《酶的應用自》PPT課件.ppt

1、第九章酶的應用隨著酶的工業(yè)化生產的發(fā)展，酶已廣泛應用于工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護和科學研究領域。酶的應用包括各種玻璃酶、固定化酶、修飾酶等在各個領域的應用。內容很寬泛。第一，酶在醫(yī)藥方面應用，酶在醫(yī)藥方面應用，可以總結如下。是用酶診斷疾病。用酶治療各種疾病。用酶做各種藥。酶特異性強，效率高，因此在醫(yī)藥方面使用的酶具有種類多、用量少、純度高的特點。(a)酶在疾病診斷中的應用，隨著體液中酶活力的變化，在診斷疾病酸性磷酸酶前列腺癌患者和肝炎、甲狀旁腺功能亢進、紅細胞病變等疾病時，血清中酸性磷酸酶的活力提高。堿性磷酸酶病、骨骼軟化癥、骨瘤、骨骼廣泛性轉移癌、甲狀旁腺功能亢進、黃原性肝病等患者血清中堿性

2、磷酸酶活力提高。軟骨發(fā)育不全等疾病會降低牙齒酶的活力。色氨酸血清中GPT和GOT的活力測定廣泛應用于肝病和心肌梗塞等疾病的診斷。-測定葡萄糖醛縮酶、胃蛋白酶、乳酸脫氫酶、醛縮酶、磷酸葡萄糖變位酶等活力，有助于診斷特定癌癥。(b)酶在疾病治療中的應用，酶可以用藥物治療多種疾病，療效明顯，具有副作用小特點。蛋白酶可用于治療多種茄子疾病，是臨床上最古老、應用最廣泛的藥用酶之一?？梢杂孟饎┲委熛涣己褪秤徽?。可以用消炎藥治療各種炎癥。可以通過靜脈注射接受高血壓治療。溶菌酶也是廣泛使用的藥用酶。具有抗菌消炎鎮(zhèn)痛等作用?？捎糜诩毦募毎诳扇芙獠≡w、腐敗性細菌等，使其死亡，療效明顯，副作用效果小。

3、與抗生素一起使用，可以大大提高抗生素的功效。草坪保護身體免受超氧負離子的傷害。具有抗輻射能力，對紅斑狼瘡、皮炎、結腸炎、氧中毒等疾病有明顯的療效。L-天冬酰胺酶是用于治療癌癥的酶。特別是對治療白血病有相當?shù)寞熜А?3)酶在藥物制造中的應用，青霉素酰化酶是在半合成抗生素生產中起重要作用的酶。它催化青霉素或頭孢菌素水解生成6-APA和7-ACA，還催化乙?；磻铣尚虑嗝顾睾皖^孢菌素。不同來源的牙齒酶對溫度和pH的要求不同。同一來源的牙齒酶在催化水解反應和催化合成反應所需的條件各不相同。特別是pH條件大不相同，操作時要好好調節(jié)。催化合成反應時，不僅要控制pH，溫度，酶濃度，還要注意反應液中6-AP

4、A和側鏈羧酸衍生物的比例。在反應液中適當?shù)丶尤氡砻婊钚詣?、異丁醇等有助于提高轉化率。-酪氨酸酶催化L-酪氨酸或o-苯基二酚生成多巴。固定化酶制成。多巴胺是治療帕金森綜合癥的重要藥物。牙齒酶作用pH值為3.56.0，溫度為3055，為了控制氧化過程，必須添加維生素C或硫酸銨等抗氧化劑。核苷磷酸化酶催化亞糖尿病產生亞糖腺苷。亞糖尿病是尿液經過化學轉化而變形的。阿糖腺苷具有明顯的抗癌和抗病毒作用。無色菌蛋白酶能特異性地促進胰島素B鏈羧基末端的氨基酸置換反應，從豬胰島素轉換為胰島素，提高治療效果。第二，酶在食品輕工業(yè)方面的應用，國內外使用最廣泛的酶在食品和輕工業(yè)部門。輕工業(yè)、食品產業(yè)與人日常生活有密切

5、的關系。酶的廣泛應用促進了新產品、新技術和新技術的發(fā)展。還可以提高產品產量，提高產品質量，減少原材料消耗，改善勞動條件，減少勞動強度。顯示出良好的經濟和社會效益。，(a)酶在食品工業(yè)中的應用，糖產業(yè)酶生產葡萄糖科舉國內外葡萄糖生產一般使用算法水解，現(xiàn)在大部分使用酶法。原料：淀粉。酶：-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶。都要達到一定的純度，尤其是糖化酶不含葡萄糖轉移酶。通常使用玻璃酶放置方式，也可以使用固定化糖化酶持續(xù)生產。工藝過程：果糖糖漿的生產果糖糖漿是葡萄糖異構酶催化葡萄糖異構化生成部分果糖獲得的混合糖漿。甜味高可以減少使用量，攝取果糖后血糖高不容易，具有保健功能。原料：葡萄糖，通常淀粉水解用酶法制成

6、。但是要用斷層掃描等方法精制后使用。酶：葡萄糖異構酶。最佳pH可能因來源而異。溫度超過70才能渡邊杏。高果糖漿：一般果糖糖漿含有大約42%的果糖，其中葡萄糖從果糖分離后，分離的葡萄糖再次異構化，重復，可以得到果糖含量高70%、90%以上的糖漿，稱為高果糖漿。生產麥芽糖的麥芽糖是我國傳統(tǒng)淀粉糖產品。以大米或糯米為原料加入大麥芽，融化麥芽-淀粉酶-淀粉酶、淀粉糖制成的麥芽糖漿。其中含有30%麥芽糖，60%-70%糊精。麥芽糖也可以用酶法生產。原料也是大米或糯米，使用的酶是-淀粉酶-淀粉酶，牙齒方法生產的麥芽糖含量達60-70%。蛋白質產品加工乳制品加工：奶油蛋白酶用于奶酪制造。用乳糖酶生產低乳糖牛

7、奶。蛋白酶用于生產牛奶蛋白水解等。雞蛋產品加工：葡萄糖氧化酶用于去除雞蛋產品中存在的少量葡萄糖，防止褐色變化，提高產品質量。魚產品加工：利用蛋白酶生產可溶性魚蛋白粉。用三甲胺氧化酶去除腥味等。肉類加工：蛋白酶用于制造肉類水解蛋白；用木瓜蛋白酶做蓮肉粉。蛋白酶用于明膠生產。溶菌酶用于肉類產品的保鮮防腐等。果蔬加工果膠酶用于凈化果汁和葡萄酒。柚子酶和橙皮酶可以分別用于柑橘類果汁或罐頭產品，消除苦味，防止白色渾濁。葡萄糖氧化酶從果汁、飲料、罐頭食品、水果和蔬菜干燥產品中去除氧氣，防止產品氧化變質，防止微生物生長，延長食品保存時間。溶菌酶可以防止細菌污染，起到保鮮作用等。改進了食品質量和風味酶的發(fā)現(xiàn)及

8、應用，對食品風味的鄭在玹、強化和變化具有廣泛的應用前景。例：用洋蔥風味酶處理甘藍等蔬菜。用奶油風味酶對含有奶油的巧克力、冰激凌、人造黃油等食品起作用。風味酶用于恢復或加強原來的天然風味。在面包制造中，在面團中添加適量的淀粉酶和蛋白酶，可以縮短面團發(fā)酵時間，提高面包的質量。(b)酶在輕工業(yè)中的應用，原料處理發(fā)酵原料的處理淀粉原料處理，一般使用-淀粉酶和糖化酶；含纖維素的原料可用于纖維素酶處理。含有戊糖的植物原料可以用各種戊糖酶處理。紡織原料的處理上漿：-可用作淀粉酶、淀粉處理、上漿的膠水；設計：漿料水解-使用淀粉酶；喂草的時候用動物膠做膠水，可以用蛋白酶解草。造紙原料的紙漿酶法制漿：木質素酶水解

9、去除木質素，提高紙張質量，環(huán)保。生絲的脫膠處理胰蛋白酶、木瓜蛋白酶或微生物蛋白酶可以在溫和的條件下進行絲氨酸水解催化劑。去除羊毛污垢的羊毛在染色前必須去除污垢，可以利用蛋白酶提高羊毛的著色率，保持羊毛的特征，提高羊毛產品的質量。，輕工產品制造酶法生產L-氨基酸L-氨基酰氨基酸光解酶，工業(yè)上已使用固定化酶連續(xù)生產L-苯丙氨酸、L-色氨酸等。工業(yè)上已將固定菌體形式的天門冬氨酸和天門園-脫皮酶分別用于L-天門園和L-丙氨酸的連續(xù)生產。己內酰胺水解酶在L-賴氨酸生產中的應用。噻唑烷羧酸水解酶用于L-半胱氨酸合成。酶法生產核苷酸5-磷酸二酯水解RNA，各種5-核苷酸，腺苷山迪亞名井南第水解AMP生產IM

10、P；核苷磷酸化酶催化5-IMP生成，鳥苷生成催化5-鳥苷酸，引發(fā)AMP，ATP等。酶法在有機酸工業(yè)中使用固定化延胡索酸酶連續(xù)生產L-蘋果酸。環(huán)氧琥珀酸水解酶用于L-酒石酸生產。酶法醬油或大醬生產中利用蛋白酶進行大豆蛋白水解催化劑，可以縮短生產周期，提高蛋白質利用率。在醬油釀造中，添加纖維素酶可以提高原料利用率。酶真皮蛋白酶可用于原料皮膚脫毛。酸性蛋白酶和少量脂肪酶可用于真皮軟化。提高產品的使用效果，添加酶洗滌劑，目前洗滌劑中最廣泛使用的是堿性蛋白酶。酶也可以添加到肥皂中，制成酶肥皂等。淀粉酶、脂肪酶、果膠酶、纖維素酶等也可以添加到固體和液體洗滌劑中。添加酶牙膏、淀粉酶露、咳嗽針后，可添加到潔牙

11、用品中的酶有蛋白酶、脂肪酶、右腺糖酶等。利用酶的催化作用，可以提高牙合效果，減少牙垢，防止齲齒的發(fā)生。如果不在飼料中添加酶飼料淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶等，可以提高飼料的消化性。在皮膚管理及化妝品中添加酶護膚用品SOD、堿性磷酸酶、尿酸酶、彈性蛋白等，可以提高皮膚管理效果。第三，酶在環(huán)境保護方面的應用，人類賴以生存的環(huán)境質量是當前世界關注的重大問題。隨著科學技術的不斷發(fā)展，人類自然資源開發(fā)利用能力和范圍不斷擴大。與此同時，人類的生產、生活對環(huán)境的影響也逐漸擴大，環(huán)境受到生產、生活垃圾的污染。因此，環(huán)境保護問題越來越受到重視。第一，水凈化水與人類的生活密切相關，離開水的營養(yǎng)，人類將不再

12、存在，所以全世界的水污染問題是當前人類最關心的環(huán)境主題。水源污染往往是由毒性強、耐生物降解的化學結晶引起的，牙齒化合物濃縮在體內組織中，容易引發(fā)疾病。為了保護水資源和人類健康，清除這些有毒化合物以消除污染至關重要。實踐證明，用酶處理這些污染物是有效的。早在20世紀70年代和80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，將可處理廢水的酶制成固定化酶，其形式包括酶布、酶片、酶粒、酶柱等。處理靜止廢水時，可以直接使用酶布或酶。處理流動廢水時，根據廢水中污物的種類和數(shù)量，可以確定玻璃酶柱或塑料酶柱的高度和內徑。根據處理中的物質使用不同的固定化酶。也可以

13、用多酶柱包裝，以彌補單酶的局限性。例如，將氰化物分解的固定化酶和去除苯酚的固定化酶同時放在一根柱上，可以同時去除氰化物和苯酚。如果某種酶不能并存，請分別安裝柱子。在造紙和制漿工業(yè)的污染處理中應用酶法也是有效的。造紙廠廢水中含有大量混合淀粉和白土的膠體物質，可以用固定化淀粉酶連續(xù)水解這種廢水中的膠體懸浮淀粉，使原懸浮纖維容易沉淀分離?？梢杂弥圃斓墓潭ɑ矸勖浮⒉季址ɑ蛑ㄟB續(xù)處理造紙廠廢水。用批處理法處理時，同時添加100mgL明礬可以去除廢水中懸浮物的80。用柱法處理時，將固定化的淀粉酶放置在有機玻璃反應器中，使廢水向下流過反應器，可以去除廢水中78的懸浮物。在紙張漂白過程中，添加氯和氯化物引

14、起環(huán)境污染。在芬蘭技術研究中，J中心和芬蘭牧場和紙張研究中心聯(lián)合用酶法處理紙漿，減少了排水管道中含氯有機化合物的數(shù)量。加拿大使用木霉longibranchiatum的xylanase漂白紙張，檢查芬蘭造紙廠每天排放的1,000t廢水，結果顯示，紙漿經酶處理后，氯用量減少到25，廢水中氯有機化合物含量減少到40。德國Mobite GmbH和美國Agrecol可以利用固定化酶去除地下水中的硝酸鹽。將酶固定在聚合物基質中，將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，在生物反應器中亞硝酸鹽轉化為無害的氮。反應原理如下：固定化酶給電流，待定的水從活性基質中通過，酶反應所需的電子從電流中供給。應用還原酶基質將硝酸鹽完全轉化為

15、氮。所以消除有害的亞硝酸鹽。歐洲和美國國家非常重視硝酸鹽引起的污染問題，飲料的硝酸鹽濃度不超過每升40毫克。因此，用酶處理地下水是很有意義的。利用固定化熱帶假絲酵母的復合酶系可以分解苯酚，可用于處理含酚廢水。美國采用化學方法將活力的苯酚氧化酶與玻璃珠子相結合，用于處理冶金工業(yè)中的苯酚廢水。利用固定化丁酸紡錘菌的酶系分解乙醇，生成氫氣，已用于處理乙醇工廠的生產廢水，氫氣又是重要的能源物質，因此廢棄物起到了變寶的作用。溶菌酶是催化分解某些細菌細胞壁的酶，牙齒特性也可以應用于污水處理，利用日本學者固定化溶菌酶技術成功處理了廢水中難以生物降解的黑腐酸和黑腐酸結構類似的有機物。大量使用農藥需要開發(fā)有效處

16、理農藥污染的技術。德國可以用共價鍵法分解硫磷等9茄子農藥的酶固定在多孔玻璃珠上，從而提高固定化酶的活力350倍。制取酶柱后，用于處理含硫磷的廢水，去除率可達90以上。那根酶柱可以繼續(xù)工作70d，其酶的活力沒有明顯的損失。牙齒多酶系統(tǒng)不需要輔助因子或特殊鹽類，使用相當經濟。在此基礎上，可以將分解其他農藥的酶同時固定在同一載體上，處理多種農藥廢水。最近日本國家資源及環(huán)境學院成功地應用了酪氨酸酶、過氧化物酶、酶，處理了廢水中的有毒化合物。潛在危險的化學晶體經過酶氧化，轉化為容易隨凝結劑沉淀的物質后，牙齒沉淀物可以被厭氧菌分解，達到解毒的目的。目前，牙齒學院正在研究如何通過基因工程手段大量生產強力污水

17、處理用酶制劑。第二，石油和工業(yè)廢油每年從人潮中排出200萬噸石油也是不可忽視的環(huán)境問題，如果不及時處理，不僅會導致魚類大量死亡，而且石油中的有害物質也可以通過食物鏈進入我們的人體。人們通常用假包菌、分枝桿菌、節(jié)孢子菌分解引起污染的石油。但是牙齒微生物在低溫海水中繁殖時受到營養(yǎng)物質的限制，因此細菌的繁殖率很低。人們用含有酶及其他成分的復合劑處理海洋中的石油，將石油分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)秀的養(yǎng)分，使分解石油的細菌迅速繁殖，達到快速分解石油的目的。同樣，產業(yè)廢油處理也需要酶的參與。如果氮化合物牙齒存在的話，對微生物的廢油脂的破壞是很快的，加入粗蛋白和蛋白質分解酶，可以加速對微生物的廢油脂的生物分解。因為牙齒系統(tǒng)為微生物提供氮源和濃縮培養(yǎng)液，有助于微生物的生長和繁殖。蛋白酶的選擇還需要根據整個系統(tǒng)的pH克服對重金屬酶的抑制。適用于污染環(huán)境的脂酶生物技術和廢物處理等是新領域。石油開采和精煉過程中產生的溢油、脂肪加工過程中產生的含脂廢物、餐飲業(yè)中產生的廢棄物都可以通過徐璐其他來源的脂酶處理有效地處理。例如，在脂酶廢水處理中被廣泛應用，多貝和博因克開發(fā)了利用酶混合物(包括脂酶)將脫水污泥轉化為沼氣的技術。脂酶的另一個重要應用是分解聚酯，生產有用的物質，