酶工程技術(shù)論文
發(fā)達(dá)國(guó)家所掌握的酶工程技術(shù)比較熟練,近些年來(lái)人們加快了對(duì)新酶源的開發(fā),使功能性食品添加劑得到了迅速的發(fā)展。下面小編給大家分享一些酶工程技術(shù)論文,大家快來(lái)跟小編一起欣賞吧。
酶工程技術(shù)論文篇一
酶工程技術(shù)在食品添加劑生產(chǎn)中的應(yīng)用
摘 要:近些年來(lái),由于固定化細(xì)胞技術(shù)、固定化酶反應(yīng)器的推廣與使用,使得食品新產(chǎn)品得到了開發(fā),食品的品種數(shù)量與質(zhì)量都得到了明顯的提高,這為食品工業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。本文就酶工程技術(shù)在食品添加劑中的應(yīng)用情況作進(jìn)一步的說(shuō)明。
關(guān)鍵詞:酶工程 食品添加劑
引言
利用酶和細(xì)胞或者是細(xì)胞器所具有的催化功能為人類提供服務(wù),生產(chǎn)所需產(chǎn)品的技術(shù)統(tǒng)稱為酶工程技術(shù)。作為生物工程的一個(gè)重要組成部分,酶工程技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在食品添加劑的生產(chǎn)中。
一、開發(fā)新的酶源
發(fā)達(dá)國(guó)家所掌握的酶工程技術(shù)比較熟練,近些年來(lái)人們加快了對(duì)新酶源的開發(fā),使功能性食品添加劑得到了迅速的發(fā)展。我國(guó)對(duì)于這方面的研究起步比較晚,但是隨著近幾年的探究與摸索也取得了明顯的進(jìn)步。比如說(shuō),華南理工大學(xué)利用微生物發(fā)酵的技術(shù)可以產(chǎn)生一種特定的酶,這種酶具有很強(qiáng)的催化的作用,它可以進(jìn)行兩步酶法催化分子果糖轉(zhuǎn)移反應(yīng)而產(chǎn)生低聚果糖,這是一項(xiàng)巨大的突破;其次比較有名的就是江蘇化工學(xué)院自制出了選擇性優(yōu)良以及非常廉價(jià)的糖化酶和胰淀粉酶,它們經(jīng)過(guò)一系列的催化作用可以生產(chǎn)出低糖度、低熱量、高粘度且不會(huì)被微生物發(fā)酵的麥芽糖醇。
脂肪酶是大家比較熟悉的一種水解酶,它是一種只能在異相系統(tǒng)或者不溶性系統(tǒng)的油-水界面上來(lái)進(jìn)行水解的酶。但是由于脂肪酶的不穩(wěn)定性、酶的來(lái)源較少、提純比較困難的種種原因使得它長(zhǎng)期以來(lái)得不到充足的發(fā)展。但是近年來(lái)隨著細(xì)胞工程、固定化技術(shù)以及基因工程的興起,人們逐漸解開了脂肪酶的神秘面紗,對(duì)于脂肪酶的研究也取得了飛躍式的發(fā)展,其中甘油膽汁及其衍生物在食品行業(yè)中是應(yīng)用最廣泛的,它改善了食品工業(yè)中面包的質(zhì)量與口感,它可以誘導(dǎo)或快速形成巧克力面包的香味,為國(guó)內(nèi)外食品的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。
二、固定化酶技術(shù)與細(xì)胞技術(shù)的發(fā)展
通常所謂的固定化技術(shù)就是通過(guò)一系列的物理或者化學(xué)的方法將酶或者是細(xì)胞固定在水溶性或者是非水溶性的膜狀、顆粒狀、管狀的載體上,在這樣的情況下能明顯的提高酶對(duì)熱度以及對(duì)酸堿度的穩(wěn)定性;而且利用固定化技術(shù)在連續(xù)反應(yīng)的過(guò)程中不會(huì)造成流失的現(xiàn)象,利用非常簡(jiǎn)單的方法就可以進(jìn)行回收再生,為生產(chǎn)的可持續(xù)化、節(jié)約能耗、降低生產(chǎn)成本提供了技術(shù)上的支持。早在70年代,中國(guó)科學(xué)院生物研究所就對(duì)固定化酶或者固定化細(xì)胞技術(shù)開始了長(zhǎng)時(shí)間的研究,現(xiàn)在許多的科研單位、高等學(xué)校和大型企業(yè)已經(jīng)掌握了固定化酶技術(shù),并取得了明顯的效果,現(xiàn)在固定化酶和細(xì)胞技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于食品添加劑中。
固定化酶技術(shù)在甜味劑的生產(chǎn)中采用固定化葡萄糖異構(gòu)酶在生物反應(yīng)器中的連續(xù)生產(chǎn),可以制造出葡萄糖漿,這項(xiàng)技術(shù)在整個(gè)的酶工程工業(yè)生產(chǎn)中是最成功的,同時(shí)也是應(yīng)用范圍最廣的;利用酶技術(shù)方法可以將便宜的無(wú)水馬來(lái)酸制作成酒石酸,現(xiàn)在的市場(chǎng)上幾乎都是運(yùn)用這種方法來(lái)生產(chǎn)酒石酸,因?yàn)樗哂胁僮鬟^(guò)程簡(jiǎn)單、酒石酸純度高、經(jīng)濟(jì)效益高的特點(diǎn)。利用固定化酶和細(xì)胞技術(shù)還可以生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑,營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑主要包括氨基酸、維生素和一些微量的元素,L-天門冬安是最早應(yīng)用固定化細(xì)胞在工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)的氨基酸,這項(xiàng)技術(shù)隨著時(shí)間的推移以及科學(xué)界的研究已經(jīng)使它得到了充足的發(fā)展,它可以連續(xù)數(shù)周進(jìn)行生產(chǎn),這種方法轉(zhuǎn)化效率極高,對(duì)生成的產(chǎn)物易分離,同時(shí)產(chǎn)物的純度也很高。
三、非水相酶催化反應(yīng)技術(shù)
80年代后期,人們對(duì)于界面酶學(xué)和非水酶學(xué)的研究取得了突破性的發(fā)展,這樣就極大地促進(jìn)了脂肪酶多功能催化作用的開發(fā)。在食品添加劑生產(chǎn)的領(lǐng)域中,利用固定在有機(jī)物中的脂肪酶催化作用可以將廉價(jià)的棕櫚油變成香味襲人的可可脂,可可脂可以大量的運(yùn)用在巧克力糖果的生產(chǎn)中。日本富士油脂公司已經(jīng)取得了這方面有關(guān)生產(chǎn)的發(fā)明專利,國(guó)外利用酶促脂交換反應(yīng)可以將便宜的油脂改成高品質(zhì)的食用油,而且含有高不飽和脂肪酸的卵磷脂具有細(xì)胞分化的誘導(dǎo)作用,它是一種可以治療癌癥的藥物??傊?,非水溶劑中酯催化反應(yīng)技術(shù)在食品添加劑生產(chǎn)中具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
四、固定化載體材料不斷的更新,生物反應(yīng)器不斷更新
固定化細(xì)胞的制備方法大體可以分為吸附法、包埋法、共價(jià)結(jié)合法、交聯(lián)法、多孔物質(zhì)包絡(luò)法等,其中包埋法是使用最普遍的。采用戊二醛、甲苯二氰酸酯、雙重氮聯(lián)苯胺等物質(zhì)直接與細(xì)胞表面的反應(yīng)基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng),這樣就會(huì)使細(xì)胞彼此交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而固定化細(xì)胞的方法也是固定化細(xì)胞方法的一種。利用金屬絲、棉網(wǎng)等多孔載體固定絲狀真菌和放線菌,這樣就可以組成轉(zhuǎn)盤式生物反應(yīng)器,可以使酶的活性長(zhǎng)期保持下去。這種技術(shù)已經(jīng)在糖漿、糖化酶等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到大范圍的應(yīng)用。
目前在食品添加劑的生產(chǎn)中常見的生物反應(yīng)器大致可以分為:連續(xù)攪拌全混反應(yīng)器、鼓泡式反應(yīng)器以及填充床反應(yīng)器等等。由于每一種生物反應(yīng)器都有各自的特點(diǎn),所以到目前為止沒(méi)有一種可以通用的比較理想的反應(yīng)器,還有就是生物反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要不斷地進(jìn)行更新才能不斷地滿足細(xì)胞生產(chǎn)技術(shù)中的工藝需要,這同樣也是科學(xué)界與生物學(xué)界需要共同研究的方向。
結(jié)論:
從本文可以明顯地看出,酶工程技術(shù)在食品添加劑的生產(chǎn)中已經(jīng)得到了廣泛的推廣與應(yīng)用,人們對(duì)于酶和細(xì)胞固定化技術(shù)的掌握以及使用,已經(jīng)給食品的生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益??茖W(xué)界與生物學(xué)界對(duì)于酶不同用途的研究,對(duì)固定化方法以及載體材料的不斷更新為食品添加劑在工業(yè)生產(chǎn)中的連續(xù)化和自動(dòng)化提供了有力的條件,實(shí)現(xiàn)了降低生產(chǎn)成本的可能。總之,隨著科學(xué)的不斷發(fā)展,酶工程技術(shù)在食品添加劑生產(chǎn)中的應(yīng)用前景是可觀的。
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