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第六章 酶法改性(含漆酶)

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多糖酶法改性研究进展

多糖酶法改性研究进展
的 多糖 改性 方 法 。酶 法对 多糖 进 行 改 性 主要 包括 对 多糖 的水 解 和 共 价接 枝 。主 要 以 多酚 氧 化 酶 、 过 氧 化 物 酶、 转谷 氨 酰胺 酶 和脂肪 氧化 酶 等为例 ， 介 绍 了近年 来 多糖 酶 法改性 的研 究进展 ， 主要 综 述 了酶 法 改性 酶 的种 类、 多糖 改性 方法 和反 应类 型 ， 讨 论 了改性 多糖 的功 能特 性 ， 并 对其 应 用前景进 行展 望 。 关 键 词 多糖 酶 法 改性 功 能特性
修 饰才 能 表现 出理 想 的生理 活性 。 多糖 还具 有许 多 反应 活 性 位 点 ， 如乙酰氨基、 氨
基、 羧 基 和一些 活 性 羟基 ， 可 以通 过 多种 化 学 反 应 对
其 进行 修 饰 。此外 ， 多羟 基结 构使 其 具 有 亲水 性 … 。 近年来 ， 主要通 过 物理 、 化 学 和 酶 催化 方 法 对 多 糖 进 行 改性 。物理 改性 方 式 主要 有 超 声 、 射线辐照 、 高 速 剪切 、 动态 高压 微 射 流等 ， 物 理 改 性 主要 针 对 多 糖 的 分 子量 或 流 变 学 特 性 进 行 修 饰 ， 一 般 不 涉 及 化 学 结

多糖 （ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｓ ａ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ｉ ｄ ｅ ） 是 由多 个 单 糖 分 子 缩 合 、 失 水而 成 的 高 分 子 碳 水 化 合 物 ， 可 用 通式 （ Ｃ Ｈ。 。 ０ ） 表示 。多糖在 自然 界广 泛 分 布 于 动植 物 和 微 生 物 中， 其 种 类众 多 。多 糖 作 为 一种 可 再 生 资 源 ， 具 有 成 本低 廉 、 生物 可 降解 、 无毒环保 、 功能丰富等优点。 在 生物 学 意 义 上 ， 多 糖 一 般 作 为 结 构 物 质 或 储 能 物

纸浆酶改性的研究进展

纸浆酶改性的研究进展

・论文与综述・纸浆酶改性的研究进展李武光,李新平,杜　敏(陕西科技大学造纸工程学院,陕西西安710021)[摘　要]　概述生物酶对纸浆改性研究进展。

介绍了纤维素酶、半纤维素酶、漆酶在降低打浆能耗,改善纸张物理性能,助漂等方面的机理及其研究进展。

[关键词]　酶;纸浆;改性;纤维 近十几年来,人们对生物技术在制浆造纸工业中的应用进行了大量的研究,其研究内容几乎涉及到制浆造纸工业的各个方面。

在这些研究中,有的处于实验室研究阶段,有的进行了中试,有的则已在生产中应用。

利用酶与纸浆纤维作用可以降低打浆能耗,改善成纸的某些性能,改善浆料的脱墨,助漂等。

本文就纸浆的纤维素酶、半纤维素酶、漆酶的酶改性的研究进行了综述。

1　纤维素酶纤维素酶由三类不同催化反应功能的酶组成,根据其催化功能的不同可分为:内切葡萄糖苷酶(endo21,42β2D2glucanase,EC3.2.1.4,来自真菌的简称EG,来自细菌的简称Cen),该类酶能随机地在纤维素分子内部降解β21,4糖苷键;外切葡萄糖苷酶(exo21,42β2D2glucanase,EC3.2.1.91,来自真菌的简称CB H,来自细菌的简称Cex),它能从纤维素分子的还原或非还原端切割糖苷键,生成纤维二糖;纤维二糖酶(32D2gluco sidase,EC3.2.1.21,简称B G),它把纤维二糖降解成单个的葡萄糖分子。

纤维素酶的作用机理:普遍接受的纤维素酶的降解机制是协同作用模型,见图1[1]。

在协同降解过程中,首先由Cx酶在纤维素聚合物的内部起作用,在纤维素的非结晶部位进行切收稿日期:2009-07-02作者简介:李武光(1984-),男,山东德州人,在读硕士研究生,陕西科技大学造纸工程学院,主要研究方向:纤维资源的制浆造纸特性与生物技术的应用。

图1　协同作用模型割,产生新的末端,然后再由C1酶以纤维二糖为单位,从末端进行水解,最后由B G酶将纤维二糖水解为葡萄糖。

酶在油脂制取、精炼、改性中的应用

酶在油脂制取、精炼、改性中的应用

环保性
酶促反应条件温和，不需 要高温高压等极端条件， 可以降低能源消耗和环境 污染。
高度选择性
酶能够识别并催化特定底 物进行反应，有利于实现 精准控制和定制活性
酶的稳定性和活性受到多种因素的影响，如温度、pH值、抑制剂 等，需要优化反应条件以保持酶的活性。
酶在油脂制取、精炼、改性 中的应用
2023-11-08
目录
• 酶在油脂制取中的应用 • 酶在油脂精炼中的应用 • 酶在油脂改性中的应用 • 酶在油脂工业中应用的前景 • 结论
01
酶在油脂制取中的应用
脂肪酶在油脂水解中的应用
脂肪酶具有高度的专一性，能够将甘油三酯分解成甘油二酯、甘油单酯和脂肪酸。脂肪酶在油脂水解过程中具有高效性和专 一性，能够提高水解产物的纯度和收率。
脂肪酶在油脂脱胶中的应用
脂肪酶能够催化油脂中磷脂和糖脂等胶质成分的水解，降低油脂的粘度，改善油脂 的加工性能。
与化学脱胶方法相比，脂肪酶脱胶具有反应条件温和、对底物选择性高等优点，有 利于保留油脂中的营养成分。
脂肪酶脱胶法适用于各种植物油和动物油的脱胶处理，如大豆油、花生油、鱼油等 。
脂肪酶在油脂脱色中的应用
酯酶在油脂酯交换中的应用
要点一
总结词
酯酶是一种能够催化酯类物质水解、醇解、酯交换等 反应的酶。在油脂酯交换中，酯酶可以催化油脂中的 脂肪酸与醇类物质反应，生成新的酯类物质，改变油 脂的化学组成和性质。
要点二
详细描述
酯酶在油脂酯交换中的应用主要表现在以下几个方面 ：1）改善油脂的口感和气味，通过与不同醇类物质反 应，生成新的酯类物质，赋予油脂特定的香味和口感 ；2）提高油脂的营养价值，通过与特定醇类物质反应 ，生成富含多不饱和脂肪酸的酯类物质，提高油脂的 营养价值；3）改变油脂的物理性质，如熔点、粘度等 ，以满足不同应用需求。

第六章酶工程制药

第六章酶工程制药

酶的生产菌
• 对菌种的要求： 1、产酶量、酶的性质、最好是胞外酶； 2、不是致病菌； 3、稳定，不易产生变异退化，不易感染 噬菌体； 4、能利用廉价的原料，发酵周期短，易 于培养。
生产菌的来源
• 菌种保藏机构、有关研究部门获得； • 从自然界中分离筛选（土壤、深海、
温泉、火山、森林都是菌种采集地）， 筛选包括菌样采集、菌种分离、初筛、 纯化、复筛、生产性能鉴定。 • 生产菌的改良，基因突变、基因转移、 基因克隆。
植物生长周期长、来源有限、受地理、气 候和季节等因素的影响，不适于大规模生 产。 • 目前工业化生产一般以微生物为主要来源。
微生物生产酶的优点
• 微生物种类繁多，动植物体内的酶在 微生物中几乎都可以找到；
• 繁殖快、生产周期短、培养简便、并 可以通过控制培养条件来提高产量；
• 微生物具有较强的适应性，通过各种 遗传变异手段能培育出新的高产菌株。
酶工程学的发展历程
• 20世纪20年代初：酶工程名称出现于自然 酶制剂在工业上的大规模应用；
• 1953年，羧肽酶、淀粉糖化酶、胃蛋白酶 和核糖核酸酶等用重氮化聚氨基聚苯乙烯 树脂进行固定。
• 1969年，固定化酶技术拆分DL-氨基酸 • 1971年，1st国际酶工程会议：酶的生产、
分离纯化、酶的固定化、酶及固定化酶的 反应器、酶及固定化酶的应用等。
包埋法
• 网格型中用的高分子有聚丙烯酰胺、聚乙 烯醇和光敏树脂等合成高分子和淀粉、明 胶、胶原、海藻胶和角叉菜胶等天然高分 子。网格型包埋法是固定化细胞中用得最 多、最有效的方法。
• 由包埋法制得的微囊型固定化酶通常为直 径几微米到几百微米的球状体，颗粒比网 格型要小得多，比较有利于底物与产物的 扩散，但是反应条件要求高，制备成本也 高。

酶改性技术研究

酶改性技术研究

第 10期
郭 勇: 酶改性技术研究
1 45
究 [ 22] , 取得显著成果, 已经进行工业生产试验.
4 酶定向进化研究
酶的定向进化技术是模拟自然进化过程 ( 自然 突变和自然选 择 ) , 在体外选择得到具有优良催化特性的酶的突变体 的技术过程.
2 酶固定化研究
酶固定化是通过各种方法将酶固定在载体上, 制备得到在一定的空间范围内进行催化活动的固定
14 4
华 南 理 工 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 )
第 35卷
化酶的技术过程. 针对游离酶稳定性较差, 只能一次使用等缺点,
笔者等人从 20世纪 80年代年开始对固定化载体、
固定化方法、固定条件等固定化技术进行了系统研 究 [ 6] . 例如, 采用 聚丙酰胺为载体制 备得到固定化 L 谷氨酸脱羧酶 [ 7] , 该固定化酶可以用于 L 谷氨酸 的含量检测和 氨基丁酸的生产; 采用琼脂糖凝胶 制备固定化多核苷酸聚合酶 ( PNP ) [ 8] , 用于聚肌胞 生产等. 研究结果表明, 酶经过固定化以后, 可以显
1 酶分子修饰研究
酶分子完整的空间结构赋予酶各种催化特性, 酶分子空间结构的改变将引起酶催化特性的改变.
通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变,
收稿日期: 2007 03 01 作者简介: 郭勇 ( 1942 ), 男, 教授, 博士生 导师, 主要 从事 生物 工程、生物化 学与分 子生物 学研究. E m a i:l feyguo@ scu t. edu. cn
酶定向进化是当今酶工程的研究热点, 笔者等 人正在进行豆豉纤溶酶 ( DFE ) 的定向进化研究, 纤 溶酶是一类催化血纤维蛋白水解, 从而使血栓溶解 的酶, 在防治血栓性心脑血管疾病方面有重要应用 价值. 我们从广东阳江等地出产的豆豉及其半成品 中分离得到产纤溶酶的微生物, 通过诱变, 筛选获得 纤溶酶高产菌株 ( 如图 2所示 ).

第6章 生物材料表面改性

第6章 生物材料表面改性
在ATRP反应中，将可逆链终止和链转移的概念引 入自由基聚合，通过在活性种和休眠种之间建立 一个快速交换的平衡反应，解决低而恒定的自由 基浓度与维持可观的反应速率(自由基浓度不能 太低)得矛盾。
ATRP反应体系以烷基卤化物(RX)为引发剂，低价 态过渡金属卤化物 (常用CuBr)结合配体(常用 2,2’-联二吡啶)形成的络合物为催化剂，活性 种和休眠种之间建立了可逆的原子转移平衡，从 而确保自由基浓度足够低以抑制自由基之间结合 而发生终止，因而实现了活性聚合。
2. 辐射接枝
根据辐射与接枝程序的差异，可将辐射接枝主要分为共辐 射接枝法和预辐射接枝法两类。
• 预辐射接枝法：单体不直接接受辐射能，从而减少了均聚 反应，并且辐射与接枝是两个独立的过程。
• 共辐射接枝：将辐射与接枝过程一步完成，但此方法的最 大缺点是单体均聚反应严重，降低了接枝率。
辐射接枝共聚反应中的辐射剂量、单体浓度和温度等都将 影响到接枝率，进而影响改性效果。
关节软骨表面近视图（SCIENCE, 2009, 323 (2): 47-48 ）
➢ 自然关节摩擦表面软骨，刷状结构, 吸附滑液形成挤压液膜润滑 ➢ 自然关节具有超润滑功能（摩擦系数在0.001到0.01之间） ➢ 模仿自然关节的软骨结构，在聚乙烯表面接枝类似于自然关节表面
的聚合物刷
2. 聚乙烯表面接枝丙烯酸
上述方法现已发展为可控自由基聚合(CRP)，又 称为活性自由基聚合。
优点：弥补了传统自由基聚合技术的缺陷，容易 控制聚合链上的分子排列顺序，能较好地分析聚 合层的微观结构(聚合链的相对分子质量和分布 等)，以及合成新颖的层状共聚物刷子。
5. 臭氧处理
刘淑芝等人在室温下，用臭氧气体处理膜 材料时在膜表面生成过氧化物POOH，处理 之后立即将膜放入单体溶液中，在一定温 度下使过氧化物POOH 分解为聚合物自由 基PO·和自由基·OH，PO·引发单体接枝 于膜表面，而·OH 会引发单体均聚。为 了避免·OH 引发的单体均聚，可在单体 溶 液 中 加 入 适 量 的 还 原 剂 ( 如 Fe2+) 清 除·OH，以阻止单体的均聚。

第六章酶活性调控

第六章酶活性调控

二、酶性质的了解
(1)酶活性部位情况； (2)酶的稳定条件、酶反应最适条件； (3)酶分子侧链基团的化学性质及反应活泼性 等。
三、反应条件的选择
修饰反应一般总是尽可能在酶稳定的条件下 进行，尽量少破坏酶活性功能的必需基 团．反应的最终结果是要得到酶和修饰剂的 高结合率及高酶活回收率。 因此选样反应条件时要注意： (1)反应体系中酶与修饰剂的分子比例； (2)反应体系的溶剂性质，盐浓度和pH条件； (3)反应温度及时间。
二、通过酶共价结构改变的活性调节
共价结构不可逆改变的活性调节：酶原活性酶
共价结构可逆改变的活性调节
许多酶以2种不同催化性能的形式存在，在其它 酶的作用下能互相转变。
研究酶活性调控的意义
例端粒酶的研究 真核生物的染色体末端具有DNA 2蛋白质复合的复杂结 构, 即端粒。在脊椎动物, 端粒( telom ere) 包括(TTA GGG) n 的重复序列。此重复序列的合成是由一种逆转录酶—端粒 酶( telom erase) 完成的。 如果缺乏端粒酶活性, 由于DNA 聚合酶不能完整复制线型的 DNA 末端, 端粒将会在每次细胞分裂后丧失一部分5′DNA; 累积的端粒缩短会造成细胞增殖速度的减慢, 乃至衰老。 转染端粒酶催化亚基至人正常体细胞, 则其端粒长度的维持 作用使细胞保持表型的年轻状态。 抑癌基因突变的细胞中, 若端粒酶过度激活, 则可能导致肿瘤 发展。
6 小分子修饰剂与其它
（一）、用于酶分子结构和功能的研究 例：，以氰化试剂专一性修饰甘油醛—s—磷 酸脱氢酶中的半胱氨酸后，从酶活的丧失， 就知道半胱氨酸是在该酶活性部位内 （二）、用于改进酶性质方面的研究
五修饰酶的性质特征
1 热稳定性 许多修饰剂分子存在多个活性反应基团，因此常 常可与酶形成多点交联，相对固定酶的分子构象， 增强酶的热稳定性。

漆酶的应用技术（可编辑）

漆酶的应用技术（可编辑）

漆酶的应用技术. .第卷第期中国生漆年月. . / . . . . .漆酶的应用技术靳蓉,张飞龙西安生漆涂料研究所,陕西西安摘要:漆酶是一种广泛分布的多酚氧化酶,催化底物具有广谱性,被应用于造纸、环保、食品、医药、纺织等各个领域。

漆酶既能催化木质素聚合,又能促进木质素降解;既被用于生漆固化成膜,木质素聚合改性、提高纤维素间的自粘合性、纸张漂白、纺织废水处理和染料合成,又被用于果汁和酒类澄清,改善饮料的色泽和口感。

漆酶催化反应形成的自由基对癌细胞有杀伤作用,可制备抗癌药物。

在免疫检测中,利用漆酶催化的氧化反应特性能去除胆红素和抗坏血酸等干扰物质,还可替代过氧化物酶作为新的标记酶。

在生物修复中漆酶可有效降解酚类等污染物。

随着分子生物学进展,漆酶的新用途将会被不断挖掘,给人类带来福音。

关键词:漆酶;多酚氧化酶;应用 : ,, ,,, . ? , ? ;, , , , , ,, ., ,? . , , . .. , , .: ;;漆酶 , ,. . . ,即对一二酚: 随着分子生物学的发展,利用微生物作为载体,双氧氧化还原酶,是年本学者吉田构建漆酶的功能性表达系统,可使得漆酶的大规模从漆树的漆液中发现的一种含生产成为可能,有助于改善目前漆酶产量低、价格昂铜的糖蛋白氧化酶。

在过去的几十年,漆酶因其广贵、不能大范围产业化的现状。

另外极端环境微生泛而环保的应用价值,备受研究者和生产加工者的物研究的进展,有助于适应极端环境下应用的新型关注,其身影几乎出现在化学、生物学、环境科学和漆酶形成,将给一些特殊领域的工业化应用带来福医药等各个领域¨。

音。

收稿日期:一 ?作者简介:靳蓉,女,年毕业于北京协和医学院,获硕士学位,研究方向为漆树资源基金项目:国家“十二五”科技支撑计划项目,项目编号:年第期靳蓉等:漆酶的应用技术目前,已发现在有机溶剂存在的条件下,漆酶可材料科学以催化木质素与丙烯酰胺发生自由基接枝共聚,生Ⅳ成水溶性的木质素共聚产物。

第六章酶与细胞固定化

第六章酶与细胞固定化
第六章 酶、细胞、原生质体固定化
游离酶的缺点：
(1) 酶的催化效率不够高
(2) 酶的稳定性较差（热、酸碱、有机溶剂对其有 影响）。
(3)酶使用后通常不能回收，这种一次性使用酶的 方式，不仅使生产成本提高，而且难于连续化生产， 从而导致酶的使用效率低，产品成本高。
(4)产物的分离纯化较困难 ，酶在催化反应结束后 与产物混在一起，给产物的进一步分离纯化带来一 定的困难。
亚硝酸可由亚硝酸钠和盐酸反应生成： NaNO2+HCl HNO2+NaCl
载体活化后，活泼的重氮基团可与酶分子中的酚基或咪唑基发生偶联反 应值得固定化酶。
R—O—CH2—C6H4—N+===N+E R—O—CH2—C6H4—N ＝ N—E
② 叠氮法：
含有酰肼基团的载体可用亚硝酸活化，生成叠氮 化合物。以羧甲基纤维素为例，先将羧甲基纤维素甲 酯化，再与肼反应生成羧甲基纤维素的酰肼衍生物， 然后再与亚硝酸反应得到叠氮化合物，这种产物能在 低温、pH 7.5—8.5的情况下和酶的氨基直接偶联。 叠氮衍生物也能和羟基、酚羟基或巯基反应。
携带到体内特定部位，然后将被包裹物质释放。因 此，其在药物应用方面受到重视。
与凝胶包埋法相比，微囊型包埋法的优点： 1）固定化酶颗粒小。 2）半透膜能阻止蛋白质分子渗漏和进入，注 入体内既可避免引起免疫过敏反应，也可使 酶免遭蛋白水解酶的降解，具有较大的医学 价值。 缺点：反应条件要求高,制备成本也较高。
IE (or IC)
b. 微囊型包埋(microencapsulation)： 又称半透膜包埋法：
将酶包埋于由各种高分子聚合物（直径几十微 米～几百微米，厚约25mm的半透膜）制成的小球内， 制成固定化酶。 ① 常用半透膜有：聚酰胺膜、火棉胶膜 ② 制备方式：界面沉降法、界面聚合法、表面活性 剂乳化液包埋法。 分述如下：

酶工程学上新进展与漆酶作用研究的途径再议

酶工程学上新进展与漆酶作用研究的途径再议

酶工程学上新进展与漆酶作用研究的途径再议
甘景镐
【期刊名称】《中国生漆》
【年(卷),期】1991(10)1
【摘要】作者曾在《中国生漆》8卷3期中讨论漆酶改造的途径,近期获得新的情报——1988年9月在美国纽约召开的“关于RNA催化、剪接与进化讨论会”上的结论,人们日前已经在酶学研究上,另避一条途径。

根据传统概念,人们都早已认为:“酶都是蛋白质”。

所以关于蛋白质化学的概念,方法等等都适应于酶学。

漆酶的概念,当然也不能例外,但还有一个疑问。

【总页数】2页(P17-18)
【关键词】酶工程学;漆酶作用;漆酶
【作者】甘景镐
【作者单位】福建师范大学
【正文语种】中文
【中图分类】TQ630.1
【相关文献】
1.灰树花漆酶的酶学性质及其脱色作用研究 [J], 佟硕秋;王宝琴;刘凤玉;路兴爱;张哲哲;张双飞
2.食用菌漆酶及其对农药残留降解作用的研究进展 [J], 刘绍雄;李建英;刘春丽;王明月;罗孝坤;张微思;;;;;;
3.漆酶/木聚糖酶双功能作用预水解液制备糠醛的研究 [J], 刘婧;刘海棠
4.漆树漆酶的催化氧化作用——Ⅴ.漆酶/O_2体系获取半醌自由基的研究 [J], 王光辉;江涛;张昌军;李江泉
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生物制药技术-第六章-酶工程制药(4,5,6,7)

生物制药技术-第六章-酶工程制药(4,5,6,7)


在环糊精催化反应时，参与反应的底物分子先被环 糊精分子包结，再与其发生反应，这与酶促反应十 分相似，所以使得环糊精成为深受人们青睐的模型 分子，人们利用环糊精为酶模型已经对多种酶的催 化作用进行了模拟，在水解酶、转氨酶、核糖核酸 酶、氧化还原酶、碳酸酐酶、硫胺素酶和羟醛缩合 酶等方面都取得了巨大的进展，所模拟的胰凝乳蛋 白酶的催化效率与天然酶在同一数量级，该模拟酶 由β-环糊精和催化侧链组成，根据胰凝乳蛋白酶活 性部位由由Ser195、His57和Asp102组成的特件，在催 化侧链上接上羟基、咪唑基和羧基。β-环糊精具有 束缚底物的能力，而其催化侧链正好含有该酶的活 性部位的羟基、咪唑基和羧基，而且各基团所处的 位臵合适。由于模拟酶不含氨基酸，其热稳定性与 pH稳定性都大大优于天然酶。
--第四节，第五节，第六节，第七节

一、模拟酶的概念 酶是自然界经过长期进化而产生的高效生物催化 剂，它能在温和条件下高效专一地催化某些化学 反应，所以它的应用日趋广泛。但是，酶对热敏 感、稳定性差和来源有限等缺点限制了它 的大规 模开发和利用。设计一种像酶那样的高效催化剂 是科学家们一 直追求的目标之一，于是，新的催 化剂 人工模拟酶就逐渐被研制和开发了。



肽酶就是模拟天然酶活性部位而人工合成的具有催 化活性的多肽，这是多肽合成的一大热点。 Atassi和Manshollri利用化学和晶体图像数据所提供 的主要活性部位残基的序列位臵和分隔距离，采用 表面刺激合成将构成酶活性部位位臵相邻的残基以 适当的空间位臵和取向 通过肽键相连，而分隔距 离则用无侧链取代的甘氨酸或半胱氨酸调节，这样 就能模拟酶活性部位残基的空间位臵和构象。他们 所设计合成的两个29肽ChPepz和TrPepz分别模拟了 α-胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶的活性部位，二者水解 蛋白的活性分别与其模拟的酶相同。

第六章酶制剂的应用ppt课件

第六章酶制剂的应用ppt课件
4、β-葡萄糖醛酸苷酶生产单葡萄糖醛酸基甘草皂甙
（四）酶在乳化剂生产中的应用
食品乳化剂是食品加工过程中使互不相溶的 液体（如油和水）形成稳定乳浊液的一类食品添 加剂。目前，国内外最普遍使用的乳化剂是甘油 单脂及其衍生物和大豆磷脂等。这些乳化剂在人 体消化过程中被分解为脂肪酸和多元醇，从而被 人体吸收或排出体外，对人体代谢无不良作用。
采用酶工程技术将糖化酶等淀粉酶或者纤维 素酶与酵母细胞共固定化，通过多糖水解酶 和酵母细胞内酒化酶系的共同作用，将淀粉或纤 维素转化为乙醇。
6.2.5 酶在生物柴油制造方面的应用
生物柴油是甘油酯与小分子醇类经过酯交换 反应而得到的脂肪酸酯类物质，可以代替柴油作 为柴油发动机的燃料使用等。在当今石油资源面 临枯竭的情况下，研究和开发新的生物能源具有 重要的意义和应用价值。
第六章 酶制剂的应用
6.1 酶在食品工业中的应用 6.2 酶在环保与能源方面的应用 6.3 酶在医药领域中的应用 6.4 酶在基因工程与细胞工程中的应用 6.5 酶在饲料工业和养殖业中的应用
本章教学要求
【了解】：酶在环保、能源、医药、基因工程、
细胞工程、动物饲养等领域的应用。
【熟悉】：酶在食品保鲜、淀粉加工、蛋白制品
在有机介质中，脂肪酶或酯酶可以催化甘油 酯与小分子醇类进行酯交换反应，生成小分子的 酯类混合物（甘油和酯）。
6.3 酶在医药领域中的应用
6.3.1 酶在疾病诊断方面的应用
疾病治疗效果的好坏，在很大程度上决定 于诊断的准确性。疾病诊断的方法很多，其中， 酶学诊断方法具有可靠、简便、快捷等特点。
6.1.7 酶在食品分析检测中的应用
1、醇类和胆固醇的测定 2、食品中糖类的测定 3、氨基酸类的测定 4、有机酸的测定 5、食品中其他组分的测定
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Buzyme 2535 应用于餐巾纸
Kraft Usage (%) Tensile Strength
45 40 35 30 25 20 10
5 0
Pre-trial
Trial
275 270 265
SWK Usage
260
Tensile
255 250 245
Buzyme 2535 作用前后比较
适当酶处理使浆的絮凝性提高，有一定 的助留助滤作用。
➢
对照和酶处理纤维表面的SEM
对照
酶处理
辐射松压力盘磨机械（ PRMP）的酶法改性
项目
酶处理后 对照浆
浆的游离度
648-654
635
CSF/mL
长纤维含量/% 58.4-58.5
57.2
短纤维含量/% 17.1-17.3
18.5
花旗松RMP的酶法改性
酶促打浆
概念： 利用 半纤维素酶或纤维素酶对打浆前的纸 浆进行预处理，导致纤维表面某种程度的活 化和松弛，促进纤维的吸水润涨和细纤维 化程度，使打浆性能得到改善，起到降低打 浆能耗的作用。
酶促进打浆的原理
酶软化纤维细胞壁 增加渗透性,利于纤维润胀 降低纤维内聚力,纤维变得更为柔软 破坏初生壁 (0.05微米厚) 有利于S1（次生壁外层）的剥离
加酶前
加酶后(2 个小时)
生物酶应用打浆实例
纤维结构: 生产纸种: 应用目的: 处理方法:
未漂阔叶材 文化纸 减少印刷过程中导管分子的脱落 使用生物酶对未漂浆进行处理
阔叶木导管分子
相对面积
1.10 1.00
1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40
空白
FQA Vessel Element Analysis
纸页性能
抗张强度 耐破度 (Mullen) 耐折度
撕裂度
打浆能量消耗
不透明度 透气度
SR0
纤维打浆前 纤维打浆后
良好打浆
获得理想的强度性能 耐破度 抗张强度 耐折度 撕裂度等
适合的滤水性 良好成型(匀度)
过度打浆
纤维过度切短 过慢的滤水 强度降低
纤维过度压溃 强度下降 挺度下降
纸浆纤维以及导管的细胞表面进一步柔软 化；
在纸浆纤维之间，纤维和导管间的结合面 积以及结合强度都增大。
（二）酶法改善未漂草浆滤水性
草浆含有高比例的非纤维的细小组分，造成 纸浆的滤水性差
单独的木聚糖酶和阿拉伯聚糖酶处理后滤水 性未得到改善
用EGI处理，未漂草浆的游离度增加，滤水 性增加，EGⅡ的效果稍差，但与木聚糖酶 复合使用时，作用效果增强
漆酶用量对纸浆强度的影响
湿抗张指数/N·m·g-1 干抗张指数/N·m·g-1 干撕裂指数/mN·m2·g-1
5
100
80
4 60
湿抗张指数
干抗张指数
40
3
干撕裂指数
20
2
0
0
8
16
24
32
酶用量(U/g绝干浆)
漆酶对未漂硫酸盐浆湿强度的改善
紧度/g·cm-3 湿抗张指数/N·m·g-1
空白 0.73 2.95
酶改性的浆种类
机械浆纤维酶改性和化学浆纤维酶改性
纤维改性所用的酶
纤维素酶、木聚糖酶、木素降解酶
一、机械浆的酶改性
改善滤水性 改善强度性能 降低能耗 改善纸浆的返黄
纤维素酶（半纤维素酶）改善杨木SGW的滤水性
杨木SGW的特点
浆的初始白度较高。成纸均匀、平滑度较好。有较 好的松厚度，不透明度和油墨吸收性好。适合生产 新闻纸。
利用粗制的酶液处理机械浆。既能防止纸浆白度降 低，又可缩短处理时间，有时还可以提高纸浆的部 分强度指标。
酶或生物抑制返黄的机理
• 邻苯二酚－氧－甲基转化酶 基于酶催化的甲基化作用能减少聚酚氧化酶对酚 羟基木素化合物的棕色化作用。
• 白腐菌 白腐菌能使酚甲基化，黄孢原毛平革菌能甲基 化很多芳香化合物的对羟基，并能使芳香共轭 的双键得到饱和。
打浆机理
打浆过程就是通过剪切力 对纤维进行压溃和帚化作 用，导致纤维的切断和细 纤维化
打浆机消耗大量电能，其 中大部分用于破坏初生壁 和剥离次生壁外层，只有 一小部分能耗用于分离纤 维
纤维细胞壁结构与组成
细胞壁 复合胞间
(ML) 初生壁P
次生壁S1
次生壁S2 次生壁S3
厚度µm
主要组成
特点
1.0-2.0 木质素,少量纤维素
花旗松RMP的特点
纤维粗度大 纤维挺硬 纤维柔软性差 成纸强度低
酶改性对花旗松RMP游离度和纤维粗度的影响
纤维素酶处理马尾松SGW
纤维素酶处理马尾松SGW
二、化学浆的酶改性
改善桉木硫酸盐浆导管脱落现象 改善草浆滤水性 酶促打浆
(一)纤维素酶对桉木硫酸盐浆导管脱落的抑止以及性能的改善
改善成纸品质
松厚度，匀度，结合强度，裂断长，环压，施胶/ 吸水性
成本节省
降低打浆能耗，纤维配比优化，延长磨片使用寿命， 减少涂层脱落，提高打浆能力，改善网部脱水
四、机械浆返黄的生物抑制
机械浆的返黄
机械浆的返黄现象是机械浆中的木素活性基团在 氧的存在下，易受热和光照而被激发，通过一系 列氧化反应生成各种发色团，从而引起机械浆成 纸白度下降的现象.
3.0-10.0 0.1
少量木质素, 主要是纤维素与半纤维素
占细胞壁的70-80%,呈螺旋单一走 向,0-45度角排列,打浆的主要 对象
木质素含量低, 主要是纤维 素
与S1相似,打浆不考虑该层
打浆对浆料性能的影响
增加
• 紧度(抗张强度) • 裂断长 • 耐破指数 • 耐折度 • 收缩率
降低
• 撕裂度* • 不透明度 • 透气度 • 纤维长度
漆酶改善纤维特性
漆酶的增湿强作用
在水相溶液中,漆酶可以催化氧化含有木素的纤维 原料,在木素和与之相邻的纤维之间产生苯氧基,而 且被氧化的木素可以发生聚合作用,缩合的木素包 围着纤维,在纤维间形成交联网,该网可以阻止纤维 润胀,保护氢键不被破坏其作用相当于纸张湿强剂, 因此漆酶在制浆造纸中可用做湿强剂。
制浆造纸生物技术－
纤维的酶法改性
纤维的酶法改性
利用纤维素酶、半纤维素酶、木素酶等酶 组分组成的酶系对纸浆纤维进行改性处 理，以提高纸浆的滤水性能、物理性能和 抄造性能，使纸浆和成纸质量得到显著改 善。
酶法改性的分类
纤维类型
原浆（初次）纤维酶改性和二次纤维酶改性
改性作用类别
改善滤水性、改善纸浆强度性能、酶促打浆、酶对机械浆返 黄现象的改善
纤维素酶用于酶法打浆的原理
纤维素酶作用于纤维表面产生适当剥离效应， 将P层和S1层破除，使S2层恰好裸露出来而不 受到损害，加速纤维细纤维化，则会在不损失 纸浆强度性能的情况下促进打浆，从而节约打 浆能耗。
后
加酶前后比较
磨浆出口 未经酶处理
前 磨浆进口
磨浆出口 经酶处理
酶促打浆的优点
提高纤维的分丝帚化 节约能耗10-20% 增加纸张强度，减少针叶浆配比 提高纤维交织能力，促进滤水与留着 降低细小组份含量 改善纸页成形
106
5.17
59
纤维素酶B 0.20
568
75.3
104
5.36
63
纤维素酶C 0.20
531
76.4
76
4.82
145
对照
540
76.7
72
4.63
189
纤维素酶改善桉木硫酸盐浆导管脱落的原理
添加Vesselex酶和打浆可使纸浆纤维素的 平均分子量下降：提高了纸浆纤维和导管 的润涨性；使外部细纤维化减少，而内部 细纤维化增加；
细胞间的联接
0.1-0.3
较多的木质素和半纤维素
与ML与S1紧密相联 多孔薄膜,不易吸水,微纤丝在细胞
壁呈不规则的网状结构,有碍S 层与外界接触,不利于S层的润 胀和细纤维化,要去掉
0.1-1.0
较多的木质素和半纤维素
呈不规则排列,结晶度高,对化学和 机械阻力大,限制S2的润胀和 细纤维化,必须去掉
漆酶 0.72 5.30
失活酶 0.72 3.01
漆酶和漆酶/介体改性纤维特性机理
单独漆酶处理纸浆时，主要发生纤维表面木素的聚合反 应，引起纤维表面的粘合作用，改善了湿强度。
漆酶/介体处理纸浆时，木素的降解和聚合同时发生， 但以交联反应为主。
木素的降解疏松了纤维内部结构，使得纤维壁中的木素 也得以活化，引起交联反应的广度与深度大大增加， 因此，漆酶/MS处理纸浆时纤维的改性程度更大，胶合 程度更强，湿强度提高更明显。
0.67
0.67
0.58
Buzyme A (1 #/ton)
Buzyme A (4 #/ton)
Buzyme A & BuzymeB (0.25 #/t)
Buzyme 处理南方阔叶浆
加酶前
加酶后（60分钟）
导管分子
导管分子基本消失
纤维素酶的作用小结
相对强度
能量消耗
未加酶 加酶后
纤维改性酶应用的潜在优势
酶法改善未漂草浆滤水性的机制
草浆滤水性不好的原因是其含有高比例的细 小组分以及高含量半纤维素，使草浆纤维过 度润涨造成的；
改善其滤水性的先决条件是解开木聚糖和纤 维素之间的连接；
可以用EGI 或EGⅡ和木聚糖酶组成的复合 酶来解开这个连接，但单独使用木聚糖酶无 效。
三、酶促打浆（Enzymatic beating）
纤维短，细小组分较多，成纸的强度较低。纸的表 面强度较低，影响纸的印刷性能。
细小组分含量高，浆的滤水性能差，不利于纸机车 速的提高