開題報告(設計類)高2

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1、畢業(yè)論文開題報告課題名稱年產萬噸堿性蛋白酶發(fā)酵工段工藝設計班級：生工0902學號：0909030208姓名：高宇指導教師：楊磊、王戰(zhàn)勇2013年3月10日13一、文獻綜述131.堿性蛋白酶的概述酶作為生物催化劑，在許多化學反應中具有不可低估的作用。酶催化劑作為生物進化的高級形式，與一般的化學催化劑相比，它可以在溫和的條件下高效、專一地催化底物轉變?yōu)楫a物。酶工程技術已成為生物工程技術的重要組成部分，無論是基因工程、蛋白質工程、細胞工程和發(fā)酵工程都需要酶分子的參與。酶催化的高效性、特異性及產品的高效回收、簡單的反應體系等優(yōu)點使酶工程技術成為現(xiàn)代生物技術主要支柱之

2、一。在現(xiàn)代食品工業(yè)中，酶的應用幾乎涉及到食品加工的各個領域。自20世紀中葉以來，工業(yè)用酶制劑市場得到了蓬勃發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，1981年工業(yè)酶制劑生產量約65,000噸，產值4億美元；1985年工業(yè)酶制劑約生產75,000噸，產值約6億美元。1998年全世界工業(yè)酶制劑銷售額高達16億美元。進入20世紀90年代后，市場對酶制劑的需求進一步增強，以世界上最大的酶制劑生產商丹麥的NovoNordisk公司為例，1993年的酶制劑銷售額為9億美元。1998年產業(yè)用酶的銷售額為15.18億美元。世界酶制劑的生產量正以每年8%左右的速度遞增，酶制劑的生產品種已由原來的

3、十多個發(fā)展為數(shù)十個。1994年以來，酶制劑市場量最大的是洗滌劑用酶，第二位是淀粉加工用酶，以后依次為乳制品加工、制酒工業(yè)、纖維工業(yè)和飲料業(yè)等[1]。自然界發(fā)現(xiàn)的酶已達數(shù)千種，工業(yè)上常用的酶只有數(shù)十種，而目前大量生產的酶僅有十余種。其中，蛋白分解酶是工業(yè)酶種中用得最多的一種酶，是水解蛋白質肽鏈的一類酶的總稱，約占酶總量的60%，其中堿性蛋白酶就占25%。堿性蛋白酶適宜在堿性條件(pH9-11)下水解動植物蛋白質，廣泛存在于動植物及微生物中[2]。堿性蛋白酶是由細菌原生質體誘變選育出的地衣芽孢桿菌2709，經深層發(fā)酵、提取及精制而成的一種蛋白水解酶，其主要成分為

4、地衣芽孢桿菌蛋白酶[3]，是一種絲氨酸型的內切蛋白酶，它能水解蛋白質分子肽鏈生成多肽或氨基酸，具有較強的分解蛋白酶的能力。生產工藝是采用微濾超濾膜分離、噴霧干燥或真空冷凍干燥等先進技術，廣泛應用于食品、醫(yī)療、釀造、洗滌、絲綢、制革等行業(yè)。堿性蛋白酶可以在堿性條件下保持良好的活力，并催化蛋白水解，可用于制革、絲綢、醫(yī)藥、食品和生物化學試劑等領域，其最大用途是作為添加劑生產加酶洗滌劑。堿性蛋白酶最早在豬的胰臟中發(fā)現(xiàn)。1913年，Rohm首先將胰蛋白酶作為洗滌浸泡劑使用。1945年瑞士的Dr.Jaag等發(fā)現(xiàn)了微生物堿性蛋白酶，使蛋白酶有可能廣泛應用于洗滌劑工業(yè)。1

5、963年，諾和諾德公司(現(xiàn)諾維信公司)發(fā)現(xiàn)了更適用于洗滌劑的堿性蛋白酶13Alcalase，酶制劑被廣泛地應用于洗滌劑產品中，出現(xiàn)了加酶洗衣粉；隨后的20年中，細菌類蛋白酶是唯一被應用于洗滌劑中的商品化酶制劑。堿性蛋白酶是目前市場上流行的洗滌添加劑，能大幅度提高洗滌去污能力，特別對血漬、汗?jié)n、奶漬、油漬等蛋白類污垢，具有獨特的洗滌效果[4]。堿性蛋白酶在技術采用細菌原生質體誘變處理方法，從國內堿性蛋白菌生產菌2709枯草桿菌中研究選育出若干穩(wěn)定高性能菌株[5]，在后處理上，采用去渣鹽析沉淀法，減少了蛋白酶的雜質含量和產品特有的氣味，提高了溶解速度，與洗滌劑有

6、更好的配伍性，延長了保質期[6]。其在商業(yè)中的巨大應用前景及在基礎研究中的重要作用，吸引著國際國內的許多公司及研究單位競相對其進行多方面的研究。2.堿性蛋白酶的主要應用2.1在洗滌劑中的應用洗滌劑借助于生物酶使其質量和性能獲得了全面發(fā)展，洗滌劑用酶制劑也在含酶洗滌劑的普及和生物工程技術進步的推動下得到了飛速發(fā)展。1962年丹麥Novo公司首次推出了加酶洗衣粉，但在使用的初期由于粉塵的影響，應用一時中斷。后來采用了顆粒化洗滌劑形式，加酶洗衣粉得到了普及。據(jù)統(tǒng)計，1998年全球洗滌劑用酶銷售額達4.98億美元，己成為工業(yè)用酶的最大應用領域。洗滌劑加酶是國際發(fā)展趨

7、勢，世界洗滌劑產量2700萬噸，西歐人均24公斤，日本人均9公斤，美國人均32公斤，世界人均7公斤，亞洲人均2.5公斤，我國人均只有2.05公斤，因此洗滌用品發(fā)展?jié)摿艽?。日常生活中遇到的污垢，特別是衣服上的污垢組成是十分復雜的，一般來說，主要有塵土的微粒、人體分泌的皮脂和汗液、食物的汁液和殘余物等，有機污垢是以蛋白質與纖維結合的方式存在的。用于洗滌這些污物的洗滌劑是由表面活性劑、純堿、水玻璃(硅酸鹽)、三磷酸鹽等配制而成，洗滌時水溶液顯示出較高的堿性pH一般在9-11之間，在這種條件下，堿性蛋白酶正好可以發(fā)揮其催化活性，催化污物中的蛋白質水解，使復雜的蛋白

8、質分解成結構簡單、相對分子量較小的水溶性膚，或者進一