酶在工业中的应用(大全)

酶在工业上的应用费巧瑛（20125112）蒋瑶翰（20125115）李仕涛（20125119）孙春红（20125127）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酶制剂常用品种一．α-淀粉酶1.耐高温α-淀粉酶2.高效耐高温α-淀粉酶3.洗涤剂α-淀粉酶4.中温α-淀粉酶二．糖化酶1．葡萄糖糖化酶2．高效糖化酶3．强效糖化酶4．新型液体糖化酶其他品种三．ß-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。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。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α一葡萄糖、无水α一葡萄糖、无水β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产无水α一葡萄糖或β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。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。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α-葡萄糖酸法葡萄糖生产工艺流程：↗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β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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30％～35％，调节pH值到6．2～6．5，以10u／g添加量加入高温α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30～60min；二级喷射液化，125～135℃，汽液分离，如碘色反应未达棕色，可补加少量中温α一淀粉酶，进行二次液化。(3)糖化液化液冷却至60℃，调pH值4．5，按50～100u／g加入糖化酶进行糖化，保温，定时搅拌，时间一般为24～48h，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30min，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75％～80％(如用于喷雾干燥，浓缩至45％～65％即可)。(8)凝固将糖液冷却到40～50~C，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20～40目筛，再干燥至水分小于9％，即为粉状成品。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点击返回酶制剂在酿造工业中的应用技术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．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α-淀粉酶、β-葡聚糖酶及蛋白酶可确保酿造质量。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α、β-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-β-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。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β-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β-葡聚糖酶配合使用可以有效减少糖化液中β-葡萄糖的含量，改进过滤性能，并且能够避免沉淀的产生，使麦汁的透明度明显提高，显著改善啤酒的品质。啤酒生产流程1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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。在黑莓酒酿造过程中，将黑莓破碎后利用半纤维素酶、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。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。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。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，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%。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10μmol/min～50μmol/min时，食醋产量可以提高0.25kg～1.38kg，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。但是，当酶的加入量达到50μmol/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。名称最适作用条件作用方式作用基质分解产物耐高温α-淀粉酶PH：5.7-7.0温度：90-95℃作用于淀粉分子内部的α-1.4葡萄糖苷键直链淀粉短链糊精、麦芽糖、葡萄糖支链淀粉含α-1.6葡萄糖苷键的α-界限糊精、麦芽糖、葡萄糖β-淀粉酶PH：5.0-5.5温度：60-65℃从淀粉分子的非还原性末端进行分解直链淀粉麦芽糖支链淀粉含β-1.6葡萄糖苷键的β-界限糊精、麦芽糖纤维素酶PH：5.7-7.0温度：45-50℃从纤维素内部及非还原性末端进行分解纤维素小分子纤维聚糖、纤维二糖、葡萄糖β-葡聚糖酶PH：4.5-5.5温度：40-65℃作用于β-葡聚糖的β-1.4糖苷键β-葡聚糖β-葡聚糖片断、小分子β-葡聚糖、葡萄糖中性蛋白酶PH：6.5-7.0温度：45-50℃作用于蛋白质分子内的酰胺键蛋白质肽及氨基酸戊聚糖酶PH：4.5-5.2温度：40-65℃从戊聚糖内部及非还原性末端进行分解戊聚糖戊聚糖片断、小分子戊聚糖、木糖、阿拉伯糖等糖化酶PH：4.0-4.5温度：58-65℃作用于淀粉分子非还原性末端的α-1.4葡萄糖苷键，缓慢水解α-1.6葡萄糖苷键淀粉葡萄糖异淀粉酶PH：5.6-7.0温度：50-55℃作用于淀粉分子的α-1.6键连接的麦芽三糖和麦芽四糖支链淀粉直链淀粉、麦芽三糖普鲁兰酶PH：5.6-7.2温度：45-52℃作用于淀粉分子的α-1.6键连接的两分子麦芽糖支链糊精直链糊精、麦芽糖点击返回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。酶在燃料工业中的应用生物燃料电池（biofuelcell）：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；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生