果胶酶在废水处理的应用进展

A. 果胶酶在果汁生产中有什么作用

果胶酶可以处理破碎果实，可加速果汁过滤，促进澄清等。应用其他的酶与果胶酶共同使用，其效果更加明显，如秦蓝等采用果胶酶和纤维素酶的复合酶系制取南瓜汁，大大提高了南瓜的出汁率和南瓜汁的稳定性。

果胶酶通过扫描电子显微镜观察南瓜果肉细胞的超微结构，显示出单一果胶酶制剂或纤维乎圆素酶制剂对南瓜果肉细胞壁的破坏作用远不如复合酶系。

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果胶酶的分类

果胶酶包括两类，一岁搏塌类能催化果胶解聚，另一类能催化果胶分子中的酯水解。

其中催化果胶物质解聚的酶分为作用于果胶的酶（聚甲基半乳糖、醛酸酶、醛酸裂解酶或者果胶裂解酶）和作用于果胶酸的酶（聚半乳糖醛酸酶、聚半乳糖醛酸裂解酶或者果胶酸裂解酶）。催化果胶分子中酯水解的酶有果胶酯酶和果胶酰基水解酶。

贮存方法

果胶酶最佳贮藏条件为4-15℃，一般为室温贮藏，避免阳光直射。

果胶酶本质上是聚半乳糖醛酸水解酶,果胶酶水解果胶主要生成β-半乳糖醛酸,可用次碘酸钠银拆法进行半乳醛酸的定量,从而测定果胶酶活力。

B. 果胶酶将果胶分解成什么

果胶酶将果胶分解成什么：半乳糖醛酸

果胶酶简介：是指分解植物主要成分—果胶质的酶类。果胶酶广泛分布于高等植物和微生物中，根据其作用底物的不同。又可分为三类。其中两类（果胶酯酶和聚半乳糖醛酸酶）存在于高等植物和微生物中，还有一类（果胶裂解酶）存在于微生物

应用：果胶酶是水果加工中最重要的酶，应用果胶酶处理破碎果实，可加速果汁过滤，促进澄清等。应用其他的酶与果胶酶共同使用，其效果更加明显，如秦蓝等采用果胶酶和纤维素酶的复合酶系制取南瓜汁，大大提高了南瓜的出汁率和南瓜汁的稳丛磨定性。

C. 酶的应用

酶在生产和生活中的应用
自19世纪末德国生物学家毕希纳（Edward
Buchner）证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精，第一次提出酶的名称以来，人类已经发现并鉴定出3000多酶。酶作为一种催化剂，已被广泛地应用于轻工业的各个生产领域。近几十年来，随着酶工程的迅猛发展，酶在生物工程、生物传感器、环保、医药等方面的应用也日益扩大，可以说酶已成为国民经济中不可缺少的一部分，现实生活中，人们的衣、食、住、行及其他方面的新技术几乎都离不开酶。
常见的酶在生产和生活中的应用
洗涤剂工业：
（加酶洗衣粉等）碱性蛋白酶类
易于洗去衣物上的血渍、奶渍等污渍，加酶洗衣粉不能用于丝、毛等天然蛋白质纤维类织品的洗涤。
淀粉酶类
餐厅洗碗机的洗涤剂，用于去除难溶的淀粉残迹等
烘烤食品：
真菌产生的a一淀粉酶
催化淀粉降解成可被酵母利用的糖，面包等食品制作等
蛋白酶类（饼干松化剂）
制作饼干过程中，水解面粉中的蛋白质；乳制品生产中，水解乳清蛋白。有利于食品中蛋白类营养的消化吸收。
酿酒工业：
麦芽中的淀粉酶、蛋白酶、葡聚糖酶。
将酿酒原料淀粉和蛋白质降解成能被酵母利用的单糖、氨基酸和肽，从而提高乙醇的产量。
β一葡聚糖酶
分解β-葡聚糖，降低麦汁粘度，加快麦汁过滤速度，避免因β-葡聚糖引起的啤酒混浊。
木瓜蛋白酶
去除啤酒储存过程中生成的混沌物
肉类烹饪：
木瓜蛋白酶（嫩肉粉）菠萝蛋白酶
分解肉的胶原蛋白，使肉类嫩滑。木瓜蛋白酶的最适宜温度为600C，适宜pH7-7．5，不要在高温和酸性环境下使用。
乳制品工业：
凝乳酶
奶酪生产的凝结剂，并可用于分解蛋白质。
乳糖酶
降解乳糖为葡萄糖和半乳糖，获得没有乳糖的牛乳制品，有利于乳品的消化吸收：
果汁生产：
果胶酶、纤维素酶。
处理果肉，提高出汁率、缩短出汁时间、提高果汁质量。
制糖工业：
淀粉酶等
将淀粉转化为葡萄糖及各类糖浆
葡萄糖异构酶
用于将葡萄糖转化为甜度高的果糖，生产高果糖浆。
纺织工业：
淀粉酶
广泛地应用于纺织品的褪浆，其中细菌淀粉酶能忍受100～110℃的高温操作条件。
纤维素酶
代替沙石洗工艺处理制作牛仔服的棉布，提高牛仔服质量。
制革工业：
胰蛋白酶类
除去毛皮中特定蛋白质使皮革软化，也可用于皮革脱毛。
医疗和药品工业：
胰蛋白酶
用于促进伤口愈合和溶解血凝块，还可用于去除坏死组织，抑制污染微生物的繁殖；
青霉素酰化酶
将易形成抗药性的青霉素改造成杀菌力更强的氨苄青霉素
L一天冬酰胺酶
用于治疗癌症，剥夺癌细胞生长所需的营养。
溶菌酶（黏多糖溶解酶）
破坏革兰氏阳性菌细胞壁而杀死细菌。抗菌、止血消肿、加快伤口愈合，也用于治疗鼻炎、咽喉炎、口腔溃疡等。
酪氨酸酶
生产（神经递质），多巴用于治疗帕金森综合症。
尿激酶、链激酶
溶血栓剂，治疗血栓病。
蛋白酶等（多酶片）
治疗消化不良，许多酶在医疗中还可作为诊断试剂。

D. 木霉与果胶酶

果胶酶是分解果胶的酶的通称，也是一个多酶复合物，它通常包括原果胶酶、果胶甲酯水解酶、果胶酸酶三种（Abbasi et al.，2010），这三种酶的联合作用可使果胶质得以完全分解。果胶酶在许多领域有相当多的应用，例如果胶酶可以制成添加剂，用于消除饲料中的抗营养作用，提高饲料的利用率；此外其在饮料加工、粮油加工、纺织业、造纸、化妆品等领域都有应用。果胶酶已经成为食闷档稿品和饲蚂孝料工业生产领域中一种重要的酶类，张海燕等于2006年报道果胶酶销售额占世界食品酶销售额的25%。

自然界微生物中，细菌、放线菌、酵母和霉菌都有报道分泌果胶酶。徐勇等（2012）在摇瓶液体发酵的条件下研究了碳源、氮源、酵母汁和营养盐等因素对T.reesei选择性合成果胶酶的影响规律，并测定了酶学性质。结果表明，选用脱汁橘皮粉制备果胶酶，在Mandels营养盐中添加1.0g/L蛋白胨适合于T.ressei产果胶酶；以25g/L脱汁橘皮粉液体发酵48 h，果胶酶活力最高值达到32.6μmol/（min·mL），该果胶酶的最适pH为6.0，最适温度为50℃，以166μmol/（min·g）的果胶酶振荡水解10g/L商品果胶粉50h，酶解得率达80.3%。

为找到廉价的优化培养基配方生产高活力的复合纤维素酶，靖德兵等（2005）采用配方试验和双温度培养法对T.koningii F244菌株进行固体发酵，研究发现，在固体培养基中Tween-80对纤维素酶和果胶酶的生产均存在抑制作用，理想固体产酶培养基是稻草粉16%，麸皮24%，（NH₄）₂SO₄3%，含水率57%，该配方对应的果胶酶的期望酶活达到108U/g。

胡奎娟（2007）将木霉和蠢纳黑曲霉按7：3混合接种，以玉米芯3.75 g，麸皮3.75 g，葡萄糖37.5mg为混合碳源，Mandels营养盐11.5mL，添加NH₄NO₃7.5mg为氮源，在72 h产果胶酶活力为76.4IU/g，与两菌单独发酵相比，提高14.9%。

E. 果胶酶在果汁生产中有什么作用

1、果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得更容易；果胶分解成水溶性的半乳糖醛酸，使浑浊的果汁变得澄清。

2、果胶酶的活性可以用滤出的果汁的体积或果汁的澄清度来表示。因为果胶酶将果胶分解为小分子物质半乳糖醛酸，半乳糖醛酸可溶于水使果汁变得澄清，且可以通过滤纸从而提高出汁率，因此果汁的体积和澄清度反映了果胶酶催化分解果胶的能力。果胶酶的活性越大，滤出的者迟果汁体积越大，果汁的澄清度越高。

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果胶酶的应用：

1、果胶酶在饲料中应用

植物细胞壁主要成分是纤维素、首猜李半纤维素、果胶。果胶酶可协同纤维素酶、甘露聚糖酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶等共同作用于植物细胞壁，通过酶解细胞壁，可以把植物饲料中的营养成分释放出来，进而间接提高饲料的利用率。降低了饲料的成本，促进了畜禽对饲料的吸收。

2、纺织品的生物脱胶

用碱性果胶酶处理，代替碱对棉麻等织物进行煮练加工和整理工艺，以去除初生胞壁钟的果胶物质，在比较缓和的pH值和温度条件下使处理后的织物手感柔软，强度高，取代了耗能大、污染严重的传统热碱脱胶工艺。另外，可避免因微生物处理造成的纤维素的降解。

3、造纸业的生物制浆

造纸工业的生物制浆与纺织品的生物脱胶类似，都是通过果胶酶等酶处理降解植物纤维原料中的果胶、半纤维素及木质素，使其分解成满足造纸工业不同要求的束纤维或单纤维，以生产柔软、均一、有弹性的高品质材料。由于纸浆中高分兆神子果胶带负电荷，经酶解至六糖以下即可除去，避免了成品纸的静电现象。

F. 糖厂废水处理的方法及流程

糖厂废水处理的方法及流程：
甘蔗制糖生产的废水，是以糖元素为主的溶解体有机物，是多种微生物的营养源。甘蔗糖厂的废水主要是锅炉除尘的冲灰水、洗地板水和洗滤布水，这些废水都是无毒性的废水。甘蔗糖厂的废水属高浓度有机废水，主要分为三大类：
低浓度废水：主要指甘蔗糖厂生产中的蒸发罐、结晶罐等的冷凝水和动力车间、汽轮发电机等设备的冷却水，只受到轻微的污染，除温度较高外，水质基本无变化。这部分水量约占总废水量的30%～50%，其水质成分为COD值一般在60mg/L以下（冷凝水则含有少量氨气和糖分），SS在100mg/L以下。
中浓度废水：主要指糖厂甘蔗流送、洗涤废水以及锅炉排水。含有较多的悬浮物和相当数量的溶解性有机质。废水水量700%～800%对菜，BOD5约1500～2000mg/L，SS在500mg/L以上，其水量约占整个糖厂废水总量的40%～50%。
高浓度废水：包括流送水泥浆、压粕水、洗滤布水等。此外，还有综合车间排出的生产加工废水。这类废水含有较多的糖分和有机物质，特别是压粕水，COD在5000mg/L以上。这部分废水的水量较少，约占总排水量的10%。
甘蔗制糖生产废水处理的工艺技术选择上，大多数趋向于运用生物接触法和氧化沟工艺流程。生物接触氧化法和氧化沟工艺同属于好氧生物处理技术的一类工艺。好生物处理技术是在提供游离氧的前提下，以好氧微生物为主体的微生物菌群使废水中的有机物得以降解，是去除废水中溶解性有机物质，降低B0D的有效途径，其操作管理简单，运行费用低。

G. 果胶酶固定化处理的优点

1、技术简单：相对于其他酶的固定化技术，果胶酶的固定化方法较为简单，操作容易，能够在较短时间内完成
2、酶悄隐的稳定性更好：固定化后的果胶启卖厅酶相对于游离状态下的果胶酶，具备更好的稳定性，能够在较高温度，更宽的pH范围和重复使用情况下，保持较高的催化活性。
3、酶固定在固体基质上：通过将果胶酶固定在固体基质上，大大提升了酶的操作性，方便了酶配昌的提取、分离和回收。

H. 果胶酶的化学性质及用途介绍

果胶酶广泛分布于高等植袜侍物和微生物中，本质上是聚半乳糖醛酸水解酶,果胶酶水解果胶主要生成β-半乳糖醛酸,可用次碘酸钠法进行半乳醛酸的定量,从而测定果胶酶活力。

果胶酶的化学性质：

一般为灰白色粉末，或棕黄色液体。商业用果胶酶的有效成分主要有三种酶。一种是果胶甲酯酶(Pectin pectylhydrolase)(EC 3.1.1.11)，主要作用为催化甲酯果胶以脱去甲酯基，产生聚半乳糖醛酸苷键和甲醇。另一种是聚半乳糖醛酸酶(Polygalacturonase；EC 3.2.1.15)其作用是使果胶中以α-1，4-键结合的半乳糖醛基水解成为还原糖。第三种是果胶裂解酶(Pectin lyase；EC 4.2.2.10)，可使果胶断裂而得寡糖。此外，起次要作用的尚有β-葡聚糖酶(β-Glucanase；EC 3.2.1.6)、β-糖苷酶(β-Glucosidase；EC 3.2.1.21)和木聚糖酶(Xylanase；EC 3.2.1.32)。作用温度40～50℃，最适pH值为3.5～4.0。铁、铜、锌离子有明显抑制告枝吵作用。溶于水。

天然品在高等植物(如柑橘类、苹果、番茄等)和微生物中广泛存在。

果胶酶的用途：

主要用于果汁澄清、提高果汁过滤速度、提高果汁得率、降低果汁粘度、防止果泥和浓缩果汁的凝胶化、加强葡萄汁的颜色以及果蔬下脚料的综合利用等方面。最高参考用量200mg/kg。

如葡萄汁用0.2%果胶酶在40～42℃下静置3h，即可完全澄清。葡萄浆用0.05%果胶酶在30～35℃下处理，可提高得率15%，提高过滤速度l倍。

果胶酶可催化果胶中的甲酯水解，以及将多聚半乳糖醛酸分解成较小分子多聚物。可作为饮料的澄清剂，也用于橘子脱囊衣等。我国搭腔规定可用于糖水橘子罐头(去囊衣)、果酒、果汁，按生产需要适量使用。

果胶酶还可用作植物细胞杂交和花药培养；促进果胶水解为蔗糖和半乳糖醛酸。

I. 果胶酶在果汁生产中的应用是怎么样的

应用果胶酶处理破碎果实，可加速果汁过滤，促进澄清等。

应用其他的酶与果胶酶共同使用，其效果更加明显，如秦蓝等采用果胶酶和纤维素酶的复合酶系制取南瓜汁，大大提高了南瓜的出汁率和南瓜汁的稳定性。

并通态指裂过扫描电子显微镜观察南瓜果肉细胞的超微结构，显示出单一果胶酶制剂或纤维素酶制剂对南瓜果肉细胞壁的破坏作用远不如复合酶系。又如张倩等提出了一种新型果蔬加工酶—粥化酶（含有果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶及蛋白酶等），可提高果蔬果汁的出汁率，增加澄清度，在果蔬加工中有广阔的应用前景。

(9)果胶酶在废水处理的应用进展扩展阅读：

一般情况下，水果经破碎后的果汁中含有果胶、纤维素等固体物，根据分子大小，果胶起到植物纤维的作用，它会阻止甚至使液体流动停止，使固体粒子保持悬浮、汁液处于均匀的浑浊状态。因此，制作果汁必须将果胶分解，使其失去活性，才能使汁液达到澄清的目的，而果帆闭胶酶就可以起到这个作用。

果胶酶作用于果胶中D-半乳糖醛酸残基之间的糖苷键，可以打破果胶分子，软化果肉组织中的果质胶，使高分子的半乳糖醛酸降解半乳糖醛酸和果胶酸小分子物质逗汪。

此外，果胶的多糖链也会被降解，果胶分子的这种连续降解会使果汁中的固形物失去依托而沉降下来，从而增强果汁澄清效果，提高和加快果汁的可滤性和过滤速度，增加了出汁率。

J. 在榨汁加热加酶澄清阶段添加果胶处理,利用了酶的什么性

东恒华道果 胶酶由黑曲霉代谢生产，经液体深层发酵与现代生物提取干燥技术等工艺而制备的食品级固体酶制剂，它能水解果胶,生成水溶性果胶、果胶酸和β-半乳糖醛酸。果胶酶广泛用于预防榨汁后出现的果汁、蔬菜汁混浊，能有效地降解可溶性和非可溶性的果胶与半纤维素等，预防与去除果、蔬汁出现絮状物，以达到澄清的目的，而且在降低果汁粘度，提高过滤效率、延长滤膜寿命方面效果也很显著。
【产品用途】 1、果汁提取和果汁果酒澄清
2、果实加工
3、植物来源性物质的提取
【作用机理】果胶酶是一种高效生物催化剂，其中含有脂酶、水解酶和裂解酶三种成份，对果汁液有极好的澄清效果，彻底分解果胶，降低果汁粘度，裂解植物细胞壁，释放出更多的有效成份。本产品各酶系之间在它们协同作用下能分解果汁中的果胶、阿拉伯聚糖、半纤维素、淀粉、蛋白质等不溶性物质，生成半乳糖醛酸和寡聚半乳糖酸，不饱和半乳糖醛酸和寡聚半乳糖醛酸等，使果汁澄清彻底，与使用单一果胶酶相比有事半功倍之效。
【作用效果】1、能完全分解果汁中的果胶质及多种果汁浑浊的物质，使果汁迅速澄清。
2、降低果汁粘度，提高过滤速度，延长超滤膜的清洗间隔。
3、裂解植物细胞壁，提高果汁得率，增加果汁中低聚糖含量，提高果汁的营养成份，增加果香。
4、降低果浆粘度，提高榨汁性能，大幅提高压榨设备利用率。
5、能有效预防产品的后浑浊，保证果汁货架储存期的稳定性。
酶的作用温度范围：30-60℃，最佳45-55℃，超过65℃酶会迅速失活。
作用PH值：3.0-6.0，最佳PH为3.5-4.5。
50-200克/每吨果汁或植物,视果胶含量而定。
本品会有少量沉淀物，但不影响其使用效果。
不同果汁含果胶量不同，所以酶法澄清条件及加酶量不同。果汁的酶法澄清效果，除了受品种、温度和PH影响之外，还受酶浓度和澄清时间的影响。为了保证果汁的质量，应采用低酶浓度和较长的澄清时间。由于各种果汁的性质不同，所以进行酶法澄清前，应当先做最适酶浓度的小试。