随着我国医药行业的快速发展,技术水平也得到了快速的提高,为人民做出了很大的贡献。下面是我为大家整理的中药制药专业论文，供大家参考。
《 现代中药制药工艺学的 教学 方法 探索 》
摘要：从课程的准确定位、多元化教学、补充新的中药制药工艺技术以及全面评价等四个方面论述中药制药工艺学课程教学方法，提高专业课的授课质量进行探讨。
关键词：中药制药工艺学;中药现代化;教学方法
中图分类号： 文献标志码：A 文章 编号：1674-9324(2014)22-0069-02
我过于上世纪90年代提出中药现代化，旨在继承和发扬我国中医药优势和特色，综合运用现代制药技术和手段，提供“安全、有效、稳定、可控”的中药产品。这既是提高中药竞争力和国际化的必由之路，也是中药发展的内在要求。实现中药现代化，不仅需要技术创新，也需要专业技术人员的培养;不仅需要科研院所的努力，更需要中药企业的积极参与。针对中药制药技术进行联合攻关，提高中药的质量和竞争力，现代中药制药工艺对于实现中药现代化具有举足轻重的作用。现代中药制药工艺涉及两个相辅相成的重要环节：中药原料药的生产工艺和中药制剂的生产工艺。其中本文所讨论的中药制药工艺主要是指中药原料药的生产工艺，涉及中药的前处理、中药有效成分的提取工艺、分离纯化工艺、浓缩工艺和干燥工艺，这也是决定现代中药质量的关键环节[1，2]。现代中药制药工艺学研究的对象是中药，涉及中药学、生药学、天然药物化学、中药制药工程等多门专业课的综合理论知识。中药制药工艺学与化学制药工艺学和生物制药工艺学的相通之处在于对现代制药技术的采用，但中药制药工艺又具有自身的显著特色：以中医理论为基础，新技术和手段的应用要围绕中医药理论进行，若离开这个基础，就成为植物药或天然药物。因此，在中药制药工艺学的教学中，要在中医药理论这个基础上，积极采用现代化的提取纯化工艺。
一、准确定位
中药制药工艺学是专业性课程，针对大三下学期或大四上学期的学生开设。所以在中药制药工艺学的教学工程中，要以专业性、技术性为导向，突出这门课的应用性。这门课以中药学、天然药物化学、制药工程学课程为基础，突出其综合性以及在日后中药生产中的桥梁作用。中药制药工艺学的落脚点是工艺技术，不能过于强调其基础原理。
二、多元化教学
虽然中药制药工艺学目前的发展总体上较化学制药和生物制药有所差距，但仍有不少发展良好的中药制药企业，积极采用新技术，实现了中药生产的升级换代。同时积极吸收现代化学制药与生物制药领域的先进技术，与中医药理论相结合，在保证中医特色的前提下，实现中药的现代化生产。这就需要高校为企业输送既懂传统中医药理论，又掌握现代制药工艺的专业人才，这对制药工程专业的教学，特别是中药制药工艺学提出了新的要求。该课程的教学，要立足课本，但也要根据实际需要采用多种资源提高教学成效。
1.充分利用网络资源。采用网络资源，特别是国际上植物药生产的工艺的相关资料，对于提高中药制药工艺学的教学质量非常重要。目前，限于课堂教学条件限制，学生不能从教材上直观地感受工艺过程。根据课堂教学的需要，选用一些直观、说明生产流程的视频讲义。水蒸气蒸馏法提取中药材的精油章节，可以利用flash演示加热、汽化、冷凝过程，同时播放水蒸气蒸馏提取薰衣草精油的视频，这比教材的示意图更加直观和富有吸引力。等视频网站有动态表现生产工艺的flash和视频资料，可以直观地表现工厂车间的生产流程和原理，同时增加学生的学习兴趣。
2.强化实践教学。工科专业的学生，在学习中药制药工艺学这门课之前，会有专业见习和实习的机会，充分利用这些机会，让学生在车间里最直接地认知中药生产工艺，同时，车间操作人员的现场操作也可以加深学生对工艺流程、参数设置的理解。充分利用学校资源和企业资源，将理论学习与基本训练结合起来，增强学生的专业技能，切实提高课堂教学的实际效果。切不可将见习或实习简单化、形式化，在开始实习前，老师要和车间的带教老师沟通好，在保证学生和生产安全的前提下，要让学生对生产流程有深入的了解，最好有一定的亲手操作的机会。同时利用学校的中试车间，让学生分组分批完成实验任务，让每个小组(3～4学生)都独立地完成提取、纯化、浓缩、干燥以及压片或灌装胶囊的中药制药流程。该课程配套的实验分为两部分：一次是集中实验，统一学习操作技能;一次是进入到中药或生药方向的课题组中，跟随研究生做实验，要求每位学生从提取、纯化、浓缩、干燥等环节中，挑1～2种练习。这部分实验需要和各课题组的负责人沟通好，虽然实行起来有难度，但效果较好。
三、充分吸收最新的工艺技术
目前所采用的教材对新技术、新工艺有所更新，但仍不充分。但目前在国家政策的支持下和研究院所的共同努力下，一些中药企业加大研发力度，对新技术和新工艺的采用比较积极，引进了一批较高技术含量的生产工艺。所以在教学中需要补充已经被企业采用或行将被企业采用的新的技术或手段。在这方面比较有代表性的是膜分离(浓缩)技术。比如一些中药企业采用无机陶瓷膜工艺代替传统的醇沉工艺，减少生产环节，缩短生产周期;减少乙醇使用量，对中药有效成份基本无截留，除杂彻底;无机膜性质稳定，再生方便等特点。与纤维滤膜组合使用，即可以延长滤膜的使用寿命，又可以提高药品品质。但关于无机陶瓷膜的介绍以及在中药生产中的应用，在目前的教材中较少，可以利用网络资源，及时补充到讲课材料中，使学生接触到代表中药制药工艺发展方向的新技术。采用有机超滤膜精制中药多糖类成分，较传统的水提醇沉工艺具有得糖率高、工序简省的优点，是非常具有前景的生产工艺。以香菇多糖的制备为例，可以从超滤原理、多糖分子截留、多糖的组成等几个方面介绍有机膜超滤工艺在中药多糖制备工艺中的应用。同时利用flash动画模拟超滤过程，多糖的电镜测定等手段直观的对比膜过滤与传统工艺的不同，让学生有更深入的理解。
四、全面评价教学效果
中药制药工艺学是一门突出技术工艺的专业课，不能当作理论课来讲授，在考察学生时也应兼顾课本知识和实际应用能力。因此考察环节中应该有一定比例的实验课环节，考察学生实际解决问题能力以及对中药制药工艺的理解。笔者在学习结束后设置了中药制药工艺学综合实验：银杏总黄酮的提取及滴丸制备，涉及微波、超声以及传统煎煮等不同的提取工艺，采用UV和HPLC定量法，考察不同工艺对总黄酮的提取效率的影响。比较大孔吸附树脂柱、膜分离以及醇沉工艺对总黄酮部位质量的影响。让学生不仅加深对课本知识的理解，而且锻炼工艺设计的能力。
现代中药制药工艺学是传统技术与现代技术的结合，在坚持传统中医药理论的基础上，积极采用现代的技术，特别是源于化学制药和生物制药领域的先进技术，对于提升中药的生产水平至关重要，毕竟，目前中药制药领域新技术的独立创新成果较少。在设置中药制药工艺学实验课时要兼顾中药学、中药制剂等传统学科和生物学、材料学、波普学等现代技术。既懂传统中医药理论，又掌握现代制药工艺的专业人才，是实现中药现代化的重要依赖，也是生产现代中药的重要保障。所以，现代中药制药工艺学的教学要立足课堂，联系实践，培养既有扎实理论功底，又有实际工艺设计能力的工学人才。
参考文献：
[1]陈平.中药制药工艺与设计[M]，北京：化学工业出版社，2009：2-5.
[2]潘林梅.加强对中药制药工程专业人才工程综合技能的培养[J]. 教育 教学论坛，2013，(38)：95-96.
[3]李淑清，李淑霞.《制药工艺技术》课程特色的探讨[J].教育教学论坛，2013，(38)：129-130.
《 高新技术在中药制药领域应用的分析 》
摘 要：如今，人们对于中药制药质量要求越来越高，这也使中药制药面临了巨大的机遇和挑战，越来越多先进科学技术与专业设备出现在中药制药市场中。然而，我国目前中药制药领域中，高新技术得到了广泛的应用，高新技术的出现，不仅大大提高了中药制药生产的效率，还能够有效保障药品的安全卫生质量，对于中药制药行业的稳定发展有着重要的作用。因此，本文就具体介绍了高新技术在中药制药领域中的应用，并对其中存在的一些问题进行分析， 总结 出以下几点注意事项。
关键词：高新技术;中药制药;应用;分析
目前，高新技术受到了中药制药领域的高度重视，被广泛应用于中药制药过程中，取得非常好的效果。但是，就我国目前高新技术水平而言，虽然取得了一定的发展与进步，可总体来说尚不成熟，在实际的中药制药领域的应用中，仍旧存在很多的问题和不足，使得药品质量无法得到充足的保障，严重影响了中药制药的生产效率，这无疑会对中药制药领域产生一定的冲击。因此，本文以高新技术在中药制药领域的应用为主要内容，加少了几种不同类型的高新技术，提出一些自身的观点，仅供参考。
1 高新技术在中药制药工程中的应用与分析
泡制全浸润工艺与装备
一般情况下，我们对于中药的认识只存于表面，并不了解中药具体的制药过程。但是，在实际的中药的生产过程中，制药工艺非常繁琐，难度较大，这也导致大多数中药在制药过程中发生一些问题，使得药品的治疗效果受到一定的影响。其次，中药浸润工序是整个中药制药过程中最为关键的环节之一，制药人员必须要对浸润时间进行严格的控制，不能过长，也不能过短，充分保证药品的质量。因此，我们可以将先进的高新技术与设备应用到中药的泡制全浸润工艺中，以此来简化复杂的制药工艺，从而有效的降低制药生产工作的难度。此外，制药人员要对不同类型的药物进行分别处理，更根据药物的性质采取适合的制药工艺，并制定合理的浸润时间。
动态提取技术
结合目前我国中药制药生产过程现状而言，其中还存在很多的弊端，尤其是在进行重要药物的提取过程中，制药人员依旧延续了传统陈旧的提取方法，施工设备也非常滞后，这就导致药物的提出率不高，并不能发挥很好的治疗效果，从而严重制约了我国中药制药领域的发展。那么，如何才能提高中药的使用率，达到良好的治疗作用呢?那就必须将动态提出技术应用于中药制药的生产中，并对滞后的设备进行及时的更新，这样不仅能够充分保障药物的提出率，还大大提高了药物的使用率，使得我国中药制药领域真正满足于现代社会发展的需求。
仿生技术
仿生技术是从生物药剂学的角度模拟人口服给药及药物经胃、肠运转的原理，将药物研究与分子药物研究相结合，为经消化道给药的中药制剂设计的一种新的提取工艺技术。中药材粉末在一定的pH酸性水溶液提取，然后再用一定PH碱性水溶液提取，选择pH的最佳值和其他一些辅助条件和工艺参数。它主要是以生物学的相关理念为基础，从而对药物特性进行相应的分析，通过人体环境模拟的办法，来对中药药物生产的相关内容进行详细的分析和了解。而且在药物提纯的过程中，人们也可以采用仿生技术来对其进行相应的处理，从而使得药物在提取的过程中，药材的利用率得到了进一步的提升。
生物酶技术
与上述仿生技术使用一样，生物酶技术是借鉴了生物工程技术的酶工程技术来实现对中药的提取。生物酶是一种具有特殊催化性质的高效催化剂，大多数酶的主要构成成分是蛋白质，利用这项技术的优点在于，一方面多数植物中药的有效成分主要是靠生物酶的作用才能实现将其溶解出来，同时还可以借助酶的运输将药物的有效成分作用于细胞内部发挥药效。另一方面中药材在经过提取后其中还是含有一定量的杂质，如大分子的多糖、蛋白质、胶质类等，这些物质通过生物酶的催化都会将其降解而挥发出去。但是在使用生物酶技术时要注意，由于中药材包含的领域十分的广阔，包括了植物、动物、矿物质等物质，生物酶具有专一性，一种酶只能催化一种物质。
2 中药制剂应用高新技术应注意的问题
重要活性成分或药物配比的关系
一种中药的发现，其中活性成分和要用部位的确定和使用，使之进一步成为确定的药物很重要，但是研究清楚每一味中草药植物中所含有的活性成分的种类、用药部位之间的量效关系在医学研究领域有着更重要的意义，因为这种研究和最终各项理论的确定为人类利用中药开拓了广泛的药物资源。目前，我国中医中药药性和药味组成之间的关系研究主要是从哲学的辩证态度的分析进行的，缺乏相关药物之间量效方面的深入研究。因此，我们在继承和发扬我国传统中医中药理论和处方方剂的基础上，要从理论研究与实验方式相结合的方式进行发展和研究。
中药产品的内在质量和技术含量问题
目前我国中药制药生产过程中常常出现农药超标、化学成分过多等质量问题，这些药品一旦投入市场中，将会极大威胁人们的身心健康，甚至还会引发其他的并发症，后果不堪设想。虽然现代中药制药领域中引入了更多的高新技术和施工设备。但是，中药产品内在质量问题仍是中药制药行业非常关注的问题，还需要相关技术人员更加深入的研究和开发，不断加强和完善高新技术，进一步提高高新技术水平，促进中药制药领域长期稳定的发展。因此，中药制药行业要高度重视中药产品内在质量和技术含量问题，对于农药超标和化学成分较高的中药药材进行分析调查，充分保障药物的使用质量，达到理想的治疗效果，从而大大缓解了患者的病痛情况，为我国中药制药行业做出巨大的贡献。
应用现代检测技术控制
为了提高中药制药产业的生产技术和质量控制水平，大力发展想指纹图谱技术和其他的相关控制技术是十分有必要的，在未来应采用更加先进的高新技术，例如薄层色谱、高效液相色谱、并与二极管阵列检测器、质谱联用等。
3 结束语
综上所述，可以得知，高新技术的出现，对于中药制药领域的生存和发展起到了重要的作用，不仅提高了中药制药的生产效率，还充分保障了药物的质量，减少了繁琐的制药工序，打破以往传统的中药制药生产方法，采取更多先进的制药技术，加大对高新技术的推广和应用，及时对制药设备进行优化和更新，使其能够充分满足于现代社会发展的需求，对药物内在质量进行严格的质量把关，根据不同类型的药物，采用适合的高新技术，确保药物能够起到绝佳的治疗效果，从而进一步提高我国高新技术水平，促进中药制药领域长期稳定的发展。
参考文献
[1] 付廷明，来庆发.超高分子量聚乙烯纤维的发展与应用现状浅析[J].硅谷，2011，8(05)：22.
[2] 徐少萍，何熹.超临界流体萃取技术的应用及其发展[J].山东轻工业学院学报，2003，4(02)：45.
[3] 王成东，杨华登，季晓. 先进萃取技术及装备在中药生产中的应用[J]. 机电信息. 2008(11)
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微生物与食品制造 郑大 食品药品安全与检测（广告）摘要微生物是一类宝贵而又丰富的生物资源 。它广泛应用于食品、发酵、制药、环保、冶金和农业等众多行业。这类资源如能进一步科学合理地开发，必将为人类创造出巨大的物质财富。民以食为天，食品是人类赖以生存的基础。近年来，全世界由于人 口的增加和生活水平的提高，对食品的质和量提出了更高的要求。随着食品资源的不断被利用，开辟新的食品资源 已越来越引起人们的思考。在寻找食品新资源的过程中，虽然人们还习惯把着眼点主要放在扩大种植业、畜牧业和水产业上，但由于微生物具有与众不同的特点，已使人们产生浓厚的兴趣，开拓了人们寻找食品新资源的视野。经过不断研究和开发，一大批应用微生物生产的食品相继面市。微生物在丰富食品种类、增加或提高营养成分的含量以及改善食品的风味方面正日益扮演重要的角色，显示出广阔的应用前景，逐渐实现食品由植物、动物二维结构向植物、动物、微生物三维结构的转变。正文微生物发酵当今人们采用的主要技术是利用微生物的发酵来制造食品。微生物发酵就是利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用，也可以因此获得按常规方法难以生产的产品。发酵有三大过程要素 1、温度 2、PH值 3、氧气现代微生物发酵工程的内容⑴利用现代化的手段对微生物加以筛选和改造，以形成更符合工业生产需要的新菌种的工业微生物育种技术、其中渗透了基因工程、细胞工程的一些内容，经过改造的、满足人们需要的微生物菌种通常被称之为工程菌；⑵微生物菌体的生产，即利用先进的生产工艺高速地对某种微生物进行大量的纯培养，即工程菌的克隆；⑶从微生物中分离有用物质，如利用微生物以一些廉价的废弃物做底物生产单细胞蛋白质等；⑷微生物初级和次级代谢产物的发酵生产，如生产氨基酸，抗生素等生理活性物质；⑸发酵产物的分离纯化和加工后处理；⑹利用微生物控制或参与工业生产，如采矿、冶金等；以及微生物生物反应器的研究开发，新型发酵装置、生物传感器和使用电子计算机控制的自动化连续发酵的技术等等。微生物与酿造品一、醋酸菌的应用——食醋的生产我们知道，食醋是我国人民日常生活中的调味品之一，也是我国利用微生物生产的一个古老的产品。在民间，食醋的生产是采用存在于自然界中的醋酸菌进行自然发酵的；在工厂里，为了提高产量和质量，避免杂菌污染，采用人工纯接种的方式进行发酵。长期以来用于食醋生产的细菌有纹膜醋酸菌（醋化醋杆菌）、许氏醋杆菌。但目前应用最多的是恶臭醋杆菌混浊变种（）、巴氏醋酸菌巴氏亚种(泸酿号)。 醋酸菌在充分供给氧气的情况下生长繁殖,并把基质中的乙醇氧化为醋酸，这是一个生物氧化过程，反应式省略。 根据菌种不同，在发酵过程中还可产生少量的其它有机酸以及有香味的酯类等，使食醋具有良好的风味，因此，选择优良的菌种对食醋生产非常重要。 食醋的酿造方法通常可分为固态发酵和液态发酵两大类，我国传统的酿造法多采用固态发酵。用这种方法生产的醋风味较好，但需要的辅料多，发酵周期长，原料利用率低，劳动强度大（一）原料 可用于食醋生产的原料很多，有粮食、干鲜果品、野生的含糖或淀粉的果类等。例如：糖、蜜、高梁、大米、玉米、甘薯、糖糟、梨、柿、枣类等。一般著名的食醋仍以糯米、大米、高梁等粮食原料为主。（二）工艺流程 原料混合→ 加水拌匀、蒸煮→ 冷却后加麸曲和酒目→ 糖化、发酵→ 接入醋酸菌→ 醋酸发酵→ 加盐陈酿→ 淋酸 →陈酿（脂化、增香、增加固形物和色泽、使醋酸提高到5%以上）→配兑→ 灭菌→ 包装、成品。 我国生产的食醋品种很多，而且有许多名优产品。如山西陈醋、镇江香醋、四川麸醋、江浙的玫瑰醋、福建的红曲醋以及东北的白醋等。各种醋在选料、发酵工艺及最后的调配料、陈酿上都有各自的特点。二、氨基酸发酵 氨基酸是组成蛋白质的基本成分。在氨基酸中有八种是体内（人体）不能合成但又需要的氨基酸，通常这八种氨基酸称为必需氨基酸，人体只有通过食物来获得。 另外，在食品工业中，氨基酸可以作为调味料，如谷氨酸钠——味精，作为鲜味剂使用；色氨酸和甘氨酸可作甜味剂。在食品中添加某些氨基酸可提高食品的营养价值，如在大米中添加赖氨酸，可提高蛋白质的利用率等。为了改善禽畜的饲料质量，往往也添加赖氨酸和蛋氨酸等必需氨基酸。因此，氨基酸的生产具有重要的意义。 最初，氨基酸的生产通过水解蛋白质进行。自1957年用微生物直接发酵糖类生产谷氨酸获得成功，投入工业化生产以来，氨基酸的研究和生产得到了迅速发展，约有十余种进入工业规模生产，我国也于1963年开始了谷氨酸的发酵生产。（一）谷氨酸钠（味精）的生产： 谷氨酸发酵菌：谷氨酸棒杆菌、菌色短杆菌等。 我国使用的生产菌株：北京棒状杆菌，；钝齿棒杆菌，。这些菌的共同特性是：菌体为球形，短杆至棒状，无鞭毛、不运动、不形成芽孢，革兰氏染色阳性，生长需要求生物素，在通气条件下培养产生谷氨酸。 谷氨酸发酵的生化过程：首先是葡萄糖经糖酵解和单磷酸已糖支路两种途径生成丙酮酸，丙酮酸→乙酰辅酶A→三羧循环→生成α—酮戊二酸，在谷氨酸脱氢酶的作用下，在NH4+存在时生成L—谷氨酸。 1、原料：发酵法生产谷氨酸钠的原料有淀粉质类的玉米、甘薯、小麦、大米等，其中甘薯淀粉最为常用。此外，糖蜜等也可用来作发酵培养基的碳源。氮源可用尿素或氨水。 2、工艺流程： 淀粉质原料→糖化→冷却过滤→加入玉米浆及其它营养物，配成合适的培养基→按种发酵菌→发酵→发酵液→提取（等电点法、离子交换法等）→谷氨酸结晶→Na2CO3中和→谷氨酸钠（味精）→经过去铁、脱色、过滤、浓缩、结晶（味精）→干燥后即得成品。三、蔬菜和水果的乳酸发酵食品 蔬菜和水果经乳酸菌的发酵，不仅可以得到富于营养、具有一定风味的产品，是一种食物的加工方法；同时又是一种具有悠久历史的食品保藏方法。随着人们对果蔬乳酸发酵食品的营养价值及其对人体的有益作用认识的逐渐提高，使果蔬食品乳酸发酵加工业得到了发展，不但品种增多，而且加工过程也从家庭式的手工业逐渐走向机械化的工业生产。 我国人民在制作乳酸发酵果蔬制品方面具有悠久的历史，包括美味营养的酸泡菜、酸腌菜、渍酸菜，还有花样繁多、风味各异的酱腌菜、乳酸发酵的果蔬汁等等，举不胜举。酵母菌在食品制造中的应用 酵母菌的应用非常广泛，主要有食品制造（酒类、面包的生产）、单细胞蛋白、医药化工（核酸、维生素的生产），石油烃类发酵等。 酵母菌与人类生活的关系十分密切，长期以来人们利用酵母菌制作食物Pr，面包，各种酒类等多种食品，因此，酵母菌在食品工业中占有极其重要的地位。 下面介绍酵母菌在食品中的应用面包的生产 面包和馒头几乎是我国广大城乡人民经常食用的食品，它们都是由面粉经过酵母菌发酵后制成的，其质地松软，味香可口，但面包的原料配合较为合理，经过烘烤而成，因而更加可口和富于营养，也便于携带和保存。 用于制造面包的酵母——啤酒酵母，可以从啤酒厂得到，但有专业的工厂生产酵母制品，专门用来生产面包的酵母产品有压榨酵母（鲜酵母）、活性干酵母（ADY），一般用压榨酵母较多。 面包制造是以面粉为主要原料，加水和酵母菌混合成面团，在30℃左右发酵，酵母菌利用面粉中淀粉酶分解淀粉生成的麦、葡、果、蔗糖，产生二氧化碳、醇、醛和一些有机酸等产物。 二氧化碳使面团膨胀，发酵好的面团，经过揉搓添加配料，成型后放到烘焙炉中在高温下烘烤。二氧化碳受热膨胀使面包成为多孔的海绵状结构，使产品具有松软的质地。发酵中产生的有机酸、醇、醛等赋予面包以特有的风味。有的还添加各种食用香精、果仁、果脯等辅料，形成不同的花色品种。微生物酶在食品工业中的应用 酶用于食品制造历史悠久，但对于酶的了解则是近代科学的重要成就。随着食品工业的发展，对于酶的品种、数量、质量提出了更高的要求。因此，世界各国都普遍重视酶的研究和生产。一、微生物生产酶制剂的优点 一般认为M 细胞至少能产生2500种以上不同的酶。 微生物酶的生产具有选择性（选择菌株），便于工业化生产，不受季节、气候、地理等条件的限制；生产能力也可以不受限制，而且M生长周期短，有可能保证酶的供应。二、微生物酶及其在食品工业中的应用 1、酶生产用的微生物：微生物酶制剂可以由细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、等M产生。 2、酶的种类：微生物酶的种类较多，主要包括淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、果胶酶、过氧化氢酶等。各种酶类在食品工业中起到不同的作用。发酵工程在在食品工业上的应用：主要有三大类产品，一是生产传统的发酵产品，如啤酒、果酒、食醋等；二是生产食品添加剂；三是帮助解决粮食问题。在食品工业中，不仅利用微生物生产食品产品，而且还把它作为食品卫生标准中的检测指标之一来判断食品的卫生质量，从而有效地保证了产品质量，更好地指导消费和保护人类的身体健康 。在微生物发酵方面，利益与弊端并存，发展与挑战同在，我们要做的就是通过不断发展的科技趋利避害，直面挑战才能求得发展。尽管我们今天享用的许多产品还离不开传统的发酵工业，但现代微生物工程已冲击到包括传统食品发酵业、制药业、有机酸制造业、饲料业等各个产业。
这不是正大老师布置的论文作业们 哈哈哈啊哈哈
生物是具有动能的生命体，也是一个物体的集合，而个体生物指的是生物体，与非生物相对。如果我们写一篇生物 毕业 论文要怎样来拟定题目呢?下面我给大家带来2021生物毕业论文题目有哪些，希望能帮助到大家!
生物教学论文题目
1、本地珍稀濒危植物生存现状及保护对策
2、中学生物实验的教学策略
3、如何上好一节生物课
4、中学生生物实验能力的培养
5、激活生物课堂的教学策略
6、中学生物课堂教学中存在的问题及对策
7、中学生物教学中的创新 教育
8、本地生物入侵的现状及其防控对策
9、论生物多样性与生态系统稳定性的关系
10、室内环境对人体健康的影响
11、糖尿病研究进展研究及策略
12、心血管病研究进展研究及策略
13、 儿童 糖尿病的现状调查研究
14、结合当地遗传病例调查谈谈对遗传病的认识及如何优生
15、“3+X”理科综合高考试题分析
16、中学生物教学中的差生转化教育
17、中学生物学实验教学与学生创新能力的培养
18、在当前中学学科分配体制下谈谈如何转变学生学习生物学的观念
19、中学生物教学中学生科学素养的提高
20、直观教学在中学生物学教学中的应用
21、中学生物学实验教学的准备策略
22、编制中学生物测验试题的原则与 方法
23、浅析生态意识的产生及其培养途径
24、生物入侵的危害及防治对策
25、城镇化建设对生态环境的影响
26、生态旅游的可持续发展-以当地旅游区为例
27、城市的生态环境问题与可持续发展
28、农村的生态环境问题及其保护对策-以当地农村为例
29、全球气候变化与低碳生活
30、大学与高中生物学教育的内容与方法衔接的初步研究
31、国内、国外高中生物教材的比较研究
32、中学生物实验教学模式探索
33、河北版初中生物实验教材动态分析研究 “
34、幼师生物学教材改进思路与建议
35、中学生物学探究性学习的课堂评价体系研究及实践
36、中学生物双语教材设计编写原则探索与研究
37、信息技术应用于初中生物课研究性学习的教学模式构想
38、生物学课堂教学中学生创新能力培养的研究与实践
39、中学生物学教学中的课程创生研究初探
40、信息技术与中学生物学教学的整合
41、中学生物学情境教学研究
42、游戏活动在高中生物学教学中的实践与思考
43、合作学习在高中生物教学中的实践性研究
44、尝试教学法在高中生物教学中的应用与研究
45、生物科学探究模式的研究与实践
46、生物课堂教学引导学生探究性学习的实践与探索
47、白城市中学生物师资队伍结构现状的调查及优化对策
48、结合高中生物教学开展环境教育的研究
49、让人文回归初中生物教育
50、课程结构的变革与高中生物新课程结构的研究
微生物毕业论文题目
1、脲解型微生物诱导碳酸钙沉积研究
2、马铃薯连作对根际土壤微生物生理类群的影响
3、“食品微生物学”实验教学体系的改革与实践
4、病原微生物对人体健康的危害及检测
5、贺兰山东麓荒漠微生物结皮发育过程研究
6、原代鸡胚成纤维细胞中的污染微生物分析
7、油脂降解微生物的筛选及代谢能力影响因素研究
8、深海微生物硝化作用驱动的化能自养固碳过程与机制研究进展
9、地膜降解物对土壤微生物群落结构和多样性的影响
10、微生物酶技术在食品加工与检测中的应用
11、草莓不同生育时期根区微生物多样性及动态变化
12、台湾林檎叶片浸提液对致腐微生物的抑制效果
13、细胞、微生物及其相关培养技术
14、食品微生物学实验模块化教学体系的构建
15、有机无机缓释复合肥对土壤微生物量碳、氮和群落结构的影响
16、东北传统豆酱发酵过程中微生物的多样性
17、不同 教学方法 在微生物学教学中的比较研究
18、环境微生物实验教学体系改革和管理
19、食品微生物学课堂教学改革与实践
20、应用型大学微生物学课程教学改革
21、关于有机磷农药的微生物降解技术研究探讨
22、外源汞添加对土壤微生物区系的影响
23、论研讨式教学在《食品微生物学》课程教学中的应用
24、采煤塌陷复垦区先锋植物根际微生物数量的变化
25、微生物实验室培养基的质量控制
26、食品微生物学双语教学模式的探索与实践
27、土壤微生物总活性研究方法进展
28、浅水湖泊沉积物中水生植物残体降解过程及微生物群落变化
29、应用型本科院校微生物实验模块化教学的探索与实践
30、外源生物炭对黑土土壤微生物功能多样性的影响
31、浅谈土壤微生物对环境胁迫的响应机制
32、秸秆还田深度对土壤微生物碳氮的影响
33、水质微生物学检验实验模块的教学探索与实践
34、高师院校微生物学课程探究式教学实践与思考
35、5种江西特色盆景植物根际微生物群落特征比较研究
36、生物工程专业《微生物学》双语教学探索
37、浅谈林学专业《微生物学》课程的重要性和教学改革
38、兽医微生物学教学实习的改革与实践
39、利用微生物学原理处理城市生活垃圾
40、高级微生物学课程教学改革探索
41、案例教学在微生物学中的应用
42、淡水湖泊微生物硝化反硝化过程与影响因素研究
43、微生物法修复水污染技术研究进展
44、玉米栽培模式对暗棕壤微生物学特性及养分状况的影响
45、浅谈案例教学在微生物学教学中的应用
46、环境工程微生物学实验教学改革
47、微生物在多孔介质中的迁移机制及影响因素
48、地方性高校《动物微生物学》教学体系的优化
49、微生物技术修复水污染的发展
50、浑河底泥微生物群落的季节性变化特征
生物制药毕业论文题目
1、生物制药产业化影响因素及作用机理研究
2、现代生物技术管理的企业策略与集群发展研究
3、现代生物技术的知识产权保护及企业的相关策略研究
4、武汉华龙生物制药的营销策略研究
5、我国生物制药产业竞争力研究
6、生物制药产业创新联盟知识协同研究
7、亮菌口服液液体深层发酵工艺的研究
8、基于生命周期的生物制药企业之融资策略研究
9、B医药企业的营销策略研究
10、财务风险预警模型效果比较研究
11、基于财务视角的生物制药上市公司成长性评价研究
12、生物制药上市公司杠杆效应的实证研究
13、九阳生物人力资源战略研究
14、以生物制药为例的高新技术企业税收优惠效应的实证分析
15、我国海洋生物制药技术产业化政策研究
16、生物制药企业财务风险预警问题研究
17、中国制药产业价值链特征研究
18、医药制造业技术创新投入对产出绩效影响的实证研究
19、基于项目管理理论的高职技能型人才培养创新工程应用研究
20、我国生物制药业上市公司会计政策选择研究
21、WS生物制药公司员工培训管理研究
22、科兴公司绩效管理体系研究与设计
23、我国生物制药企业研发投入与绩效的实证分析
24、企业混合所有制模式选择与绩效研究
25、AMP生物制药公司竞争战略研究
26、基于因子分析法的生物制药企业业绩评价研究
27、DBZY公司财务能力测评及提升对策研究
28、汽车行业上市公司的盈利能力分析
29、生物制药企业专利权评估方法研究
30、专利制度对我国生物制药产业发展的影响
31、生物制药企业价值评估中的收益法探究
32、CDZZ药业有限公司知识产权管理策略研究
33、基于开放式创新的云南生物制药产业产学研合作机制与模式研究
34、基于开放式创新的云南生物制药产业吸收能力的影响因素研究
35、引入非财务指标的生物制药企业估值研究
36、私募股权融资在科技初创企业的应用
37、艺普生物制药教育公司发展战略研究
38、海王生物工程有限公司财务成长性分析
39、基于EVA的安科生物企业价值评估研究
40、基于自由现金流的上海莱士企业价值评估研究
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生物酶：由活细胞产生的具有催化作用的有机物
非特异性免疫非特异性免疫是指无特殊针对性的对病原体的天然抵抗力。它是在生物进化过程中逐步形成的，所以不只是某个个体所特有的，是种系所共有的，可遗传的。它与机体的组织结构和生理功能有密切关系。在抗感染过程中，它发挥作用快、范围广泛，是抗感染的第一道防线。非特异性免疫主要包括下述五方面：皮肤、粘膜和屏障结构的屏障作用，淋巴组织（淋巴结、脾等）的过滤作用，血清、体液和组织分泌物的杀菌作用，单核-吞噬系统的吞噬作用，炎症反应的病理防御作用。2、特异性免疫特异性免疫又称“获得性免疫”。是人体在生活中与抗原物质接触后所产生的免疫功能，是出生后形成的。其特点为具有特异性，例如患过伤寒的病人就只获得对伤寒杆菌的免疫力。而对其他病原菌则无抵抗力。特异性免疫分为自然免疫和人工免疫。自然免疫是通过自然的方法，如由于机体感染了某种疾病因而获得了对该疾病的免疫力。此种免疫可以保持很久，甚至终身。又如，胎儿经母体胎盘、初生婴儿经初乳获得的抗体，可使其在出生后的短时期内（一般六个月）不容易得某些传染病，如麻疹、白喉等，这也属自然免疫。人工免疫则是指人体经过预防接种后所获得的免疫。免疫期可持续几个月至几年，对传染病的预防起很大作用；或者人体经注射抗体以获得对抗传染病的能力，均称“人工免疫”。后者有效期短，一般2～3个星期。多用于治疗或暂时预防某些传染病。3、吞噬细胞。把外界固态物质吞入细胞内的过程。吞噬的颗粒外包一层来自质膜的薄膜，称为吞噬体。后者与溶酶体靠近，两者的膜互相融合形成消化泡；不能消化的剩留残渣排出细胞外。有的原生动物（如变形虫）借此摄取营养。后生动物网状内皮系统的细胞中，能吞噬外界的细菌、灰尘和各种胶体，有防御的功能，称为吞噬细胞。4、抗原凡能激发人体产生抗体和细胞免疫，并能抗体结合的物质叫做抗原。大多数蛋白质和细菌多糖能刺激人体，产生免疫反应，包括产生抗体或免疫细胞。5、抗体人体在抗原物质刺激下所形成的一类能同抗原发生特异性结合的球蛋白，它存在于血液、淋巴液和组织液里。过去把抗体叫做丙种球蛋白，现在都叫做免疫球蛋白。6、疫苗利用病原微生物及其代谢产物，经过人工减毒或灭活方法制成的自动免疫制剂。过去曾把用病毒或立克次氏体制成的免疫制剂称疫苗，将用细菌菌体制成的称菌苗，把细菌外毒素经甲醛脱毒制成的称类毒素。近年来，随着制造免疫制剂方法的改进，把预防接种用的自动免疫制剂统称为疫苗。疫苗的分类方法有多种，常按疫苗性质把疫苗分为减毒活疫苗和灭活疫苗（死疫苗）两大类。活疫苗用减弱毒力或无毒的病原微生物（细菌、病毒等）制成。接种后，能在人体内生长、繁殖，但不发病。它在体内作用时间长，免疫效果好，接种次数少，但不易保存。如麻疹疫苗、卡介苗等。灭活疫苗是用物理方法或化学方法使病原微生物失去毒力后而制成。接种后能刺激机体产生特异性免疫。由于这类疫苗在人体内不能生长繁殖，较为安全、稳定，但对身体刺激时间短，产生的免疫力不高。需多次注射才能产生比较巩固的免疫力。如百白破混合疫苗、乙脑疫苗等。7、疫苗的研制自有人类以来，疾病一直是人类的敌人，尤其以传染病为甚。中世纪，天花、鼠疫、霍乱等烈性传染病的流行，给欧洲乃至全球造成了巨大灾难。在这些传染病中，有些是细菌引起的感染，有些的元凶是病毒。20世纪各种抗生素的发现使细菌性感染不再是医生面临的难题，但病毒性传染，如艾滋病以及目前肆虐全球的非典病毒仍然困扰着人类，这将又是一场疾病对科技和人类的挑战。细菌与病毒是致病元凶。细菌是一种单细胞生物，可以被抗生素及多种化学药物杀死。病毒是非细胞生物，只有疫苗才能消灭它，抗生素对它不起作用。此次在我国及世界流行的非典型肺炎的病原体是一种冠状病毒。病毒比细菌小得多，细菌通常以微米(mm，1/1000毫米)作为测量单位，而测量病毒大小的单位是纳米（nm，即1/1000微米）。由于病毒具有自我复制的功能，研制有效的无毒抗病毒药物要比抗菌药物困难得多。抗生素只作用于细菌，对各种病毒感染均无效。与抗生素相比，疫苗的成分较为复杂，为多种蛋白质或糖类等的混合物，主要用于各种传染性疾病的预防，在发病前使用，发病时一般不使用。每种微生物疫苗只能预防相应的疾病，专一性极强。疫苗免疫人体后，可使机体产生特异性的抗体，当该种类的病原体入侵人体时，体内的抗体立刻将其识别，并与病原体结合，启动一系列的机制，最终将病原体消灭。疫苗与病毒的斗争由来已久。在人类借助各种仪器观察到微生物的存在之前，人们就已认识到了传染病的存在，通过免疫预防传染病在人类的生存史上留下了光辉的篇章。天花是最早被人类文字记载的烈性病毒性传染病。症状为先发热、呕吐，然后出皮疹，皮疹经过丘疹、疱疹、脓疱的过程，最后干缩，患者或者留有疤痕，或者双目失明，或者在皮疹尚未出血前即已死亡。天花的免疫预防是人类控制和消灭传染病的成功范例。据推测，可能在一二万年前地球上就有天花。约在公元2、3世纪，天花传入我国，16世纪传入美洲，18世纪传入澳洲，全球没有一个国家幸免。在天花流行期间，每4个感染者中就有1个死亡。中国民间传统的治疗方法是：将天花患者身上干缩、脱落的痂碾碎，吹到正患天花病症的人的鼻孔里。目前，没有任何记载显示中国人如何得到此种治疗天花的方法，也许是中国人精通的以毒攻毒法使然，但此法确实能够令天花病人的病症不再恶性发展
生物是具有动能的生命体，也是一个物体的集合，而个体生物指的是生物体，与非生物相对。如果我们写一篇生物 毕业 论文要怎样来拟定题目呢?下面我给大家带来2021生物毕业论文题目有哪些，希望能帮助到大家!
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1、本地珍稀濒危植物生存现状及保护对策
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8、本地生物入侵的现状及其防控对策
9、论生物多样性与生态系统稳定性的关系
10、室内环境对人体健康的影响
11、糖尿病研究进展研究及策略
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13、 儿童 糖尿病的现状调查研究
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16、中学生物教学中的差生转化教育
17、中学生物学实验教学与学生创新能力的培养
18、在当前中学学科分配体制下谈谈如何转变学生学习生物学的观念
19、中学生物教学中学生科学素养的提高
20、直观教学在中学生物学教学中的应用
21、中学生物学实验教学的准备策略
22、编制中学生物测验试题的原则与 方法
23、浅析生态意识的产生及其培养途径
24、生物入侵的危害及防治对策
25、城镇化建设对生态环境的影响
26、生态旅游的可持续发展-以当地旅游区为例
27、城市的生态环境问题与可持续发展
28、农村的生态环境问题及其保护对策-以当地农村为例
29、全球气候变化与低碳生活
30、大学与高中生物学教育的内容与方法衔接的初步研究
31、国内、国外高中生物教材的比较研究
32、中学生物实验教学模式探索
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34、幼师生物学教材改进思路与建议
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36、中学生物双语教材设计编写原则探索与研究
37、信息技术应用于初中生物课研究性学习的教学模式构想
38、生物学课堂教学中学生创新能力培养的研究与实践
39、中学生物学教学中的课程创生研究初探
40、信息技术与中学生物学教学的整合
41、中学生物学情境教学研究
42、游戏活动在高中生物学教学中的实践与思考
43、合作学习在高中生物教学中的实践性研究
44、尝试教学法在高中生物教学中的应用与研究
45、生物科学探究模式的研究与实践
46、生物课堂教学引导学生探究性学习的实践与探索
47、白城市中学生物师资队伍结构现状的调查及优化对策
48、结合高中生物教学开展环境教育的研究
49、让人文回归初中生物教育
50、课程结构的变革与高中生物新课程结构的研究
微生物毕业论文题目
1、脲解型微生物诱导碳酸钙沉积研究
2、马铃薯连作对根际土壤微生物生理类群的影响
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4、病原微生物对人体健康的危害及检测
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8、深海微生物硝化作用驱动的化能自养固碳过程与机制研究进展
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10、微生物酶技术在食品加工与检测中的应用
11、草莓不同生育时期根区微生物多样性及动态变化
12、台湾林檎叶片浸提液对致腐微生物的抑制效果
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14、食品微生物学实验模块化教学体系的构建
15、有机无机缓释复合肥对土壤微生物量碳、氮和群落结构的影响
16、东北传统豆酱发酵过程中微生物的多样性
17、不同 教学方法 在微生物学教学中的比较研究
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19、食品微生物学课堂教学改革与实践
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21、关于有机磷农药的微生物降解技术研究探讨
22、外源汞添加对土壤微生物区系的影响
23、论研讨式教学在《食品微生物学》课程教学中的应用
24、采煤塌陷复垦区先锋植物根际微生物数量的变化
25、微生物实验室培养基的质量控制
26、食品微生物学双语教学模式的探索与实践
27、土壤微生物总活性研究方法进展
28、浅水湖泊沉积物中水生植物残体降解过程及微生物群落变化
29、应用型本科院校微生物实验模块化教学的探索与实践
30、外源生物炭对黑土土壤微生物功能多样性的影响
31、浅谈土壤微生物对环境胁迫的响应机制
32、秸秆还田深度对土壤微生物碳氮的影响
33、水质微生物学检验实验模块的教学探索与实践
34、高师院校微生物学课程探究式教学实践与思考
35、5种江西特色盆景植物根际微生物群落特征比较研究
36、生物工程专业《微生物学》双语教学探索
37、浅谈林学专业《微生物学》课程的重要性和教学改革
38、兽医微生物学教学实习的改革与实践
39、利用微生物学原理处理城市生活垃圾
40、高级微生物学课程教学改革探索
41、案例教学在微生物学中的应用
42、淡水湖泊微生物硝化反硝化过程与影响因素研究
43、微生物法修复水污染技术研究进展
44、玉米栽培模式对暗棕壤微生物学特性及养分状况的影响
45、浅谈案例教学在微生物学教学中的应用
46、环境工程微生物学实验教学改革
47、微生物在多孔介质中的迁移机制及影响因素
48、地方性高校《动物微生物学》教学体系的优化
49、微生物技术修复水污染的发展
50、浑河底泥微生物群落的季节性变化特征
生物制药毕业论文题目
1、生物制药产业化影响因素及作用机理研究
2、现代生物技术管理的企业策略与集群发展研究
3、现代生物技术的知识产权保护及企业的相关策略研究
4、武汉华龙生物制药的营销策略研究
5、我国生物制药产业竞争力研究
6、生物制药产业创新联盟知识协同研究
7、亮菌口服液液体深层发酵工艺的研究
8、基于生命周期的生物制药企业之融资策略研究
9、B医药企业的营销策略研究
10、财务风险预警模型效果比较研究
11、基于财务视角的生物制药上市公司成长性评价研究
12、生物制药上市公司杠杆效应的实证研究
13、九阳生物人力资源战略研究
14、以生物制药为例的高新技术企业税收优惠效应的实证分析
15、我国海洋生物制药技术产业化政策研究
16、生物制药企业财务风险预警问题研究
17、中国制药产业价值链特征研究
18、医药制造业技术创新投入对产出绩效影响的实证研究
19、基于项目管理理论的高职技能型人才培养创新工程应用研究
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23、我国生物制药企业研发投入与绩效的实证分析
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25、AMP生物制药公司竞争战略研究
26、基于因子分析法的生物制药企业业绩评价研究
27、DBZY公司财务能力测评及提升对策研究
28、汽车行业上市公司的盈利能力分析
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30、专利制度对我国生物制药产业发展的影响
31、生物制药企业价值评估中的收益法探究
32、CDZZ药业有限公司知识产权管理策略研究
33、基于开放式创新的云南生物制药产业产学研合作机制与模式研究
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35、引入非财务指标的生物制药企业估值研究
36、私募股权融资在科技初创企业的应用
37、艺普生物制药教育公司发展战略研究
38、海王生物工程有限公司财务成长性分析
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机体在长期的进化过程中，在病原生物的压力下，适应产生了两套免疫系统，即天然免疫（innate immunity）和获得性免疫（acquired or adaptive immuniy）。天然免疫或称非特异免疫，存在于所有的多细胞生物，与生俱来，包括多种效应细胞和分子，如各种粒细胞、单核／巨噬细胞、树突状细胞（DC）、NK细胞和体液杀菌成分如补体、抗微生物肽、溶菌酶等。获得性免疫即特异性免疫，到脊椎动物才出现，是在个体发育过程中通过体细胞lg超家族基因重排而产生的抗原识别细胞，包括T和B淋巴细胞。自20世纪50年代末BURNET［1］提出克隆选择学说以来，对获得性免疫系统进行了广泛深入的研究，获得性免疫应答所涉及的细胞、蛋白质和基因的结构、功能及其机制诸方面均取得了许多重大的进展和突破，而天然免疫的研究进展缓慢。然而，90年代以来多种天然免疫识别分子的发现，其结构、功能的初步阐明，导致了90年代后期“天然免疫研究之崛起”［2］及其“复兴时代的到来”［3］。本文仅就其核心问题—“分子模式识别作用”及其免疫生物学意义作一概略介绍。1天然免疫识别分子及其“分子模式识别作用”天然免疫识别分子的种类天然免疫识别分子都是由胚系基因编码的蛋白质，根据结构特征分为7个家族（见表1），但一些分子如补体经典途径识别分子C1q、旁路途径识别分子C3、肽聚糖识别蛋白等尚未归类，而且，新的天然免疫识别分子还在不断发现之中。还可以从功能上将天然免疫识别分子分为循环于血浆中的体液蛋白、表达于细胞表面的内吞受体和细胞表面或细胞内的信号受体；按识别方式可分直接识别分子如CD14、DEC-205、胶凝素等和间接识别分子（识别天然免疫系统与病原体反应后的产物）如补体受体、Toll受体等。
前 言 人类生存环境已愈来愈受到全球的关注。生物技术的发展使印染工业减少和取消有害化学品, 从而有可能降低或消除污染。同时纤维的生物处理改善了织物的性能, 为产品开发提供了又一条途径。生物酶是一种专一的、强力的催化剂。生物酶的催化作用速度很快, 并使化学反应的活化自由能明显降低。2 生物酶在印染工业中的应用 生物酶在印染工业中, 应用较早较成熟的是淀粉退浆酶, 分别有低温酶(适用于卷染机) 、中温酶(适用于卷染机、J - BOX及轧蒸退浆) 、高温酶(适用于J - BOX 和轧蒸退浆) 和真丝脱胶的蛋白酶, 90 年代以来, 纤维素酶用于牛仔布水洗, 也日益广泛(有酸性、弱碱性和中性酶, 分别用于产生不同的处理效果) 。近几年来, 纤维素酶用于抛光整理或光洁整理, 最近, 又将纤维素酶用于Tencel 纤维, 以消除Tencel 原纤化后所带来的表面茸毛。上述这些生物酶在印染工业中的应用, 已十分普遍, 其技术已被广泛掌握, 而生物酶技术及应用的最新进展将对印染产品的开发和清洁工艺的采用带来深远的影响, 本文着重对若干新品种进行介绍。 H2O2 分解酶 这是一种稳定的过氧化氢分解酶, 能将过氧化氢分解成水和氧气, 而对纤维和染料没有影响, 因而漂白后染色前, 通过H2O2 分解酶去除漂白织物上和染缸中残留的过氧化氢, 以避免纤维的进一步氧化和染色时染料的氧化。同时能缩短加工时间,减少水洗用水, 降低废水量。尤其对纱线、筒子纱和针织物更为适用。 同样, 过氧化氢分解酶随pH 值和温度的改变, 其活力随之变化, 在pH7 左右和30～40 ℃活性最大。过氧化氢浓度增大, 会加快分解反应速度, 但必须注意当浓度大于一定量时, 酶的作用将减弱, 这样过多的残留H2O2 对纤维和染料是不利的。所以不能因为有了H2O2 分解酶, 就能任意地加大H2O2 的用量。 使用时, 通常要注意H2O2 分解酶对常用表面活性剂和H2O2 稳定剂的相容性, 实际生产应用pH为6～8 , 温度20～55 ℃, 酶用量5～10KCLU/ 升,时间10～20min。此技术已慢慢地被国内所认识和接受, 它对提高活性染料色泽鲜艳度很有利。 要说明的是用酶可促进漂白的进行, 羊毛在含有蛋白酶Bactosol ST的过氧化氢漂液中漂白, 可显著提高羊毛的白度和亲水性。这是由于酶促进羊毛纤维初始受到快速的浸蚀, 致使羊毛漂白较易进行。从此原理出发, 将蛋白酶对羊毛先预处理, 使纤维表面裸露, 再进行漂白, 显然效果更好, 且纤维损伤也易控制。 靛蓝漂白酶Denilite 这是一种作用于靛蓝染料发色体系分解靛蓝染料, 破坏其发色的生物酶, 用于靛蓝染色织物, 能去除靛蓝色泽。它不同于纤维素酶牛仔布的水洗泛旧及传统的牛仔布石磨, 其主要特点是不损伤纤维, 保持织物良好的强力, 并能较好地控制靛蓝染料的分解, 从而控制靛蓝漂白程度, 使靛蓝织物漂白更容易, 赋予服装独特的整理效果。同时, 也减少了处理残液的色度, 降低废水量。 靛蓝漂白酶在不同温度和pH 值下活性不同,以55～65 ℃和～ 为最大, 在以上范围之外, 活性明显下降。其生产中应用的条件为: 用量 %～2 % (o. w. f) , 温度55～65 ℃, pH 值～ , 时间15～30min。这种生物酶及应用工艺至今未引入国内, 在世界上有应用, 值得引起有关企业的重视。 Novolan 碱性蛋白酶 此种碱性蛋白酶不同于真丝脱胶的蛋白酶, 主要用于毛织物改性、改善羊毛织物质量, 赋予羊毛针织物柔软、滑爽的手感和良好的悬垂性, 降低毛织物起毛起球现象。 羊毛表面被表皮细胞(外皮细胞、鳞片) 覆盖, 这种外皮由外层薄膜、外表皮、内表皮三层组成, 其中内表皮是非角蛋白质, 易被蛋白分解酶消化、萃取, 但覆盖在最外层表面的外层薄膜及第二层的外表皮是角蛋白质, 它们都含大量胱氨酸, 酶难以分解。 若要获得最佳的酶整理改性效果, 须在酶整理前, 对羊毛进行表面氯化处理。Novolan 碱性蛋白酶活力同样受pH 值和温度影响, 以 和55 ℃活性最大。而酶的反应速度较快, 通常在很短的时间内可得到好的处理结果。若延长反应时间, 将会进一步提高处理效果, 若提高酶的浓度也有同样的结果。 需要注意的是酶处理会损伤纤维, 因此与纤维素酶处理一样, 处理结束时应终止酶的反应。若染前酶处理可由沸染时, 使酶变性而终止, 而染色织物酶处理, 则可将处理浴的温度升至75 ℃, 在 时, 处理5min , 即可终止酶反应。 Novolan 碱性蛋白酶与传统的非离子、阴离子表面活性剂及大部分普通的缓冲剂, 染料及染色助剂相容, 所以使用十分方便。 羊毛酶处理后, 基本不影响染色性, 手感变得柔软, 并有防缩和抗起球作用。光泽也有所提高。 需要说明的是酶处理时加盐会使织物柔软度降低,显然这是盐对酶分解抑制所造成。 羊毛的酶处理对改善毛织物性能十分有效, 值得我们重视。 国外在羊毛织物上的应用工艺如下: 染前抗起毛和柔软处理(氯化羊毛针织物、边浆式染色机)a) 酶处理, 生物酶 %～ % (o. w. f) ;浴比10～40∶1 ; 温度45～55 ℃;非离子表面活性剂1g/ 1 ; pH 值815 ; 时间30min。b) 染色, 将染色助剂加到酶处理浴中, 再加染料, 按常规染色方法染色、清洗。c) 柔软处理, 有机硅柔软剂1 % ～ 2 %(o. w. f) ;30 ℃×20min。 染色织物抗起毛和柔软处理(氯化、染色羊毛针织物, 边浆式、绞盘式、喷射式设备)a) 酶处理, 酶处理同上, 处理后排液。b) 终止, pH 为4 ; 75 ℃×20min ; 浴比10～40∶1 ;冷却, 冲洗。c) 柔软, 有机硅柔软剂1 %～2 % (o. w. f) ;pH610 ; 30 ℃×20min。 超柔软处理(织物和设备同)a) 酶处理, 生物酶 %～01. % (o. w. f) ,其余同1。b) 染色(同)c) 酶处理, 生物酶 % - % (o. w. f) ,其余同2。d) 终止和柔软处理同。 上述工艺也能用于纯毛纱、机织物和毛混纺产品, 然而处理效果则随毛含量、组织结构和处理条件而变, 若毛/ 棉及毛/ 粘类产品, 可将蛋白酶与纤维素酶结合使用, 也能获得极佳的效果。 生物精练酶Bioprep 生物精练酶Bioprep 是一只果胶酶, 它能促使棉纤维中果胶质反应溶解而去除, 然而棉纤维前处理除要去除果胶质外, 还必须去除脂肪蜡质。生物精练酶为果胶酶, 虽然对去除脂肪及蜡质无效, 但它可以使蜡质更易去除, 因而, 在生物精练中, 通过溶解果胶质, 并在高温和乳化剂的存在下, 可使脂肪蜡质充分乳化而除去, 这样完成整个精练过程, 从上述叙述中不难发现, 生物精练中, 乳化水洗显得十分重要。 织物润湿性与棉纤维中果胶的去除量有关, 而蜡质的存在影响纤维的润湿性。虽然果胶酶对蜡质无作用, 但果胶的去除有利于蜡质的乳化。为更好地去除蜡质, 可通过优异的乳化剂在良好的乳化条件下乳化, 并用螯合分散剂使之稳定, 不再重新沾污。果胶酶在 和55 ℃下显示最大活性。 用酶精练棉织物, 主要有预洗、酶处理、乳化、热水洗和冷水洗五个步骤。 针织物酶前处理 由于生物酶对色素和棉籽作用有限, 所以染中浅色及白织物需要增加漂白工序, 生物精练、漂白同浴处理还在研究之中。针织物酶前处理基本工艺:A 预洗润湿剂 ～ 1g/ l ; 浴比1 ∶8 ～ 30 , 50 ℃ ×10min。B 酶前处理酶( Bioprep3000ASPU/ g ) % ～ %() 浴比1∶5～30 ;乳化剂1g/ l pH 值为～ ;缓冲剂2mM 50～65 ℃×5～30min ;螯合剂0～ % (o. w. f)酶在溶液达处理温度时加入。C 乳化乳化剂110g/ l ; 螯合剂～1g/ l ; 80 ℃以上×5～10min。D 热水洗60～75 ℃×50～30min ;E 冷水洗室温水洗5～10min ; 纱线酶前处理工艺曲线见图1 , 棉织物连续工艺 棉织物连续工艺过程见图3 酶 %～ % ,轧余率70 %～100 % ,25 ℃退煮一步(淀粉浆) 另可加淀粉酶。缓冲剂～1g/ l , 起始pH 约9。非离子表面活性剂2～5g/ l , 阴离子表面活性剂1～2g/ l , 聚磷酸盐5g/ l 。轧蒸工艺过程与轧卷相同, 只是将卷堆改成汽蒸, 汽蒸条件为55～95 ℃×5～6min。
适宜的pH和温度.就这两.一般来说,动物体内的酶最适温度在35~40℃之间;植物体内的酶最适温度在40~50℃之间;细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大,有的酶最适温度可高达70℃.动物体内的酶最适pH大多在之间,但也有例外,如蛋白酶的最适pH为;植物体内的酶最适pH大多在之间.过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活.0℃左右时,酶的活性很低,到酶的空间结构稳定,在适宜的温度下酶的活性可以升高.因此,酶制剂适于在低温(0~4℃)下保存.
生物酶技术在大气污染治理中的应用有四个方面：
1、臭氧污染治理
生物酶臭氧净化剂与臭氧结合时生成O2，臭氧净化剂自身则被氧化成可供植物吸收的成分，且净化剂中的生物酶成分，能催化加速这一反应，大大提高了祛除效率，同时还具备无色无味、无毒无害、不产生二次污染等优点，广泛适用于城市大气治理、工业园区及周边臭氧超标以及封闭环境中的臭氧污染治理。
2、治理
产品中的活性高分子成分带有正电荷，具有强力的吸附凝聚功效，使空气中的固体小颗粒团聚与产品中的液体凝聚成小液滴降落，从而净化空气，适用于城市大气环境污染治理、工业园区及周边开放环境污染治理以及工业环境厂房、车间内部的污染治理。
3、VOCs治理
生物酶是由活细胞产生的具有催化作用的物质，通过雾化技术处理喷洒，酶分子可以有效吸附和捕捉环境和空气中的有害分子，直接改变有害气体分子结构， 将污染物有机物彻底分解成为二氧化碳和水，达到净化作用。
4、扬尘（PM10）治理
产品中的植物活性成分可以确保对颗粒物的捕捉与结合，形成化学氢键，进而达到对颗粒物的快速聚集的目的。表面活性剂可以增加液体与颗粒物的接触能力，达到快速融合和团聚。产品中的渗透剂成分可穿透悬浮颗粒表面的气膜或油膜，使喷洒的水雾可以和悬浮颗粒更好的接触，使悬浮大颗粒物随水滴降落，其中的保湿剂成分能降低水的挥发速度，使颗粒物不易再从新悬浮到空气中造成二次污染。从根源上解决光化学产生的 PM10 污染源，还原空气质量，并具有抑菌、防霉、防臭效果。
一般生物酶是具有催化活性的蛋白质，作用就是催化一些特定的化学反应，例如：人体内的物质合成代谢和分解代谢都是由酶催化的，葡萄糖生成二氧化碳和水就有有一系列的生物酶所催化的！
郑承纲 李宗田 张汝生
（中国石化石油勘探开发研究院，北京 100081）
摘 要 针对中低温油藏压裂破胶施工的需求，筛选出生物破胶酶生产菌株——地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）BG1，通过两水平试验设计确定了该菌株产酶培养基中的显著因素（碳源、有机氮源和无机氮源），在此基础上，又通过中心法则试验设计对该菌株的产酶培养基组成做进一步优化，最终确定了发酵培养基组成为碳源，有机氮源，无机氮源，2g/L磷源，硫源，微量元素。采用该优化培养基，BG1菌株的生物破胶酶产量达239 U/L。该菌株所产生物破胶酶拥有良好的稳定性，在低于50℃中温浴6h，酶活力保持率可达85％以上，同时该酶对非极端pH条件、常规地层离子和化学助剂亦表现出良好的稳定性。通过对该酶破胶性能进行研究，发现该酶在中、低温环境下破胶效果好，30 ～60℃温度下破胶后的压裂液黏度分别为、、和，破胶返排后地层伤害小，模拟实验伤害率仅为％，体现了该生物破胶酶在中、低温油藏压裂施工中的良好应用前景。
关键词 地衣芽孢杆菌 生物破胶酶 中低温油藏 稳定性 破胶效能
Production of Enzymatic Gel Breaker and Its
Gel Breaking Potential Evaluation
ZHENG Chenggang，LI Zongtian，ZHANG Rusheng
（Exploration and Production Research Institute，SINOPEC，Beijing 100081，China）
Abstract In order to fill the fracturing gel breaking demand in those moderate－/low－temperature reservoirs， Bacillus licheniformis BG1 was selected for the production of enzymatic gel breaker（EGB）.The significant variables in the EGB fermentation medium were identified as carbon source，organic nitrogen and inorganic nitrogen source by two－level factorial design and were further optimized through full－factorial central composite optimal composition of EGB fermentation medium was g/L carbon source， g/L organic nitrogen， g/L inorganic nitrogen，2 g/L phosphorus source， g/L sulfur source， g/L trace elements and the maximum EGB production yield was 239U/ EGB produced by BG1 exhibited good thermostability that after incubation at a temperature below 50 ℃for 6 h，the residual activity was still above 85％ retention enzymatic breaker also showed a good stability withthe non－extreme pH conditions，conventional ion formation and chemical viscosities of broken fracturing fluids were cP， cP， cP and cP at a temperature ranging from 30℃ to 60℃， operation caused little damage to the formation that the damage rate was merely ％ in the physical simulation on the results from this work，the enzymatic gel breaker presents a good prospect in the hydraulic fracturing.
Key words Bacillus licheniformis；enzymatic gel breaker；moderate－/low－temperature reservoirs； stability；gel breaking efficiency
水力压裂是油气井增产、注水井增注的一项重要技术措施，全国压裂措施工艺每年达上万井次，年增油近千万吨。其过程是用压裂泵组将压裂液以高压力压开地层，形成裂缝；并用支撑剂支撑裂缝，增加导流能力、减小流动阻力，是一种增产、增注措施。压裂液的性能是影响压裂施工成败的关键因素，压裂液的破胶效果直接影响压裂液的反排和增产效果，破胶失败或者不理想会造成严重的地层伤害。根据低渗透储层的特点，利用核磁共振技术及岩心流动试验进行了压裂液伤害机理研究，结果表明：压裂液黏滞力和大分子基团滞留是造成伤害的主要因素。因而提高破胶效果，降低压裂液的黏滞阻力，是解决压裂液伤害的一个重要办法［1，2］。
大多数水基压裂液所使用的稠化剂为（变性）胍豆胶，压裂作业中常用化学（氧化型）破胶剂为过硫酸钾、过硫酸铵等，其优点是价格低、使用方便、破胶迅速、破胶液黏度在10mPa·s以下。但在实际应用中，氧化破胶剂存在着一些缺陷，包括：(1)反应时间及其活性主要依赖于温度，温度低于50℃时，反应很慢，必须添加低温催化剂，而高于93℃时降解反应发生很快，反应不易控制，反应迅速，使压裂液提前降解而失去输送支撑剂的能力，甚至导致压裂施工失败；(2)它属于非特殊性反应物，能和遇到的任何反应物如管材、地层基质和烃类等发生反应，易生成与地层不配伍的污染物，造成地层伤害；(3)作用时间短，氧化型破胶剂往往在到达目的裂缝前消耗殆尽，达不到有效破胶的目的；(4)反应不彻底，造成胍豆胶不能完全降解，约20％的分子量大于×106的聚合物基本上未降解，并产生大量残渣。而生物破胶酶是具有高催化能力和很好活性的生物蛋白，它在催化反应时自身的形态和结构不发生改变，其反应特异性决定了其专一性分解多糖聚合物结构中特定的糖苷键，并将其降解为单糖和二糖，这些特异性的生物破胶酶主要有Beta－1，4甘露聚糖酶、Beta－甘露糖苷酶和Alpha－半乳糖苷酶等。研究表明，化学破胶剂破胶后的聚合物分子量为（～）×105Da，而生物酶破胶方法后的胶液分子量仅为2000～4000Da，其破胶性能大大高于氧化型破胶剂，压裂后无残渣，返排效果好［3］。同时，生物破胶酶主要应用于30～60℃的油藏，有效弥补化学破胶剂在中、低温油藏应用中的瓶颈问题（如反应缓慢、需要添加催化剂、破胶难以控制）［4～6］。本文对新型压裂液生物破胶酶进行了研究，优化了其发酵生产条件，并对其破胶性能进行了相关分析。
1 生物破胶酶的发酵生产和纯化
菌种、培养基和发酵条件
本研究中所用生物破胶酶生产菌株为本实验所保存菌种BG1，分离自某油田原油污染土样，经16SrDNA序列分析和生理生化反应鉴定为地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis），菌株保存于－80℃冰箱甘油管（20％，v/v）中，使用前经固体培养基进行活化后作为接种物。
种子液培养采用LB培养基，其组成为：10g/L蛋白胨，5g/L酵母膏，10g/L氯化钠，pH＝～；经响应面法优化后的发酵培养基组成为：碳源，有机氮源，无机氮源，2g/L磷源，硫源，微量元素。接种浓度为％，接种后的培养物置于37℃摇床中在转速180rpm条件下培养48h。
酶活力的测定
本研究中破胶酶的酶活力检测采用3，5－二硝基水杨酸法（DNS法），分别以0mg/mL、2mg/mL、4mg/mL、6mg/mL、8mg/mL和10mg/mL浓度的还原糖溶液作为反应物制作标准曲线。将发酵结束后的菌液于4℃下转速为8000rpm离心10min，去除菌体，取上清液作为粗酶液，以％浓度胍豆胶溶液作为底物进行水解反应，反应条件为50℃温浴中反应10min，检测反应物中还原糖的浓度。1个酶活力单位（U）定义为：在50℃温浴条件下，每分钟释放1μmol还原糖所需要的酶量［7］。
破胶酶发酵生产的优化
为了获得高产量的生物破胶酶，在菌株最佳培养的基础上，对发酵培养基组成进行优化。首先将破胶酶发酵生产中的碳源、有机氮源、无机氮源、磷源、硫源和微量元素，作为培养基优化实验中的6个试验因素（X1—X6），通过两水平试验设计（Two－level factorial design）筛选其中的显著因素，进而对显著因素的浓度进行进一步优化。本实验中，因素的两水平包括正效应（＋）和负效应（－），正效应的因素均取高值，负效应的因素均取低值，通过使因素同时朝响应值增大的方向变化，找出峰值，从而确定逼近最大响应区域的水平值，并把对响应值影响较大的因素（F＜，置信度95％）作为显著因素［8］。
两水平试验设计及其响应值如表1所示，通过对实验结果进行分析发现，对破胶酶的生产有显著影响的因素为碳源（％）、有机氮源（％）和无机氮源（％），而磷源（％）、硫源（％）和微量元素（％）对发酵液酶产量影响较小。6个试验因素中，碳源、有机氮源、无机氮源和磷源对破胶酶的发酵生产均呈现负效应，而硫源和微量元素对破胶酶的合成呈现正效应。将碳源、有机氮源和无机氮源3个显著因素分别作为自变量（A、B和C），采用中心法则试验设计（central composite design）对影响破胶酶发酵生产的底物浓度水平进行优化。中心法则试验设计共包括20组实验，其中交互试验23组、中心点6组和边际点6组，每一自变量的5个试验水平分别以－、－1 、0、＋1和＋进行编码［9］，如表2所示。
表1 两水平试验设计及其响应值（n＝6）
续表
表2 中心法则试验设计及其响应值
通过拟合得到一个描述响应值与自变量关系的多元回归模型，如公式（1）所示。模型的P－value值为，该值远远小于，表明回归方程的F检验显著，所获得的模型能够准确地反映破胶酶的发酵生产情况。
油气成藏理论与勘探开发技术（五）
由响应面回归分析和回归方程拟合绘制酶产量与碳源、有机氮源和无机氮源的响应面，如图1所示。
图1 碳源、有机氮源和无机氮源对破胶酶产量影响的响应面
通过该模型计算出响应值（酶产量）对因素A、B、C存在极值点，对Y进行极值分析，确定3个因子最优试验点（A、B、C）的代码值（、、），即碳源浓度为，有机氮源和无机氮源浓度分别为和时，该模型预测的破胶酶产量存在极大值，通过实验验证实际酶产量为239U/mL。
破胶酶的分离、纯化和保存
破胶酶发酵结束后，将发酵液在转速5000～10000rpm情况下离心30min去除菌体，并用μm滤除去残余菌体和不溶物质，将获得的粗酶液经琼脂糖层析柱（20mm×250mm）洗脱：层析柱以pH＝的Tris－HCl缓冲液平衡后以～的NaCl溶液进行梯度洗脱，洗脱速率为5～15mL/h，收集酶液并用饱和硫酸铵溶液沉淀，将获得的破胶酶由缓冲液稀释至200～400U/mL后低温保存［10］。用于压裂液破胶酶保存的缓冲液组成为：的pH＝的磷酸缓冲液，杀菌剂50×10－6，甘油50％。
2 生物破胶酶稳定性研究
由于生物破胶酶使用过程中要面临油藏复杂的物理化学条件，同时其破胶活性还会受到压裂液体系中其他助剂的影响，因此，本研究中考察了各种物理化学因素（温度、pH、地层离子和化学助剂等）对生物破胶酶活力的影响。
温度和pH因素对酶活力保持率的影响
首先，研究温度和pH因素对生物酶活力保持情况的影响，酶活力保持率如图2所示，实验结果表明：生物破胶酶在中低温条件下有良好的热稳定性，在低于50℃的环境中温浴6h后，其酶活力保持率能达到85％以上，而超过50℃后，酶活力保持率随温度升高开始下降，70℃时，温浴后的酶活力仅为初始值的35％；生物破胶酶在非极端pH环境中（pH ＝～）能较好地维持其活性，而超出这一pH值范围后，酶活力保持率会迅速下降。
图2 温度和pH因素对酶活力保持率的影响
地层离子和化学助剂对酶活力保持率的影响
本文还对地层离子和化学助剂对生物酶活力保持情况的影响进行了研究，如表3所示。实验结果表明：地层水中的主要无机离子对破胶酶活力无明显影响；而压裂体系中的常规助剂对酶活力的保持有一定影响，本实验中，生物破胶酶在含有EDTA、杀菌剂和交联剂的溶液中温浴6h后，酶活力的保持率分别为81％、76％和94％。现场的压裂液体系非常复杂，因此，在实际应用中，有必要对各种助剂组分对生物酶活性的影响进行预实验。
表3 地层离子和化学助剂对酶活力保持率的影响
3 生物破胶酶的破胶性能研究
生物酶破胶降黏性能研究
针对中、低温储层的特点，本实验中所使用的压裂液配方为％羟丙基胍胶、6％交联剂（％硼砂溶液）、％黏土稳定剂、％杀菌剂，pH ＝，生物破胶酶的添加浓度为20U/L。本文研究了不同温度下（20～80℃）的破胶效果，压裂液的降黏效果如图3所示，在40℃和50℃下反应10h后，破胶后的胶液黏度仅为和，而在30℃和60℃时，破胶后的胶液黏度分别为和。在破胶反应30min时，压裂液尚保持较高的黏度，维持了较好的携砂能力。可见，本研究中的生物破胶酶，完全可以满足中、低温油藏压裂施工的作业要求。
物理模拟破胶岩心伤害实验
当压裂液返排时，由于破胶不彻底往往留下很多残渣（固体不溶物），降低裂缝的导流能力。在室内应用物理模拟实验，制作人工胶结岩心模型（10cm×）模拟水力压裂伤害过程，50℃恒温箱中，驱替人工配制的模拟地层水并计算模型的原始渗透率；将模型饱和含有20U/L破胶酶的压裂液液，关闭驱替系统，并在恒温箱中进行破胶反应12h；反应结束后，以模拟地层水进行反向驱替，计算返排后的模型渗透率（驱替至压力恒定），并以未添加破胶酶（APS破胶）的实验组作为对照模拟地层伤害实验，并计算伤害率［11］。
图3 不同温度下破胶酶的破胶效果
表4 地层伤害实验
从表4的结果不难看出，相比空白对照，生物破胶酶的加入可以有效实现压裂液破胶降黏，由于生物酶的破胶作用彻底，实验岩心并未观察到显著的地层伤害（伤害率仅为％），远低于对照组％的伤害率，体现了生物酶破胶剂在中、低温油藏压裂施工作业中的良好应用前景。
4 结论
本研究采用响应面优化法获得了影响地衣芽孢杆菌BG1菌株发酵生产生物破胶酶的培养基组成中的显著因素，并通过建立多项数学模型，采用统计分析对模型进行显著性检验来优化发酵培养基。优化得到的最佳培养基组成为：碳源，有机氮源，无机氮源，2g/L磷源，硫源，微量元素。在优化的条件下，地衣芽孢杆菌BG1菌株的生物破胶酶活力达239U/L，表明采用响应面法优化发酵培养基组成是提高菌株产酶活性的有效途径之一，从而为该技术的推广奠定了较好的基础。该菌株产生的生物酶具有良好的稳定性，能够较好地耐受中低温和非极端pH环境，并较好耐受各种无机离子和化学助剂。通过对其破胶性能进行研究，发现该破胶酶能够有效降低压裂液黏度，破胶彻底，对地层伤害小，因此，本研究的研究成果在中、低温油藏压裂施工作业中有着良好的应用前景。
致谢 本研究工作是在中国石化前瞻性项目 “微生物降解压裂残渣和重烃研究” 资助下完成的。在研究中，李宗田教授，中国石化石油勘探开发研究院采油工程研究所苏建政所长和苏长明高级专家都给予了宝贵的指导和建议，对他们表示衷心的感谢。
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浅谈蛋白质折叠的有关问题 [关键字]生物 大分子 分子伴侣 蛋白质的折叠 识别 结合 生物大分子的结构与功能的研究是了解分子水平的先象的基础。没有对生物大分子的结构与功能的认识，就没有分子生物学。正如没有DNA双螺旋结构的发现，就没有遗传传达传递的中心法则，也就没有今天的分子生物学。结构分子以由第一分子进入对复和物乃至多亚基，多分子复和体结构研究。同时，过去难以研究的分子水平上的生命运动情况也随着研究的深入和技术手段的发展而逐渐由难点变为热点。蛋白质晶体学研究已从生物大分子静态（时间统计）的结构分析开始进入动态（时间分辨）的结构分析及动力学分析。第十三届国际生物物理大会的25个专题讨论会中有一半以上涉及蛋白质的结构与功能，而“结构与功能”又强调“动力学（Dynamics）”，即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系，以及对大分子相互作用的贡献。 蛋白质折叠问题被列为“21世纪的生物物理学”的重要课题，它是分子生物学中心法则尚未解决的一个重大生物学问题。从一级序列预测蛋白质分子的三级结构并进一步预测其功能，是极富挑战性的工作。研究蛋白质折叠，尤其是折叠早期过程，即新生肽段的折叠过程是全面的最终阐明中心法则的一个根本问题，在这一领域中，近年来的新发现对新生肽段能够自发进行折叠的传统概念做了根本的修正。这其中，X射线晶体衍射和各种波谱技术以及电子显微镜技术等发挥了极其重要的作用。第十三届国际生物物理大会上，Nobel奖获得者Ernst在报告中强调指出，NMR用于研究蛋白质的一个主要优点在于它能极为详细的研究蛋白质分子的动力学，即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系。目前的NMR技术已经能够在秒到皮秒的时间域上观察蛋白质结构的运动过程，其中包括主链和侧链的运动，以及在各种不同的温度和压力下蛋白质的折叠和去折叠过程。蛋白质大分子的结构分析也不仅仅只是解出某个具体的结构，而是更加关注结构的涨落和运动。例如，运输小分子的酶和蛋白质通常存在着两种构象，结合配体的和未结合配体的。一种构象内的结构涨落是构象转变所必需的前奏，因此需要把光谱学，波谱学和X射线结构分析结合起来研究结构涨落的平衡，构象改变和改变过程中形成的多种中间态，又如，为了了解蛋白质是如何折叠的，就必须知道折叠时几个基本过程的时间尺度和机制，包括二级结构（螺旋和折叠）的形成，卷曲，长程相互作用以及未折叠肽段的全面崩溃。多种技术用于研究次过程，如快速核磁共振，快速光谱技术（荧光，远紫外和近紫外圆二色）。 一、新生肽段折叠研究中的新观点 长期以来关于蛋白质折叠，形成了自组装（self-assembly）的主导学说，因此，在研究新生肽段的折叠时，就很自然的把在体外蛋白质折叠研究中得到的规律推广到体内，用变性蛋白的复性作为新生肽段折叠的模型，并认为细胞中新合成的多肽链，不需要别的分子的帮助，不需要额外能量的补充，就应该能够自发的折叠而形成它的功能状态。 1988年，邹承鲁明确指出，新生肽段的折叠在合成早期业已开始，而不是合成完后才开始进行，随着肽段的延伸同时折叠，又不断进行构象的调整，先形成的结构会作用于后合成的肽段的折叠，而后合成的结构又会影响前面已形成的结构的调整。因此，在肽段延伸过程中形成的结构往往不一定是最终功能蛋白中的结构。这样，三维结构的形成是一个同时进行着的，协调的动态过程。九十年代一类具有新的生物功能的蛋白，分子伴侣（Molecularchaperone）的发现，以及在更广泛意义上说的帮助蛋白质折叠的辅助蛋白(Accessoryprotein)的提出，说明细胞内新生肽段的折叠一般意义上说是需要帮助的，而不是自发进行的。 二、蛋白质分子的折叠和分子伴侣的作用 蛋白质分子的三维结构，除了共价的肽键和二硫键，还靠大量极其复杂的弱次级键共同作用。因此新生肽段在一边合成一边折叠过程中有可能暂时形成在最终成熟蛋白中不存在不该有的结构，他们常常是一些疏水表面，它们之间很可能发生本不应该有的错误的相互作用而形成的非功能的分子，甚至造成分子的聚集和沉淀。按照自组装学说，每一步折叠都是正确的，充分的，必要的。实际上折叠过程是一个正确途径和错误途径相互竞争的过程，为了提高蛋白质生物合成的效率的，应该有帮助正确途径的竞争机制，分子伴侣就是这样通过进化应运而生的。它们的功能是识别新生肽段折叠过程中暂时暴露的错误结构的，与之结合，生成复和物，从而防止这些表面之间过早的相互作用，阻止不正确的非功能的折叠途径，抑制不可逆聚合物产生，这样必然促进折叠向正确方向进行。（从哲学的观点说，似乎很容易驳斥自组装学说，它违背了矛盾的普遍性原理，试想，如果蛋白质的每一步折叠均是正确的，充分的，必要的，岂不是在无任何矛盾的前提下，完成了复杂的最稳定构象的形成，即完成了由量变到质变的伟大飞跃，从无活性的肽链变成有活性的功能蛋白，这显然是违背哲学基本原理的。换一个角度想，生物进化的过程本来就充满着不定向的变异，这些变异中有适应环境的，也有不适应环境的，“物竞天择”，自然的选择淘汰了那些不适应的，保留了那些适应的。蛋白质分子的折叠不也与此类似吗？我想，蛋白质的一级结构只是肽链折叠并形成功能蛋白的特定三维结构的内因，实际上，多肽链在形成活性蛋白的每一步，都有潜在的可能形成“不正确”的折叠，如果没有象分子伴侣或其它帮助蛋白等外部因素的作用，多肽链也永远不能折叠成为活性蛋百。） 三，分子伴侣的作用机制 分子伴侣的作用机制实际上就是它如何与靶蛋白识别，结合，又解离的机制。有的分子伴侣具高度专一性，如一些分子内分子伴侣，还有细菌Pseudomonascepacia的酯酶，有它自己的“私有分子伴侣”。它是由基因limA编码的，与酯酶的基因LipA只隔3个碱基，可能是进化过程中发生的基因分裂造成的。而一般的分子伴侣识别特异性不高，它是怎样识别需要它帮助的对象的呢？现在只能说分子伴侣识别非天然构象，而不去理会天然的构象。由于在天然分子中，疏水残基多半位于分子的内部而形成疏水核，去折叠后就可能暴露出来，或者在新生肽段的折叠过程中，会暂时形成在天然构象中本应该存在于分子内部的疏水表面，因此认为分子伴侣最有可能是与疏水表面相结合，如硫氰酸酶（Rhodanese）分子α-helix的疏水侧面。但是只有β-sheet结构的蛋白质才可为分子伴侣识别。 最近关于识别机制有较大的进展。Bip是内质网管腔内的分子伴侣，用一种affinitypanning的方法检查Bip与有随机序列的十二肽结合的特异性，结果发现，Hy-(W/X)-Hy-X-Hy-X-Hymotif与Bipj结合最强，Hy最多的是Trp、Leu、Phe，即较大的疏水残基。一般来说，2-4个疏水残基就足够进行结合。还有一种较普遍的说法是分子伴侣识别所谓熔球体结构（moltenglobule）。另一方面，分子伴侣本身与肽结合部位的结构分析最近也有些进展。譬如，PapD的晶体结构表明，多肽结合在它的β-sheet区。GroEL中，约40kD的153-531结构域是核苷酸的结合区。 分子伴侣作用的第二步是与靶蛋白形成复合物。非常盛行的一种模型认为分子伴侣常常以多聚`体形式而形成中心空洞的结构，用电子显微镜已经观察到由二圈层圆面包圈形组成的十四体GroEL分子和一个一层圆面包圈的七体GroES分子协同作用形成中空的非对称笼状结构（cagemodel），推测靶蛋白可以在与周围环境隔离的中间空腔内不受干扰的进一步折叠。但是不久前一个日本实验室发现GroEL的一个亚基，甚至其N端去除78个氨基酸残基的50kD片段，已经不能再组装成十四体结构，都有确定的分子伴侣功能。由此，我想:也许环状分子伴侣并非每个部位都是有效的结合部位，也就是说，该二层圆面包圈组成的十四体GroEL分子只有一个或若干个部位能够与疏水残基或所谓的熔球体结构结合，而其余部位起识别作用，就像一个探测器一样，整个十四体GroEL分子以圈层或笼状结构”包裹”在多肽链的主链上，以旋进方式再多肽链的链体上运动，一旦环状多聚体的某一识别部位发现疏水结构或所谓的熔球体结构等新生肽链折叠过程中暂时暴露的错误结构，经信号转导，多聚体的结合部位便与之结合，生成复合物，抑制不正确的折叠。以上完全是我个人的猜想，是基于上述两个试验现象的矛盾而试图作一番解释。至于为什么假设以旋进方式在多肽链上运动，我并没有相应的根据，只是觉得这应该是一个动态过程，因此作了一番狂妄的假想,另外，我觉得也许可以用X射线衍射来探测一下分子伴侣GroEL和GroES组成的笼状结构，看看它的a×b×c是否足以容纳多肽链的某一段，或者它的内部和外部的疏水性质和其他一些物化性质如何，也许可以找到支持或驳斥上述假设的证据。 以上谈的都是蛋白质的分子伴侣。不久前又出现了一个新名词“DNAchaperones”，DNA分子伴侣，这种分子伴侣是与DNA相结合并帮助DNA折叠的。在这种复合物中，DNA分子包围在蛋白质分子的表面，既是高度有序的，又是在一定程度上结构已有所改变的。DNA与蛋白的这种相互作用对DNA的转录，复制以及重组都十分重要;或如在核小体中，对DNA的包装是必须的。DNA在溶液中的结构有相当的刚性，必须克服一个能障才能转变成它的蛋白复合物中的结构，分子伴侣的作用就是帮助DNA分子进行折叠和扭曲，从而把DNA稳定在一个适合于和蛋白结构的特定构型中。这种结合是协同的，可逆的在形成复合物之后便解离下来。因此，不论是DNA分子伴侣还是蛋白分子伴侣，都与DNA和蛋白的相互作用有关，与基因调控有关，看来，分子伴侣确实与最终阐明中心法则当前主要问题有密切关系。 四、分子伴侣和酶的区别 与分子伴侣不同，以确定为帮助蛋白质折叠的酶目前只有两个，一个是蛋白质二硫键异构酶(proteindisulfideisomerase，PDI);另一个是肽基脯氨酸顺反异构酶(peptidylprolylcis-transisomerase，PPI)。以PDI为例，众所周知，蛋白质分子中的二硫键与新生肽段的折叠密切相关，对维系蛋白质分子的结构稳定性和功能发挥也有重要作用。PDI定位在内质网管腔内，含量丰富，催化蛋白质分子内巯基与二硫键之间的交换反应。同时，它是目前发现的最为突出的多功能蛋白，除了二硫键的异构酶的基本功能外，它还是脯氨酸-4-羟化酶的α亚基;又是微粒体内甘油三酯转移蛋白复合物的小亚基，还是一种糖基化位点结合蛋白(gkycisylationsitebindingprotein)等。其中，最引人注目的还是它有与多肽结合的能力，可以结合具有不同序列，长度和电荷分布的肽，特异性较低，主要是与肽的主链相作用，但对巯基尚有一些偏爱。按照分子伴侣的定义，一般认为PDI和分子伴侣是两类不同的帮助蛋白，但是我国上海生物物理研究所最近提出不同的看法，认为蛋白质二硫键异构酶也具有分子伴侣的功能。 蛋白质分子中天然二硫键的形成要求这些在肽链上往往处于不相邻位置的巯基，首先通过肽链一定程度的折叠，才能相互接近到可以正确形成二硫键的位置。肽链的自身折叠是一个慢过程，而蛋白质二硫键异构酶催化蛋白质天然二硫键的形成却是一个快过程。另一方面，蛋白质二硫键异构酶具有低特异性的与各种不同肽链相结合的能力，在内质网中以极高的浓度存在，又是是一个钙结合蛋白，是一个能被磷酸化的蛋白，这些都已经符合了分子伴侣的条件。因此他们推测蛋白质二硫键异构酶很可能首先通过它与伸展的，或部分折叠的肽段的结合，阻止错误的折叠途径，促进正确的中间物生成，帮助肽链折叠是相应的巯基配对，从而是正确的二硫键得以形成;然后催化巯基的氧化或二硫键的异构而形成天然二硫键。他们认为蛋白质二硫键异构酶的酶活性与它的分子伴侣功能不是相互排斥，而是密切相关，协调统一的。分子伴侣与帮助新生肽链折叠的酶之间，大概不应该，也不能够划一条绝对的分界线。我想:酶的最主要特性就是催化生化反应，分子伴侣的主要作用是与新生肽段的错误构象结合，从而阻止肽链不正确的非功能的折叠途径，促使其向正确的折叠方向反应，这难道不可以理解成间接的催化肽链的折叠吗?从表观上看，抑制不正确的折叠途径等于加快了正确反应的速度。所以，我本人也很赞成他们的观点。最近的试验已经为这一假说提供了很好的证据。PDI明显抑制变性的甘油醛-3-磷酸脱氢酶在复性股过程中的严重聚合，有效的提高它的复性效率，与典型的分子伴侣GroE系统对甘油醛3-磷酸脱氢酶复性的效应极其相似。 五、分子伴侣的结构 目前唯一解出晶体结构的分子伴侣是的PapD，帮助鞭毛蛋白折叠的分子伴侣。还有HSP70的N端结构域，即ATP结合域也以有晶体结构。用电子显微镜已经清楚的看到了GroEL的十四聚体和GroEL的七聚体的四级结构，象两个圆形中空的面包圈叠在一起，用NMR以及各种溶液构象变化是研究分子伴侣作用机制的有效手段。 六、分子伴侣研究的实际应用 分子伴侣的研究成果必然会大大加深我们对生命现象的认识，同时也一定会增加我们与自然斗争的能力和自身生存的能力。由于分子伴侣在生命活动的各个层次都具有重要作用，它的突变和损伤也必定会引起疾病，因此可以期望运用分子伴侣的知识来治疗所谓的”分子伴侣病”。另一方面，利用对分子伴侣的研究成果从根本上提高基因工程和蛋白工程的成功率，也必将对大幅度提高人类生活水平起重要作用。 [参考书目] 1.李宝健主编，面向21世纪生命科学发展前沿，广东科技出版社，1996年11月第一版：93-104页 2．郝柏林刘寄星主编，理论物理与生命科学，上海科学技术出版社，1997年12月第一版：29-58页 3．中国生物物理代表团，从第十三届国际生物物理大会看生物物理学研究的现状和趋势，生物物理学报，1999年第十五卷第四期：826-827页