性到織物的漂白都有相應(yīng)的酶制劑的使用。第68頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶在紡織生產(chǎn)中的應(yīng)用酶在紡織濕加工中的應(yīng)用最先是用于淀粉退漿。

進(jìn)入90年代后,酶在織物濕加工中的應(yīng)用非常廣泛,從退、煮、漂、染、后整理到廢物處理；

應(yīng)用的織物從天然纖維到Tencel（天絲）等再生纖維素纖維及滌綸等合成纖維。第69頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶退漿——淀粉酶酶退漿是應(yīng)用淀粉酶(主要是α-淀粉酶)對(duì)淀粉的分解作用,迅速降低分子質(zhì)量和溶液黏度使?jié){料迅速洗脫的工藝。第70頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三精煉——果膠酶果膠酶根據(jù)作用方式可以分為解聚酶(理論上應(yīng)包括聚半乳糖醛酸甲酯酶PMG和聚半乳糖醛酸甲酯裂解酶PMGL、聚半乳糖醛酸酶PG和聚半乳糖醛酸裂解酶PGL)和果膠酯酶PE兩大類。PG和PGL是最常見的微生物果膠酶,它們的內(nèi)切酶和外切酶均已得到成功分離。果膠酶在紡織工業(yè)中主要用于替代棉的堿精練。由于果膠質(zhì)位于蠟質(zhì)與纖維之間,因此果膠質(zhì)去除后,蠟質(zhì)與纖維的結(jié)合力降低,可在隨后的高溫浴中經(jīng)乳化去除。NovoNordisk的科學(xué)家分離出一種堿性果膠酶,能快速催化初生胞壁基質(zhì)中聚半乳糖醛酸鹽的水解,既溶解掉果膠質(zhì),又使蠟質(zhì)充分乳化而除去,不會(huì)重新沾污。而且織物重量和強(qiáng)力的損失比堿煮或纖維素酶處理都小。第71頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三漂白——氧化酶漂白方法：

一是用直接攻擊天然色素的酶進(jìn)行，分解天然色素，達(dá)到漂白的目的，可以考慮用過氧化物酶和漆酶。另一種是采用氧化酶處理，即將淀粉轉(zhuǎn)化成葡萄糖后，用氧化酶處理產(chǎn)生過氧化氫，通過過氧化氫的作用達(dá)到漂白目的用氧化酶進(jìn)行織物的漂白整理為最有前途的方法。其作用機(jī)理是,淀粉在葡萄糖淀粉酶的作用下轉(zhuǎn)化為β-D葡萄糖,β-D葡萄糖再在葡萄糖氧化酶的作用下產(chǎn)生H2O2和葡萄糖酸,一方面H2O2對(duì)織物漂白,另一方面葡萄糖酸能和金屬離子鰲合,使漂白浴穩(wěn)定,防止纖維脆化。用此方法漂白(95℃,120min)的織物白度達(dá)到88.9,雖比常規(guī)相同濃度堿性漂白(白度為92.1)稍差,但織物手感柔軟且厚實(shí)。第72頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三染色——蛋白酶NovoNordisk公司制造Alcalase2.0T(水解蛋白質(zhì)的絲氨酸蛋白酶)能明顯提高染料的上染率,而且低溫染色（85℃)70min后就可達(dá)到常規(guī)無酶染色(10℃)140min時(shí)的上染率,從而降低了染色溫度,減少了染色時(shí)間,而且織物的染色牢度不受影響,耐光牢度還有所提高(0.5級(jí)左右)。這表明酶不但能提高染料的吸附,而且還促進(jìn)染料在纖維中的擴(kuò)散。第73頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三纖維素酶在紡織品染整加工中，纖維素纖維紡織品的酶處理發(fā)展最快，取得的成就也最大。

纖維的品種相當(dāng)多，如棉、麻，粘膠，銅氨，富纖以及Tencel等纖維。纖維素酶處理這些纖維的紡織品，加工的目的各異，效果也不同。第74頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三纖維素在紡織加工的作用纖維素酶的生物拋光作用纖維素酶的生物水洗作用使織物蓬松并具有厚實(shí)和柔軟的效果對(duì)纖維素纖維進(jìn)行減量加工

第75頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三二．酶制劑在造紙生產(chǎn)中的應(yīng)用1．在造紙行業(yè)上生物技術(shù)的應(yīng)用流程2．酶法用于纖維改造第76頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三脫皮（酶法）碎屑化學(xué)法紙漿（生物酶紙漿）機(jī)械法紙漿漂白（生物法用木質(zhì)素氧化酶）造紙機(jī)（酶法脫墨）第77頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶在造紙業(yè)上的應(yīng)用在化學(xué)紙漿漂白過程中，傳統(tǒng)的漂白法是采用氯或氯化物對(duì)紙漿漂白，這些含氯漂白廢液因含有很多有毒的有機(jī)氯化物(如二惡英等)，易于在生物體內(nèi)積累，具有致癌、致突變、致畸等傾向，也會(huì)對(duì)環(huán)境和生態(tài)造成破壞。除漂白以外，傳統(tǒng)造紙工藝的其他環(huán)節(jié)也都因大量使用化學(xué)品，從而致使造紙工業(yè)成為污染環(huán)境的主要行業(yè)之一。第78頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三在造紙行業(yè)中的磨漿工段，生物酶可對(duì)漿料纖維的細(xì)胞壁進(jìn)行改性處理，使纖維加速潤漲、松軟，促進(jìn)磨漿的作用效果，降低磨漿能耗、提高成紙強(qiáng)度等。生物酶可使磨漿能耗噸漿降低120度電，磨漿能耗降低41.4%。造紙工業(yè)大量回收利用廢紙，對(duì)其進(jìn)行脫墨處理。傳統(tǒng)的脫墨方法是使用化學(xué)品，在適當(dāng)?shù)臏囟燃皺C(jī)械作用下，將油墨粒子從纖維上分離下來，然后采用浮選、洗滌或兩者相結(jié)合的方法，將剝離下來的油墨粒子從紙漿中除去。

生物酶法脫墨是利用酶處理廢紙，并輔助以浮選或洗滌，以及兩者并用的工藝，從而除去油墨的技術(shù)。第79頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三第80頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三三．蛋白酶在皮革生產(chǎn)中的應(yīng)用第81頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三第82頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶脫毛技術(shù)的應(yīng)用Arazym酶法脫毛工藝的發(fā)明,開創(chuàng)了酶脫毛技術(shù)研究與應(yīng)用的先河,并在當(dāng)時(shí)的制革工業(yè)界引起強(qiáng)烈反響。隨著歷史的變遷,酶在脫毛工藝中潮起潮落,迄今仍未成為皮革脫毛的主流技術(shù)。常規(guī)的硫化鈉脫毛工藝主要是利用Na2S/NaHS還原破壞角蛋白的雙硫鍵,從而破壞角質(zhì)蛋白分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,在堿性條件下將角蛋白的肽鍵水解成分子量較小的肽或氨基酸,使毛、毛根屑、表皮被溶解而除去。這類工藝會(huì)給環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,酶法脫毛作為有希望的替代工藝第83頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

酶法脫毛機(jī)理認(rèn)為,用于脫毛的蛋白酶應(yīng)不含或盡量少含膠原蛋白酶以免損傷真皮的膠原。

一種商品名為dispase的細(xì)菌中性蛋白酶對(duì)基膜的膠原組分Ⅳ具有專一性,應(yīng)用在牛皮的脫毛工藝中,能使毛發(fā)松弛而不損傷真皮的膠原纖維。中性蛋白酶AS1.398和堿性蛋白酶2709在制革工業(yè)中的應(yīng)用已有數(shù)十年的歷史,由于對(duì)膠原蛋白的水解能力較強(qiáng),妨礙其廣泛應(yīng)用。第84頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三皮革制造業(yè)中軟化所用的酶胰蛋白酶胰脂肪酶胰淀粉酶胰蛋白酶對(duì)天然蛋白質(zhì)的降解作用很弱或無作用,但對(duì)變性的蛋白質(zhì)作用較強(qiáng)。胰蛋白酶作用膠原的歷程是,胰蛋白酶一方面和膠原側(cè)鏈的游離氨基結(jié)合,另一方面和肽的-NH-基和烯醇化肽的-OH基結(jié)合,接著對(duì)膠原主鏈中的這些肽鍵發(fā)生催化作用而使其斷裂。從而達(dá)到軟化的目的第85頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三制革工業(yè)主要面臨三大問題:(1)環(huán)境污染嚴(yán)重。來源于濕加工單元的制革廢水是主要的污染。(2)資源利用率低、浪費(fèi)嚴(yán)重。(3)耗水量大。由于原料和化工材料價(jià)格上漲及環(huán)保力度不斷增強(qiáng),正嚴(yán)重地威脅著制革企業(yè)的發(fā)展。制革工業(yè)面臨著一個(gè)新的變局,而此變局的核心則是環(huán)境問題。點(diǎn)擊返回第86頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶在醫(yī)療工業(yè)上的應(yīng)用醫(yī)療器械除銹清洗劑第87頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三酶-----醫(yī)療器械除銹清洗劑第88頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

醫(yī)療器械生銹腐蝕是器械使用中常見的問題，器械生銹將不同程度地影響器械的光亮度以及使用壽命，對(duì)滅菌效果也會(huì)有影響。第89頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三傳統(tǒng)的化學(xué)除