酶在工业中的应用(大全)课件

1、酶在工业上的应用,费巧瑛（） 蒋瑶翰（） 李仕涛（） 孙春红（）,1,学习交流PPT,酶的工业化应用,一 、酶制剂常用品种 二、 酶制剂在淀粉糖工业中的应用 三、 酶制剂在酿造工业中的应用 四、 酶制剂在燃料工业中的应用 五、 酶制剂在饲料工业中应用 六、 酶制剂在洗涤工业中的应用 七、 纺织、皮革、造纸工业中的应用 八、 酶制剂在医疗工业中的应用,2,学习交流PPT,酶制剂常用品种,3,学习交流PPT,一-淀粉酶,1.耐高温-淀粉酶 2.高效耐高温-淀粉酶 3.洗涤剂-淀粉酶 4.中温-淀粉酶,4,学习交流PPT,二糖化酶,1葡萄糖糖化酶 2高效糖化酶 3强效糖化酶 4新型液体糖化酶,5,学

2、习交流PPT,其他品种,三-淀粉酶 四普鲁兰酶 五转苷酶 六果胶酶 七蛋白酶 八木聚糖酶 九脂肪酶 十纤维素酶,点击返回,6,学习交流PPT,酶制剂在淀粉糖工业中的应用,一淀粉糖的发展 二酶制剂在葡萄糖生产中的应用,7,学习交流PPT,淀粉糖工业,利用含淀粉的粮食、薯类等为原料，经过酸法、酸酶法或酶法制取的糖，包括麦芽糖、葡萄糖、果葡糖浆等，统称淀粉糖。 淀粉糖在我国有悠久的历史，在公元500多年的齐民要术中就提到糖，而且详细地描述了用大米制糖方法。,8,学习交流PPT,结晶葡萄糖、全糖等生产工艺,葡萄糖是淀粉完全水解的产物，由于生产工艺的不同，所得葡萄糖产品的纯度也不同，一般可分为结晶葡萄糖

3、和全糖两类。 结晶葡萄糖纯度较高，主要用于医药、试剂、食品等行业。 工业上生产的葡萄糖产品还有“全糖”，为省掉结晶工序由酶法得到的糖浆直接制成的产品。 酶法所得淀粉糖化液的纯度高，甜味纯正，经喷雾干燥直接制成颗粒状全糖，或浓缩后凝固成块状，再粉碎制成粉末状全糖。 这种产品质量虽逊于结晶葡萄糖，但生产工艺简单，成本较低，在食品、发酵、化工、纺织等行业应用也十分广泛。,9,学习交流PPT,葡萄糖的生产因糖化方法不同在工艺和产品方面都存在差别。 酶法糖化所得淀粉糖化液的纯度高，除适于生产含水一葡萄糖、无水一葡萄糖、无水一结晶葡萄糖以外，也适于生产全糖。 酸法糖化所得淀粉糖化液的纯度较低，只适于生产含

4、水-葡萄糖，需要重新溶解含水一葡萄糖，用所得糖化液精制后生产无水一葡萄糖或一葡萄糖。用酸法糖化制得的全糖，因质量差，甜味不纯，不适于食品工业用。,10,学习交流PPT,酸法糖化产生复合糖类多，结晶后复合糖类存在于母液中，一般是再用酸水解一次，将复合糖类转变成葡萄糖，再结晶。 酶法糖化基本避免了复合反应，不需要再糖化。酶法糖化液结晶以后所剩母液的纯度高，甜味纯正，适于食品工业应用， 但酸法母液的纯度差，甜味不正，只能当做废糖蜜处理。,11,学习交流PPT,工艺流程 酸法生产含水a一葡萄糖的工艺流程 酸 淀粉乳 糖化 中和 精制 蒸发 浓糖浆 冷却结晶 分蜜 洗糖 干燥过筛 含水-葡萄糖 酸法葡萄

5、糖生产工艺流程： 蒸发结晶分蜜干燥无水a一葡萄糖 液化酶 糖化酶 蒸发结晶分蜜干燥无水一葡萄糖 冷却结晶分蜜干燥无水a一葡萄糖 淀粉乳 液化 糖化精制浓缩浓缩浆 凝固 粉碎 干燥 全 - 糖 结晶 喷雾干燥 全糖,12,学习交流PPT,结晶葡萄糖主要生产工序包括糖化、精制、结晶，其中结晶工艺较为复杂，而糖化、精制工艺和全糖生产类似，本文主要介绍酶法生产全糖的工艺过程。 (1)调浆 淀粉乳含量为3035，调节pH值到6265，以10 ug添加量加入高温一淀粉酶。 (2)液化采用喷射液化法 一级喷射液化，105，进入层流罐保温3060 min； 二级喷射液化，125135，汽液分离，如碘色反应未达

6、棕色，可补加少量中温一淀粉酶，进行二次液化。 (3)糖化液化液冷却至60，调pH值45，按50100 ug加入糖化酶进行糖化，保温，定时搅拌，时间一般为2448 h，当DE值97时，即可结束糖化。如欲得到DE值更高的产品，可在糖化时加少量普鲁蓝酶。 (4)过滤升温灭酶，同时使糖化液中蛋白质凝结。过滤，最好加少量硅藻土作为助滤剂。 (5)脱色 加1 活性炭脱色，80搅拌保温30 min，过滤。 (6)离子交换采用阳一阴离子交换树脂对糖液进行离子交换，如最终产品要求不高，可省去此道工序。 (7)浓缩采用真空浓缩锅浓缩至固形物7580(如用于喷雾干燥，浓缩至4565即可)。 (8)凝固 将糖液冷却到

7、4050C，放人混合桶，加入相当于糖浆总量1左右的葡萄糖粉作为结晶的晶种，搅拌冷却至30，放人马口铁制成的长方形浅盘中，静置结块，即得工业生产用全糖块。也可将糖块粉碎，过2040目筛，再干燥至水分小于9，即为粉状成品。,13,学习交流PPT,制糖流程,大米浸泡水洗磨浆调浆（加入淀粉酶）液化压滤糖化（加入糖化酶）升温压滤精制浓缩 a.液体糖浆 b.葡萄糖异构酶异构化精制浓缩果葡糖浆 c.结晶离心分离干燥结晶葡萄糖,点击返回,14,学习交流PPT,酶制剂在酿造工业中的应用技术,15,学习交流PPT,酶制剂在酿造工业中的应用技术,一酶解技术在啤酒酿造过程中的应用 二酶解技术在果酒酿造过程中的应用 三

8、酶解技术在酱油酿造过程中的应用 四酶解技术在食醋酿造过程中的应用,16,学习交流PPT,一酶解技术在啤酒酿造过程中的应用,传统方法将谷物转化成啤酒的酶来自麦芽，如果麦芽汁中酶活性变化或过低可能导致一系列质量问题：提取率低，麦汁分离时间长，发酵慢，啤酒的口味及稳定性差。 工业酶可用来补充麦芽天然含有的酶，用辅料(玉米、小麦、大米等淀粉类原料)和大麦酿造啤酒时分别加入- 淀粉酶、- 葡聚糖酶及蛋白酶可确保酿造质量。,17,学习交流PPT,啤酒酿造过程包括大麦的发芽及随后麦芽汁的制备和发酵。麦芽制造主要依靠种子萌发，种子萌发开始于种子内、-淀粉酶和葡聚糖酶的活化以及种子内储藏物的水解，这些与萌发相关

9、的生化酶只有在最适合的条件下、并且要协同作用才能生产出高质量的麦芽。通常情况下，由于不同的栽培作物、不良的耕作方式和季节变更等原因，使得作物中这些与种子萌发密切相关的内切-葡聚糖酶等生化酶活性很低，导致一些酿酒厂只能使用质量低劣的麦芽进行啤酒酿造，影响了啤酒的质量和效益。,18,学习交流PPT,将纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中，可显著增加麦粒溶解性，明显缩短发芽时间。 在啤酒酿造过程中，谷物皮壳中含有的木聚糖、戊聚糖等半纤维素和麦芽中释放出的 -葡聚糖，常常造成麦汁黏度的增加以及啤酒的后浑浊，将半纤维素酶与-葡聚糖酶配合使用可以有效减少糖化液中-葡萄糖的含量，改进过滤性能，并且能够避免沉淀

10、的产生，使麦汁的透明度明显提高，显著改善啤酒的品质。,19,学习交流PPT,啤酒生产流程1,20,学习交流PPT,酶解技术在果酒酿造过程中的应用,在木瓜果酒酿造过程中，加入适当比例的纤维素酶和果胶酶的复合酶液后，木瓜汁的出汁率明显提高，营养物质更加丰富，成品酒的酒质澄清透明，无悬浮物和沉淀物等杂质，口味更加宜人,21,学习交流PPT,葡萄酒的酿造具有十分悠久的历史，葡萄酒需要从葡萄里抽提出葡萄汁并且用酵母使果汁发酵。将纤维素酶应用于葡萄酒酿造，可以明显提高葡萄汁的发酵效率，并且能够增加葡萄酒的香味，提高葡萄酒的质量和稳定性。,22,学习交流PPT,在黑莓酒酿造过程中，将黑莓破碎后利用 半纤维素

11、酶、纤维素酶和果胶酶等进行生 物酶解，经过灭酶、澄清处理后，再用脱 臭酒精浸制或酵母菌发酵，然后通 过酯化、冷处理、过滤、调配等 一系列工艺，所酿造出的各种黑 莓果酒均具有果香浓郁、清澈明 亮、营养丰富、口味纯正等特点。 加入纤维素酶还可以显著提高出汁 率，缩短酿造周期，从而提高了设 备利用率，降低了果酒酿造的成本。,23,学习交流PPT,酶解技术在酿造酱油过程中的应用,酱油的天然酿造过程中需要加入淀粉酶、蛋白酶等多种酶，如果在入池发酵时同时加入一定量的纤维素酶，则可以使大豆等原料的细胞膜的膨胀、软化和破坏都更加充分，从而使包藏在细胞中的蛋白质、碳水化合物等成分充分释放。纤维素酶的加入显著缩短

12、了酿造时间，提高了产率，在提高酱油浓度、改善酱油质量方面也有明显的促进作用，所得的成品酱油色泽较好，无需另外加入糖色。,24,学习交流PPT,在固态无盐酱油发酵过程中，加入适量的纤维素酶，能将包裹蛋白质的纤维素充分分解，进一步加强了蛋白质的裸露状态，便于蛋白酶更加完全地分解蛋白质，使酱油收得率、发酵速度、酱油风味和质量都得到明显提高酱油大生产中的试验结果表明，当添加比例为0.1%时，酱油成品中全氮、氨基酸态氮、总酸、还原糖、无盐固形物含量等均有明显增加，并且风味也明显好于未加纤维素酶的产品。,25,学习交流PPT,酶解技术在酿造食醋过程中的应用,在食醋酿造过程中加入适量纤维素酶与糖化酶的混合物

13、，同样可明显提高原料利用率和食醋的出品率。 在固体倒缸醋（添加糖化酶和活性干酵母）的酿造过程中，添加0.1%的乾氏曲霉纤维素酶，试验醋的感官和理化指标优于对照组，其产量提高了4.6%，当乾氏曲霉纤维素酶的添加量为0.2%时，试验醋的感官和理化指标明显优于对 照组，其产量则提高了l5.7%。,26,学习交流PPT,采用固态醋酸发酵生产工艺对纤维素酶在食醋酿造方面的应用进行了系统研究，结果表明，当纤维素酶的加入量为10mol/min50mol/min时，食醋产量可以提高0.25kg1.38kg，主料的出品率提高幅度为5.1%27.2%。 在糖化阶段和发酵阶段，随着纤维素酶活量的逐渐加大，酒精含量也

14、相应增加，由于醋酸是醋酸菌转化酒精而来，所以酒精度越高，产酸量也就越高，相应的食醋产量也会增加。,27,学习交流PPT,但是，当酶的加入量达到50mol/min时，酒精度的增加则变得十分缓慢。在醋酸发酵期间，酸度随着纤维素酶量的加大呈梯度上升，说明加入纤维素酶可以使底物的分解速度加快，促进醋酸的生成。 在香菇醋的酿造过程中，加入纤维素酶后也得到了类似的效果。,28,学习交流PPT,29,学习交流PPT,点击返回,30,学习交流PPT,酶在燃料工业中的应用,酶在生物质转化为燃料酒精中的应用,31,学习交流PPT,酶在燃料工业中的应用,燃料工业中的酶 纤维素酶 应用酶水解技术处理生物质所制造的燃料

15、酒精可以部分替代石油 ,生物质还可以被进一步转化成其他的化学产品及生物化学品。预处理过程和纤维素酶成本的降低 ,纤维素酶效率的提高是生产生物质酒精及其他化学产品的关键。,32,学习交流PPT,酶在燃料工业中的应用,生物燃料电池（biofuel cell）：利用酶或者微生物组织作为催化剂，将燃料的化学能转化为电能的发电装置。 酶生物燃料电池：先将酶从生物体系中提取出来，然后利用其活性在阳极催化燃料分子氧化，同时加速阴极氧的还原；,33,学习交流PPT,生物燃料电池,酶生物燃料电池,微生物燃料电池和酶燃料电池的比较 parameter 微生物燃料电池 酶燃料电池 催化剂 微生物 酶 使用寿命 长

16、短 氧化能力 完全氧化 不完全氧化 能量浓度 低 高 成本 高 低 膜表面分离器 需要 不需要,34,学习交流PPT,酶在燃料工业中的应用,2.生物燃料电池的特点： 原料来源广泛； 操作条件温和； 生物相容性好； 生物燃料电池 结构比较简单,35,学习交流PPT,生物燃料电池,酶燃料电池的工作原理,燃料 氧气 氧化产物 水 酶修饰阳极 酶修饰阴极 聚合物 电解液 膜 或 液体 电解液,36,学习交流PPT,生物燃料电池,生物酶燃料电池的最新研究进展 其中一个最重大的进展，就是生物燃料电池的生物阳极和生物阴极使用了新的技术，用直接电子转移取代了以前的间接电子转移。 直接传递的好处在于使电子直接从

17、催化剂传递到电极，中间使用传递媒介的这一问题得到解决。无介体酶生物燃料电池采用导电聚合物作为酶固定材料 第二关键是延长固定化酶的活性时间。酶是蛋白质，在缓冲液当中的寿命时间是八小时到两天，尽管固定在电极表面的酶的寿命可以延长到7到20天。近来，通过把酶封装在胶束聚合物中，可以使其活性延长到一年以上，这个胶束为酶提供了合适的PH还有生物可容性的环境，防止其变性,37,学习交流PPT,酶生物燃料电池的关键问题-效率 三个技术难点 1：生物燃料电池阳极需要是三维的 2：成功的固定化多酶系统是需要可以使燃料完全氧化 成二氧化碳 3：阳极必须支持高效率的电荷转移机制,38,学习交流PPT,生物燃料电池,

18、酶生物解决方案： 1、三维电极构造,利用壳聚糖聚合物材料制成的阳极,39,学习交流PPT,生物燃料电池,2、用于酶燃料电池电极的多酶阳极 多酶电极是用固定在同一电极上的多种酶催化 连续或同时发生的多个反应。多酶电极扩大了酶 燃料电池可使用燃料的范围 ,提高了输出电流或电 压 ,具有单酶电极难以达到的性能。,40,学习交流PPT,酶在生物质转化为燃料酒精中的应用,纤维素的酶水解是由 具有高效性的 纤维素酶来完成的。 水解产物通常是包含 葡萄糖在内的还原糖,41,学习交流PPT,纤维素酶通常是几种酶的混合物 , 在水解过程中包括至少 3 种主要的纤维素酶 : (1) 内2葡聚糖酶( EG 内切21

19、 ,42D2葡聚糖苷水解酶 ,或 EC 3. 3. 1. 4) (2) 外2葡聚糖酶或纤维二糖酶 (CBH1 ,422D2葡聚糖 ,纤维二糖水解酶 ,或 EC 3. 2. 1. 91) (3)2葡萄糖苷酶 ( EC 3. 2. 1. 21) 除了这 3 种主要的纤维素酶以外 ,还有很多的辅酶能够作用于半纤维素。,42,学习交流PPT,43,学习交流PPT,目前对于发展酒精生产用纤维素酶的研究主要集中在以下几方面 : 发现和克隆从自然界来源的酶 ; 通过分子演化和设计来提高酶的功能性 ; 通过强化的低成本发酵来生产酶制剂。,点击返回,44,学习交流PPT,酶制剂在饲料工业中应用,45,学习交流P

20、PT,饲料,点击返回,46,学习交流PPT,酶在饲料制造业的应用,酶是生物体产生的一种活性物质，是体内各种生化反应的催化剂。各种营养物质的消化、吸收和利用都必须依赖酶的作用。酶具有专一性、高效性和特异性的特点，目前已发现的酶类有几千种，已能人工生产的有300多种，在饲料工业中应用的也有20多种。 通过生物工程方法产生具有活性的酶产品，称为酶制剂。酶制剂是近年来在饲料中广泛应用的一类饲料添加剂，饲料添加剂应用的酶制剂多为消化酶类。酶制剂由于能有效提高饲料利用率，节约饲料原料资源，且无副作用，不存在药物添加剂的药物残留和产生而耐药性等不良影响，因而是一种环保型绿色饲料添加剂,47,学习交流PPT,

21、酶制剂饲料添加剂的作用,直接分解营养物质，提高饲料利用率。具有活性的多种酶能有效地将饲料中一些分子多聚体分解和消化成动物容易吸收的营养物质，或分解成为小片段营养物质，供其他消化酶进一步消化。一些大分子物质，动物本身难于分解和吸收，因而添加酶制剂，可促进饲料中营养的分解和消化，从而提高饲料利用率。 消除抗营养分子，改善消化机能。植物性原料存在一些非淀粉多糖、果胶、植酸、纤维素聚合物，这些物质使动物消化道中内容物和粘度增加，影响动物对有效营养成分的消化和吸收。酶制剂中多种酶特别是葡聚糖酶、果胶酶、植酸酶和纤维素酶能将这些物质分解为小分子物质，从而降低了消化道中物质的粘度，有效消除这些抗营养因子的不

22、良影响，改善动物的消化性能。 激活内源酶的分泌，提高消化酶的浓度。由于酶制剂的使用，可提供更多可供多种酶的基质，从而激活动物体内多种消化酶更多地分泌，提高消化酶的有效含量，加速营养物质的消化和吸收，从而提高饲料利用率和加速动物的新陈代谢，促进动物生长.,48,学习交流PPT,酶制剂类饲料添加剂的主要种类,淀粉酶。 淀粉酶主要有淀粉酶和糖化酶。 淀粉酶能将淀粉大分子分解为易被吸收的中、低分子物质。 糖化酶能将淀粉酶分解的中、低分子物质进一步水分解为葡萄糖，被动物吸收利用。,49,学习交流PPT,酶制剂类饲料添加剂的主要种类,蛋白酶。 蛋白酶是降解蛋白质肽链的水解酶，主要有胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜

23、酶等,50,学习交流PPT,酶制剂类饲料添加剂的主要种类,纤维素酶。 纤维素酶能破坏纤维素的结晶结构，将纤维素大分子水解 为低聚糖片断， 和将低聚糖物质 分解为葡萄糖。,51,学习交流PPT,酶制剂类饲料添加剂的主要种类,葡聚糖酶。 葡聚糖广泛存在于多种植物原料中，粘性较大，是影响营养分子传递和吸收的一个重要的抗氧因子。 葡聚糖酶能水解葡聚糖等大分子，降低消化道中物质的粘度，促进营养物质的吸收。葡聚糖酶是酶制剂饲料添加剂中较为重要和应用较广泛的一种酶,52,学习交流PPT,酶制剂类饲料添加剂的主要种类,果胶酶。 果胶质是植物 性原料中一种 抗营养因子， 影响饲料的 利用率。 果胶酶能有效破坏果

24、胶质，促进营养成分的消化和吸收。果胶酶也是较常用的一种饲料酶制剂。,53,学习交流PPT,酶制剂类饲料添加剂的主要种类,植酸酶。 谷物中的磷绝大多数是以植酸磷的形式存在，动物本身不分泌植酸酶，所以对谷物中这部分磷的利用率较低，而通过在饲料中添加微生物分泌的植酸酶，就可以将这部分磷分解释放出来，从而减少无机磷在饲料中的添加量，降低饲料成本，并且可以减少动物粪便中磷的排泄量降低环境污染。是目前应用较多且前景最好的一种绿色饲料添加剂。,54,学习交流PPT,酶制剂类饲料添加剂的主要种类,复合酶。 复合酶是将 两种或两种以上 具有生物活性的 酶混合而成的产 品。复合酶根据不同动物和不同生长阶段的特点进

25、行配制，有较好的作用，是目前最常用的饲料添加剂。,点击返回,55,学习交流PPT,酶制剂在洗涤工业中的应用技术,56,学习交流PPT,酶在洗涤业上的应用,酶在促成洗涤剂产 品中应用是合成洗涤 剂工业发展过程中重 大技术进步之一。 初期使用的是单一的蛋白酶,以后陆续开发了淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶的应用,以及两种或两种以上酶的协同应用。酶被引进洗涤剂工业的,大大地支持和帮助了洗涤用品工业的发展。酶制剂工业是一个新兴的具有发展前景的行业。,57,学习交流PPT,加酶洗涤剂优点： 由于酶催化反应进行迅速、高效,而且在常温甚至低温下均可进行,并且能有效地解决清洗血渍 (特别是织物上干 血渍)、皮脂、口

26、红、草汁等多种洗涤 上的老大难问题,使工 业与民用上费力的清 洗工作变得省时省力 轻松多了.,58,学习交流PPT,应用实例加酶洗衣粉中常用的酶,蛋白酶 脂肪酶 淀粉酶 纤维素酶,59,学习交流PPT,蛋白酶,应用：有助于取出例如汗渍，血渍，青草，粘液，粪便以及各种食品类的蛋白质污垢 作用：碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水的多肽和氨基酸 种类：我国在洗衣粉中添加的酶最主要的是碱性蛋白酶 产生：主要产生菌是某些芽孢杆菌 原理：蛋白质多肽氨基酸,60,学习交流PPT,脂肪酶,应用：可以催化水解各类动植物油脂和人体皮脂腺分泌物及化妆品污垢 种类：碱性脂肪酶 作用：碱性脂肪酶能使甘油三脂水解成容易用

27、水冲洗掉的甘油二脂、甘油单脂和游离脂肪酸。从而达到清除衣物上脂质污垢的作用 产生：产生菌是某些青霉 原理：脂肪甘油+脂肪酸,61,学习交流PPT,淀粉酶,应用：可以去除例如来自面条、巧克力、肉汁和婴儿食品中含有淀粉的污垢 作用：水解直链淀粉中的1，4a糖苷键，使糊化淀粉迅速分解为可溶解的糊精和低聚糖 原理：淀粉麦芽糖,62,学习交流PPT,纤维素酶,应用：去除棉纺织品表面的浮毛，使洗涤后的棉纺织品柔软蓬松，织纹清晰，色泽更加鲜艳，穿着更加舒适 作用：碱性纤维素酶本身不能去除衣物上的污垢，它的作用是使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深层的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触，从而达到更好的去污效果

28、 种类：碱性纤维素酶 原理：纤维素葡萄糖,63,学习交流PPT,去污效果,加酶洗衣粉中酶的活力是影响去污效果的重要指标。因为酶活力代表了有效酶制剂的含量和催化能力。 一般洗涤剂加 碱性蛋白酶约 1000/g。国标GB 13171-91中， 加酶洗衣粉的酶活力需650/g。,点击返回,64,学习交流PPT,酶制剂在纺织、皮革、造纸中的应用,一酶制剂在纺织工业中的应用 二酶制剂在造纸生产中的应用 三蛋白酶在皮革生产中的应用,65,学习交流PPT,酶在纺织，造纸以及皮革工业上的应用,很多工业生产产生废物。使用化学制剂会对环境产生危害；而酶可以更经济地完成同样的工作 目前，工业生产中的化学制剂是对自然

29、和人类最严重的危害之一，用酶取而代之就可以解决这一问题。 酶对环境没有任何危害，使用酶，可以使我们保持现有的生活水平，同时留给我们的后代一个良好的环境。 酶不仅取代了化学制剂，它们还能减少对原材料、能源和水的消耗，这对环境和工业都真正有益。,66,学习交流PPT,酶制剂种类 ： 蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、 纤维素酶、半纤维素酶、 果胶酶、磷脂酶、 植酸酶、过氧化氢酶、 氧化酶和漆酶 ， 以及附属产品。 化学制剂用于纺织业生产。如果改用酶，就没有化学制剂所带来的危险，而且生产过程中产生的污水更少。,67,学习交流PPT,应用实例酶在纺织加工业中的应用,在纺织工业中，较为著名的是酶在传统的退浆工艺中

30、的应用，而随着生物技术的发展，在纺织生产中酶的应用越来越多，从对纤维的改性到织物的漂白都有相应的酶制剂的使用。,68,学习交流PPT,酶在纺织生产中的应用,酶在纺织湿加工中的应用最先是用于淀粉退浆。 进入90年代后, 酶在织物湿加工中的应用非常广泛, 从退、煮、漂、染、后整理到废物处理； 应用的织物从天然纤维到Tencel（天丝）等再生纤维素纤维及涤纶等合成纤维。,69,学习交流PPT,酶退浆淀粉酶,酶退浆是应用淀粉酶(主要是-淀粉酶)对淀粉的分解作用, 迅速降低分子质量和溶液黏度使浆料迅速洗脱的工艺。,70,学习交流PPT,精炼果胶酶,果胶酶根据作用方式可以分为解聚酶( 理论上应包括聚半乳糖

31、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) 和果胶酯酶PE两大类。PG和PGL是最常见的微生物果胶酶, 它们的内切酶和外切酶均已得到成功分离。 果胶酶在纺织工业中主要用于替代棉的碱精练。由于果胶质位于蜡质与纤维之间, 因此果胶质去除后, 蜡质与纤维的结合力降低, 可在随后的高温浴中经乳化去除。Novo Nordisk的科学家分离出一种碱性果胶酶, 能快速催化初生胞壁基质中聚半乳糖醛酸盐的水解, 既溶解掉果胶质, 又使蜡质充分乳化而除去,不会重新沾污。而且织物重量和强力的损失比碱煮或纤维素酶处理都小。,71,学习交流PPT,漂白氧化酶,漂白方

32、法： 一是用直接攻击天然色素的酶进行，分解天然色素，达到漂白的目的，可以考虑用过氧化物酶和漆酶。 另一种是采用氧化酶处理，即将淀粉转化成葡萄糖后，用氧化酶处理产生过氧化氢，通过过氧化氢的作用达到漂白目的 用氧化酶进行织物的漂白整理为最有前途的方法。 其作用机理是, 淀粉在葡萄糖淀粉酶的作用下转化为-D 葡萄糖, -D葡萄糖再在葡萄糖氧化酶的作用下产生H2O2和葡萄糖酸, 一方面H2O2对织物漂白, 另一方面葡萄糖酸能和金属离子鳌合, 使漂白浴稳定, 防止纤维脆化。用此方法漂白(95 ,120 min) 的织物白度达到88.9 , 虽比常规相同浓度碱性漂白( 白度为92.1)稍差, 但织物手感柔

33、软且厚实。,72,学习交流PPT,染色蛋白酶,Novo Nordisk 公司制造Alcalase2.0T(水解蛋白质的丝氨酸蛋白酶)能明显提高染料的上染率,而且低温染色（85)70min 后就可达到常规无酶染色(10)140 m in 时的上染率, 从而降低了染色温度, 减少了染色时间,而且织物的染色牢度不受影响, 耐光牢度还有所提高(0.5级左右)。 这表明酶不但能提高染料的吸附, 而且还促进染料在纤维中的扩散。,73,学习交流PPT,纤维素酶,在纺织品染整加工中，纤维素纤维纺织品的酶处理发展最快，取得的成就也最大。 纤维的品种相当多，如棉、麻，粘胶，铜氨，富纤以及Tencel 等纤维。纤维

34、素酶处理这些纤维的纺织品，加工的目的各异，效果也不同。,74,学习交流PPT,纤维素在纺织加工的作用,纤维素酶的生物抛光作用 纤维素酶的生物水洗作用 使织物蓬松并具有厚实和柔软的效果 对纤维素纤维进行减量加工,75,学习交流PPT,二酶制剂在造纸生产中的应用,1在造纸行业上生物技术的应用流程 2酶法用于纤维改造,76,学习交流PPT,脱皮（酶法）,碎屑,化学法纸浆（生物酶纸浆）,机械法纸浆,漂白（生物法用木质素氧化酶）,造纸机（酶法脱墨）,77,学习交流PPT,酶在造纸业上的应用,在化学纸浆漂白过程中，传统的漂白法是采用氯或氯化物对纸浆漂白，这些含氯漂白废液因含有很多有毒的有机氯化物(如二恶英

35、等)，易于在生物体内积累，具有致癌、致突变、致畸等倾向，也会对环境和生态造成破坏。 除漂白以外，传统造纸工艺的其他环节也都因大量使用化学品，从而致使造纸工业成为污染环境的主要行业之一。,78,学习交流PPT,在造纸行业中的磨浆工段，生物酶可对浆料纤维的细胞壁进行改性处理，使纤维加速润涨、松软，促进磨浆的作用效果，降低磨浆能耗、提高成纸强度等。 生物酶可使磨浆能耗吨浆降低120度电，磨浆能耗降低41.4%。 造纸工业大量回收利用废纸，对其进行脱墨处理。 传统的脱墨方法是使用化学品，在适当的温度及机械作用下，将油墨粒子从纤维上分离下来，然后采用浮选、洗涤或两者相结合的方法，将剥离下来的油墨粒子从纸

36、浆中除去。 生物酶法脱墨是利用酶处理废纸，并辅助以浮选或洗涤，以及两者并用的工艺，从而除去油墨的技术。,79,学习交流PPT,80,学习交流PPT,三蛋白酶在皮革生产中的应用,81,学习交流PPT,82,学习交流PPT,酶脱毛技术的应用,Arazym酶法脱毛工艺的发明,开创了酶脱毛技术研究与应用的先河,并在当时的制革工业界引起强烈反响。随着历史的变迁,酶在脱毛工艺中潮起潮落,迄今仍未成为皮革脱毛的主流技术。 常规的硫化钠脱毛工艺主要是利用Na2S/NaHS还原破坏角蛋白的双硫键,从而破坏角质蛋白分子的结构稳定性,在碱性条件下将角蛋白的肽键水解成分子量较小的肽或氨基酸,使毛、毛根屑、表皮被溶解而

37、除去。这类工艺会给环境造成严重的污染,酶法脱毛作为有希望的替代工艺,83,学习交流PPT,酶法脱毛机理认为,用于脱毛的蛋白酶应不含或尽量少含胶原蛋白酶以免损伤真皮的胶原。 一种商品名为dispase的细菌中性蛋白酶对基膜的胶原组分具有专一性,应用在牛皮的脱毛工艺中,能使毛发松弛而不损伤真皮的胶原纤维。中性蛋白酶AS1.398和碱性蛋白酶2709在制革工业中的应用已有数十年的历史,由于对胶原蛋白的水解能力较强,妨碍其广泛应用。,84,学习交流PPT,皮革制造业中软化所用的酶,胰蛋白酶 胰脂肪酶 胰淀粉酶 胰蛋白酶对天然蛋白质的 降解作用很弱或无作用,但 对变性的蛋白质作用较强。 胰蛋白酶作用胶原

38、的历程是,胰蛋白酶一方面和胶原侧链的游离氨基结合,另一方面和肽的-NH-基和烯醇化肽的-OH基结合,接着对胶原主链中的这些肽键发生催化作用而使其断裂。从而达到软化的目的,85,学习交流PPT,制革工业主要面临三大问题: (1)环境污染严重。来源于湿加工单元的制革废水是主要的污染。 (2)资源利用率低、浪费严重。 (3)耗水量大。 由于原料和化工材料价格上涨及环保力度不断增强,正严重地威胁着制革企业的发展。制革工业面临着一个新的变局,而此变局的核心则是环境问题。,点击返回,86,学习交流PPT,酶在医疗工业上的应用,医疗器械除锈清洗剂,87,学习交流PPT,酶-医疗器械除锈清洗剂,88,学习交流PPT,医疗器械生锈腐蚀是器械使用中常见的问题， 器械生锈将不同程度地影响器械的光亮度以及使用寿命， 对灭菌效果也会有影响。,89,学习交流PPT,传统的化学除锈： 传统的化学除锈通常使用强酸，酸能与铁锈及金属氧化物发生化学反应，生成可溶性盐类，从而达到除锈目的。 传统的酸液处理方法也存在着明显的缺陷： 1在处理过程中大量氢气的产生会使钢材产生氢脆现象，引起金属的力学性能下降，影响钢铁本身的强度 2同时以形成酸雾，影响操作人员和腐蚀周围的设备及环境 3这类酸会对钢材形成过腐蚀。,90,学习交流PPT,医疗器械除锈多酶清洗剂： 蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纤维素酶等多种酶