01Fermentazione liquida
Attualmente, la tecnologia comunemente utilizzata per la produzione di enzimi in patria e all'estero è la fermentazione liquida, ossia il mezzo liquido viene sterilizzato, raffreddato e quindi accesso alle cellule produttrici di enzimi e fermentato in condizioni specifiche.
I vantaggi di questo metodo di produzione sono i seguenti: è possibile realizzare una coltura pura e i prodotti target sono più chiari; il monitoraggio in tempo reale e il controllo automatico dei parametri del processo di fermentazione (pH, temperatura, ossigeno disciolto, rifornimento, ecc.) possono garantire che il processo di fermentazione sia sempre in condizioni ottimali e l'efficienza della fermentazione può essere migliorata; è favorevole alla produzione su larga scala, in fabbrica e moderna. Lo svantaggio è che nel processo di produzione viene generata una grande quantità di sostanze inquinanti, che aumentano l'onere economico delle imprese nella gestione degli inquinanti. Alcune imprese e fabbriche su larga scala hanno serbatoi di fermentazione degli enzimi con una capacità di decine o addirittura centinaia di tonnellate e, se il liquido di fermentazione è contaminato, causerà la contaminazione dell'intero serbatoio di fermentazione, con conseguenti enormi perdite economiche e spreco di risorse.
Pertanto, la fermentazione liquida richiede il monitoraggio in tempo reale dei parametri del processo di fermentazione e l'ottimizzazione attraverso la regolazione umana per garantire l'efficienza e la qualità della fermentazione.
02 Fermentazione allo stato solido
La fermentazione allo stato solido consiste nell'utilizzare crusca, crusca di riso e altre materie prime principali per preparare il terreno di coltura, sterilizzato e collegato ai batteri produttori di enzimi, in determinate condizioni di fermentazione.
Questo metodo di produzione evita efficacemente le carenze del metodo di fermentazione liquida e presenta i vantaggi di un basso consumo economico dopo l'inquinamento, di una piccola area di inquinamento prodotta dalla fermentazione, del riciclo dei materiali di scarto dopo la fermentazione (che possono essere utilizzati come fertilizzanti agricoli con un semplice trattamento), della facilità di gestione e così via. La fermentazione a stato solido risponde alle esigenze di risparmio energetico e di tutela ambientale.
Utilizzando la tecnologia enzimatica della fermentazione allo stato solido per fermentare la paglia di grano, l'alcol combustibile prodotto può alleviare la pressione della domanda di petrolio e favorire la realizzazione di un uso sostenibile delle risorse. Il processo di fermentazione allo stato solido non è facile da controllare ed è difficile ottenere una produzione stabile, per cui attualmente non è in grado di raggiungere una produzione di massa industrializzata e non può soddisfare la domanda del mercato.
Con l'interno
e la ricerca di esperti stranieri sui metodi di produzione degli enzimi continua ad approfondire, i problemi di controllo della fermentazione allo stato solido saranno risolti e la sua applicazione diventerà sempre più diffusa.
Campi di applicazione della preparazione enzimatica
I preparati enzimatici presenti sul mercato comprendono principalmente proteasi, amilasi, cellulasi, pectinasi, fitasi, ecc. La maggior parte di essi è costituita da preparazioni composite a base di enzimi multipli, ampiamente utilizzate nei settori dell'alimentazione (ad es. panificazione, lavorazione profonda della farina, ecc.), dei mangimi, dei prodotti in pelle, dell'energia e della medicina.
1. Campo di ricerca di base
Gli enzimi sono presenti nella ricerca sulle scienze della vita. Ad esempio, negli esperimenti di fusione di cellule vegetali, l'uso di cellulasi o pectinasi per rimuovere la parete cellulare, ampliando la portata della ricombinazione del materiale genetico; negli esperimenti di ingegneria genetica, l'uso di DNA ligasi, endonucleasi dell'acido di restrizione, DNA polimerasi, fosfatasi alcalina e modifica dell'enzima e altre cinque categorie di enzimi strumento, coinvolti nella realizzazione di acidi nucleici, analisi di sequenza, sonde etichettate, costruzione di vettori, selezione di geni bersaglio, ecc, per arrivare a modificare le caratteristiche genetiche originali degli organismi e ottenere nuove varietà.
2, campo agricolo
Il preparato enzimatico per mangimi è un tipo di additivo per mangimi che può eliminare i fattori antinutrizionali, migliorare il tasso di conversione dei mangimi, migliorare la capacità digestiva e l'immunità degli animali e promuovere la crescita e lo sviluppo degli animali. L'enzima per mangimi è utilizzato principalmente nel pollame e nell'acquacoltura, ad esempio: Li Weilin et al. hanno aggiunto un enzima composto nel mangime per polli per degradare i polisaccaridi non amidacei (NSP) solubili, per migliorare la digeribilità del mangime per polli da carne; anche se l'energia del mangime aggiunto all'enzima è stata ridotta a 209 kJ ／ kg, la crescita dei polli da carne è rimasta inalterata.
3, campo alimentare
I gruppi di strutture molecolari degli enzimi hanno proprietà reologiche stabili, che possono formare diverse proprietà sensoriali e la freschezza di diversi alimenti, e svolgono un ruolo nella conservazione degli alimenti, nella lavorazione, nei test e in altri aspetti. Ad esempio, Li Huo et al. hanno introdotto nella pesca il preparato enzimatico di acido fitico composto da lisozima e hanno scoperto che può ridurre significativamente il tasso di respirazione della pesca, mantenere la durezza del frutto, inibire la crescita di MDA e ridurre l'attività dell'enzima PPO; il metodo è facile da usare, sicuro ed efficiente e può migliorare efficacemente la conservabilità della pesca; i preparati enzimatici sono stati applicati nella produzione di zucchero, birra, prodotti da forno, frutta e verdura lavorata, prodotti lattiero-caseari e prodotti a base di carne e hanno la funzione di migliorare la resa, eliminare gli odori e così via. La PCR, i biosensori enzimatici, l'ELSA e altre tecnologie di ingegneria enzimatica sono in grado di determinare in modo efficiente, sensibile e accurato i residui di pesticidi, tossine e microrganismi negli alimenti e sono ampiamente utilizzati nei test alimentari.
4, settore farmaceutico
I preparati enzimatici possono essere utilizzati per il trattamento, la prevenzione e la diagnosi di molte malattie. Ad esempio: La nattochinasi ha effetti preventivi e terapeutici su trombosi, iperlipidemia, viscosità del sangue, osteoporosi, febbre da liquirizia e diabete mellito, e ora è stata realizzata e applicata nella produzione di massa; il tasso di guarigione del preparato composito di lisozima per l'endometrite delle vacche da latte è significativamente più alto di quello di antibiotici come l'ossitetraciclina, l'enrofloxacina e la gentamicina, e supera le carenze degli antibiotici che sono inclini a produrre resistenza ai farmaci e contaminazione del latte con residui di farmaci, il che ha portato notevoli vantaggi economici all'industria dell'allevamento di bovini da latte. Porta significativi vantaggi economici all'industria dell'allevamento di bovini da latte.
5, campo dei prodotti quotidiani
Anche l'applicazione degli enzimi nella vita quotidiana è molto ampia. Ad esempio: l'aggiunta di proteasi, lipasi, cellulasi e altri preparati enzimatici nei detersivi può ridurre i danni dei detersivi sui vestiti e migliorare la capacità di pulire lo sporco; la metalloproteinasi-superossido dismutasi (SOD) nei prodotti per la salute può rimuovere i radicali liberi e migliorare la capacità antiossidante, aumentando la capacità di resistenza dell'organismo; La SOD nei cosmetici ha l'effetto di protezione solare e anti-invecchiamento; nell'industria cartaria, la SOD può essere utilizzata per prevenire la luce solare, anti-invecchiamento; nell'industria cartaria, la SOD può essere utilizzata per prevenire la luce solare, anti-invecchiamento e antiossidazione. Nell'industria della carta, la lipasi viene utilizzata per rimuovere la resina dai tronchi, la xilanasi per sbiancare la pasta di legno e l'aggiunta di una certa quantità di cellulasi ed emicellulasi alcalina alla deinchiostrazione dei giornali di scarto riciclati può migliorare la bianchezza della carta.
Conclusione
Negli ultimi anni, la Cina ha registrato un rapido sviluppo dei preparati enzimatici, che sono stati ampiamente utilizzati nella ricerca di base, nell'industria alimentare, nell'industria dei detergenti, nella produzione di mangimi e in altri campi. Tuttavia, attualmente esiste ancora un certo divario tra lo sviluppo dei preparati enzimatici in Cina e quello dei Paesi esteri, ad esempio i preparati enzimatici alimentari sono stati comunemente utilizzati nella produzione alimentare di alcuni Paesi sviluppati all'estero, mentre l'applicazione nazionale è minore e l'effetto è generale; la maggior parte dei preparati enzimatici alimentari utilizzati nel mercato cinese sono estratti e purificati mediante salatura o essiccazione a spruzzo, che difficilmente soddisfano i requisiti e gli standard sanitari pertinenti.
L'insufficienza della ricerca sugli enzimi significa che l'industria enzimatica cinese ha un enorme potenziale di sviluppo. In futuro, dovremmo impegnarci maggiormente nella ricerca sugli enzimi, sviluppare nuovi metodi e prodotti nella ricerca e nello sviluppo, nella produzione e nell'applicazione e studiare i prodotti enzimatici di alta qualità adatti alla produzione industriale, in modo da promuovere l'ulteriore sviluppo dell'industria enzimatica cinese.
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| Composto Glucoamilasi | 9032-08-0 |
| Pullulanase | 9075-68-7 |
| Xilanasi | 37278-89-0 |
| Cellulasi | 9012-54-8 |
| Naringinasi | 9068-31-9 |
| β-amilasi | 9000-91-3 |
| Glucosio ossidasi | 9001-37-0 |
| alfa-amilasi | 9000-90-2 |
| Pectinasi | 9032-75-1 |
| Perossidasi | 9003-99-0 |
| Lipasi | 9001-62-1 |
| Catalasi | 9001-05-2 |
| TANNASIO | 9025-71-2 |
| Elastasi | 39445-21-1 |
| Ureasi | 9002-13-5 |
| DEXTRANASE | 9025-70-1 |
| L-lattico deidrogenasi | 9001-60-9 |
| Deidrogenasi malato | 9001-64-3 |
| Colesterolo ossidasi | 9028-76-6 |