简单的说,淀粉就是糖,即碳水化合物,在体内的最终产物就是葡萄糖,是人体主要功能物质,抗性淀粉就是淀粉形式发生变化,使得其在小肠内不易被吸收,抗性淀粉有近60%在小肠内不能被吸收,作用有点像是纤维素。。详细的可以百度~~
抗性淀粉或成为减肥关键,了解抗性淀粉
简单的说:1、平稳和降低血糖 2、降低血脂 3、防止便秘,预防结肠癌 4、减轻体重抗性淀粉在天然食品中存在,马铃薯,香蕉,玉米,番薯等都很高,但是抗性淀粉也分4种,之前提到的食物很多都属于变性抗性淀粉,也就是煮熟前很高,煮熟后就变得很低,抗性淀粉在精制后和品种优化后的大米中含量很低很低,只有0.5%的样子,所以这也是近几年糖尿病高发的主要原因之一,不过这几年有几种米做了反向的研究,以提升抗性淀粉为目的,就像宜糖米,提升后的抗性淀粉含量有10%
A2/O工艺处理城市污水(一) (2011-12-03 21:13:00)转载▼标签: 教育 分类: 博文 摘要本次毕业设计的题目为江阴某经济开发区污水处理厂设计— A2/O 工艺。主要任务是完成该经济开发区排水管网布置及污水处理厂初步设计和单项处理构筑物施工图设计。其中初步设计要完成设计说明书一份、污水处理厂总平面图一张及污水处理厂污水与污泥高程图一张;单项处理构筑物施工图设计中,主要是完成A2/O 平面图和剖面图及部分大样图。该污水处理厂工程,近期规模为2.5万吨/日。该污水厂的污水处理流程为:从泵房到沉砂池,进入A2/O 反应池,进入辐流式二次沉淀池,进入接触池,再进入巴氏计量槽,最后出水;污泥的流程为:从A2/O反应池排出的剩余污泥进入集泥配水井,再由污水泵送入浓缩池, 再进入储泥池,最后外运处置。污水处理厂处理后的出水优于国家污水综合排放标准(GB8978-1996)中的一级标准。所选择的A2/O 工艺,具有良好的脱氮除磷功能。关键词:A2/O 工艺;脱氮除磷;ABSTRACT The topic of this graduate design is about the design of the sewage disposalplant in the development area of economy and techonology in Jangyin City. The technics of the plant is the Anaerobic-Anoxic-Oxic. The main task is the primary design of the plant and the shop drawing of the oxidation ditch pond. The task of the primary design isthata design book、a plan of the plant、the high drawing of the disposal of sludge and sewage; in the single disposal build design, the harvest is that the section plane drawing 、the plan and some part magnifying drawings of the Anaerobic-Anoxic-Oxic. The construction of this plant is 25000 steres per day. The process of the sewage in the plant is that the sewage runs from pumphouseto sand sinking pond, enters the pond of sedimentation tank, enters disinfection pond, then enters calculation trough ,at last lets out. The process of the sludge is that: Surplus sludge from the sedimentation tank enters concentration pond, enters digestion pong, then it is dehydrated, at last it is carried out of the plant. The outlet water of the plant meets the level one of the National SewageDischarge Standard (GB8978-1996). There is an Anaerobic-Anoxic-Oxic more than the craft of SBR in the craft of CASS. it prevents sludge from eapending,promots releasing phosphorus ,andstrengthens anti-nitration. Key words: The Anaerobic-Anoxic-Oxic; Taking off the nitrogen and thephosphorus;第一部分第1章 设计概论1.1 设计任务本次毕业设计的主要任务是完成某经济技术开发区A2/O 工艺处理城市污水设计。工程设计内容包括:1.确定开发区排水体制,完成排水管网规划设计图;2.进行污水处理厂方案的总体设计:通过调研收集资料,确定污水处理工艺方案;进行总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计;完成污水处理厂总平面及高程设计图。3.进行污水处理厂各构筑物工艺计算:包括初步设计和施工图设计(每位学生要求至少有一个构筑物的设计达到施工图深度)、设备选型,图中应有设备、材料一览表和工程量表。4.进行辅助建筑物(包括鼓风机房、泵房、加药间、脱水机房等)的设计:包括尺寸、面积、层数的确定;完成设备选型和设备管道安装图。1.2 开发区概况及自然条件1.2.1 开发区概况1.城市规划江阴临港新城位于江阴市西部,东临主城区、北枕长江、西面和南面与常州接壤,下辖“两街、两镇、一办”:夏港街道、申港街道、利港镇、璜土镇、港口办事处,总计行政区划面积188平方公里,总人口约20万人。2005年12月, 临港新城被列入无锡在“十一五”期间重点建设的五大新城之一;2006年1月,临港新城开发建设正式启动;2006年9月,临港新城被国家发改委正式核准同时被省政府批准为省级经济开发区,命名为江苏江阴临港经济开发区。江阴临港新城始终坚持“以港兴城、港以城兴、港城共荣、互动发展”的战略,全力打造苏锡常都市圈临港产业中心和江阴城市副中心。全面做好港口码头、临港产业、国际商务、现代服务、绿色生态等“五篇文章”,加快实施《临港新城培育四大千亿产业集群纲要》,推动经济与城市全面转型、同步提升。产业是城市发展的根本。依托港口,发展低碳、新材料、机械装备、现代物流四大临港特色产业,全力培育千亿级产业集群是构筑临港新城新一轮区域经济发展比较优势,打造临港经济新增长极,实现可持续发展的必由之路。2.地面水环境状况在开发区范围内长江为主水体,根据江阴市环境监测中心站编制的《江阴临港经济技术开发区环境质量报告书》,在上述7 个水体中共布设监测点19 个,并分枯水期和平水期对其进行采样监测。长江水质检测结果为:在枯水期平均值超标的(按地面水环境质量三类标准GB383888)污染物主要有生化需氧量、亚硝酸盐氮、凯式氮、总磷和大肠菌群等五项;在平水期平均值超标的主要有凯氏氮和总磷两项。其中枯水期BOD5 值最高值和平均值分别为6.42mg/L 和5mg/L ,分别超标0.6 倍和0.25 倍,亚硝酸盐氮最高值和平均值分别为0.26mg/L 和0.15mg/L ,分别超标0.73 和0.06 倍,凯式氮最高值和平均值分别为5.91mg/L 和3.91mg/L ,分别超标4.91 倍和3.91 倍,总磷最高值和平均值分别为0.197mg/L 和0.089mg/L,分别超标2.94 倍和0.78 倍, 大肠菌群最高值和平均值分别为920000个/升和191333 个/升,分别超标91 倍和18 倍;而平水期凯式氮最高值和平均值分别为0.083mg/L和0.073mg/L ,分别超标0.66倍和0.46倍。另外根据开发区地面水环境质量评价结果也可以看出,长江申港段污染负荷比最大,在枯水期超标的评价参数是生化需氧量、亚硝酸氮、凯式氮和总磷;在平水期超标的评价参数是总磷和凯式氮。3.开发区排水现状及规划开发区为新建区域,根据开发区排水总体规划,以采用雨污分流制的排水系统为宜。开发区范围内的雨水根据道路布置情况,依据道路控制高程分散排入现有明渠或湖汊入湖,开发区污水将汇集排入长江。目前开发区已初具规模,随着开发区的建设及工业企业的逐步开工,开发区的废水排放量将不断增多,对上述已被污染的长江申港段将进一步加大其污染负荷比,给开发区环境将带来严重的影响,也将直接影响到开发区的投资环境。另外,开发区位于长江江阴段上游,未经处理的污水直接排入长江,也将对武汉市江段的水质及饮用水源的安全造成威胁。因此,为优化投资环境,改善和提高城区生活环境质量,保证城市居民身体健康,决定修建分流制排水系统和开发区污水处理厂。1.2.2 开发区的自然条件1.气象资料开发区属亚热带季风气候,全年四季分明,日照充足,雨量充沛,其气象特征如下:(1) 气温年平均气温:15.1℃;最高气温:38.3℃;最低气温:-3.4℃。(2)降水量年平均降水量:1108.5mm ;年平均降雨天数:105.2 天。(3) 湿度年平均相对湿度:72%(4)降雪24 小时最大积雪深度:15.0cm(2008年南方雪灾) 。年降雪日:一般在10 日以内(5)风全年主导风向为东北偏北,冬季以北风和东偏北为主,夏季多为东南风。年平均风速:2.7m/s ;最大风速:19.1m/s 。(6)雾日数年平均雾日数:28.4 日;年最小雾日数:10 日。(7)蒸发量年平均蒸发量:1294mm 。1.2.3 设计水量与水质⒈ 设计水量污水量标准包括生活污水和工业污水两部分。开发区的综合用水量定为625升/人.日,综合污水量按照给水量标准的80%计,则平均污水量标准为500 升/人.日。按近期规划人口10 万人计算,则该污水处理厂的近期设计污水量为:平均日25000m3/d 。2.污水水质及净化要求原污水水质:COD 320mg/L,BOD5 150mg/L,SS 200mg/L,TN 35 mg/L,NH3-N 15mg/L,TP 4 mg/L。污水经处理后应符合以下具体要求:CODCr≤60mg/L,BOD5≤20mg/L,SS≤20mg/L,TN ≤15 mg/L,NH3-N≤5mg/L,TP 1 mg/L。第2 章总体设计2.1 排水体制在城市和工业企业中通常有生活污水、工业废水和雨水,排水系统,也就是将城镇的污水、废水和雨水系统有组织地排除与处理的工程设施。排水系统通常由排水管网和污水处理厂组成。这些污废水是用一个管渠系统还是用两个、三个管渠系统来排,构成了不同的排除方式,称之为排水系统的体制。2.1.1 合流制排水系统目前我国大多数城市排水体制为合流制,合流制排水系统就是将生活污水、工业废水和雨水用一个管渠系统汇集排除的系统。这种体制有下面两种方式:1.合流制这种方式是将管渠系统分成若干排出口,将混合污水不经任何处理直接就近排八水体。这是一种合流制排水方式,国内外许多老城市几乎者是采用这种简单的排水方式。在过去,工业尚不发达,人口少,污水相对不大,采取水体的自净作用,这种排水体制被长期采用。但是在当今,科技的发展,人口增加,使污水不断增加,水质也日趋复杂,从环保卫生上来看,合流制是水环境污染的主要原因,所以在目前情况就不宜再采用这种排水体制。2.1.2 截流式合流制这种方式就是在江河岸边修建截流干管,并在合流干管与截流干管交汇设置溢流井。晴天时,混合污水全部由截流干管送至污水处理厂处理后排放;雨天时,当混合水是超过截流干管输水能力后,其超出部分通过溢流并泄八水体。这种体制对带有较多悬浮物的初期雨水和污水都进行处理,对保护水体是有利的,但周期性地给水体带来一定程度的污染,很明显,同为合流制,它又前者优越。这种方式,对一些旧城合流制排水系统改造是可以考虑加以采用的。2.1.3 分流制排水系统当生活污水、工业废水和雨水用两个或两个以上排水管渠排除时,称为分流制排水系统。其中排除生活污水,工业废水的系统称为污水排水系统;排除雨水的系统称为雨水排水系统。这种体制又有两种方式: 1.完全分流制将城市生活污水及工业废水排到污水系统和雨水排入到雨水系统的体制为分流制。污水排至污水处理厂进行处理,雨水直接排入水体,对于新建城市、新的开发区和新建住宅小区,大都采用这种形式,分流制系统是把城市污水全部送到污水处理厂处理后排放水体,对环保卫生及防止水体污染方面无疑是比较好的排水体制。2.不完全分流制只建污水排水系统,未建雨水排水系统,雨水沿着地面、道路边沟和明渠泄入水体。对于常年少雨、气候干燥的城市可采用这种制。2.1.4 排水体制的比较排水体制的选择直接影响到对环境的污染。直泄式合流制是不经任何处理把混合污水排入水体,其对水体污染的严重性是不言而喻的,截流式合流制能将晴天时全部生活和工业废水及降雨时较脏的初期雨水截走,送往污水处理厂,这对保护水体是有利的,但在暴雨时,仍有部分混合污水通过溢流井进入水体,造成污染。分流制排水系统,将城市污水全部送至污水厂处理,但初期雨水未经处理直接排入水体,是其不足之处。一般情况下,分流制比截流式合流制在防止水体污染方面更为优越,而且较灵活,较易适应发展的需要,因此应用较广泛。从基建投资方面来看,合流制只需一套管渠系统,其断面尺寸与完全分流制的雨水管渠基本相同,虽然合流制在污水泵站及处理厂规模上要大一些,造价要高一些,但在总体造价还是低于完全分流制,大约要低20-40%。不完全分流制由于没有雨水排水系统,所以其投资最省,施工期最短,发挥效益也快,所以对于一般新建地区,地形坡度比较好,雨水又能沿坡度流入水体,为节约初期投资,可先采用不完全分流制,以后随着建设的发展,再逐步造雨水管渠。从维护管理方面来看,合流制管渠维护管理较简单,对于管渠中的沉积物也可利用雨天的大流是来冲刷,但污水泵站、处理厂因晴雨天的排水量变化幅度较大,增加了运行管理上复杂性。相比之下分流制污水管渠和污水处理厂,流量变化不大,不致产生沉淀物,有利于污水处理厂和管渠的运行管理。2.1.5 排水体制选择选择排水体制时,应当根据当地的实际条件和环保要求,通过技术经济比较来确定。1.新建城市(1)对于新建城市,当地形有利,在城市发展初期,可采用不完全分流制。人卫生角度上看,虽然雨水沿着地面流动,会带入一些污染物质进入水体,但由于最肮脏的生活污水已用污水管渠收集并加以处理,因此不致于对环境卫生产生很大影响;从经济上看,由于只建污水管渠,造价可大为降低,这在城市发展初期具有很大经济意义;从技术上看,由于已预留雨水管渠的位置,它可随城市发展逐步增设雨水管渠,成为较理想的完全分流制。(2)对于建设水平要求较高且面积较大的开发区城市,应采用完全分流制。2.旧城改造和扩建旧城排水系统的改造和扩建,应在原排水体制的基础上加以考虑。旧城排水系统,一般均为没有污水处理厂的合流制排水系统,污水就近排入水体,没有预留埋设其他管线的地方。因此要将它改造为完全分流制,这在经济上要花费一笔可观的费用,在技术上也十分困难,往往难以实现。且附近水体又缺乏足够的自净能力时,才可考虑改建成其他体制。3.因此,对某城区排水系统的改造和扩建工程中,采用具有截流制合流制排水系统为宜,截流后污水排入到污水处理厂进行处理。总之,影响排水体制的因素较多,我们应立足于本地实际条件,同时考虑污水管排水能力发展的余地,使城市排水体制更加合理完善。根据该经济开发区的较为平坦的地势因素,故管道敷设主要以管长最短为原则,沿街道敷设,一起送入污水处理厂处理后排入长江。2.2 污水处理厂设计规模污水量标准包括生活污水和工业污水两部分。开发区的综合用水量定为625 升/人.日,综合污水量按照给水量标准的80%计,则平均污水量标准为500 升/ 人.日。按近期规划人口10 万人计算,则该污水处理厂的近期设计污水量为:平均日25000m3/d。第3 章污水处理厂设计3.1 污水处理厂址选择污水厂厂址选择应遵循下列各项原则1、应与选定的工艺相适应2、尽量少占农田3、应位于水源下游和夏季主导风向下风向4、应考虑便于运输5、充分利用地形本开发区在总体规划、专业规划及开发区建设中,已按自然地形,用地规划预留了污水处理厂位置。3.2 污水污泥处理工艺选择3.2.1 水质根据《江阴临港新城经济开发区污水处理厂可行性研究报告》及江阴临港新城经济技术开发区委员会“污水处理厂可行性研究报告评审会专家组意见”,开发区管委会参照类似地区的污水水质及国家《污水综合排放标准》(GB18918-2002) 提出污水处理厂进、出水水质指标列于表3.1 污水处理厂进、出水水质指标单位:毫克/升 表3.1序号 项目 原污水质 出水水质1 BOD5 160 202 CODCr 400 603 SS 125 204 TN 45 205 NH3—N 28 8(15)6 TP 5 13.2.2 污水、污泥处理工艺选择1. 处理工艺流程选择应考虑的因素污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下,所采用的污水处理技术各单元的有机组合。在选定处理工艺流程的同时,还需要考虑各处理单元构筑物的形式,两者互为制约,互为影响。污水处理工艺流程的选定,主要以下列各项因素作为依据。① 污水的处理程度② 工程造价与运行费用③ 当地的各项条件④ 原污水的水量与污水流入工程该污水处理厂日处理能力约2.5万吨,属于中小规模的污水处理厂。按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐,20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺,10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺,小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市,应采用二级强化处理,如A2 /O工艺,A/O工艺,SBR及其改良工艺,氧化沟工艺,以及水解好氧工艺,生物滤池工艺等。A2O工艺污水处理量:25000m3/d氧化沟工艺污水处理量:3000m3/dSBR工艺污水处理量:5000m3/d2.适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺该污水处理厂要求对原水中的氮、磷有比较好的去除,应采用二级强化处理。根据《城市污水处理和污染防治技术政策》推荐,以及国内外工程实例和丰富的经验,比较成熟的适合中小规模具有除磷、脱氮的工艺有:AA /O 工艺,A/O 工艺,SBR及其改良工艺,氧化沟及其改良工艺。A/O工艺、AA/O工艺、各种氧化沟工艺、SBR工艺这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合,都是比较实用的除磷脱氮工艺。一、A2O处理工艺 (1)A2/O 处理工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic 的英文缩写,它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称,A2/O 工艺是在厌氧-好氧除磷工艺的基础上开发出来的,该工艺同时具有脱氮除磷的功能。(2)A2/O 工艺的特点:A:厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合,能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能;B:在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中,该工艺流程最为简单,总的水力停留时间也少于同类其它工艺。C:在厌氧-缺氧-好氧交替运行下,丝状菌不会大量繁殖,SVI 一般小于100,不会发生污泥膨胀。D:污泥中含磷量高,一般为2.5%以上。由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理,并且污水处理量25000m3/d。所以A2O工艺符合要求。因为这种工艺具有较好的除P脱N功能;具有改善污泥沉降性能的作用的能力,减少的污泥排放量;具有提高对难降解生物有机物去除效果,运行效果稳定;技术先进成熟,运行稳妥可靠;管理维护简单,运行费用低;沼气可回收利用;国内工程实例多,容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟,运行稳妥可靠,最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺,节省基建费用,占地面积相对较小,在市场经济的形势下,寸土寸金,该工艺无疑具有非常大的吸引力。3.A2/O 法同步脱氮除磷工艺的原理:A2/O 分为三大部分,分别为厌氧、缺氧、好氧区。原污水从进水井内首先进入厌氧区,同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥,本反应器的主要功能是释放磷,同时部分有机物进行氨化。污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器,本反应器的首要功能是脱氮,硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的,循环的混合液量较大,一般为2Q(Q——原污水流量)。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气器,这一反应器单元是多功能的,去触BOD ,硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。这三项反应都是重要的,混合液中含有NO3-N ,污泥中含有过剩的磷,而污水中的BOD 则得到去除。流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应器。选定核心构筑物后,本设计的工艺流程也就相应确定了。3.3 主要生产构筑物工艺设计3.3.1 进水泵房污水进水泵房由格栅间、泵房组成(泵房配电间设于离泵房不远的地方,具体布置见污水厂平面总体布置图,另外厂内另设有集中变配电间、中控室)。⑴ 格栅间平面尺寸:长×宽=7.15 米×6.60 米,地下深6.53 米,为钢筋砼结构,格栅间内设三道进口粗格栅,两道为机械格栅,另一道为人工辅助格栅。机械格栅宽1.00 米,高2.70 米,栅条间隙20 毫米,安装倾角600 ,机械除渣。人工格栅(在机械格栅检修时做应急用)宽2.00 米,高2.70 米,栅条间隙、安装倾角均同机械格栅。⑵ 泵房采用半地下室钢筋砼结构,平面尺寸:长× 宽=8.00 米× 16.60 米,地下埋深6.78 米,采用立式污水泵抽升污水,泵房内设五台型号为250QW700—11—37 的立式污水泵(四用一备)。单泵流量为690 米3/时,扬程为11.5 米,转速970 转/分,电机功率37 千瓦。每台泵出水管上设微阻缓闭止回阀,起吊设备采用电动单梁起重机,最大起重量为2 吨。3.3.2 细格栅和沉砂池共设两道进口细格栅,安装在出水井与沉砂池的连接渠道上,用于去除进厂污水中较大的漂浮物和悬浮物,以保证后续处理工艺的安全运行。细格栅(一期)分两组设置,每组设2 道进口机械弧形细格栅(旋转角为90。)及1 道人工应急格栅(国产),渠宽为1.3m,栅隙宽为10mm,最大过栅流速为0.9m/s 。格栅的运行由格栅前、后水位差自动控制。栅渣由设于平台面以下的国产无轴螺旋输送器输出后外运处置。沉砂池采用了旋流式沉砂池(分两组设2 池,型号旋流式沉砂池Ⅱ7),单池直径为3.05m、池深为3.13m,采用气提排砂,在排砂之前有一气洗过程,这使得排出的砂含有机物较少,有利于污水的后续生物处理及泥砂的处置。由两座沉砂池排出的泥砂经2 台国产的砂水分离器处理后外运处置。3.3.3 A2/O 池A2/O 生物池分两组(共2 座),污泥负荷为0.12kgBODs/(kgMLSS·d),污泥浓度为3.3 g/L,单池平面尺寸为51.80m×38.7m(包括隔墙厚度),池深为5.2 m(有效水深为4.5 m),每池分三区即厌氧区、缺氧区及好氧区,厌氧区设4台、缺氧区设4 台进口潜水搅拌机,单台搅拌机的功率为2.3 kW。好氧区设有2938 个进口膜式微孔曝气器,曝气量为1~3m3 /( h × 个)。每池设有3 根进气总管,每根总管设有1 个进口电动空气调节蝶阀(用于调节供氧量)。A2/O 工艺需有大量的混合液回流(一般为处理水量的2~4 倍),这使得其能耗较高。为此,在设计时结合了循环流式生物池的特点,采用了类似氧化沟循环流式水力特征的池型,省去了混合液回流以降低能耗,同时在该池中独辟厌氧区除磷及设置前置反硝化区脱氮等有别于常规氧化沟的池体结构,充氧方式采用高效的鼓风微孔曝气、智能化的控制管理,这大大提高了氧的利用率,在确保常规二级生物处理效果的同时,经济有效地去除了氮和磷。该系统较常规A2/O 工艺降低能耗约0.045(kW·h)/m3。
可以 下面的论文可以帮你淀粉在食品行业和工业生产中都 有重要的应用,我国河南、安徽地区生产小麦淀粉的厂家比较集中,而在小麦淀粉生产的同时产生大量废水,废水如不经有效处理直接排放,将造成水体的严重污 染。 本论文是以安徽某小麦淀粉厂废水处理改造工程设计与运行为依托,针对小麦淀粉废水有机物浓度高,可生化性较好的水质特性,试图寻求一种经济、高效、可资源 回收的污水处理及沼气利用工艺,为小麦淀粉行业处理废水提供参考。 根据对小麦淀粉废水水质分析和以往的工程实践经验,在充分利用原有工程的基础上,提出以厌氧MIC-好氧HTO为主体的废水处理工艺,设计了一套小麦淀粉 废水处理及沼气收集、净化、利用系统。该工艺的优点是既能使处理后的淀粉废水达到排放要求,同时又能回收厌氧生物处理产生的能源。设计废水处理量为 2000m3/d,COD为12000~20000mg/L,BOD5=6000~10000mg/L,SS=9000~10000mg/L。 实际工程运行数据表明,本文提出的废水处理及沼气利用方案不仅对高浓度小麦淀粉废水中COD有较好的处理效果,COD去除率达到95%以上,还对氨氮有明 显的去除作用,克服了以往工艺脱氮能力差的缺点,而且还能回收利用沼气,沼气产量为10000~13000m3/d,作为燃料通入燃气锅炉,所产蒸汽供车 间利用。处理后废水COD、BOD5、SS、NH3-N分别降至100mg/L、20mg/L、30mg/L、15mg/l以下,符合《淀粉工业水污染物 排放标准》(GB25461-2010)中新建企业水污染物间接排放浓度限值要求。 该工艺的长处是占地省、运行相对稳定、能耗小、维护少。该工程案例对处理小麦淀粉废水提供了切实可行的办法,能够作为示范工程进行推广,应用。也为其他行 业废水处理获得环保和经济的双重效益提供了重要参考。
淀粉酶在糊化度测定过程中起到加速淀粉糊化的作用。淀粉糊化是指淀粉在加热过程中发生物理和化学变化,形成黏稠的糊状物。淀粉酶能够加速淀粉的糊化过程,使淀粉更快地转化为糊状物,从而提高糊化度的测定精度。此外,淀粉酶还能够降低淀粉糊化的温度和时间,使糊化过程更加快速和高效。因此,在糊化度测定中加入适量的淀粉酶可以提高测定的准确性和可靠性。
糊化: 淀粉粒在适当温度下,在水中溶胀,分裂,形成均匀的糊状溶液的过程被称为糊化。其本质是微观结构从有序转变成无序影响因素:结构: 直链淀粉糊化程度小于支链淀粉。aw: aw提高,糊化程度提高。。糖: 高浓度的糖水分子,使淀粉糊化受到抑制。盐: 高浓度的盐使淀粉糊化受到抑制;低浓度的盐存在,对糊化几乎无影响。但对马铃薯淀粉例外,因为它含有磷酸基团,低浓度的盐影响它的电荷效应。脂类: 脂类可与淀粉形成包合物,即脂类被包含在淀粉螺旋环内,不易从螺旋环中浸出,并阻止水渗透入淀粉粒。酸度:ph<4时,淀粉水解为糊精,粘度降低(故高酸食品的增稠需用交联淀粉);ph在4~7时,几乎无影响;ph =10时,糊化速度迅速加快淀粉酶: 在糊化初期,淀粉粒吸水膨胀已经开始,而淀粉酶尚未被钝化前,可使淀粉降解(稀化),淀粉酶的这种作用将使淀粉糊化加速。
淀粉(starch)是植物中最重要的贮藏多糖,完全由葡萄糖构成,所以属于均一多糖。与其它多糖一样,淀粉没有甜味,没有还原性,也没有变旋现象。淀粉是由麦芽糖单位构成的链状结构,有直链淀粉和支链淀粉两种。直链部分由α-1,4糖苷键连接,分支处由α-1,6糖苷键连接。所以支链淀粉不完全水解可以得到少量以α-1,6糖苷键连接的异麦芽糖。支链淀粉结构直链淀粉(amylose)分子量从几万到十几万,平均约在6万左右,相当于300-400个葡萄糖缩合而成的线性分子,没有分支。支链淀粉(amylopectin)的分子量在20万以上,含有1300个葡萄糖或更多。其分子中大约每24-30个葡萄糖中有一个具有支链结构。支链淀粉模型直链淀粉分子中虽然没有分支结构,但其构象并不是笔直的,而是卷曲成螺旋形,每一圈有六个葡萄糖分子。直链淀粉遇碘产生蓝色,就是由于多个三碘化物离子(I3-)被络合在螺旋中产生的,吸收峰在620-680nm。而支链淀粉(amylopectin)的直链部分较短,所以产生的络合物呈紫色,光吸收在530-555nm。用碘染色的小麦淀粉颗粒淀粉在植物中以球状或卵状淀粉颗粒的形式存在,颗粒中有结构致密的结晶区域和相对疏松的非结晶区(无定形区)。这种结构使淀粉不溶于冷水。在微观上,淀粉颗粒由于结晶区的光学各向异性,对不同偏振方向的偏振光具有不同的折射率,会产生一种有趣的双折射(消光十字)现象。淀粉颗粒的双折射现象淀粉粒在水中加热(一般60-80℃),会逐渐溶胀、开裂,最后形成均匀的糊状,称为糊化(gelatinization)。糊化过程中淀粉粒吸水膨胀,可以达到原始体积的50-100倍。利用这个特性,可以将淀粉作为崩解剂,在制作药物片剂时加入。当淀粉在胃肠液中溶胀,就会使片剂碎裂成细小颗粒,使其中的药物得以迅速吸收。淀粉属于多糖,在水中不能形成真溶液,只能形成胶体。直链淀粉可溶于热水,支链淀粉不溶于热水,但更容易糊化,而且糊化形成的胶体粘度更高。不同来源的淀粉中二者比例不同,玉米淀粉和马铃薯淀粉分别含27%和20%的直链淀粉,而绿豆淀粉含60%的直链淀粉。有些淀粉(如糯米)全部为支链淀粉,所以更粘;而有的豆类淀粉则全是直链淀粉。糊化后的淀粉胶体溶液如果逐渐降温,淀粉分子会重新排列成更紧密的晶体结构而发生沉淀,称为老化或回生(retrogradation)。直链淀粉线性区域长,更容易整齐排列,所以容易老化,而且老化后难以再次溶解(晶体熔化温度约150℃)。支链淀粉不易老化。所以,烹饪上用淀粉糊勾芡时一般会选择支链淀粉含量较高的淀粉,如马铃薯淀粉;而制作粉丝、粉皮时就要选择直链淀粉含量高的豆类淀粉。直链淀粉老化后难以再次溶解,所以在肠道中难以消化,是一种抗性淀粉(resistant starch)。比如米饭、面包放冷后会变硬而难以消化。所以烹饪上一般尽量避免老化现象。不过,最近发现抗性淀粉可以被结肠菌群发酵,产生短链脂肪酸(SCFA)。SCFA能抑制有害细菌生长,有益肠道健康。而难以消化则有利于减肥,并可降低血糖波动,所以现在又受到追捧,甚至有人专门炒冷饭吃来减肥。摄入适量的抗性淀粉确实有一定的益处,特别是对于需要饱腹感的减肥人士。但不要把它当成万能药。如果食用不当,抗性淀粉也会对健康不利。如果摄入过多,肠道菌群发酵会产生大量气体,导致腹胀。有胃炎或者胃溃疡的人群不宜长期食用较硬的食物。炒冷饭时如果加入过多食用油,会增加热量摄取,导致肥胖。所以说,均衡饮食,适度运动才是健康之道
由溶胶状态转变为凝胶状态,趋向成熟。种子成熟过程中淀粉的变化淀粉种子成熟过程中,可溶性糖含量逐渐降低,而不溶性糖类的含量不断提高。对小麦和水糖、果糖等还原糖的含量迅速减少,而淀粉的含量迅速上升,试验表明增加的淀粉是由可溶性糖转化而合成的。与淀粉的形成有关的酶是淀粉磷酸化酶,种子成熟过程中,如果具备增强淀粉磷酸化酶活性的适宜条件,如pH、温度以及适当的磷酸含量,就能够促进淀粉的合成,从而降低种子中糖的浓度,增加淀粉含量。同时加速茎叶中的糖向穗部运输的速度,提高了籽粒的饱满度。淀粉的合成还与淀粉合成酶、D酶和Q酶的活性有关,特别是禾谷类种子中淀粉的合成是通过ADPG途径合成的。小麦和水稻种子成熟过程中,由几种酶同时参与了淀粉的合成。但一定品种在一定时期可能是某一种酶起主导作用。了解不同酶作用的条件,控制其活性,是促进淀粉的合成、提高作物产量的有效措施。种子成熟过程中脂肪的变化油料种子在成熟过程中,脂肪含量不断增加,而总含糖(葡萄糖,果糖和淀粉等)量则不断下降。油菜种子的试验表明,形成的脂肪是由糖类转化而来的。种子成熟初期所形成的脂肪中含有较多的游离脂肪酸,这些脂肪酸主要是饱和脂肪酸。随着种子的成熟,游离脂肪酸逐渐合成复杂的油脂,饱和脂肪酸逐渐转变为不饱和脂肪酸。种子成熟过程中蛋白质的变化豆科植物的种子和一些淀粉类如小麦、玉米等的种子中蛋白质的含量较多。种子中的蛋白质是叶片和其他营养器官中的氮素,以氨基酸或酰胺的形式运输到种子中后再合成贮藏蛋白。小麦籽粒的氮素总量,以乳熟初期到完熟期变化较小。但随着成熟度的提高,非蛋白氮不断下降,而蛋白氮的含量则不断增加,这说明蛋白质是由非蛋白氮化合物转变而来的。豆科植物的种子在成熟过程中,先在荚中合成蛋白质,成为暂时的贮藏蛋白,然后氮以酰胺态被运输到种子中转变为氨基酸,再由氨基酸合成蛋白质。
淀粉,蛋白质逐渐增多,为种子的萌发做准备蔗糖,葡萄糖逐渐减少,并逐渐转变成淀粉等大分子物质,也是节省空间储能储备营养
药学毕业论文开题报告篇3 题 目 名 称: 番泻叶对小鼠尿量的影响 研究现状: 一、普鲁兰酶 普鲁兰酶(Pullulanase,EC.3. 2. 1. 41)是一种能够专一性切开支链淀粉分支点中的α-1.6糖苷键,从而剪下整个侧枝,形成直链淀粉的脱支酶。普鲁兰酶还可以分解普鲁兰多糖,普鲁兰酶来源于微生物,R-酶则来源于植物。普鲁兰酶最初是由Bender和Wallenfels于1961年通过产气气杆菌Aerobacter. aerogenes}(典型菌为肺炎克雷伯氏杆Klebsiella.pneumoniae)发酵获得,他们报道了该酶良好的酶学性能。之后,各国的科研人员经过广泛深入研究,从不同的地区、微生物中获得该酶,掀起了开发普鲁兰酶的高潮。 在淀粉加工工业中,α淀粉酶最为常用,它的功能是水解淀粉的α-1,4糖苷键,单独用它时,产物中含有大量分支结构的糊精,其中就含有大量的α-1,6糖苷键。假如不把淀粉的α-1,6糖苷键彻底分解的话,势必会造成很大的浪费。自然界中,存在有能分解淀粉的α-1,6糖苷键的酶,通称为解支酶。如寡α-1,6葡萄糖苷酶( E.C3.2.1.68, Oligo-l,6-glucosidase ),普鲁兰酶(E.C3.2.1.41Pullulanase ),异淀粉酶( E.C3.2.1.68, Isoamylose ),支链淀粉一6-葡聚糖酶( E.C3.2.1.69,Amylopectin-6-gluanohydrase ),其中普鲁兰酶要求的底物分子结构最小,故而可以将最小单位的支链分解,导致可以最大限度的利用淀粉,所以在淀粉加工工业中有着重要的用途和良好的市场前景。故而许多国家都争相开发,但是到现在为止,只有丹麦的NOVO公司具有普鲁兰酶的生产能力。我国只有向其进口,但是其价格昂贵,限制了普鲁兰酶在我国的应用。其实,我国早在七十年代就开发普鲁兰酶的产生菌,但是该菌的酶学性质不适合生产,至今我国在普鲁兰酶的国产化方面还没有报道。 在淀粉的加工行业上,对普鲁兰酶的酶学性质的要求是耐酸耐热,其原因是因为通常使用外加酶化法,由于所用酶类的限制,普鲁兰酶的添加可以在两步反应的任何一步,但必须满足上述的反应的条件。因此所开发的普鲁兰酶的酶学性质必须满足现有的酶法水解制糖的条件,也就是耐酸耐热。 二、普鲁兰酶的研究现状 1.产普鲁兰酶的微生物 普鲁兰酶最初是由Bender和Wallenfels于1961年通过产气杆菌(Aerobacter aerogenes)发酵获得。他们报道了该酶的良好性能之后,各国的科研人员经过广泛深入的研究,从不同的地区的微生物中获得该酶,掀起了开发普鲁兰酶的高潮。但是迄今为止,尽管发现许多微生物能够产普鲁兰酶,但是由于当今工业生产条件(酸性,温度),大多数微生物所产的普鲁兰酶并无商业价值。以下便介绍一下普鲁兰酶的生产菌种。 1.1蜡状芽抱杆菌覃状变种(Bacillus cereus Var.mycodes) 由日本的ToshiyukiTakasaki于1975年发现。该菌同时产生两种淀粉酶:β-淀粉酶和普鲁兰酶。最佳作用条件为pH6~6.5,温度50℃,最大转化率(淀粉水解产生麦芽糖)大约为95%.酶学研究中发现,此酶在pH5,温度60℃依然保持大部分活性,该菌的营养细胞呈棒杆状,聚集成长短不等紊乱链状,无运动性,格兰氏阳性,产芽抱时细胞无明显膨胀。该菌最适生长温度30℃~37℃ ,最高生长温度在41℃~45℃,可以利用葡萄糖,甘露糖,麦芽糖,海藻糖,淀粉和糖原。 1.2嗜酸性分解普鲁兰多糖芽抱杆菌(BaciIluS.Acidopullulyticus) 上世纪八十年代初,丹麦Novo公司获得此菌,此菌所生产的普鲁兰酶耐热 (60℃),耐酸(pH4.5)。该公司经过投入巨资开发研究,1983年Nov。公司在日本和欧洲市场同时商业化销售,商品名Prornozyme。如今,它是应用最广,产量最大的普鲁兰酶。Bacillus.Acidopullrrlyticus呈棒状,深层发酵几小时后,可观察到类原生质体的膨胀细胞,较稳定,饱子呈圆柱体或椭圆体。格兰氏反应阳性,37℃生长良好,45℃以上和pI-1高于6.5以上不长,在以普鲁兰糖为碳源的培养基((pH4.8 ~5.2)上生长良好。 1.3枯草芽饱杆菌(Bacillus subtilis) 1986年,日本的Yushiyuki Takasaki报道了一株能产生耐热耐酸普鲁兰酶的菌种,被命名为Bacillus subtilis TU。此菌种所产生的酶为普鲁兰酶和淀粉酶的混合物,可水解淀粉为麦芽三糖和麦芽搪.水解普鲁兰糖为麦芽三糖,其中普鲁兰酶最佳作用pH为7.0~7.5,但在pH5.0时亦有约50%的酶活,此普鲁兰酶最佳作用温度60℃。 1.4耐热产硫梭菌(Clostridum Themosulfurogenes) 1987年.德国的E.madi等报道了一株能同时产a淀粉酶、普鲁兰酶和葡萄糖淀粉酶的菌种:耐热产硫梭菌。该菌种所产普鲁兰酶有较广的温度适应范围(40℃~85℃),在pH4.5~6.0有较高的活性,在如此广的范围内都有较强活力无疑将扩大该普鲁兰酶的应用领域. 1.5 Bacillusnaganoensis,Bacillus deramificans,Bacillus.Acidopullulyticus 上世纪九十年代,Deweer发现了普鲁兰酶产生菌Bacillus naganoensis;Tomimura筛选出Bacillus deramifrcans。这两株菌所产的普鲁兰酶的酶学性质与Bacillus. Acidopullulyticus的酶学性质相似。这两株菌都是中度嗜酸菌,在pH6.5以上就不生长,温度超过45℃以上同样也不生长。这两株普鲁兰酶产生菌的发现,进一步拓宽了普鲁兰酶的应用。 1.6产普鲁兰酶的高温菌菌种 自上世纪八十年代以来,人们逐渐意识到在通常的自然条件下,很难筛选得到极端耐热的普鲁兰酶生产菌种,于是各国的科学家便把目光转移到温泉嗜高温细菌的筛选,而且现在已经取得较多的成果。Bacillus如vorcaldarius所产普鲁兰酶的最适温度和pH分别是75~85℃, pH6.3, Thermotoga maritime的最适温度和pH分别是90℃, pH6.0, Thermurs caldopHilus的最适温度和pH分别是75℃,pH5.5, Fenidobacterion pernnavoran最适温度和pH分别是80~85℃, pH6.0o 2.普鲁兰酶的分子结构 至今为止,许多普鲁兰酶的基因己经被克隆,但是还没有见到任何有关普鲁兰酶结构的报道,但是在根据序列相似性对糖普键水解酶的分类,普鲁兰酶属于第13家族,α淀粉酶家族,这个家族中包含了30多种酶,可以分为水解酶,转移酶。异构酶三大类。这些酶能够水解和合成α~1.4,α~1.6,α~1.2,α~1.3,α~1.5,α~1.1糖苷键。其中很多酶的结构已经被报道,它们都采取了(β/α)8的结构,通过生物信息学的研究,这个家族的蛋白都有一个共同的结构,酶的活性中心都是(β/α)8折叠筒的结构,命名为结构域A。第13家族的大多数酶还具有结构域B,它是位于(β/α)8折叠筒中,第三个β片层与第三个α螺旋之间的一段序列,其特点是结构和长度差异较大,推测其功能是与底物的结合有关。在紧接着(β/α)8折叠筒后,还有C结构域,紧接C结构域,部分家族成员还有结构域D。 3.普鲁兰酶的应用 普鲁兰酶,在食品工业中是一种用途广泛的酶制剂和加工助剂。它能专一性分解淀粉中的支链淀粉和糖原分子及其衍生的低聚糖分支中的α~l, 6糖苷键,使分支结构断裂,形成长短不一的直链淀粉。因此,将该酶与 其它 淀粉酶配合使用时,可使淀粉糖化完全。近年来,普鲁兰酶己作为淀粉酶类中的一个新酶种,应用于淀粉为原料的食品等工业部门,在食品工业中有如下几方面的作用: 3.1单独使用普鲁兰酶,使支链淀粉变为直链淀粉 直链淀粉具有凝结成块,易形成结构稳定的凝胶的特性,因此,可作为强韧的食品包装薄膜。这种薄膜对氧和油脂有良好的隔绝性,又因涂布开展性好,故适合于作为食品的保护层。它还适合于淀粉软糖制造,也可用作果酱增稠剂,用于装油脂含量高的食品,以防止油的渗出以及肉食品加工。近年来在食品工业中提倡使用可被生物降解的薄膜,直链淀粉在这些方面具有较大的发展前途。豆类直链淀粉含量较高,因此绿豆淀粉制成的粉丝韧性比其它淀粉好,如果用普鲁兰酶处理谷物淀粉,再制成直链淀粉后,可以制成高质量的粉丝。一般谷物淀粉中,直链淀粉含量仅占20%,支链淀粉含量约为80%。工业上每生产1吨直链淀粉就有4吨副产品的支链淀粉。美国虽然通过遗传育种的方法.得到含直链淀粉60%玉米新品种,但不大适于大量生产。国外已采用普鲁兰酶改变淀粉结构,可使支链淀粉变为直链淀粉。据报道,采用此法收率可达100%.制造直链淀粉的方法为,先采用普鲁兰酶分解经液化的分支部分,使其转变为直链淀粉,并以丁醇或缓慢冷却法沉淀淀粉。再回收含少量水分的晶型沉淀物,最后通过低温喷雾干燥法制成粉状的直链淀粉。 3.2普鲁兰酶与β~淀粉酶配合使用生产麦芽搪 饴糖是我国传统的淀粉糖产品,其中所含部分麦芽糖,广泛用于糖果、糕点等食品工业。目前生产方法是以α~淀粉酶进行液化,再用β~淀粉酶水解支链淀粉,这样只能水解侧链部分。接近交叉地位的α~1.6糖苷键时,水解反应停止。但如果使用普鲁兰酶共同水解,便能使分支断裂,提高淀粉酶水解程度,降低了β极限糊精的含量,大大提高了麦芽糖的产率,有利于生产麦芽搪浆。目前对加普鲁兰酶进行糖化己作了较大规模的试验。 试验条件为。每批投料量约为900公斤碎米,粉浆浓度为15~16Be°数皮用量1.5%(对碎米计),β~淀粉酶活性2,000单位/克以上,pH5.8;普鲁兰酶活性45,000~55,0 00单位/克,系由产气气杆菌生产,每批用量为1公斤。试验结果表明,加入普鲁兰酶糖化的试验糖与对照糖品相比,还原糖平均增加14.8,麦芽糖含量平均增加了45.6,糊精含量平均减少了26.7高浓度麦芽糖浆较之高浓度葡萄搪浆,具有不易结晶,吸湿性小的特点,所以高浓度麦芽糖浆在食品工业中有着广泛的用途。采用普鲁兰酶与p一淀粉酶配合使用,成本低廉,麦芽糖收率达到70%左右,其至更高。 3.3用于啤酒外加酶法糖化 啤酒生产中麦芽,既是酿造啤酒的主要原料,也为酿造过程提供了丰富的酶源。在啤酒酿造的糖化过程中,麦芽中分解淀粉的主要酶是α~淀粉酶、β~淀粉酶和分解淀粉α~1. 6糖瞥键的R一酶(植物普鲁兰酶或植物茁霉多糖酶)。β~淀粉酶与另两种淀粉酶协同作用,可使淀粉分解成麦芽糖(也包括少量的麦芽三糖和极少量的葡萄糖)和低分子糊精。使麦芽汁有比较理想的糖类组成。在工业生产中为了节约麦芽用量,采用所谓外加酶法糖化,即在减少麦芽用量的前提下,增加淀粉质辅助原料的比率,并加入适当种类的酶制剂进行搪化。要使大麦及其它辅助原料糖化完全,需要外加a一淀粉酶和分解α~1.6糖苷键的普鲁兰酶制剂等。单独使用a一淀粉酶时产生麦芽糖和麦芽三搪是很不完全的。假如分解淀粉α~1.6糖苷键的酶活性不足,淀粉分解就不完全,其结果是可发酵性糖含量低,制成的啤酒发酵度达不到要求。若采用能分解α~1.4和α~1.6糖苷键的糖化型淀粉酶,则其反应产物为葡萄糖,容易使酒味淡薄。采用普鲁兰酶与α~淀粉酶协同,效果良好,其分解产物主要是麦芽糖和少量的麦芽多糖。采用外加酶法糖化时,加入酶制剂的用量为:淀粉酶6~7单位/克大麦及大米:蛋白酶,60-80单位/克,并配合以菠萝蛋白酶10ppm,普鲁兰酶50单位/克大麦。以上三种酶制剂均添加于糖化或酒化开始。 总之,普鲁兰酶无论作为酶制剂和食品工业的加工助剂均有广阔的发展前途。 研究目的和意义: 酶制剂工业是上世纪七十年代就己经形成的一个重要的产业,目前世界酶制剂总产值达100亿美元,我国的产值约为100亿人民币,并且随着其应用领域的不断扩大以及新酶种的开发,这一市场正在迅猛发展。但是全球酶制剂产业几乎被几家外国公司所垄断,其中丹麦的NOVO公司几乎占全球总销售额的一半。本研究对普鲁兰酶的开发,对酶制剂产业的发展有重要的意义。 其次我国自从七十年代开始便对普鲁兰酶进行研究开发,但是所开发得到的普鲁兰酶,既不耐热也不耐酸,这就使其在工业化应用中受到了局限。为了改变我国对进口产品的依赖,填补我国这一领域的空白,寻找一条国产化的道路,本研究的目的是利用自然微生物资源,普鲁兰酶,提高我国淀粉原料的利用率,从而提高整个淀粉加工行业的生产率,这对我国淀粉加工产业的意义是不言而喻的。 研究内容(内容、结构框架以及重点、难点): 一.普鲁兰酶产生菌的筛选 (1)样品的采集; (2)菌种初筛; (3)菌种复筛; (4)菌种保藏方法; (5)酶活力测定方法的建立。 二.产普鲁兰酶菌株的产酶条件的研究 (1)碳源,氮源对发酵产酶的影响; (2)初始PH对发酵产酶的影响; (3)接种量对发酵产酶的影响; (4)发酵温度对产酶的影响; (5)金属离子对产酶的影响。 重点或关键技术: (1)纯菌株的分离; (2)菌株的鉴定方法的选择。 研究方法、手段: 一.普鲁兰酶产生菌的筛选 (1)样品的采集:选择适合产生的地点(面粉厂.菜地.果园等)采集土样 (2)菌种初筛:在采集的土样用无菌水稀释后,在含有淀粉类的培养基中做平板涂步, 37℃培养48h后,用碘液进行显色反应,将有淀粉酶产生的菌落接于斜面中保存。 (3)菌种复筛:将前期分离的能产生淀粉酶的菌株涂步于普鲁兰糖平板上,37℃培养48h后用95%乙醇进行透明圈实验。有透明圈产生说明菌株产生普鲁兰酶,将产生透明圈的菌落挑于斜面培养基培养。 (4)菌种保藏方法: 采用4℃低温保藏。 (5)酶活力测定方法的建立:采用发酵培养液经过离心后利用DNS显色法 520nm测定吸光值,测定标准葡萄糖标准曲线,利用标准曲线计算普鲁兰酶酶活大小。 二.产普鲁兰酶菌株的产酶条件的研究 (1)碳源,氮源对发酵产酶的影响:采用不同碳源,氮源培养基培养一段时间,测定酶活力。(其他条件相同:接种量,装瓶量,初始PH值,转速,培养时间。) (2)初始PH对发酵产酶的影响:采用相同发酵培养基,在不同初始PH下接种等量种子液。在相同条件下培养,测定发酵液的酶活。(其他条件相同:接种量,装瓶量,转速,最佳培养温度,最佳培养时间。) (3)接种量对发酵产酶的影响:在发酵培养基中分别接入2%,4%,6%,8%, 10%,14%,18%的种子培养液于最佳碳源,氮源,最佳初始PH的培养基中,在相同条件下培养,分别检测酶活。(采用以上确定的最佳碳源,氮源,最佳初始PH。) (4)发酵温度对产酶的影响:采用相同培养基,在不同温度下(25℃,30℃,35℃,40℃,45℃)培养一定时间,测定酶活力。 (5)金属离子对产酶的影响:在基础培养基中加入少量不同金属离子,发酵后测酶活。(金属离子有: 锰离子,钙离子,锌离子,镁离子,铁离子,铜离子。) 研究进度 :完成项目总体进度30%,样品土样的采集及前期的准备工作,菌株的初筛,包括(样品土样原液的涂步培养及摇床培养,产支链淀粉酶菌株的挑选及斜面培养)。 :完成项目总体进度50%,菌株的复筛,包括(产普鲁兰酶菌株的筛选及斜面培养),葡萄糖标准曲线的测定,酶活测定方法的建立,并以酶活大小对菌株进行再次筛选。 :完成项目总体进度80%,产酶条件的研究。包括:碳源,氮源,初始PH值,接种量,发酵温度,金属离子。并通过各中单因素试验确定发酵培养基的最佳碳源,氮源,初始PH值,接种量,发酵温度,金属离子。 2009、4—2009、5 :完成项目总体进度100%,课题总结,撰写论文。 文献综述(包括:国内外研究理论、研究方法、进展情况、存在问题、参考依据等) 自从1961年Bender H.等人在研究一株产气气杆菌Aerobacter aerogenes(典型菌为肺炎克雷伯氏杆菌Klebsiella.pneumoniae)时首次发现普鲁兰酶后,国际上对产生这种酶的微生物进行了广泛研究,发现许多微生物可以产生此酶,并筛选出一些适用于工业化生产的优良菌株。随着该酶的应用发展,对耐热性普鲁兰酶的研究也逐渐增多,已成功克隆并表达了该酶的基因。国内1976年开始对一株产气气杆菌(Aerobacteraerogenes 10016)的普鲁兰酶进行研究,对该菌株的产酶条件、酶的分离提取及酶学性质作了报道,并研究了该酶的食品级提取技术。此外,陈朝银、刘涛等人从云南温泉水样中筛选到一株产普鲁兰酶高温栖热菌菌株,通过诱导等实验将该酶的酶活从0.069u/mL提高到170u/mL,酶产量提高了近2500倍左右,酶的最适作用温度及pH分别是75℃和4.5,具有一定的耐热和耐酸特性。 陈金全等从温泉水样中筛选到一株产耐热耐酸普鲁兰酶的野生菌株,并根据形态、生理生化特征、细胞化学组分分析及16SrDNA序列比对、基因组DNA的G+C摩尔百分含量、同源性比对等实验,鉴定其为脂环酸芽抱杆菌属(Alicyclobacillus)的一个新种,所产酶最适作用温度为60℃,最适pH值4.0,具有较好的耐热耐酸特性。杨云娟等利用毕赤酵母成功构建了普鲁兰酶表达量较高的基因工程菌,摇瓶发酵酶活可达350.8U/mL,最佳发酵条件下产量可达504.5-510.1U/mL .酶的最适作用温度为600C,最适pH值4.5,具有较好的耐热耐酸性。目前我国仍没有具备独立生产普鲁兰酶能力的厂商,要实现低成本、国产化的生产,还有很长的路要走。 技术应用于耐热脱支酶的研究,使耐热异淀粉酶的研究有了很大发展。Coleman等人将嗜热厌氧菌T. brockii普鲁兰酶基因克隆到B.subtilis中得到的克隆子分泌的普鲁兰酶数量高于出发菌株,Okada等人将Bacillus Steanther, onhiu:中编码热稳定异淀粉酶的基因克隆到B.subtilu:中,得到的转化菌株其异淀粉酶能在60 ℃稳定15分钟。Burchadf将。ostridium thermosulf urogenes DSM38%的嗜热异淀粉酶基因克隆并在E.coli中表达,所得酶的最适pH和最适温度与出发菌相同,而且在高温下仍能保持活性.Antranikiam等人将Pyrococcus舟riousous的异淀粉酶基因克隆到E.coli中并分离得到了酶蛋白。尽管如此,目前尚未有已将转基因的耐热性异淀粉酶工程菌应用到工业生产中的报道。众所周知,利用物理和化学诱变剂单独或复合处理微生物细胞是选育高产变种菌株行之有效的经典方法,它在为培育多种抗生素、氨基酸、核苷酸激酶(尤其是蛋白酶和淀粉酶)的高产变种菌株方面曾经起过极为重要的作用,至今仍然是方便易行和行之有效的方法之一。 主要参考文献: [1][美]惠斯特勒等编王雏文等译.淀粉的化学与工艺学[M].北京:中国食品出版社,1988 [2]张树政.酶制剂工业[M]. 北京: 科学出版社,1998 [3]邬显章.酶的工业生产技术[M]. 吉林: 吉林科学技术出版社,1988 [4]Taniguchi H, Sakano Y, Ohnishi M, Okada G(1985) Pullulanase[J].TanpakushitsuKakusan Koso. 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