酶的固定化及其在纺织染整工业中的应用

酶的固定化及其在纺织染整工业中的应用
酶的固定化及其在纺织染整工业中的应用

酶在纺织中的应用

植物、动物以及微生物中都有酶,它们对细胞的功能具有重要的作用。酶已在啤酒、葡萄酒酿造业及食品加工业中应用了很多年。在这些行业中,它们被用来加工奶酪、改良人类消费所需的豆类及谷物、清洁柑橘类水果、制造稳定的浓缩果汁等。在纺织工业中,较为著名的是酶在传统的退浆工艺中的应用,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。 1酶的认识 1.1酶的特性 催化剂是一类能改变反应速度,但不改变反应性质、反应方向和反应平衡点, 而且反应完成后其本身不发生变化的物质。酶是一种特殊的催化剂,作为催化剂它有一定的特点。 (1)高催化效率:在与无机或有机催化剂相比的情况下,酶的催化效率高达107 ~ 1012倍,某些酶甚至可加快反应速率高达1014倍。酶的这种高催化效率是因为酶能够显著降低反应过渡态能量。 (2)高度的专一性:酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类结构相似的底物进行某种类型反应的特性。催化反应的专一性是酶最重要的特性之一, 是酶与其它非酶催化剂最主要的不同之处,这种原理通过图1所示的锁-钥匙原理可以形象的表达。 图1 锁-玥匙原理 (3)反应条件温和:酶来自生物体,因而一般酶催化反应均可在常温常压条件下进行,有利于生产控制,并可节约能源,降低设备成本。另外,酶催化反应都在弱酸、弱碱或中性条件下进行,对环境污染小,对设备的腐蚀小,生产安全性高。 1.2酶的作用机理和过程 酶和底物的作用机理和过程如下表示:酶与底物作用→形成酶和底物的复合物→生化作用→形成酶与底物过度态络合物→酶和生成物分离而释放反应生成物和原来的酶。这样可使整个反应的活化能降低, 从而加快了反应速度。生化反应完成后, 酶和生成物分离, 酶又可重新催化反应。 1.3影响酶活性的因素 酶催化反应的效率取决于以下因素:酶的浓度、反应物浓度、保温或反应时间、反应温度、系统的PH值、所存在的活化剂及阻化剂。 在最佳的温度和PH值下,酶的催化水解反应总的反应速度取决于形成酶反应复合物的时间和生成产物的时间。要使复合物易于形成, 酶的浓度应足够高。且在酶附近的反应物浓度也应较高。反应物的浓度太高,反而不利于反应进行。这是因为过多的反应集中于酶的连接点或反应点上, 形成瓶颈其中的一种或两种情况发生都会降低反应速率。若反应时间较长, 酶的用量应低一些,较高用量的酶可降低总的反应时间, 但也不能过高。

酶工程技术在食品中的应用

酶工程技术在食品中的应用 生物工程是现代科技的一项高新技术,酶工程是生物工程中最重要的组成部分。自从1906年人类发现了用于液化淀粉生产乙醇的细菌淀粉酶以来,经过几十年的发展,酶制剂已经广泛地应用于食品加工、纺织、洗涤剂、饲料、医药等行业,给这些行业带来了新的生机和活力。酶是具有生物催化能力的蛋白质,其催化反应具有高效性和专一性。国际生物化学联合会把酶分成六大类---氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、合成酶类。本文将简要介绍几种常用于食品加工中的酶的特性及其作用机理。简而言之,酶工程就是将酶或者微生物细胞,动植物细胞,细胞器等在一定的生物反应装置中,利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。它包括酶制剂的制备,酶的固定化,酶的修饰与改造及酶反应器等方面内容。酶工程的应用,主要集中于食品工业,轻工业以及医药工业中。 一、酶工程技术简介 1.酶制剂的生产来源 酶制剂的生产酶的来源主要有植物、动物和微生物。最早人们多从植物、动物组织中提取,例如从动物胰脏和麦芽中提取淀粉酶、从动物胃膜,胰脏、木瓜、菠萝中提取蛋白酶。它们大多数由微生物生产,这是因为微生物种类多,几乎所有酶都能从微生物中找到,而且它的生产不受季节、气候限制;由于微生物容易培养,繁殖快,产量高,故可在短时间内廉价地大量生产。近年来,随着基因工程技术的迅速发展,又为酶产量的提高和新酶种的开发开辟了新的途径。基因工程技术的最大贡献在于,它能按照人们的意愿构建新的物种,或者赋予新的功能。虽然目前基因工程

还未形成大规模的产业,但是它作为一种改良菌种,提高产酶能力,改变酶性能的手段,已受到了人们的极大关注。例如利用改良的过氧化物酶能够在高温和酸性条件下脱甲基和烷基,生产一些食品特有的香气因子。基因工程菌生产a一淀粉酶是目前人们研究最多的课题,美国CPC国际公司的Moffet研究中心,已成功地采用基因工程菌生产了a一淀粉酶,并已获得美国食品药品管理局(FDA)的批准。此外,运用基因工程技术,提高葡萄搞异构酶,纤维素酶,糖化酶等酶活力的研究也取得了一定的成绩。 2.酶的纯化 酶的纯化属于一种后处理工艺,包括粗制工艺与精制工艺,对超酶液进行浓缩精制是生产高质量酶制剂的重要环节,目前采用的技术主要有沉淀法,吸附法和色谱法,分子筛分法,陈结法,减压浓缩法和电泳法等。 3.酶的固定化技术 酶的固定化是指用物理或化学手段,把酶束缚在一定的区域内,使其在一定的范围内起催化作用。固定化技术是酶工程的关键技术之一,自从1969年世界上第一次使用固相酶技术以来,至今已有30多年的历史。应用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆是现代酶工程在工业生产中最成功、规模最大的应用。固定化酶可用于处理液态食品,价格昂贵的酶经固定化后,可以提高稳定性,降低成本,延长使用寿命,实现连续化和自动控制,减少精制过程中沉淀,过滤等操作费用。

酶制剂在食品工业中的应用 论文

酶制剂在食品工业中的应用 摘要:酶制剂是一类特殊的食品添加剂,具有催化高效性,专一性等显著特点。文章综述了食品工业中酶制剂利用及新动向,包括淀粉糖、油脂、蛋白质加工、面包、啤酒、饮料工业以及改善苦味的酶类的应用。并介绍了酶与食品的关系、酶制剂在食品生产中用于保藏、改善质量和增加营养价值、增加品种种类、提高便捷性和提高食品生产效率等作用。并对酶制剂在食品工业中的发展方向和安全问题进行了讨论。 关键词:酶制剂;食品工业;应用 酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质。而从生物体中提取的具有酶活力的制品,称为酶制剂。酶制剂主要用于食品加工和制造业方面,它在对提高食品生产效率和产量、改进产品风味和质量等方面有着其它催化剂所无法替代的作用。另外,酶制剂在日化、纺织、环境保护和饲料等行业也有着较广泛的应用。 随着发酵工业的发展,酶制剂的主要来源已被微生物所取代,它具有不受季节、地区和数量等因素影响的特性,还具有种类多、繁殖快、质量稳定和成本低等特点。随着微生物育种技术的发展,酶制剂的种类越来越多,分类也越来越细。目前我国已工业化生产的、且用于食品工业的酶制剂主要有:淀粉酶、异淀粉酶、果胶酶和蛋白酶等,它们在食品加工中都起着十分重要的作用。当然,尽管目前我国酶制剂行业的发展已有了长足进步,但与发达国家相比,还有很大差距。为进一步加快酶制剂产业技术的进步,今后应注重在调整产品结构、增加新品种、提高产品质量和竞争力、实现规模化经营和拓宽应用领域等方面作深入的研究。 1.酶与食品的关系 在食品生产加工中,为了保持食物原有的色、香、味和结构,就要尽量避免引起剧烈的化学反应。酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质,因此作用条件非常温和。许多酶所催化的反应从动植物最初生长时就开始了,当它被作为食品时,其体内酶的催化作用仍然继续进行着。如动物体死后,其合成代谢停止,而分解代谢加快,因此就会导致组织腐败,但这可能也会改善某些食品原料的风味。在大多数成熟的水果中,由于某些酶的增加,会使得其呼吸速度加快,淀粉转变为糖,叶绿素发生降解,细胞体积快速增加。这些变化,对于水果风味的改善是有益的;而对蔬菜来讲,叶绿素的降解则是有害的。 2.与食品生产有关的酶制剂 2.1与淀粉糖和甜味剂生产有关的酶制剂 淀粉酶工业上应用酶制剂已有数十年的历史,淀粉加工用酶所占比例达到15%,是酶制剂最大的市场。近年来淀粉酶类耐热性大大提高,并已通过基因工程技术改善其品质。特别要提到的是一系列新的酶制剂的发现和应用,如在1995年已经工业化的酶转化淀粉生产海藻糖,改变了先前从酵母等食物中抽提的生产方法,生产成本大大下降。这种糖不仅耐酸、耐热、防龋齿,还可抑制蛋白质变性和油脂酸败,市场日益扩大。 2.2与油脂生产有关的酶制剂 油脂是人类食品的主要营养成分之一,有赋予食品不可缺少的风味,而且用酶法生产有益健康的油脂的正逐步应用成熟,如用DNA等高度不饱和脂肪酸作为食品的原材料所制作的食品销售额已达400亿日元。 2.3与蛋白质有关的酶制剂 蛋白质在食品加工中,不仅具有营养的功能还具有各种物理功能,提高这类功能将会增加其附加值,要达到这个目的需要利用蛋白酶类。为了以蛋白质水解后的产物作为生产氨基酸系列的调味品,就必须把蛋白质彻底分解为氨基酸。 2..4与面包生产有关的酶制剂

活性生物酶在染整加工中的应用..

活性生物酶在染整加工中的应用 1活性生物酶的发展背景及其特性 1.1 活性生物酶的发展背景 当今社会,保护人类生存环境的呼声日益高涨,各国制定的环境政策和法规日益严格,使需要耗费大量化学品和水资源,且会产生大量污染的印染行业面临巨大挑战。全球的纺织化学和染整工作者不断地寻求、尝试环保型的新产品、新技术和新设备。酶制剂作为一种生物制剂,无毒无害,它的开发应用顺应了绿色生产加工和可持续发展的要求,因而为越来越多的染整工作者所认可,并替代传统的一些强酸、强碱等化学品用于染整加工中。现代生物工程技术的发展亦为酶的进一步应用提供了可能。酶整理工艺代表了纺织工业发展的趋势,其在纺织品整理中的应用正不断向扩大领域和纵深发展。 1.2 酶的特性 酶是一类天然的高分子量蛋白质,可催化化学反应的进程,被誉为“生物催化剂”。作为催化剂,酶具有以下特性[1、2] : 1.2.1 专一性 酶的专一性体现为一种酶只能作用于一种或一类结构相似的底物,并催化某种类型的反应。然而酶的专一性程度视酶的种类不同而有所差异。大多数酶呈绝对或几乎绝对专一性,只催化一种底物反应;少数专一性程度低的酶,可作用多种底物。 1.2.2 高效性 酶催化反应的速率极高,一般可达几百万倍。例如,过氧化氢酶在催化分解双氧水漂白后剩余的过氧化氢反应中,一分子的过氧化氢酶在1 s 内可催化分解500 万个双氧水分子,可见其效率相当高。 1.2.3 低反应条件 酶催化反应不像一般催化剂需要高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件,而可在较温和的常温、常压下进行。

1.2.4 易变性失活 在受到紫外线、热、射线、表面活性剂、金属盐、强酸、强碱及其它化学试剂如氧化剂、还原剂等因素影响时,酶蛋白的二级、三级结构有所改变从而使酶丧失催化反应活性。 1.3 酶的催化机理 酶催化某一特定的化学反应是通过降低该反应的活化能实现的。酶催化反应的进程可表示为[3]: A + E — A-E — E + B 式中:A ———底物; B ———产物; E ———酶。 酶先与底物形成酶-底物络合物,改变底物的能量,使其易于发生转变;而反应结束后,酶催化剂与其他所有的催化剂一样,仍保持原状,并可进行其他更进一步的转化。因此只需要少量的酶便足以维持反应的进行。 1.4 酶失活 酶催化反应进行到一定程度后,要采取一定措施使酶失活,如不及时使其失活,会造成纤维损坏,严重时织物完全毁坏。通常通过改变温度或pH 值来实现酶失活,有时亦可采用化学品使其“中毒”而失活。 1.5 酶处理的应用优势 随着生物酶技术的不断发展,酶在纺织品染整加工中的应用可涵盖大部分工序。酶在染整加工中的应用之所以不断扩大,得益于酶处理所具有的下列优势: ①由于酶的生物降解性,酶技术是一种绿色环保的技术; ②废水排出量少,其中盐含量和其他有害环境的药剂量也减少; ③酶可重复利用; ④反应条件温和,能够降低能源的消耗; ⑤在加工需求的选择上可以实现多样化。 2 活性生物酶的分类和活性

酶在食品工业中的应用与前景

食品科学,2006(12):酶在食品工业中的应用与前景 肖玫1郭雪山2 (1南京农业大学工学院,南京210031 2南京财经大学食品科学与工程学院,南京210003) XIAO Mei 1 GUO Xue shan 2 (1. Engineering College,Nanjing Agricultural Universituy, Nanjing 210031,China ; 2. Food Science And Engineering College,Nanjing Universituy of Finance And Economics,Nanjing 210003,China) 摘要:本文介绍了酶在食品工业中的重要作用;概括了酶在肉类、鱼类加工、蛋品加工、乳品工业、果蔬加工、饮料、酿酒工业、焙烤食品和制糖中的应用;展望了酶对食品工业的发展前景。 关键词:酶;食品工业;应用;前景 The Application and the prospect of developmentof Enzy matic Techology in the Food Industry Abstracts:This paper introduces important effect of enzy in food industry,summarizes the application of enzy in the production of flesh, fish, eggs, milk, vegetable, beverage, vintage, toast food and refine suger,and gives developing prospect of enzy in food industry. Key words: Enzy;Food Industry;Application Prospect 生物工程是现代科技的一项高新技术,酶工程是生物工程中最重要的组成部分,是利用酶的特异催化功能,将一种物质转化为另一种物质的技术,即将生物体内具有特定催化作用的酶类或细胞、细胞器分离出来,在体外借助工业手段和生物反应器进行催化反应来生产某种产品的工程技术。当前酶制剂的生产,主要依靠从微生物发酵液或细胞中提取有用的酶类,如——淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、脂酶、果胶酶、纤维素酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖异构酶以及用于重组DNA技术的各种工具酶等。这些酶类已被广泛用于食品加工、纺织、制革、医药、加酶洗涤剂生产和基因工程中。 生物技术在食品工业中应用的代表就是酶的应用。目前已有几十种酶成功地用于食品工业。例如,葡萄糖、饴糖、果葡糖浆的生产、蛋白质制品加工、果蔬加工、食品保鲜以及改善食品的

(人教版)同步习题:3-2酶在工业生产中的应用(选修2)

第2节酶在工业生产中的应用 (时间:30分钟满分:50分) 一、选择题(共6小题,每小题4分,共24分) 1.根据酶在生物体内存在的部位,可分为胞内酶和胞外酶,下列属于胞外酶的是 ()。 A.呼吸酶B.RNA聚合酶 C.DNA聚合酶D.胰蛋白酶 解析胰蛋白酶属于消化酶,存在于消化道内,其余的酶在细胞内发挥作用。 答案 D 2.下列属于氧化还原酶的是()。 ①乙醇脱氢酶②琥珀酸脱氢酶③淀粉酶④丙酮酸羧化酶⑤谷丙转氨 酶⑥葡萄糖磷酸异构酶 A.①③B.③④C.⑤⑥D.①② 解析脱氢酶属于氧化还原酶。 答案 D 3.酶工程中酶制剂的生产按顺序排列为()。 ①酶的分离纯化②酶的固定化③酶的生产④酶的提取 A.①③②④B.③②①④ C.③④①②D.④①②③ 解析酶制剂的生产包括酶的生产、提取、分离纯化和固定化等。人们提供必要的条件,利用微生物发酵来生产酶的过程,叫做酶的生产。微生物发酵生产的酶种类很多,但是每种酶在培养液中的含量却很低,因此需要提取。提取液中含有多种酶、细胞代谢产物和细胞碎片等,要想获得所需要的某一种酶,就必须再进行酶的分离和纯化。为防止反应结束后酶制剂与产物混合在一起,又可以反复使用酶制剂,可以将酶进行固定化。 答案 C 4.下列不属于固定化酶在利用时的特点的是()。 A.有利于酶与产物分离 B.可以被反复利用 C.能自由出入依附的载体

D.一种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应 解析固定化酶是采用包埋法、化学结合法或物理吸附法将酶固定在一定载体上,所以固定化酶不能自由出入依附的载体。 答案 C 5.在果汁生产中加入果胶酶的目的是()。 A.分解纤维素 B.增加果汁的营养成分 C.增加果汁的黏稠度 D.使榨取果汁变得更容易,并使果汁澄清 解析果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一,它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物,不溶于水。在果汁加工中,果胶不仅会影响出汁率,还会使果汁浑浊。果胶酶能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得更容易,而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,也使得浑浊的果汁变得澄清。 答案 D 6.下列关于淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶的说法中,不正确的是()。 A.淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶的化学本质均为蛋白质 B.淀粉酶生产的历史长,用途广,是工业生产中最重要的一类酶 C.在植物细胞杂交中需要应用纤维素酶 D.蛋白酶不能水解淀粉酶和纤维素酶 解析由于淀粉酶、纤维素酶的化学本质均为蛋白质,故蛋白酶能够水解淀粉酶和纤维素酶,因此D 项不正确。 答案 D 二、非选择题(共2小题,共26分) 7.(14分)为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果,将一种无酶洗衣粉分成3等份,进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶,丙组不加酶,在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍,其他实验条件均相同,下表为实验记录。请回答下列问题。 水温/℃10 20 30 40 50 组别甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血渍 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67 时间/min

酶在食品中的应用

酶在食品中的应用 人类对酶的应用可以追溯到几千年前。在对酶的不断认识过程中,我们给酶下了一个科学的定义:酶是由生物活细胞产生的、具有高效和专一催化功能的生物大分子。食品酶学是酶学的基本理论在食品科学和技术领域中应用的科学,主要研究食品原料、食品产品中酶的性质、结构、作用规律以及食品储藏、加工和食用品质的影响,食品级酶的生产及其在食品储藏、加工环节的应用理论与技术。 食品用酶,从早期的酿造、发酵食品开始,至今已广泛应用到各种食品上。随着生物科技进展,不断研究、开发出新的酶制剂,已成为当今新的食品原料开发、品质改良、工艺改造的重要环节。在食品工业中广泛采用酶来改善食品的品质以及制造工艺,酶作为一类食品添加剂,其品种不断增多。它在食品领域中的应用方兴未艾。与以前的化学催化剂相比,酶反应显得特别温和,这对避免食品营养的损失是很有利的。 酶制剂在食品行业中的应用主要体现在以下几个方面: 1. 有利于食品的保藏,防止食品腐败变质。例如:目前与甘氨酸配合使用的溶菌酶制剂,应用于面食、水产、熟食及冰淇淋等食品的防腐。如溶菌酶用于 pH6.0,7.5的饮料和果汁的防腐。乳制品保鲜新鲜牛乳中含有13毫克/100毫升的溶菌酶,人乳中含量为40毫克/毫升。在鲜乳或奶粉中加入一定量溶菌酶,不但可起到防腐作用,而且有强化作用,增进婴儿健康。 2. 改善食品色香味形态和质地。如,花青素酶用于葡萄酒生产,起到脱色作用;复合蛋白酶嫩化肌肉,使肉食品鲜嫩可口;在肉类香精生产中常用的风味酶就是一种复合酶,使最终反应达到风味化要求。 3. 保持或提高食品的营养价值。通过多种蛋白酶的作用生产多功能肽及各种氨基酸已经是营养保健行业常见的加工方法。

第2节 酶在工业生产中的应用

酶工程的资料 一、酶工程内容: (一)“产酶”模块,包括微生物发酵产酶、细胞工程产酶和现代分子技术产酶等; (二)“分离酶”模块,包括酶的酶学性质、酶的分离纯化等; (三)“改造酶”模块,包括酶的分子修饰、酶的固定化和酶的有机催化等; (四)“用酶”模块,包括酶在医药、食品、轻化工、环境保护和生物技术等方面的应用。 二、酶的基因工程与蛋白质工程 酶是具有催化功能的蛋白质,其催化的多样性已使其在生物产业中得到广泛应用。应用自然界酶分子进化原理,构建具有实际应用所需的高催化效率、高稳定性的酶是蛋白质工程研究的重要目标。随着人们对酶的三级结构了解的增加,越来越多的合理设计方法,比如定点突变和结构域重组,被用来改变酶的性质和功能。通过合理设计改造的酶,不仅在工业和医药等方面起着重要作用,也加深了人们对于蛋白质结构-功能关系的认识。结构域重组是自然界中蛋白质进化的一个重要途径,也是人工设计和改造酶蛋白的有效策略。天然存在的与多种功能和性质相关的蛋白质结构域为人们构建新型酶蛋白提供了重组素材。传统的结构域重组方法通过重组同源蛋白质的结构域,已经成功地构建出了许多嵌合酶。它们或具有新的催化活力,或改变了底物特异性,或在稳定性上获得了提高,等等。一般来讲,重组亲本的同源性越低,嵌合酶获得新功能的可能性越大。重组低同源性的亲本蛋白质的困难在于,来源于不同亲本的结构域在重组过程中往往会破坏结构域界面上的相互作用,导致无活力的嵌合酶。因此,蛋白质工程的合理设计需要加深对蛋白质进化机制的理解,以及有效地构建嵌合蛋白质的新策略。 蛋白质的合理设计是最早出现的蛋白质工程方法,它发展迅速并有着广泛的应用。合理设计是在对蛋白质结构-功能关系的认识的基础上,通过定点突变等技术对蛋白质的性质和功能进行改造的一种方法。应用合理设计改造蛋白质依赖于对蛋白质三级结构的了解。随着计算生物学的发展,即使目标蛋白质并没有获得解析的晶体结构,人们也可以通过与其同源的蛋白质结构进行计算机同源建模,获得其可能的结构。理论与实验相结合的特性使得合理设计成为研究蛋白质结构-功能关系的强有力的途径。根据设计所涉及的范围,合理设计可以分为如下几类: 1 定点突变(site-directed mutation) 定点突变是指通过聚合酶链式反应(PCR)等技术向目的 DNA 片段中引入所需变化,包括碱基的添加、删除、点突变等[5]。定点突变能迅速、高效地提高 DNA 所表达的目的蛋白的性质。

食品酶制剂在食品工业中的应用

食品酶制剂在食品工业中的应用贺州学院 2009级食品科学与工程专业(食品质量与安全方向) 摘要:酶制剂是一种生态型高效催化剂,具有高效、安全、生态和环保等特点,能够有效带动相关领域技术水平的提高。本文从酶制剂在食品加工、保鲜、改良、农副产品附加值的提高、食品检测、脱毒等方面的应用谈其在食品工业中的应用及发展前景。 关键词:食品酶制剂;食品工业;应用 0.引言 酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质,是一种生物催化剂。一切生物的全部新陈代谢都是在各种酶的作用下进行的。酶制剂是由动物或植物的可食或非可食部分直接提取,或由传统或通过基因修饰的微生物(包括但不限于细菌、放线菌、真菌菌种)发酵、提取制得,用于食品加工,具有特殊催化功能的生物制品,其中专用于食品加工的酶制剂称为食品酶制剂。我国列入食品添加剂使用卫生标准GB2760-2007的酶制剂品种已有30多种,而日本食品卫生法(新法)中,作为食品添加剂的酶已达76种,酶制剂在食品工业的许多领域得到了广泛的应用。 酶制剂是一类比较特殊的食品添加剂,主要成分是具有各种催化活性的酶蛋白。酶制剂是食品添加剂中发展迅速的行业,作为一种食品添加剂,与传统的化学法,如酸法、碱法加工食品相比,酶技术具有显著的优越性,一是酶本身无毒、无味、无嗅,不会影响食品的安全性和食用价值;二是酶具有高度催化性,低浓度的酶也能使反应快速进行;三是酶作用时所要求的温度、pH值等条件温和,不会影响食品质量;四是酶有严格的专一性,在成分复杂的原料中可避免引起不必要的化学变化;五是酶反应终点易控制必要时通过简单的加热方法就能使酶制剂失活,终止其反应。因此,酶工程技术在食品的各个领域得到了广泛应用,如在食品制造、品质改良、提高产品附加值等方面。 1.酶制剂在食品加工上的应用 利用凝乳酶生产奶酪,淀粉酶可液化、糖化淀粉,促进酵母菌的生长,进而生产啤酒、酒精,如果利用棕榈油与硬脂酸进行酶交酯化,就可制得类似可可脂的产品—类可可脂或代可可脂。通过不同的淀粉酶分解淀粉,可以生产出麦芽糊精、麦芽糖浆、麦芽糖和果糖等甜味剂,分别用于糖果、冰淇淋、饮料等各类食品的加工。用橙皮苷酶和橙皮苷反应可以生产橙皮素—F—葡萄糖苷二氢查耳酮,其是对人体安全的甜味剂,甜度为蔗糖的70~100倍[1]。酶制剂还可以用于异麦芽低聚糖、海藻糖、帕拉金糖、低聚果糖、低聚木糖、大豆低聚糖等功能性低聚糖的制造。 酶制剂在起酥油和人造奶油的生产方面也有很好的应用。以大豆油

纤维素酶在纺织工业中的应用

纤维素酶在纺织工业中的应用 报告人:张雨菲16300270102 一、技术原理 纤维素酶(Cellulase)是一种复合酶,是由降解纤维素的一组酶的总称。 将纤维素酶分离可分为C1酶、Cx酶、葡萄糖苷等三种组分。用纤维素酶降解纤维素,C1酶仅能作用于纤维素的结晶部分,主要分解产物为纤维素二果糖;Cx酶仅能作用于可溶性纤维素的衍生物和膨胀或部分降解纤维素;葡萄糖苷分为外切β-1,4-葡聚糖酶和内切β-1,4-葡聚糖酶。内切β-1,4-葡聚糖酶可以随机切断纤维素链的β-1,4-苷键;外切β-1,4-葡聚糖酶可从纤维素链的非还原性末端分解下葡萄糖单位。它们的水解产物为纤维素二糖、纤维素寡糖和葡萄糖。葡萄糖苷酸可使C1酶、Cx酶的水解产物转化为葡萄糖。三种酶各有专一性,但能相互协调。 由纤维素酶催化的三种类型的反应:内切酶、外切纤维素酶、β-葡糖苷酶 纤维素酶的β-葡糖苷酶活性的细节

纤维素酶的作用机制非常复杂,现在为止还没有完全弄清楚。除了各组分对纤维素分子的分解作用,目前越来越多的研究显示纤维素酶各组分之间有协同作用。不过,大体上它的水解作用可以分为以下几步:(1)酶分子从水相转移到纤维的表面;(2)酶分子与纤维表面结合,形成E+S的复合物;(3)把水分子转移到酶与底物复合物的激活位点;(4)在酶与底物的复合物催化下,水与纤维的接触表面发生发应;(5)产生的产物转移到水相中。 二、技术应用 ①减量处理 纤维素织物用纤维素酶处理都伴随着纤维的减量或失重,并引起许多性能变化。减量处理主要是改善织物的柔软、弹性和悬垂性。棉织物经过纤维素酶整理后,手感和外观可以有很大的改善。因为织物表面的绒毛被去除,处理后的织物更光洁、颜色更鲜艳。织物的硬挺度和刚性降低,光滑度和悬垂性提高,使织物获得更好的手感。 ②生物抛光处理 生物抛光是一种用纤维素酶改善棉织物表面的整理工艺,以达到持久的抗起毛起球并增加织物的光洁度和柔软度。天然纤维素的结构复杂,结晶度高,在一定酶浓度和时间条件下很难把纤维素完全水解成葡萄糖单体,仅对织物表面或伸出织物表面的茸毛状短小纤维作用。生物抛光也就是去除从纤维表面伸出的细微纤维,经纤维素酶处理后稍经机械加工就可以得到表面平滑而茸毛少的织物。生物抛光的主要功效是使服装和面料长久保持光鲜、手感更柔软。 ③水洗和石磨处理 纤维素酶还广泛应用于牛仔裤产品的洗涤加工,代替石洗加工工艺。最早应用在靛蓝牛仔服装的洗涤整理上,以获得与石磨相同的染料脱色,洗白等褪色防旧效果。这种加工的原理是,首先将牛仔服装上的浆料充分去除,充分发挥纤维素酶对牛仔服装表面的剥蚀作用;纤维素酶仅对牛仔服装表面部分水解,造成纤维在洗涤时发生脱落,在纤维素酶处理时,牛仔服装在转鼓中不断发生摩擦,加速服装表面纤维的脱落,并使吸附在纤维表面的靛蓝等染料一起去除,产生石磨洗涤的效果,并具有独特的外观和柔软的手感。 ④其它处理 除上述处理外,纤维素酶还与脂肪酶、果胶酶共同应用于棉织物的精练加工,去除棉纤维中的天然杂质,为后续染色、印花和整理加工创造条件。酶精练后的织物润湿性、强度保留率与碱精练相同,失重率较少,耗水率低。纤维素酶整理也用于粘胶、Lyocell和醋酸纤维织物,能改善织物的手感、悬垂性,去除织物表面的绒毛,减少了粘胶织物的起球倾向和Lyocell织物的原纤化倾向。苎麻织物存在手感粗糙性差、穿着刺痒感问题,严重影响了苎麻织物的服用性能,通过纤维素酶减量整理,能够使织物获得柔软的手感和光洁的布面,刺痒感消失或改善。 三、技术优缺点 优点:①纤维素酶处理具有环保、节能、高效、无毒等特点,其副产品和废液可以作为肥料, 对环境无害。②酶具有专一性, 特定的酶只能水解特定的化学键。③酶在温和的温度、pH 和压力下使用。 缺点:①使用酶会提高成本,。②且酶对温度、pH 、湿度和污染物敏感。 ③酶的货架期比化学药品短。

酶在生活和生产当中的应用

酶在生活和生产当中的应用 1.洗涤剂工业: 加酶洗衣粉——碱性蛋白酶类易于洗去衣物上的血渍、奶渍等污渍。 2.乳制品工业: 凝乳酶——奶酪生产的凝结剂,并可用于分解蛋白质。 乳糖酶——降解乳糖为葡萄糖和半乳糖,获得没有乳糖的牛乳制品,有利于乳品的消化吸收。 3.纺织工业: 淀粉酶——广泛地应用于纺织品的褪浆,其中细菌淀粉酶能忍受100~110℃的高温操作条件。 纤维素酶——代替沙石洗工艺处理制作牛仔服的棉布,提高牛仔服质量。 4.医疗和药品工业: 胰蛋白酶——用于促进伤口愈合和溶解血凝块,还可用于去除坏死组织,抑制污染微生物的繁殖。 5.酿酒工业: 麦芽中的淀粉酶、蛋白酶、葡聚糖酶——将酿酒原料淀粉和蛋白质降解成能被酵母利用的单糖、氨基酸和肽,从而提高乙醇的产量。 1.洗涤剂和个人用品工业用酶: 洗涤剂是工业用酶最大的应用领域。在洗衣、洗碗、公共清洗及隐形眼镜等的清洗中,酶无处不在。蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、可除去衣领、袖口处的污渍及血渍、菜渍、油渍等一系列生活污垢;而纤维毒酶的参与则通过对棉织物纤维的修复作用而达到“织物复新” 的效果。 含有淀粉葡萄糖和葡萄糖氧化酶的牙膏及漱口液可防止牙菌班的形成,减少口臭。将来,多酚氧化酶在合适的介质中可完成生物染化的工作。这将使爱美人进一步心再的心为美丽而付出受化学品毒害的代价。 2酶在食品工业的应用: 3酶在纺织品整理中的应用:

4.饲料工业用酶: 5啤酒工业酿造用酶:传统方法将谷物转化成啤酒的酶的来自麦芽。如要麦芽汗中酶活性变化或过低可能导致一系列质量问题:提取率低,麦汗分离时间长,发酵慢,啤酒的口味及稳定性差等。 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)酿啤酒,大麦酿啤酒时分别加入α淀粉酶、β-葡聚糖酶及蛋白酶可确保酿造质量。 麦芽汗分离和啤酒过滤是酿酒工艺两个常见的难关。在糖化过程中的β葡聚糖酶和戊聚糖酶的应用可解决这些问题。 啤酒发酵初期酵母产生的双乙酰使啤酒有一种类似乳酪味道。当啤酒中双乙酰的含量下降到某一水平(大约0.07PPM)时,则标志着啤酒的成熟。发酵早期加入α乙酰乳酸脱羧酶可促进双乙酰分解,缩短啤酒发酵时间并确保良好的风味 6酶与燃料酒精: 7淀粉糖工业用酶;20世纪60年代,糖化酶的应用很使快大多数葡萄糖生产工艺都由酸水解变成酶小解。由于酶瓜的高效性和专一性,人们可以大规模地生产纯度更高、更易结晶的产品。1973年,固定化葡萄糖异构酶的开发使得高果糖浆的工业化生产成为可能。这一工业还迅速采用了由分子生物学和遗传工程学得到的新酶,使工艺不断得到优化和突破。 淀粉(主要来源于小麦、玉米、木薯和马铃薯等)制糖的主要转化步骤是液化、糖化和异构化。 在淀粉悬浮液中加入耐温型的α-淀粉酶,搅拌后通过喷射液化器在105110C的温度下经一系列管道统停留约5MIN,使淀粉完全糊化。部分液化了的淀粉经板式换热所产生的麦芽糊精经糖化酶或真菌α-淀粉酶进一步糖化,可生产各种不同甜度的甜味剂,如麦芽糖浆及高转化糖浆。应用α-淀粉酶、糖化酶及普鲁兰酶可生产高麦芽糖浆和中转化糖浆,其麦芽糖含量接近80%。 另外,淀粉经酶水解后还可发酵生产酒精、多元醇、维生素C和青毒素及其他抗生素等8发酵工业与酶:中华民族早在5000年前就开始利用微生物发酵生产食品、酿造调味品和饮用酒类,是世界上最早应用发酵技术的民族之一。 随着人类对微生物生理活动规律认识的加深,利用外源的高活力工业酶制剂将淀粉分解成为菌种利用效率最高的葡萄糖,并加入到发酵培养基中。形成了在时间与空间上均可分别进行的糖化和发酵工艺。这种工艺将工业化的α淀粉酶和葡萄糖淀粉酶(即糖化)的应用引入发酵工业,并立即带来发酵工业技术进步的巨大飞跃。 时至今日,仅仅是淀粉分解为葡萄糖的酶制剂已远远不能满足发酵工业的需求,具备以下特征的酶越来越受到发酵工业的青睐:更宽的PH、温度适应范围;更少的副产物生成;减少化学品使用以处于环境保护。 除了上述两种酶的应用外,越来越多的酶被不断地引入到发酵工业中以使人们可利用更多的原料来源,或使生产过程更环保和便利。 9制革工业用酶:

酶在食品添加剂生产方面的应用

脂肪酶在食品工业中的应用 摘要:本文综述了脂肪酶在食品工业中的应用。脂肪酶在焙烤食品中可作为绿色生物改良剂;在油脂工业上可促油脂水解;在乳品工业中可用于乳酯水解;在食品添加剂中可增香改质、提高食品档次。并展望了今后的研究方向及应用前景。 关键词:脂肪酶;食品工业;油脂;乳品;添加剂;应用前景 脂肪酶广泛存在于动植物和微生物中,它可将脂肪分解成甘油和脂肪酸,是一类特殊的酯键水解酶。脂肪酶有多功能催化作用的开发,如乳制品的增香、鱼片脱脂、食用油加工、洗涤剂添加酶、皮革毛皮绢纺脱脂、制药、化工合成、污水处理、工具酶等多种用途。而且,在有机相中脂肪酶还能催化酯合成、酯交换反应、酯聚合反应、肽合成以及酰胺合成等,是生产医药、化工、食品和化妆品的重要原料。本文主要综述了脂肪酶在食品工业领域中的应用。 一、脂肪酶在食品工业中的应用 脂肪酶被广泛的应用于食品加工及品质的改良中。如用于乳制品及黄油的增香。利用位置水解特性对油脂之中的酯键催化,从而提高食用油的营养价值。在鱼类的加工中,用脂肪酶分解鱼肉中的脂类,利用脂肪酶催化酯交换反应将棕榈油转化成类可可脂。在生面团中加入脂肪酶使三甘酯部分水解而增加单甘酯的含量可延缓变质,单甘酯和双甘酯的形式使蛋白气泡性质得到改善。 1脂肪酶在焙烤食品中的应用 随着焙烤食品工业的快速发展,消费者的食品安全和健康意识日益提高,对面粉及焙烤食品提出了愈来愈高的要求。脂肪酶在焙烤食品工业中的应用,主要是体现在对面包粉面团的强筋作用及改善面包品质方面。同时,能适当降低面团的延伸性。特别是用于无脂肪、低脂肪或含油的面包产品中效果最理想,能降低面团粘稠度,改善面团的操作性能,增强面团筋力和面团的弹韧性,提高面团发酵耐力和醒发耐力,以及面包入炉急胀性,增大产品体积。此外,还可改善面包内部组织结构,使其更加均匀细腻,包芯色泽更加洁白,提高了面包组织的柔软度,对面包制品有很好的改良效果。 2 脂肪酶在食用油脂工业上的应用 2.1 酶促油脂水解 将油脂与水一起在催化剂作用下生成脂肪酸和甘油的反应叫油脂水解反应,它在脂肪酸与肥皂工业上广泛应用。传统的油脂水解反应使用无机酸、碱及金属氧化物等化学物质作为催化剂,需要高温、中高压、长时间及设备耐腐蚀的条件,其成本高、能耗大、操作安全性差,而且产物脂肪酸颜色深或发生热聚合,不适用于热敏性油脂。而以生物酶作催化剂的酶促水解则正好克服上述缺点,而且可以具有选择性,因此有利于减少副反应、提高目标产品脂肪酸的质量和收率。 3 脂肪酶在乳品工业中的应用 应用于乳酯水解,包括奶酪和奶粉风味的增强、奶酪的熟化、代用奶制品的生产、奶油的酯解改性等。脂肪酶作用于乳酯并产生脂肪酸,能赋予奶制品独特的风味。传统奶酪制品加工所用的脂肪酶大都来自动物组织,如猪、牛的胰腺和年幼反刍动物的消化道组织。不同来源的脂肪酶会产生不同风味特征。脂肪酶还可使用在羊奶仿制牛奶的制

蛋白酶在肉制品加工中的应用_

蛋白酶在肉制品加工中的应用 肉类食品营养物质丰富, 特别是肉类蛋白质营养价值高, 是人类获取蛋白质的重要来源之一。而现代消费越来越多地要求将肉进行各种加工以获得不同的口感、风味,因此肉制品加工业迅速发展。现在的肉制品品种越来越多,其中不少肉制品的加工过程利用酶的作用来改善产品品质。酶在肉制品主要用途是改善组织、嫩化肉类及转化废弃蛋白质使其成为供人类食用或作为饲料的蛋白质浓缩物。用蛋白酶嫩化一些粗糙、老硬的肉类,是最有效的嫩化方法。国内研究蛋白酶制剂在肉类加工中的应用多集中于肉的嫩化。本文综述 7种蛋白酶制剂作为添加剂在肉制品加工过程中的应用。 1. 蛋白酶的作用机理 蛋白酶是一种重要的工业酶制剂, 可以催化蛋白质和多肽的水解, 广泛存在于果实、植物茎叶、动物内脏和微生物中。在食品加工中,催化食品蛋白质降解的酶有 3种不同的来源:内源蛋白酶、微生物分泌的蛋白酶和人为添加的蛋白酶制剂。食品加工过程中, 比较重要的蛋白酶应用包括蛋白质的水解反应、转蛋白反应和交联反应。 在蛋白酶的催化作用下,蛋白质分子中肽链断裂(即酰胺键断裂,生成肽键长度较短的肽分子或游离氨基酸, 但是普通的蛋白酶催化反应并不能确切反映蛋白酶对蛋白质催化水解时的实际反应过程。根据酶催化反应的理论可知, 在反应过程中有酶 -底物中间体形成,即在蛋白质分子发生肽键裂解反应前,酶是通过与底物之间的作用来改变反应途径的, 但不改变反应的始态和终态, 这样降低了水解反应的活化能,使得反应在较温和的条件下以较快的速度进行。 在蛋白酶水解过程中, 蛋白质分子是蛋白酶催化反应的底物, 所生成的肽分子本身也可以成为酶催化反应的底物, 所以反应一般是连续进行的。此外, 由于在反应体系中水的量一般很大,因此反应的趋势是生成大小不等的肽分子片段。但当反应中底物或者是其他氨基酸的量很大时 (例如在 Plastein 反应条件下 , 则在最后一步反应中不是水分子进攻酶 -肽片段,而是由体系中存在的其他肽片段或氨基酸进攻

纤维素酶在纺织行业的应用

纤维素酶在纺织行业的应用 1 引言 纤维素是世界上蕴藏量最丰富的天然高分子化合物,绝大多数由绿色植物通过光合作用合成。微生物对纤维素的降解、转化是自然界中碳素转化的主要环节。 纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的多组分酶的总称。目前,纤维素酶产品广泛应用于纺织、饲料、酿造、制药、造纸等行业,尤其是在纺织行业的应用范围目前正在不断扩大。 2 纤维素酶 纤维素酶的研究最早是1906年Seilliere在蜗牛的消化液中发现了分解纤维素的纤维素酶。纤维素酶是能水解纤维素β-1,4-葡萄糖苷键,使纤维素变成纤维二糖和葡萄糖的一组酶的总称,它不是单一酶,而是起协同作用的多组分酶系。 纤维素酶的来源非常广泛,昆虫、软体动物、原生动物、细菌、放线菌和真菌等都能产生纤维素酶。主要的有:康氏木霉、里氏木霉、黑曲霉、斜卧青霉、芽孢杆菌等。丝状真菌产生的纤维素酶一般在酸性或中性偏酸性条件下水解纤维素底物,而嗜碱细菌产生的纤维素酶在碱性范围起作用。 纤维素酶分子是由球状的催化结构域(CD)通过一个富含脯氨酸或羟基氨基酸的连接桥(Linker)和纤维素结合结构域(CBD)三部分组成。连接桥的作用可能是保持CD和CBD之间的距离。纤维素结合结构域执行着调节酶对可溶和非可溶性底物专一性活力的作用,对酶的催化活力是非常必需的。催化作用域的三维结构极其复杂,对酶的催化活力起决定作用。[1,4] 3 纤维素酶对纤维素的作用机理 目前,一种理论认为:纤维素酶水解纤维素是β-1,4-内切葡聚糖(纤维二糖水解)酶(EG,Endo-β-Glucanase),β-1,4-外切葡聚糖(纤维二糖水解)酶(CBH,Cellobiohydrolase)和β-葡萄糖苷酶(BG, β-Glucosidase)协同作用下进行的。首先,EG酶随机水解切断无定型区的纤维素分子链,使结晶纤维素出现更多的纤维素分子基端,为CBH酶水解纤维素创造条件,CBH酶的水解产物纤维二糖则由BG酶水解成葡萄糖,因而纤维素酶水解纤维素的过程可以简单表示为:EG→CBH→BG。 目前的研究表明,EG酶实际上至少包括EGⅠ、 EGⅡ、 EGⅢ和 EGⅤ四种,CBH 至少包括CBHⅠ和CBHⅡ两种。 另外一种理论认为:纤维素酶是由葡聚糖内切酶(Cx酶)、葡聚糖外切酶(C1酶)、β-葡萄糖苷酶三个主要成分所组成的诱导型复合酶系。其中C1酶起水化作用,它作用于不溶性的固体表面,使形成结晶结构的纤维素链开裂,长链分子的末端部分游离,从而使纤维素链易于水化。Cx酶随机水解非结晶纤维素、可溶性纤维素衍生物和葡萄糖的β-1,4-寡聚物,葡萄糖苷酶将纤维二糖和纤维三糖水解成葡萄糖。该假说的基本降解模式如下:

酶在食品生产和原料处理方面的应用

酶在食品生产和原料处理方面的应用

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酶在食品生产和原料处理方面的应用 摘要:酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊蛋白质。目前, 世界上已知的酶有2000多种。从动物、植物或微生物生物体中提取的具有酶活力的酶制品,称酶制剂。酶制剂广泛用于食品、发酵、制革、纺织、日用化工、医药等工业。目前已制备的酶制剂近百种,已有工业化生产的约50余种, 在食品工业中常用的 20 多种[1]。酶主要来源于植物、动物和微生物。最早人们多是从动物或植物组织中提取的, 例如从动物的胰脏及胃、木瓜、菠萝等中提取各种酶。但动物和植物生长周期长, 成本高, 又受地理、气候、季节等因素的影响而不适宜于大规模生产酶制剂。目前,工业上应用的酶大多采用微生物发酵法生产。近年来,随着基因工程技术的快速发展, 为提高酶产量和新品种的开发开辟了新途径[2]。 关键词:酶;酶制剂;食品工业;应用;原料处理 1. 酶在食品生产中的应用 作为一种食品添加剂, 与传统的化学法,如酸法、碱法加工食品相比,酶技术具有显著的优越性。首先, 酶的催化反应具有高度专一性和高效性,酶制剂用量小, 经济上合算; 再次, 酶的反应条件温和, 营养成分损失少, 易操作, 能耗低。因此, 酶工程技术在食品的各个领域得到了广泛应用, 如制糖业、酿造业、肉类工业、焙烤业, 以及乳品工业和果蔬加工业等[3]。 酶制剂在食品工业中的作用概括为利于食品的保存, 防止食品的腐坏变质; 改善食品的感官性状; 保持或提高食品的营养价值; 利于食品生产中提高提取速度和产量, 降低生产成本[4]。 1.1酶在焙烤食品中的应用 酵母在面团中,依靠面粉本身淀粉酶和蛋白酶的作用生成麦芽糖和氨基酸来进行繁殖个发酵。目前欧美各国常添加酶进行强化,用酶活力高的面粉制成的面包,气孔细而分布均匀、体积大、弹性好、色泽佳。面粉中添加α—淀粉酶,可调节麦芽糖生成量,使二氧化碳产生和面团气体保持力相平衡。添加蛋白酶可促进面筋软化,增加伸延性,减少揉面时间和动力,改善发酵效果。用蛋白酶强化的面粉可防止糕点老化。糕点馅心常用淀粉为填料,添加用β—淀粉酶可改善馅心风味;面包制作中适当添加脂肪酶可增进面包的香味,这

生物酶在染整工业中的应用现状和发展前景

随全球对环保的日益重视及人们对纺织品要求的提高,纺织染整工业受到很大的挑战。传统的染整工艺需要耗用大量的水和化学物质:如强酸、强碱、氧化剂、还原剂等,不仅消耗资源,损伤纤维材料,而且产生严重污染。解决这一问题的根本途径在于寻找对纤维和环保不具有侵犯性的工业过程,即发展环境友好型染整工艺,实施绿色染整加工。 生物酶是一种无毒、对环境友好的生物催化剂,其化学本质为蛋白质。酶的生产和应用,在国内外已具有80多年历史,进入20世纪80年代,生物工程作为一门新兴高新术在我国得到了迅速发展,酶的制造和应用领域逐渐扩大,酶在纺织工业中的应用也日臻成熟,由过去主要用于棉织物的退浆和蚕丝的脱胶,至现在在纺织染整的各领域的广泛应用,体现了生物酶在染整工业中的优越性。现在酶处理工艺已被公认为是一种符合环保要求的绿色生产工艺,它不仅使纺织品的服用性能得到改善和提高,又因无毒无害,用量少,可生物降解废水,无污染而有利于生态环保的保护。本文从酶的特性及作用机理,阐述了生物酶在常见纤维品种上的应用,展望了生物酶在染整工业中的应用前景。 l 生物酶的特性和作用机理 1.1生物酶的结构和特性 生物酶是具有催化功能的蛋白质。象其他蛋白质一样,酶分子由氨基酸长链组成。其中一部分链成螺旋状,一部分成折叠的薄片结构,而这两部分由不折叠的氨基酸链连接起来,而使整个酶分子成为特定的三维结构。生物酶是从生物体中产生的,它具有特殊的催化功能,其特性如下: 高效性:用酶作催化剂,酶的催化效率是一般无机催化剂的103 106倍。 专一性:一种酶只能催化一类物质的化学反应,即酶是仅能促进特定化合物、特定化学键、特定化学变化的催化剂。 低反应条件:酶催化反应不象一般催化剂需要高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件,而可在较温和的常温、常压下进行。 易变性失活:在受到紫外线、热、射线、表面活性剂、金属盐、强酸、强碱及其它化学试剂如氧化剂、还原剂等因素影响时,酶蛋白的二级、三级结构有所改变。所以在大生产时,如有条件酶还可以回收利用。 可降低生化反应的反应活化能:酶作为一种催化剂,能提高化学反应的速率,主要原因是降低了反应的活化能,使反应更易进行。而且酶在反应前后理论上是不被消耗的,所以还可回收利用。 1.2生物酶的作用机理 酶蛋白与其它蛋白质的不同之处在于酶都具有活性中心。酶可分为四级结构:一级结构是氨基酸的排列顺序;二级结构是肽链的平面空间构象;三级结构是肽链的立体空间构象;四级结构是肽链以非共价键相互结合成为完整的蛋白质分子。真正起决定作用的是酶的一级结构,它的改变将改变酶的性质(失活或变性)。酶的作用机理比较被认同的是Koshland的“诱导契合”学说,其主要内容是:当底物结合到酶的活性部位时,酶的构象有一个改变。催化基团的正确定向对于催化作用是必要的。底物诱导酶蛋白构象的变化,导致催化基团的正确定位与底物结合到酶的活性部位上去。 2 应用于染整工业的生物酶的种类 生物酶技术应用于染整加工主要有两个方面:(1)天然纤维织物的前处理加工,用生物酶去除纤维或织物上的杂质,为后续染整加工创造条件。(2)织物的后整理加工,用生物酶去除纤维表面的绒毛,或使纤维减量,以改善织物的外观、手感和风格。目前应用的生物酶主要有以下几种。 2.1果胶酶 果胶酶主要是由果胶裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果胶酸盐裂解酶和果胶酯酶组成。果胶物质

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