《酶在工业生产中的应用》素材(新人教版)

1、3.2酶在工业生产中的应用素材（新人教版选修2）一、中国酶制剂的发展概况第一阶段：1965年无锡酶制剂厂生产 BF-7658淀粉酶，首先用在淀粉加工和纺织退浆 上，这是我国首次应用。第二阶段：1979 年，利用黑曲 UV -11 糖化酶菌种进行糖化酶生产，首先在白洒、 洒精行业推广应用，提高了出酒率。第三阶段：1990年，2709碱性蛋白酶在洗涤剂行业上应用，当时由于这种颗粒酶的出 现，使加酶洗衣粉开始风行全国。第四阶段：1992年，1.398中性蛋白酶，166 中性蛋白酶在毛皮制革行业上推广应用， 提高了产品质量和效率，减轻了劳动强度。第五阶段：1995 年，无锡酶制剂厂首先引进了耐髙温淀粉

2、酶和高转化率液体糖化 酶，在国家科委成果办公室的推动下，将完成的新双酶法在淀粉质原料深加工工业中应用 科研项目在洒精、味精、制糖、啤酒等行业进行了推广，从此双酶法技术在全国迅速得 以发展。国家科委成果办公室曾在无锡召开技术应用推广会，从此在全国掀起了新双酶法 的技术热潮，为淀粉质原料深加工行业的迅速崛起作岀了新贡献。第六阶段：1998年，国外酶制剂大公司纷纷到中国建厂和合资，引进了国外先进设备、 优良菌种、新型酶制剂，给中国酶制剂带来了机遇和挑战。这些企业带动了国内酶制剂工业 的发展，使酶制剂进人了一个崭新阶段，应用技术更加提高。诺维信公司（NOW）公司）在 中国合资和在天津建立工厂，一期工程

3、投资 1.5 亿美元，已在 1999 年投产。诺维信公 司酶制剂品种齐全，为中国有关行业作岀了一左贡献。第七阶段：2006 年，酶制剂进入了全新的发展阶段，向髙档次、髙活性、高质量、 髙水平方向发展，向专用酶制剂和特种复合酶制剂发展，向新的应用领域发展，向新型糖 类、而粉加工、肉类、油脂、调味品、饲料、纺织、纸浆、环保等方而发展。酶制剂应用 技术将成为发酵产业的核心技术。1998年，美国最大的酶制剂公司一杰能科国际公司和中国最大的酶制剂公司无锡酶制 剂厂合资， 成立无锡杰能科生物工程有限公司，将杰能科国际公司的新型复合酶源引 进中国。 2005年，杰能科正式成为丹尼斯克的全资子公司，继续拓展酶

4、制剂的全球市 场。国外酶制剂进人中国市场，由于竞争需要，促进了中国酶制剂质量的改进和提髙。新型 酶，髙活性、高纯度、髙质量复合酶将成为今后酶制剂的发展方向。新型酶制剂的出现，酶 制剂应用技术的不断提高，将促进我国发酵行业及相关应用领域飞速发展。二.酶制剂在国民经济中的地位我国酶制剂已广泛应用于食品、酿造、味精、制药、有机酸、淀粉糖、纺织、皮革、洗 涤剂及保健品等很多领域，并且应用领域不断扩大，应用技术水平不断提高，然而与国外先 进国家相比尚有差距。进入新世纪以来，发展速度较快的是啤酒、淀粉糖、食品、燃料乙醇、味精和柠檬酸等 行业。啤洒工业发展迅速，我国啤酒总产量已跃居世界第一位，2006年总产

5、量超过 3000万 吨。淀粉糖行业发展迅速，产量成倍增长，品种曾出不穷，到 2006 年已超过 500 万吨。新 型酶制剂已应用到针剂匍萄糖、液体葡萄糖浆、高麦芽糖浆、果葡糖浆以及各种低聚糖的 生产中。淀粉糖替代蔗糖已应用在糖果、食品、啤酒和饮料生产上。功能性低聚糖已被人们 所接受，淀粉糖对酶制剂的品种和质量提岀了更髙的要求。新型酶制剂的推岀为这些行业 提供了发展所必需的条件。食品工业是用酶大户，目前已在烘焙、果蔬加工、奶制品、肉类加工和蛋白质水解等行 业广泛应用。目前酶制剂品种还远远不能满足食品工业需要，酶制剂工业正不断推出新型酶 制剂、复合酶制剂、高活力和高纯度特殊酶制剂来满足日益发展的食

6、品工业需要。变性燃料乙醇和汽油混合作为新一代的汽车燃料，具有广阔的市场前景。由于酒精可 作为代用燃料减少石油消耗，提高汽汕辛烷值，减少机动车对空气的污染，因此，燃料乙 醇的开发和应用是我国发展的方向之一。利用玉米酶法水解发酵生产无水乙醇，并生产 DDGS 蛋白饲料，进行综合利用大有可为。大量新型酶制剂和相关应用技术为酒精淸洁生产工艺、 浓醪发酵、中低温蒸煮、生料发酵、差压蒸慵等技术为酒稱循环经济开辟了新的途 径。味精行业稳步发展，以大米或淀粉作为原料，采用连续喷射液化、复合糖化酶糖化的工 艺，使出糖率和糖液质量大幅度提髙，为发酵和提取奠定了良好的基础，使产酸率、糖酸转 化率、提取收率等各项指标

7、接近或达到国际先进水平。柠檬酸、乳酸等有机酸和山梨醇的发展也较快，这些行业正大力加强技改创新，以独特 的工艺提高生产水平，对酶制剂的需求也逐步上升。三.酶制剂的发展趋势21世纪将着眼于生物技术的发展，引导化学工业绿色革命，改造传统产业，降低能耗, 治理环境。十一五规划的目标，我国能源消耗比十五期间降低 20%,发展燃料乙醇、生 物柴汕等生物能源、生物环保、生物制造等领域。加强酶工程技术的研究开发，在酶制剂的 应用领域中，关注在国民经济中占重要地位但原料和能源消耗大、环境污染严重的造纸、 纺织、制革、饲料等行业。2006年中国酶制剂总产量约 53 万吨，目前作为食品添加剂的酶制剂品种已有 26种

8、， 包括糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、木瓜蛋白酶、匍萄糖异构酶、真菌淀粉酶、果胶酶、脂 肪酶、乳糖酶、纤维素酶、痢聚糖酶、匍萄糖氧化酶、木聚糖酶等，已被广泛应用于食 品加工工业，在提髙产品质虽:、降低成本、宵约原料和能源、保护环境等方面发挥着重要作用。我国酶制剂生产主要采用微生物发酵法，少量酶的生产采用生物提取法。目前中国酶 制剂生产企业有数十家。四、几种主要工业薦的菌种和使用情况如下：淀粉酶类-淀粉酶水解淀粉生成糊状麦芽低聚糖和麦芽糖。以芽抱杆菌属的枯草芽抱 杆菌和地衣形芽泡杆菌深层发酵生产为主，后者产生耐髙温酶。另外也用曲靈属和根霉属 的菌株深层和半固体发酵生产，适用于食品加工。-淀粉酶主要用于

9、制糖、纺织品退浆、发 酵原料处理和食品加工等。葡糖淀粉酶能将淀粉水解成匍萄糖，现在几乎全由黑曲鑫深层发 酵生产，用于制糖、洒精生产、发酵原料处理等。蛋白酶 使用菌种和生产品种最多。用地衣形芽抱杆菌、短小芽抱杆菌和枯草芽抱杆菌 以深层发酵生产细菌蛋白酶：用链签菌、曲签深层发酵生产中性蛋白酶和曲龜酸性蛋白酶, 用于皮革脱毛、毛皮软化、制药、食品工业：用毛霉属的一些菌进行半固体发酵生产凝乳 酶，在制造干酪中取代原来从牛犊胃提取的凝乳酶。葡糖异构酶 70年代迅速发展起来的一个品种。 先用深层发酵取得链靈菌细胞， 待固 疋化后，将匍萄糖液转化成约含果糖 50%的糖浆，这种糖浆可代替蔗糖用于食品工业。用 淀粉酶、匍糖淀粉酶和葡糖异构酶等将玉米淀粉制成果糖浆已成为新兴的制糖工业之一。英他重要工业用酶还有：用曲霊、木霉半固体发酵生产的纤维素酶;用曲廉生产的果胶 酶、半纤维素酶；曲霊和青靈深层发酵生产的葡糖氧化酶和过氧化氢酶；用假丝酵母、曲靈 深层发酵生产的脂肪酶等：用黑曲霉深层或半固体发酵生产的匍糖淀粉酶、葡糖氧化酶、 过氧化氢酶、脂肪酶、乳糖酶等；用米曲霉生产的淀粉酶、蛋白酶、核糖核酸酶：用芽抱杆 菌生产的蛋白酚、-淀粉酶。（）中国从 1964年开始生产细菌一淀粉酶。至今除有一淀粉酶（枯草芽抱杆菌），蛋白