天然植物有效成分的提取新技术——生物酶解技术
酶是生物体活细胞产生的，以蛋白质形式存在的一类特殊的生物催化剂。某些酶可以在常温、常压和温和的酸碱条件下，将植物细胞壁分解，较大幅度提高天然植物中有效成分的提取率，改善生产过程中的滤过速度和纯化效果，提高产品纯度和制剂的质量。
生物酶解技术包括酶法提取(又称酶反应提取)和酶法分离精制两方面。该技术是在传统的天然植物成分提取基础上进行的，应用常规提取设备即可完成，操作简便，成本低廉。
1原理
酶法提取是根据植物细胞壁的构成，利用酶反应所具有高度专一性的特点，选择相应的酶，将细胞壁的组成成分(纤维素、半纤维素和果胶质)水解或降解，破坏细胞壁结构，使细胞内的成分溶解、混悬或胶溶于溶剂中，从而达到提取目的，且有利于提高成分的提取率。许多天然植物中含有蛋白质，采用煎煮法时蛋白质遇热凝同，影响提取成分的煎出，如加入蛋白酶，就可以将天然植物中的蛋白质分解析出，如此可提高成分的提取率。
天然植物水提液除了含有提取成分外，还含有淀粉、蛋白质、果胶、树胶、树脂、黏液质等，这些成分的存在往往使提取液呈混悬状态，并影响提取液的滤过速度，为此要实施除杂，常用的方法有离心法、澄清剂法、醇沉法、大孔树脂吸附法、离子交换法、微孑L滤膜滤过法及超滤法。而酶法除杂是分离精制的新方法，此方法是根据天然物提取液中杂质的种类、性质，有针对性地采用相应的酶，将这些杂质分解或除去，以改善液体产品的澄清度，提高产品的稳定性。由于酶反应具有高度的专一性，决定了酶解方法除杂的高效性。
2酶的种类
2．1 用于天然植物细胞破壁的酶
2．1．1 纤维素酶
纤维素是由链状结构的β-D-葡萄糖以β- l，4-葡萄糖苷键结合而成的聚合物，纤维素分子束聚集成为较大的单位——微纤丝，构成了植物细胞壁的框架，在微纤丝之间的空隙中尚有其他物质(角质、木质素、二氧化硅)，形成植物细胞壁的基本结构。在干燥植物中纤维素约占总重的l／3～l／2。
纤维素酶具有分解、软化纤维素、破坏细胞壁、增加植物细胞内容物的溶出量的作用，它是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，包括内切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶、β-葡萄糖苷酶3个组分。最适pH值4～5，最佳作用温度40~60℃。
2．1．2半纤维素酶
半纤维素包括木聚糖、甘露聚糖、阿托伯聚糖、阿拉伯半乳聚糖和木葡聚糖等多种组分，约占植物干重的35％。含量仅次于纤维素。
半纤维素酶由β-甘露聚糖酶、β-木聚糖酶等内切型酶，β-葡萄糖苷酶、β-甘露糖苷酶、β-木糖苷酶等外切型酶以及阿拉伯糖苷酶、半乳糖苷酶、葡萄糖苷酸酶和乙酰木聚糖酶等组成。具有消化植物细胞壁的作用。
2．1．3果胶酶
果胶质属于黏液质类，是植物细胞的正常产物，多见于植物的地下部分及种子中。
果胶酶是分解果胶质的聚糖水解酶、果胶质酰基水解酶的一类复合酶的总称。固体的呈浅黄色，易溶于水；液体的呈棕褐色。最适作用温度45-50 ℃，作用pH值3～6。
2．2用于分离精制、改善提取澄清度的酶
有木瓜蛋门酶、菠萝蛋白酶、葡萄糖苷酶、转糖苷酶。
3应用
3．1酶法提取
3．1．1含生物碱类成分酶法提取
以黄连提取盐酸小檗碱为例：将黄连粗粉按每g加入10 U量的纤维素酶(活力单位2 000 U·g-1)，充分混匀，加3倍量水，用0．3％硫酸调pH值至5后浸泡，在40℃下恒温水浴90 min，将黄连及0．3％硫酸作溶剂置于渗漉筒中，浸渍、渗漉，收集渗漉液，用石灰乳调pH值至10～12，沉淀，抽滤，滤液用浓盐酸调pH值至l～2，加精制食盐使含盐量达7％，充分搅拌，静置24 h，滤过，i)l=淀，在60 ℃下干燥，得盐酸小檗碱粗品。用薄层扫描法进行含量测定，结果表明：黄连经酶法提取后，所得盐酸小檗碱含量为4．2％，而未经酶处理的盐酸小檗碱含量平均为2．5％，两种工艺样品经薄层层析鉴别，提取的成分一致。
3．1.2含黄酮类成分的酶法提取
以葛根提取总黄酬为例：将葛根粉碎成约l cm左右，用3倍水浸泡，加盐酸调pH至4，加0．5％纤维素酶(活力单位约2 000 u·g-1)，充分搅拌，置40℃恒温水浴中1．5 h，加5倍95％乙醇回流提取1 h，滤过，得第一次提取液备用；药渣加5倍60％乙醇回流提取0．5 h，滤过，得第二次提取液；两次提取液合并，回收乙醇，离心，取上清液，用正丁醇萃取3次，挥发尽正丁醇，得葛根总黄酮。用紫外分光光度法测定表明，葛根经酶法提取后所得葛根总黄酮含量为8．68％，而未经酶法提取的含量为7．68％。两种T艺样品经薄层层析比较，成分一致。
3．1．3含香豆素成分的酶法提取
以补骨脂提取补骨脂素、异补骨脂素为例：每g补骨脂加入20U纤维素酶，用硫酸调pH值至4．5，充分搅拌，43 cC恒温水浴3 h，放冷至室温后，用0．1 tool·L-1氢氧化钠溶液调pH值至中性，加乙醇使浸泡液的含醇量达50％，体积为补骨脂的10倍，浸泡30 d。用薄层扫描法测定提取液中补骨脂素含量，结果补骨脂经酶法提取的含量0．1814％，而未加酶提取的含量为O．1469％。
3．1．4含多糖类成分的酶法提取
以香菇提取香菇多糖为例：香菇的细胞壁由蛋白质、几丁质和纤维素组成，结构紧密，一般的提取方法因难以破坏其细胞壁，提取效果不理想。采用纤维素酶和菠萝蛋白酶在香菇多糖的提取过程中进行酶解处理，可以大大提高可溶性同形物的提取效果；香菇提取液除去蛋白质后用乙醇沉淀，得到6种多糖的混合物，测定其含量，兀酶处理的含32％，酶法提取的含50％左右。
此外，用纤维素酶处理穿心莲提取穿心莲内酯；用OL--淀粉酶、OL--葡萄糖苷酶、环糊精葡聚糖转移酶处理银杏叶提取黄酮类；用纤维素酶和蛋闩酶处理灵芝提取同形物等已应用于生产中。
3．2酶法分离精制
天然植物在采用常规提取的煎煮过程中，蛋门质遇热凝固体，淀粉糊化，影响有效成分的煎出，并给提取液的分离带来困难。针对水提取液中所含的杂质类型，采用相应的酶(木瓜蛋门酶分解蛋门质、果胶酶分解果胶、淀粉酶分解淀粉)，将其降解为小分子物质或分解除去，可改善水提取液的过滤困难问题，提高液体制剂的澄清度和制剂纯度。
以决明子提取总蒽醌、青皮提取陈皮苷为例：决明子中加热水少许，温浸30 min，用10倍水煎煮2 h，再8倍水煎煮1．5 h，滤过，合并两次滤液，浓缩至物料与药液l：5，均分为5份，分别加入复合蛋白酶I(调节到60～70℃)、复合蛋白Ⅱ(55-60 ℃)、果胶酶(55-65℃)、澄清剂(50～60℃)、对照空白，保温2 h，定时搅拌，离心(3 000 rpm)，过滤，将上清液和沉淀分别蒸干，结果用复合蛋白酶I处理效果较好，总蒽醌含量0．717％，而空白对照为0．223％。青皮的试验，用果胶酶处理效果较好，陈皮苷
含量6．26％，而空白对照为4．47％。
4技术关键
4．1酶的种类
采用酶法处理时，所用酶的种类应根据天然植物中的有效成分，辅助成分及物料的性质来确定，不能一概而论。若采用复合酶，则复合酶的组成、比例也应筛选。关于酶的用量，需在含相同底物的提取液中加入不同量的酶进行酶解。通过测定酶解产物的含量，以确定最适用量。
4．2酶解温度
在其他条件相同的情况下，将酶反应液分成若干份，分别控制在不同的温度下进行酶解反应，测定酶反应的活性。以酶反应活性对温度作图，曲线上酶活性最高点所对应的温度就是该反应的最适温度，此时酶表现出最大的活性。若温度超出该范围，酶活性逐渐降低。
4．3酸碱度
酶反应需在一定pH值条件下进行，不同的天然植物使用酶的种类不同，酶解时的最佳pH值应根据试验来确定。
4．4酶解时间
不同酶的最佳酶解时间需通过试验确定。
4．5酶解工艺
采用酶反应法时，天然植物的粒度、浸泡时间、酶加入时间、搅拌速度等都影响酶解效果，需以目标成分含量、酶的活性、对药效的影响、能否与其他方法联用等指标进行综合优选。
饲料博览2006年筝l期
高中生物酶的分类与 功能解读 Revised on November 25, 2020
高中生物酶的分类与功能解读 1．酶的概念和本质 酶是活细胞内产生的一类具有生物催化作用的有机物。绝大多数酶是蛋白质，少数种类的RNA也具有生物催化作用。 2．酶的合成及分布 酶都是在细胞内合成的。蛋白质类酶是在细胞内的核糖体上合成的，而具有催化作用的RNA是以DNA为模板转录而成的。对于病毒这类不具有细胞结构的生物，其结构内一般不含有酶，也不能进行独立的新陈代谢作用。 细胞是生物体进行生命活动的主要场所，生物体内的化学反应也主要发生在细胞内，所以大多数酶在细胞内催化化学反应，例如：解旋酶、RNA聚合酶、转氨酶、固氮酶等；被分泌到细胞外的酶在细胞外发挥催化作用。例如：人体消化道内的唾液淀粉酶、胃蛋白酶、肠脂肪酶、胰麦芽糖酶、肠肽酶等。 3．酶的特性 酶具有高效性 酶催化反应的反应速度比非催化反应高108~1020倍，比其他催化反应高107~1013倍。例如：过氧化氢酶和Fe3+相比，过氧化氢酶的催化效率要高许多。 酶具有专一性 一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应，这就是酶作用的专一性。通常把酶作用的物质称为该酶的底物。所以也可以说一种酶只作用于一种或一类底物。例如：淀粉酶只能催化淀粉的水解，对蔗糖则不起作用。二肽酶可以水解由任何两种氨基酸组成的二肽。 酶的作用条件较温和一般的催化剂在一定的条件下会因中毒而失去催化能力，而酶较其他催化剂更加脆弱，更易失去活性。凡使蛋白质变性的因素，如高温、低温以及过酸和过碱，都能使酶破坏而完全失去活性。所以，酶作用一般都要求比较温和的条件，如常温、常压、接近中性的酸碱度等。 4．酶的分类 酶的种类很多，现巳鉴定出3000种以上的酶，其中不少已得到酶的结晶。人们相继弄清了多种酶的结构及作用机理。随着酶学理论研究的不断深入，必将对生命的探索作出更大的贡献。
天然植物有效成分的提取新技术——生物酶解技术 酶是生物体活细胞产生的，以蛋白质形式存在的一类特殊的生物催化剂。某些酶可以在常温、常压和温和的酸碱条件下，将植物细胞壁分解，较大幅度提高天然植物中有效成分的提取率，改善生产过程中的滤过速度和纯化效果，提高产品纯度和制剂的质量。 生物酶解技术包括酶法提取(又称酶反应提取)和酶法分离精制两方面。该技术是在传统的天然植物成分提取基础上进行的，应用常规提取设备即可完成，操作简便，成本低廉。 1原理 酶法提取是根据植物细胞壁的构成，利用酶反应所具有高度专一性的特点，选择相应的酶，将细胞壁的组成成分(纤维素、半纤维素和果胶质)水解或降解，破坏细胞壁结构，使细胞内的成分溶解、混悬或胶溶于溶剂中，从而达到提取目的，且有利于提高成分的提取率。许多天然植物中含有蛋白质，采用煎煮法时蛋白质遇热凝同，影响提取成分的煎出，如加入蛋白酶，就可以将天然植物中的蛋白质分解析出，如此可提高成分的提取率。 天然植物水提液除了含有提取成分外，还含有淀粉、蛋白质、果胶、树胶、树脂、黏液质等，这些成分的存在往往使提取液呈混悬状态，并影响提取液的滤过速度，为此要实施除杂，常用的方法有离心法、澄清剂法、醇沉法、大孔树脂吸附法、离子交换法、微孑L滤膜滤过法及超滤法。而酶法除杂是分离精制的新方法，此方法是根据天然物提取液中杂质的种类、性质，有针对性地采用相应的酶，将这些杂质分解或除去，以改善液体产品的澄清度，提高产品的稳定性。由于酶反应具有高度的专一性，决定了酶解方法除杂的高效性。 2酶的种类 2．1 用于天然植物细胞破壁的酶 2．1．1 纤维素酶 纤维素是由链状结构的β-D-葡萄糖以β- l，4-葡萄糖苷键结合而成的聚合物，纤维素分子束聚集成为较大的单位——微纤丝，构成了植物细胞壁的框架，在微纤丝之间的空隙中尚有其他物质(角质、木质素、二氧化硅)，形成植物细胞壁的基本结构。在干燥植物中纤维素约占总重的l／3～l／2。 纤维素酶具有分解、软化纤维素、破坏细胞壁、增加植物细胞内容物的溶出量的作用，它是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，包括内切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶、β-葡萄糖苷酶3个组分。最适pH值4～5，最佳作用温度40~60℃。 2．1．2半纤维素酶 半纤维素包括木聚糖、甘露聚糖、阿托伯聚糖、阿拉伯半乳聚糖和木葡聚糖等多种组分，约占植物干重的35％。含量仅次于纤维素。 半纤维素酶由β-甘露聚糖酶、β-木聚糖酶等内切型酶，β-葡萄糖苷酶、β-甘露糖苷酶、β-木糖苷酶等外切型酶以及阿拉伯糖苷酶、半乳糖苷酶、葡萄糖苷酸酶和乙酰木聚糖酶等组成。具有消化植物细胞壁的作用。 2．1．3果胶酶 果胶质属于黏液质类，是植物细胞的正常产物，多见于植物的地下部分及种子中。 果胶酶是分解果胶质的聚糖水解酶、果胶质酰基水解酶的一类复合酶的总称。固体的呈浅黄色，易溶于水；液体的呈棕褐色。最适作用温度45-50 ℃，作用pH值3～6。
菌草酸多酶体反应体生物酶解技术“治疗癌症及延缓衰老的策略” 菌草酸多酶体反应体生物技术（BGA）是一种现代生物制剂高新技术。由林陆山教授发明，1994年在美国获得“克里斯托”发明专利技术金奖，96年正式被列入“国家火炬高新科技计划项目”。 “BGA”是以多种生物酶组合多酶反应体，并在常温常压下，一方面充分分解中草药中的纤维素、半纤维素、木质素、脂肪、蛋白质等生物成分，使水溶性和脂溶性所有有效成分得以充分提取浓缩，另一方面使所有有效成分全部破壁分解，游离出具有细胞活性的小分子活性蛋白，裂解氨基酸的肽链，形成肽物质。整体成分可达150多种，这样的特性在癌症和延缓衰老的治疗中极具价值。 “BGA”制品是以量子生物与中医药理论为基础，和创新性很强的酶工程工艺结合的量子生物制剂。“BGA”制剂原料以中草药为主具有多种药、多组分、采用酶解工艺，制作上混合提取物的模式，因而制品具有多靶点、多途径的药效机理。这样克服了研发集中在单体成分的提取模式可能会掩盖中药中其他有效成分的药理作用。 最近国内，郝海平等2009年“通过多组分、多靶点中药整体代动力学的探索”的研究表明：认为“多靶点、低亲和力、低选择性”药物研发模式将可能成为未来全球畅销创新药物研发 的主体，并取代“单靶点、高亲和力、高选择性”。我们认为“BGA”制品的多组分、多靶点的特点，对多种基因的干预，可能最有效的调控复杂的病理性网络。“BGA”制品不会改变中草药中的生物活性物质的化学结构，而是充分体现药品的药理活性，是实现中药现代化的一项重要的技术革新。具有如下开创性技术特点： 1、通过酶解破壁，有效成分利用率从传统工艺18%提升到80%以上。 2、“BGA”制品具有活性和小分子特点。 3、彻底脱毒，且无任何毒副作用。 4、药效迅速、具有酶类制品的药理特性。 5、具有节省能源，环保。 6、对中药制药工艺进行改革。 多酶体应用于中草药提取制作工艺的研究，已是非常成熟的生物技术，经过国家药检所工艺比对试验，其实际应用价值得到了进一步认证。 下面举出具体实例说明“策略”的正确性实验依据。“BGA”产品之一，“平癌灵辅药一号”。主要原料灵芝孢子粉，采用多酶反应体酶解提取。产品测试：委托农业部食用菌产品质量监督检验测试中心 检验结果NO2011W1584 检测项目单位实例值检测依据 1.多糖% 5.64 NY/TI676-2008 2.三萜% 1.68 NY/SJ339-2001 3.破比率（一次性）72.3 NY/TI677-2008 赵东旭等（2000年5月）对灵芝孢子粉（破壁孢子和未破壁孢子）醇提取物比对实验室证明灵芝孢子破壁后，其醇提取物比未破壁孢子高6倍以上，且破壁孢子的醇提物对Hela细胞细胞有极强毒性，未破壁孢子则无毒性。鲍幸峰等（2001年5月）“赤灵芝孢子粉粉破壁前后多糖释放能力比较研究”证明。多糖释放能力比较未破壁0.92%、破壁1.56%。
生物酶解壳寡糖 壳寡糖又称壳聚寡糖、低聚壳聚糖、甲壳寡聚糖、氨基寡糖素等，是一种通过降解甲壳素或壳聚糖得到的聚合度在2~20之间的寡糖产品，是甲壳素、壳聚糖产品的升级产品；壳寡糖是自然界中唯一带正电荷阳离子碱性氨基低聚糖，是动物性纤维素。具有分子量低、水溶性好、功能作用大、更易被吸收等特点。 以海洋生物虾、蟹壳为原料，通过脱钙、脱蛋白后获得甲壳素，甲壳素通过酶解或强碱水解后脱去部分乙酰基获得壳聚糖，壳聚糖通过酶解或酸解得到壳寡糖。乐满地生物酶解壳寡糖：采用生物酶解技术制成壳寡糖，具有降解条件温和、无副反应、脱乙酰度高、分子量小，壳寡糖生物活性高等特点。 含量：5%、10% PH 值：6.5-7 分子量：≤ 2000Da 脱乙酰度：≥97% 状态：黄褐色液体 壳寡糖主要特性： 1、改良土壤：壳寡糖能促进有益微生物的生长繁殖，显著减少土壤有害菌及线 虫类，促进土壤团粒结构形成，改善土壤理化性质，增强透气性和保水保肥能力，为根系提供良好的土壤微生态环境。 2、提高肥效：壳寡糖能活化养分，使氮、磷、钾等养分能得到植物充分有效地 吸收，提高养分利用率，提高肥效，减少化学肥料用量；壳寡糖能螯合铁、铜、锌、锰、钼等微量元素，使肥料中微量元素有效态养分增加，同时使土壤中固定的微量元素养分释放出来，容易被作物吸收利用。 3、促进生长：壳寡糖是一种新型的生物刺激素，能促进根系生长，促进根部伤 口愈合及发育，作物根系发达，根毛、须根、次生根数量大大增加，增强植物吸收水肥能力，提高抗旱能力，促使茎秆粗壮，有利于养分供应传输，提高抗倒伏能力。 4、激发作物免疫系统：壳寡糖可诱导植物抗性，增强作物抗病、抗旱、抗冻能 力；壳寡糖可诱导植物产生抵御病原物质的抗性蛋白，抑制病菌的生长，诱导木质素形成，促进伤口愈合，壳寡糖对病害具有广谱性的抵御作用，增强作物对病毒病、真菌、细菌、线虫等病害的抵抗能力，减少农药使用，同时能缓解作物因肥害、药害产生的影响。 5、增产提质：壳寡糖是一种天然的植物营养生长促进剂，能增加营养吸收力， 有效促进植物生长，增加作物产量，壳寡糖能促进钙离子吸收，减少裂果等缺钙症状，提高座果率，促进微量元素吸收，增加甜度、促进早熟、延长保险贮藏期，提升作物品质。
生物酶解堵技术的研究与应用 1、概述 濮城油田现处于开发后期，各种各样的问题都在一定程度上制约着油田的持续发展，其中油井因为地层堵塞，造成产量下降也是原因的一部分。对历年堵塞情况进行统计，发现造成油井堵塞的主要原因有三个方面，一是蜡质、沥青质沉积在出油通道的岩石内壁上，造成在近井地带出油通道堵塞，这种情况占45%；二是由于原油中固相微粒体积增大，从而造成地层出油孔道的堵塞，这种情况占37%；三是由于地层中泥质含量较高，因水化膨胀而降低了地层的渗透率，这种情况占12%。通常解决此类问题的办法是酸化，经过多年的现场实施证明酸化对于以上三种情况造成的堵塞都不能达到预期的效果，且造成一定的环境污染。生物酶解堵技术是近几年发展起来的一项新技术，解决了油田生产中很多难以解决的复杂问题，2010年，濮城油田通过推广实施生物酶解堵技术，取得了良好的增油效果，并见到了较大的经济效益和社会效益。 2、生物酶解堵机理及性能特点 2.1生物酶的基本组成 生物酶解是从自然界生物中提取产生，以酶为主导的多种生物化合物组成。主要成分：蛋白质-复合酶、复合生物活性物、生物活性物、异化菌、天然生物提取物等，有可靠的安全性和生物分解性。 2.2 解堵机理[1] 生物酶是一种水溶性产品，它与堵塞物的反应过程是一个生物反应过程。对于储层岩石表面的堵塞，能够改变储层岩石表面的润湿性，从油湿转换为水湿，从而改变储层岩石的润湿状态，降低油～岩层间的界面张力，释放储层岩石颗粒表面碳氢化合物，清洁油岩，使原油易于从岩石表面剥离下来。对于固体颗粒沉淀造成的堵塞，其解堵过程中生物酶与地层水配成溶液注入污染地层，它与堵塞物进行生物反应，生成酶与油的中间体和表面上吸附有酶的固体堵塞物，然后在采出过程中酶与油分离，固体堵塞物因表面吸附有酶，而改变其表面性能具有亲水性，在生产过程中可以采出，以达到油井解堵的目的。对于蜡质、沥青质造成的堵塞，生物酶具有非常高的释放储层岩石颗粒表面碳氢化合物的能力，它直接作用于堵塞物且不会改变原油的特性，不会生成新的衍生物，与碳氢化合物不会形成乳化作用，可以解除因蜡质、沥青质沉积造成的地层堵塞。生物酶在洗油过程完成后，生物酶还原为原始状态，吸附在固体上的可使固体改为亲水性，生物酶不受温度、压力、酸、碱、水矿化度的影响，具有较强的适应性及可控制性，从理论上讲，它不会被消耗掉。对于低渗透空隙孔隙，生物酶解堵剂成分可以渗流进去，通过渗流作用进入微小孔道，将原油剥落降粘带出孔隙，并将岩心转变为水湿，具有良好的的降粘降解作用，包括将饱和蜡选择性降解为不饱和烯烃的能力，降低原油粘度，从而降低了原油在地层孔隙中的流动阻力，通过改善粘度比和提高流速，将孤立原油降粘稀释，阻止沥青质、胶质、石蜡等重质组分沉积，提高了压力梯度和导流能力，使原油容易从四周流向井筒，从而达到稳定油藏结构，提高保护油藏的效果，达到增产增油的效果。
饲料霉菌毒素生物酶解毒技术饲料中含有丰富的营养物质，极易受到霉菌污染而发生霉变，不仅影响适口性，降低动物采食量和饲料营养价值，而且霉菌分泌的毒素会造成动物拒食、呕吐、腹泻、生长停滞、生产力下降甚至中毒死亡。另外，霉菌毒素还能通过乳汁、鸡蛋及其他产品转移到人体，对人类健康造成危害。因此，如何抑制饲料中霉菌的生长繁殖，减少饲料中霉菌毒素的含量成为饲料行业的研究热点。1霉菌毒素的危害 霉菌毒素是霉菌在生长过程中产生的由多种次级代谢产物组成的有毒物质，目前已知的霉菌毒素有300 多种，其中最常见且对人和动物危害比较严重的主要有黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、烟曲霉毒素、单端孢霉烯( 族) 化合物( 包括呕吐毒素、雪腐镰菌烯醇及 T －2 毒素等) 以及伏马毒素等。其危害主要是引起动物采食量下降、饲料转化率降低、体质下降、发病率升高以及繁殖机能下降等。霉菌毒素具有广泛的致癌性( 主要是肝脏和肾脏的癌变) 、致突变、致畸性、生殖抑制以及免疫抑制等代谢干扰作用，在饲料到动物畜产品再到人的传递过程中不断浓缩，对畜牧生产、食品安全和人类的健康造成严重的危害和巨大的经济损失［1］。 预防霉菌毒素的产生是防治霉菌毒素污染的最根本措施，谷物在田间生长及籽实收获的储藏和加工等各个阶段均可能感染霉菌，且谷物和饲料均是大宗产品，很难实现全过程温度和湿度等环境条件的严格控制，所以霉菌及其毒素对谷物和饲料的污染几乎是不可避免的。据报道，全球超过 25% 的谷物不同程度
地受到霉菌毒素污染］。近年的调查结果显示，我国饲料和原料霉菌毒素超标的比例高达 60% ～70% 以上。 2常见霉菌毒素的脱毒方法 降低饲料中霉菌毒素危害的方法主要有物理法( 清洗、热处理和吸附剂法等) 、化学法( 氢氧化钙、臭氧和氨破坏等) 和生物法( 生物酶解和微生物发酵法等) 。吸附法是物理法中应用最广泛，较为成熟的一种霉菌毒素去除方法，即通过在饲料中添加可以吸附霉菌毒素的物质，并与之紧密结合，使霉菌毒素在经过动物肠道时不被动物所吸收，直接排出动物体外，从而避免了霉菌毒素对动物的危害。 目前使用较多的霉菌毒素吸附剂主要有矿物吸附剂和酵母细胞壁提取物。化学脱毒法对霉菌毒素具有一定的脱毒作用，但所用的化学物质具有一定的腐蚀性，另外，这些化学物质会破坏饲料中的营养成分而降低饲料的营养价值和适口性，因此无法在饲料生产中采用。霉菌毒素生物降解法是指微生物、植物及其代谢产生的酶与毒素作用，使其结构中毒性基因被破坏而生成无毒降解产物的过程。生物酶解毒方法因为具有对粮食无污染，有高度的专一性，不影响食品的营养价值，而且能够避免毒素的重新产生等优点，近年来已成为霉菌毒素脱毒、解毒的研究热点。 3生物酶的研究进展 计成等报道，橙色黄杆菌、分支杆菌、红串红球菌、芽孢杆菌和小诺卡氏菌, 能降解 AFB1,进一步研究确定其解毒作用为酶解作用。
生物酶解堵技术简介 生物酶解堵技术是近几年发展起来的一项新技术，使油田化学新技术在油田应用上的一项技术革命，特别是近两年来该技术发展之快速，是其它化学技术的发展不可比拟的，生物酶技术在油田上的应用是油田化学技术上的一项技术革命，由于该技术的发展，解决了油田生产中很多难以解决的复杂问题，如生物酶解堵剂，生物酶污水处理药剂，生物酶分子膜制剂，生物酶清防蜡和降粘的研究，生物酶降解技术，生物酶驱油增产技术等等。特别是在油田化学解堵方面取得了较的成绩，在全国油田范围的成功拓展和应用已经涉及到海洋油田、陆上稠油、低渗透和特低渗透油田、高含蜡油田、三次采油等领域。 一、生物酶解堵剂作用机理 生物酶解堵剂是一种新型、高效的生物酶高科技制剂，其主要成份是多种天然提取物质，其技术完全根据油田开发中出现的油水井生产层系堵塞、产能降低等问题而设计开发的。产品根据不同区块油藏构造条件进行调整从而形成了一套完整的系列。其解堵技术思想具有前瞻性和革命性，提供了解决油层堵塞、油井生产期短的难题的技术方案。另外，作为绿色环保型有机化学品，生物酶产品具有良好的安全、稳定、环保特征，符合油田开采中HSE工作环境的要求。 1、利用生物酶及其活性物质的激活催化作用，促进化学反应快速进行，多种活性物质快速将油垢从堵塞处剥离、降解稀释； 2、剥落和解除堵塞的垢质经降解、降粘稀释后同其它分散油快速聚并，形成稀释油墙，油流带；其中包括将乳化的死油和中断的死
油诱导聚并形成连续的稀软油流带，通过孔喉； 3、残存的活化物质形成一定厚度分子膜，具有改善、稳定岩层、使地层成为水润湿地层，阻止垢再次沉积和诱导油流作用，增加反应期； 二、生物酶制剂的应用: 1、解除因稠油积垢造成的油井堵塞，不能正常开采的问题； 2、解除有机物胶质沥青对地层的堵塞而需洗井、作业的油水井； 3、含蜡油井的清洁及预防处理； 4、由于残存油等伤害对水井造成的注水低效问题； 5、酸化，防砂工艺的前置液； 6、油井因作业伤害造成的产量降低问题， 7、三次采油增产 三、解堵剂的特点 1、PH值为7，属中性，对油田管道和井下设备没有腐蚀； 2、环保性能好，符合油田企业HSE标准要求，对石油生产环境无污染，对人畜无伤害，； 3、具有良好的活性和催化力，激活剥离碳氢化合物能力显著； 4、对地层岩芯具有良好的恢复、稳定功能, 有明显的油藏保护特征； 5、水溶性产品，润湿效果好，能加快水分子运动； 6、具有良好的预防垢质再次沉积功能； 7、特别是与复合解堵剂同时应用效果更佳；即解决了有机垢质
生物酶在造纸中的应用 制浆造纸工业是国民经济的重要支柱产业之一，但也是森林、能源、化学品等资源消耗和环境污染的大户。全球的造纸工业每年要砍伐数亿立方米的林木，而其中约半数变为废弃物又被排回了周围的大气和水流中，给人类生存的生态环境造成了巨大威胁和危害。减少能源和化学品消耗、提高纸浆得率、污水生物处理等都是克服上述困难的根本途径。而生物技术恰恰在这些方面都是可以大有作为的。 1、前言 近年来生物技术在纸浆造纸工业中取得了突飞猛进的发展，在制浆造纸工业中使用的生物酶主要有：纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶、脂肪酶等。这些酶在制浆、漂白、脱墨、树脂控制、改善纤维性能等方面发挥着重大的作用。 2、生物酶的应用 2.1 生物制浆 经过生物酶降解的原料，结合化学、机械制浆再进一步分离出纤维原料的过程叫生物制浆。不同的原料会用到不同的生物酶。如韧皮纤维会有果胶质，可选用果胶酶分解果胶质，释放出纤维素。而草浆和木浆均含有较多的木素，可以通过木素降解与化学制浆、机械制浆相结合的方式来制浆。生物制浆的基本生产工艺：木片→酶处理→化学或机械制浆生物化学浆和生物机械浆具有能耗低、环境压力轻、耗碱量大幅下降、强度性能好。 2.2 生物漂白 用于纸浆漂白的酶主要有半纤维素酶和木素降解酶，半纤维素酶包括木聚糖酶和聚露糖酶。木素降解酶主要有木素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶。生物漂白的目的主要是少用化学漂白剂来改善纸浆的性能和减少漂白的污染。聚木糖酶用于纸浆的漂白预处理能够提高纸浆的白度、降低漂剂用量和漂白段废水的污染负荷，对浆的粘度和成纸强度无不利影响。对于那些大量使用二氧化氯和双氧水的漂白工艺而言，能够显著降低生产成本。但是，从其助漂机理中我们可以
我今天讲的是生物酶工程 生物酶工程是酶学和以基因重组技术为主的现代分子生物学技术相结合的产物，亦称高级酶工程。 用基因工程技术大量生产酶（克隆酶）修饰酶基因产生遗传修饰酶（突变酶）自然界不曾有过的酶 通过基因工程手段，克隆各种天然酶的基因，将其克隆到表达载体中，然后将表达载体转化到适当的宿主中，得到表达特定酶的基因工程菌，通过基因工程菌的繁殖大量产生的酶称为克隆酶。 外源基因转入微生物宿主细胞内，与宿主细胞的遗传物质相结合，后代宿主的遗传物质中含有外源基因，这种带上人工赋予的新的遗传特性的宿主微生物，被称为基因工程菌。 在宿主细胞内可以自主复制；容易引入受体细胞；具有合适的筛选标记基因；具有合适的筛选标记基因； 安全可靠，非致病菌；外源基因在宿主内能够表达且不被分解；有利于酶的分离和纯化；能利用廉价的原料，发酵周期短，产量高；容易培养和管理。 纤维素酶在食品、饲料、造纸、纺织等行业具有广泛的用途。但由于天然纤维素酶产量低、来源有限而导致其大规模应用受到限制。 为此，通过基因工程技术，克隆福寿螺体内的纤维素酶基因，构建含有cel的基因工程菌，以期通过液体培养或固体培养的方式得到大量的克隆纤维素酶。 定义：利用有控制地对天然酶基因进行剪切、修饰或突变，从而改变这些酶的催化特性、底物专一性或稳定性，使之更加符合人们的需要。 利用基因工程原理可以在实验室中模拟生物进化过程 人为地创造特殊的进化条件，模拟自然进化机制，在体外对基因进行随机突变，从一个或多个已经存在的亲本酶（天然的或者人为获得的）出发，经过基因的突变和重组，构建一个人工突变酶库，通过一定的筛选或选择方法最终获得预先期望的具有某些特性的进化酶的分子进化技术称为体外定向进化。 定向进化：突变筛选 突变位点是随机的，不确定的； 突变位点的数目也是不确定的； 突变的效应更是不可预知的； 理论上讲，凡是能够引起突变的因素（物理的，化学的， 生物的）都可以应用于定向进化中突变体的产生。 定点突变：
中 国 造 纸 学 报 Vol 124,No 12,2009 Transacti ons of China Pul p and Paper 综 述 收稿日期:2008208206(修改稿) 作者简介:黄 丽,女,1983年生;在读硕士研究生;主要研究方向:特种纸与功能纸制品。 E 2mail:huang 2scut@yahoo 1com 1cn 生物酶辅助打浆的应用及研究进展 黄 丽 陈 港 (华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州,510640) 摘 要:介绍了纤维素酶和半纤维素酶水解纤维素的作用机理及利用酶制剂改善纸浆性能的研究进展。生物酶通过催化水解部分纤维素,能改善纸浆的性能,达到降低打浆能耗的目的。关键词:生物酶;辅助打浆;节能 中图分类号:TS752;Q55 文献标识码:A 文章编号:100026842(2009)022******* 节能减排可促进造纸工业集中度的提高,促进产业结构调整,有利于向环境友好型、资源节约型的现代化造纸工业的方向发展 [1] 。实现我国造纸工业的 节能减排具有深远的社会意义和经济意义。 打浆需消耗大量的能量,约占从木材到成纸生产总能耗的15%～18% [2] 。占全球化学浆年产量89% 的硫酸盐浆,其不易打浆,消耗大量的能量,平均耗电量200～300k W h /t 浆,高黏状打浆平均耗电量为350～400k W h /t 浆。降低纸浆特别是硫酸盐浆的打 浆能耗,是造纸工业节能减排的一项战略性问题。造纸工业节能有两种途径:①从管理方面降低单位产品能耗;②利用新技术降低单位产品能耗。其中,生物技术受到更多的关注,因为它可以减少对环境的破坏、节约能源、提高产品质量。与一般非生物催化剂相比,酶具有温和性、专一性、高效性和可调性等特点。通过酶预处理可以改善纸浆纤维,降低打浆能耗,还有可能提高纸浆的滤水性能及成纸质量[3] 。 1 打浆用酶的种类及作用机理 酶主要是通过对纤维素改性的方式降低打浆能耗的。目前,国内外研究使用的酶主要有:果胶酶、木聚糖酶、漆酶、纤维素酶、锰过氧化物酶、甘露聚糖酶、乙酰木聚糖酯酶、阿拉伯糖水解酶等。111 纤维素酶及其作用机理 大量资料表明,纤维素酶优先作用于纤维素的无定形区,而结晶区则对纤维素酶不太敏感。纤维素的生物降解过程需用一组复合的纤维素酶,这种复合纤 维素酶一般包括3种组分[425] :内切1,42β2葡聚糖酶(EC3121111),简称Cx 酶、内切纤维素酶;外切1, 42β2葡聚糖水解酶(EC3121114),简称C1酶、外切纤维素酶;β2葡萄糖苷酶(EC31211121),也称纤维二糖水解酶。每一组分又由若干亚组分组成。纤维素的降解,必须依靠3种组分的协同作用才能完成。Cx 酶作用于纤维素分子无定形区,随机水解1,42β2糖苷键,将长链纤维素分子切断,产生大量带非还原性末端基的小分子纤维素;Cl 酶作用于纤维素线状分子 末端,水解1,42β2糖苷键,每次切下一个纤维二糖分子;而β2葡萄糖苷酶则将纤维二糖分解成葡萄糖分子 [6] 。 大多数纤维素酶含有催化区和能与纤维素结合且 氨基酸序列较为保守的纤维素吸附区(CBD )。CBD 可促进酶与底物的结合,有利于催化区对不溶性底物的作用,但对可溶性底物的催化作用无影响。对CBD 结构和进一步的诱变研究表明:CBD 是通过几 个芳香族氨基酸结合到纤维素表面。有研究证明,C1酶的CBD 对结晶纤维素有疏解作用 [7] 。 目前,CBD 对于纤维素的作用机理理论趋于成熟,但CBD 是如何吸附到纤维表面,CBD 如何与催化区相互作用降解纤维素,尚未有合理的解释[8] 。 112 半纤维素酶及其作用机理 纤维物料中的木聚糖与甘露聚糖构成半纤维素的主链。由于半纤维素的结构复杂,进行酶解时需要各种不同的酶,其中主要的两种半纤维素酶是:内切 1,42β2D 2木聚糖酶和内切1,42β2D 2甘露聚糖酶。水溶 1 01
生物酶解技术经验文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）
天然植物有效成分的提取新技术——生物酶解技术 酶是生物体活细胞产生的，以蛋白质形式存在的一类特殊的生物催化剂。某些酶可以在常温、常压和温和的酸碱条件下，将植物细胞壁分解，较大幅度提高天然植物中有效成分的提取率，改善生产过程中的滤过速度和纯化效果，提高产品纯度和制剂的质量。 生物酶解技术包括酶法提取(又称酶反应提取)和酶法分离精制两方面。该技术是在传统的天然植物成分提取基础上进行的，应用常规提取设备即可完成，操作简便，成本低廉。 1原理 ???酶法提取是根据植物细胞壁的构成，利用酶反应所具有高度专一性的特点，选择相应的酶，将细胞壁的组成成分(纤维素、半纤维素和果胶质)水解或降解，破坏细胞壁结构，使细胞内的成分溶解、混悬或胶溶于溶剂中，从而达到提取目的，且有利于提高成分的提取率。许多天然植物中含有蛋白质，采用煎煮法时蛋白质遇热凝同，影响提取成分的煎出，如加入蛋白酶，就可以将天然植物中的蛋白质分解析出，如此可提高成分的提取率。 ???天然植物水提液除了含有提取成分外，还含有淀粉、蛋白质、果胶、树胶、树脂、黏液质等，这些成分的存在往往使提取液呈混悬状态，并影响提取液的滤过速度，为此要实施除杂，常用的方法有离心法、澄清剂法、醇沉法、大孔树脂吸附法、离子交换法、微孑L滤膜滤过法及超滤法。而酶法除杂是分离精制的新方法，此方法是根据天然物提取液中杂质的种类、性质，有针对性地采用相应的酶，将这些杂质分解或除去，以改善液体产品的澄清度，提高产品的稳定性。由于酶反应具有高度的专一性，决定了酶解方法除杂的高效性。 2酶的种类 2．1?用于天然植物细胞破壁的酶 2．1．1?纤维素酶 ???纤维素是由链状结构的β-D-葡萄糖以β-l，4-葡萄糖苷键结合而成的聚合物，纤维素分子束聚集成为较大的单位——微纤丝，构成了植物细胞壁的框架，在微纤丝之间的空隙中尚有其他物质(角质、木质素、二氧化硅)，形成植物细胞壁的基本结构。在干燥植物中纤维素约占总重的l／3～l／2。 纤维素酶具有分解、软化纤维素、破坏细胞壁、增加植物细胞内容物的溶出量的作用，它是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，包括内切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶、β-葡萄糖苷酶3个组分。最适pH值4～5，最佳作用温度40~60℃。 2．1．2半纤维素酶 ???半纤维素包括木聚糖、甘露聚糖、阿托伯聚糖、阿拉伯半乳聚糖和木葡聚糖等多种组分，约占植物干重的35％。含量仅次于纤维素。 半纤维素酶由β-甘露聚糖酶、β-木聚糖酶等内切型酶，β-葡萄糖苷酶、β-甘露糖苷酶、β-木糖苷酶等外切型酶以及阿拉伯糖苷酶、半乳糖苷酶、葡萄糖苷酸酶和乙酰木聚糖酶等组成。具有消化植物细胞壁的作用。 2．1．3果胶酶
生物酶技术在印染工业中的应用 本文重点介绍了生物技术在纺织染整行业中的研究 现状及应用研究成果，并对其未来的应用前景进行了展望。 This paper mainly introduced current research and application situation of bio-enzyme in dyeing and finishing industry in domestic and overseas markets, and finally presented a brief overview for the development of bio-enzyme applied in textile industry. 近年来，生物技术在印染行业中的应用越来越广泛，例如生物前处理、生物后整理技术和生物技术在染化料中的应用，以及生物技术在印染废水处理中的应用等。酶具有生物降解性，对环境友好，同时经酶处理的纺织品具有许多特殊的功能，大大提高了纺织品的服用性能和附加值，能满足市场上不同消费群体的需求，具有很好的发展前景。 1 生物酶在前处理中的应用 前处理工序一般流程长、处理条件强烈（高温、高浓度、强碱、强氧化剂）、占地面积大、工作环境差和排污量大、含杂复杂、时间长且加工质量难以控制，而且使用化学法前处理污染严重、水资源耗量大、废水处理负担重。前处理过
程可能的污染源包括：①精练中所用的酸碱会导致废水含极端的pH值；②由于精练工序一般在高温下进行，因而产生高温的废水；③废水的高悬浮物主要来自退浆及精练工序所产生的毛屑、纤维及淀粉、胶和蜡等杂质，使废水中的BOD 值提高，另外常用的醋酸等酸化剂也会提高BOD值；④废水的COD高主要来自PVA等化学浆料。 1.1 生物酶在退浆中的应用 采用酶法退浆，具有以下特点。 （1）酶退浆废水pH值低，可生化性好，符合清洁生产和绿色环保要求。 （2）酶退浆作用快，效果好，退浆率高达7 级，而传统碱退浆只能达到 4 级。 （3）碱退浆使浆料疏松、膨化，未将其分解为小分子物质，因此对水洗要求较高，水量、温度控制不当，会使浆料重新凝结、聚集，沾污布面，形成浆斑，从而造成大批量半制品回修。而酶退浆则使浆料在酶的作用下催化分解为水溶性很高的小分子物质，浆液粘稠度低，不会再次凝结。 （4）酶退浆半制品手感柔软，强力损伤小。对强降比较严重的功能性整理（如免烫、阻燃整理等）品种，特别适合采用酶退浆。 淀粉酶是纺织工业中最早进行工业化应用的酶制剂之一，如采用淀粉酶代替碱去除坯布上的淀粉浆料。使用淀粉
生物酶简介 过氧化氢酶 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，(.斯.诺.美-走在生物医学的最前沿A11）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。 编辑本段生物酶的特性和作用机理 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， 生物酶解堵剂作用原理示意图 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10^7~10^13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。 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。
高中生物酶技术2019年3月21日 （考试总分：100 分考试时长： 120 分钟） 一、单选题（本题共计 20 小题，共计 100 分） 1、（5分）下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，正确的是 A．从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响大 B．尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用 C．作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药 D．将海藻酸钠凝胶珠用自来水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌 2、（5分）市场上有加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入了少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣物上的汗血渍及人体排放的蛋白质油渍遇到它，皆能水解而除，下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗涤的是 ①棉织品②毛织品③腈纶织品④蚕丝织品⑤涤纶织品⑥锦纶织品 A．①②③ B．③④⑤ C．③⑤⑥ D．②④ 3、（5分）科研人员研究了氯化钙溶液浓度对固定化啤酒酵母发酵性能的影响，结果如下图所示。下列相关叙述正确的是 A．实验中氯化钙溶液的主要功能是为酵母细胞的生长增殖提供营养 B．氯化钙溶液浓度在2.0mol?L-1左右时，凝胶珠硬度最大 C．研究表明，酵母固定化的适宜氯化钙溶液浓度为2.4 mol?L-1左右 D．凝胶珠硬度过大时，发酵产生的酒精反而减少的原因是固定化阻止了酵母细胞与外界的物质交换 4、（5分）用固定化酵母进行葡萄糖的发酵，结果发现产生的酒精很少，可能的原因是 ①干酵母未进行活化处理 ②CaCl2溶液浓度过高 ③加入酵母细胞前海藻酸钠溶液未冷却 ④活化酵母菌用的是蒸馏水 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．①②③④ 5、（5分）煮练酶是一种生物复合酶，它由淀粉酶、果胶酶、脂肪酶和木质素酶等多种蛋白酶组成，能高效、彻底地分解存在于纤维中的共生物和其他杂质，常用来处理织物，而且处理后织物手感光滑柔软。下列叙述正确的是A.低温下煮练酶的活性降低是因为酶的空间结构遭到了破坏 B.向煮练酶中加入双缩脲试剂水浴加热后会产生砖红色沉淀 C.煮练酶中的淀粉酶会将纤维共生物中的淀粉分解成葡萄糖 D.煮练酶在织物处理上的应用利用了生物酶的专一性和高效性 6、（5分）为了保持菌种的纯净需要进行菌种的保藏，下列有关叙述不正确的是 A．对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法 B．临时保藏的菌种一般是接种到试管的斜面培养基上 C．临时保藏菌种容易被污染或产生变异 D．对于需要长期保存的菌种，可以采用低温－4℃保藏的方法 7、（5分）下列属于固定化酶在利用时特点的是 A．有利于酶与产物分离 B．制成的加酶洗衣粉可以被反复利用 C．能自由出入依附的载体 D．能催化一系列的酶促反应 8、（5分）下列关于酶制剂的说法，错误的是 A．它是含有酶的制品，可以分为液体和固体两大类 B．加酶洗衣粉中的蛋白酶和脂肪酶等，就是固体的酶制剂 C．酶制剂可以反复使用 D．酶制剂是将某种酶的酶液进行干燥处理后，加入适量的稳定剂和填充剂 9、（5分）下表是利用固定化a—淀粉酶进行酶解淀粉的实验，下列叙述错误的是 A．预期丙组流出液中产物的纯度可能最高 B．固定后的a—淀粉酶装入柱中后可以重复利用 C．各组实验中淀粉溶液的浓度、pH、温度等都应该相同且适宜 D．流出液产物的纯度只与固定化酶柱长度和淀粉溶液的流速有关 10、（5分）下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，错误的是 A．固定化酶可以实现对酶的重复利用 B．溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素 C．固定化细胞中的酶可催化一系列的化学反应 D．利用海藻酸钠固定酵母细胞的方法是包埋法 11、（5分）工业上常采用下列哪种酶处理果肉，可以提高出汁率，而且能使生产的果汁澄清、稳定性强 A．麦芽糖酶 B．α-淀粉酶 C．果胶酶和纤维素酶 D．固定化葡萄糖异构酶 12、（5分）科研人员用海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，以研究固定化酶的相关性质和最佳固定
一、酶的定义 酶是一种由活细胞产生的生物催化剂。它是一种蛋白质,在生物体的新陈代谢中起着非常重要的作用。它参与生物体大部分的化学反应,使新陈代谢有控制地有秩序地进行下去,从而使生命得以延续。 尽管历史上很早就存在着人们不自觉地应用酶学原理,利用粮食原料制酒的事例,但酶学作为一门科学还只起始于19世纪。随后,无论是新酶的发现,酶作用性质的研究,酶的研究方法和实验技术的改进,都有重要的进展。尤其是最近50年中取得了飞速的发展,近年来基因工程的突破性成果应用于酶生产菌种的改良工作后,更使酶制剂工业跨上了新的台阶。 2.1洗涤剂酶的定义 前面已经介绍过,酶按所催化的反应类型分为6大类。洗涤剂中使用酶的作用对象主要是各种污垢物质,使之水解转变为水溶性的物质,因而很容易 清洗。例如,蛋白酶使蛋白质污垢水解成为肽和氨基酸; 淀粉酶使淀粉类污垢 水解成为分子质量较低的糖类;脂肪酶使油脂类污垢水解成为单甘油酯、二 甘油酯、脂肪酸和甘油。还有一种重要的洗涤剂酶——纤维素酶,它的作用 对象虽然并不是污垢而是纤维素本身,但它的主要作用还是使纤维素所产生 的微短毛因水解而弱化,再经洗涤过程中的机械作用被脱除。上述各种作用 都将在本书的后面部分详细叙述,此处不加展开。但是从上述4种类型的洗 涤剂酶的作用来看,就可以得出结论: 洗涤剂酶是属于水解酶这一大类的酶。 洗涤剂中加酶主要是为了提高洗涤剂的去污性能;在某些场合,还可以改善抗 再沉积、增白(显色)、织物保护和柔软等性能。 - 来源：洗涤剂酶应用手册 3 酶
酶是生物催化剂。生物体内的各种化学反应都是在酶的催化下进行的,所以没有酶生物体就无法进行新陈代谢,生命也就停止了。 酶有着巨大的催化能力,它在体内极其温和的条件下发生作用,效率却比无机催化剂高107～1013倍,酶对反应作用物,亦称底物,有着很高的专一性,一种酶只能催化一种或一类底物分子反应。 虽然人们最近发现有些核糖核酸也具有催化活性,但迄今所知的大部分酶,其化学本质是蛋白质。许多酶除蛋白质外还结合有小分子或金属离子的辅助因子。那些与酶蛋白结合紧密的辅助因子叫辅基,而与酶蛋白结合松驰,容易分离的辅肋因子称为辅酶。全酶就是酶蛋白和辅酶(基)结合形成的复合物。酶催化的专一性和高效性取决于酶蛋白本身和辅酶(基)直接对电子、原子或化学基团的传递作用。 酶作为生物大分子物质,它的分子比大多数底物要大得多,在催化反应中,酶与底物的接触只局限于少数基团或较小部位。酶分子中直接和底物结合,并和酶的催化作用直接有关的部位,叫做酶的活性部位。它常常是由辅酶(基)以及酶分子中在空间结构上比较靠近的几个氨基酸基团形成的一种特殊结构,在分子表面常可出现裂缝或凹陷,使底物能进入这个部位和酶结合并被催化。 有些酶在最初合成时没有催化活性,这种无活性的酶的前体称为酶原。酶原在小分子物质或酶的激活下能转变成有活性的酶。这种激活是使酶原去除了抑制性的肽段或切除了某些多余的肽段后结构重新调整建立了酶的活性部位的缘故。 酶催化反应的动力学是研究酶催化反应的重要部分。根据酶促动力学的研究提出的反映底物浓度〔S〕,最大反应速度Vmax和当酶催化反应的速度达到最大反应速度一半时的底物浓度Km之间关系的公式称为米氏(Michaelis)公式:酶催化反应的速度v=V max·〔S〕/Km+ 〔S〕。Km叫做米氏常数,是酶的一个特征性常数,只和酶的性质有关。 影响酶反应速度的主要因素有底物浓度、pH、温度、酶浓底、激活剂及抑制剂等,因此测定酶活力都是选用在最适pH、最适温度、底物极大过量的条件下进行的。一般酶活力单位定义为在一定条件下,每分钟转变1μmol底物的酶量。酶比活定义为每毫克酶蛋白所具有的酶活力单位数。 酶具有高催化效率的原因除了酶能降低反应的活化能外,还被认为是酶与底物结合时,两者的构象都能发生相应的改变,使它们容易互相吻合,形成短暂的过渡性复合物,这叫酶与底物作用的诱导楔合学说(如图)。此外,酶与底物之间还可发生接近、定向,底物可被拉紧、扭曲,易于断裂,酶可以和底物之间有质子的得失,对底物进行酸碱催化等,从而使酶对底物高速度地进行反应。
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910347542.9 (22)申请日 2019.04.28 (71)申请人 西南石油大学 地址 610000 四川省成都市新都区大道8号 申请人 山东科瑞油田服务集团股份有限公 司 (72)发明人 李东元 罗平亚 张鹏志 时际明 苟桦鳞 张修超 王磊 佘国锋 赵红蕾 游艳平 (74)专利代理机构 青岛高晓专利事务所(普通 合伙) 37104 代理人 吴冬群 (51)Int.Cl. E21B 37/06(2006.01) C09K 8/524(2006.01) C09K 8/528(2006.01) (54)发明名称 一种生物酶复合酸深部解堵工艺 (57)摘要 本发明涉及油田解堵技术领域，尤其是一种 生物酶复合酸深部解堵工艺。该种生物酶复合酸 深部解堵工艺，包括如下步骤：(1)向油井中注入 生物酶解堵剂；(2)向油井中注入复合酸；(3)向 油井中注顶替液；(4)关井反应。本发明的一种生 物酶复合酸深部解堵工艺，根据现场实际情况调 整复合酸配方及用量，有效降解了包裹在无机杂 质外的聚合物大分子，使得包裹其中的无机杂质 充分暴露出来，有利于随后酸化工序对无机杂质 进行充分的溶蚀，从而达到有限、彻底解除油水 井地层堵塞，恢复地层渗透率，使油田正常恢复 产能。权利要求书1页 说明书6页CN 110067533 A 2019.07.30 C N 110067533 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110067533 A 1.一种生物酶复合酸深部解堵工艺，其特征在于：包括如下步骤：(1)向油井中注入生物酶解堵剂；(2)向油井中注入复合酸；(3)向油井中注顶替液；(4)关井反应。 2.如权利要求1所述的一种生物酶复合酸深部解堵工艺，其特征在于：所述生物酶解堵剂主要由普鲁兰酶、纤维素酶、甘露聚糖酶、β-葡聚糖酶、淀粉酶中的一种或多种组成；所述生物酶解堵剂的现场使用浓度为2000-5000ppm，注入量为10-30方。 3.如权利要求2所述的一种生物酶复合酸深部解堵工艺，其特征在于：所述生物酶解堵剂的制备步骤包括：在搅拌罐中加入0.2-0.5份生物酶，然后再加入99.5-99.8份蒸馏水，搅拌均匀，即得。 4.如权利要求1所述的一种生物酶复合酸深部解堵工艺，其特征在于：所述复合酸主要由如下重量份数的原料组成：10-20份植酸、15-30份果酸、2-10份生物活性剂、2-5份生物螯合剂、2-8份多效酸化添加剂和30-70份水；复合酸的现场用量为20-200方。 5.如权利要求4所述的一种生物酶复合酸深部解堵工艺，其特征在于：所述生物活性剂主要由鼠李糖酯、蔗糖酯、槐糖酯中的一种或多种组成；所述生物螯合剂主要由亚氨基二琥珀酸、乙二胺二琥珀酸、谷氨酸N,N-二乙酸中的一种或多种组成；所述多效酸化添加剂主要由曼尼希碱、喹啉季铵盐、柠檬酸、阳离子季铵盐、月桂酰胺丙基甜菜碱组成。 6.如权利要求5所述的一种生物酶复合酸深部解堵工艺，其特征在于：所述多效酸化添加剂中各原料的重量份数为：曼尼希碱20-30份、喹啉季铵盐10-20份、柠檬酸20-40份、阳离子季铵盐15-20份、月桂酰胺丙基甜菜碱5-10份。 7.如权利要求6所述的一种生物酶复合酸深部解堵工艺，其特征在于：所述多效酸化添加剂的制备步骤包括：在装有搅拌装置的三口瓶中加入20份水，然后加入8份月硅酸酰胺丙基甜菜碱，搅拌均匀，再依次加入22份曼尼希碱，12份环氧丙基氯化喹啉，20份柠檬酸和18份环氧丙基铵，搅拌均匀，即得。 8.如权利要求7所述的一种生物酶复合酸深部解堵工艺，其特征在于：所述复合酸的制备方法为：在搅拌罐中加入30-70份水、然后依次加入10-20份植酸、15-30份果酸、2-10份生物活性剂、2-5份生物螯合剂、2-8份多效酸化添加剂，搅拌均匀，即得。 9.如权利要求1所述的一种生物酶复合酸深部解堵工艺，其特征在于：所述顶替液主要有如下重量份数的原料组成：0.5-2份高效助排剂、1-5份KCl和60-80份水；顶替液的现场使用量为5-15方。 10.如权利要求9所述的一种生物酶复合酸深部解堵工艺，其特征在于：所述高效助排剂主要由如下重量份数的原料组成：10-25份油酸酰胺丙基甜菜碱和5-15份全氟辛基磺酸。 2