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酶工程发展概况及应用前景

酶工程发展概况及应用前景
酶工程发展概况及应用前景

酶工程发展概况及应用前景

【摘要】酶的生产和应用的技术过程称为酶工程。其主要任务是通过预先设计,经人工操作而获得大量所需的酶,并利用各种方法使酶发挥其最大的催化功能。本文意在阐述近年来酶工程在分子水平的研究进展,展示酶工程在医药、农业、食品、环境保护等领域的应用进展,并对其未来前景进行了展望。

【关键词】酶工程;概况;应用;前景

酶工程,从定义上来说,是酶制剂在工业上的大规模应用,主要由酶的生产、酶的分离纯化、酶的固定化和生物反应器四个部分组成。简而言之,酶工程就是将酶或者微生物细胞,动植物细胞,细胞器等在一定的生物反应装置中,利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。它包括酶制剂的制备,酶的固定化,酶的修饰与改造及酶的反应器等方面内容。

酶工程的前景

酶因其反应的专一性,高效性和温和性的特点,已和生物工程,信息科学和材料科学构成了当今的三大前沿科学。而作为生物工程的重要组成部分,将在未来的发展中,在世界科技和经济发展中起着主导和支柱作用。而工业用酶日益广泛地应用于化学,医药,纺织,农业,日化,食品,能源,化妆品以及环保等行业。据报道,到2003年,欧洲工业用酶的市场增加至9亿美元,年增长率达百分之十;而2000年的中国,酶制剂总产量达272吨,同比增长8.8%,可谓发展迅速,前景十分广阔。

酶工程的发展

酶工程的发展,是一部科学的成长史。在二次世界大战后,酶工程发展成为新的工业领域—酶工程工业。酶工程的发展历史从那时算起, 至今已经三十多个年头了。六十年代以后, 由于固定化酶、固定化细胞及固定化活细胞的崛起, 使酶制剂的应用技术面貌一新。七十年代以后,伴随着第二代酶——固定化酶及其相关技术的产生,酶工程才算真正登上了历史舞台。固定化酶正日益成为工业生产的主力军,在化工医药、轻工食品、环境保护等领域发挥着巨大的作用。几十年来酶制剂的品种和应用不断扩大。不仅如此,还产生了威力更大的第三代酶,它是包括辅助因子再生系统在内的固定化多酶系统,它正在成为酶工程应用的主角。近年来, 国际上酶工程技术发展迅速, 硕果累累,主要有基因工程、蛋白质工程、人工合成酶、模拟酶、核酸酶、抗体酶、酶的定向固定化技术、酶化学技术、非水酶学、糖生物学、糖基转移酶、极端环境微生物和不可培养微生物的新品种等。

酶工程的应用

酶工程的发展日新月异,现举几个例子更加形象地说明酶工程地应用:

酶工程在污染处理中的作用:可利用过氧化物酶和聚酚氧化酶处理含酚废水和造纸废水,如辣根过氧化物酶,木质素过氧化物酶,植物来源的过氧化物酶;酪氨酸酶,漆酶等;可利用氰化物酶和氰化物水合酶处理含氰废水;利用蛋白酶,淀粉酶处理食品加工废水;并且,可以通过设计复合代谢途径,拓宽氧化酶的专一性等基因工程的运用,提高微生物的降解速率;拓宽底物的专一性;维持低浓度下的代谢活性;改善有机污染物降解过程中的生物催化稳定性等。酶在废物处理及资源化过程中正在发挥重要作用, 利用基因工程和蛋白质工程扩展酶的代谢途经, 是治理难降解有毒污染物的重要方法。

酶工程技术在农业中的应用:

由于酶制剂主要作为催化剂与添加剂使用,从而带动了许多产业的发展。应用酶工程对农产品进行深加工,是人们努力的一个方向。乳制品加工则需要用凝乳酶和乳糖酶。此外,酶工程在饲料加工领域也有重大应用。

1、酶工程应用于农产品的深加工

利用α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和葡萄糖异构酶的催化功能,以玉米淀粉等为原料生产高果糖浆等。乳制品加工则需要用凝乳酶和乳糖酶。农副产品的加工和综合利用需要用纤维素酶、果胶酶和木质素酶。此外,从木瓜中提取的木瓜蛋白酶,提高活性和固定化以后,可以被用来酿制啤酒和制造果汁。

2、酶工程在用农产品开发生物活性肽方面的应用

以前,人们认为氨基酸是人体吸收蛋白质的主要途径,随着研究发现,蛋白质经消化道中的酶水解后,主要以小肽的形式吸收,比完全游离的氨基酸更易吸收利用。这一发现,启发了科研工作者采用酶工程技术用蛋白质生产生物活性肽的新思路。⑥生物活性肽是蛋白质中2 0种天然氨基酸以不同排列组合方式构成的从二肽到复杂的线性或环形结构的不同肽类的总称,是源于蛋白质的多功能化合物。活性肽具有多种人体代谢和生理调节功能,易消化吸收,有促进免疫、激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等作用,且食用安全性高。生物活性肽主要是通过酶法降解蛋白质而制得。目前已从大豆蛋白、玉米蛋白、牛奶蛋白、水产蛋白的酶解物中制得一系列功能各异的生物活性肽。

酶工程在食品领域的应用

酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊蛋白质。其催化作用的条件非常温和, 可在常温、常压下进行, 又有可调控性, 因而食品工业是应用酶工程技术最早和最广泛的行业。

近年来, 由于固定化细胞技术、固定化酶反应器的推广应用, 促进了食品新产品的开发, 产品品种增加, 质量提高, 成本下降, 为食品工业带来了巨大的社会经济效益。

固定化葡萄糖异构酶在高果糖浆生产中的应用;利用固定化酶用于水解牛奶中的乳糖,从而促进人体对乳糖的分解吸收,防止腹泻以及腹痛的发生。

果蔬加工中的应用。随着人们对天然健康食品的不断需求, 近年来, 采用果胶酶和其他的酶( 如纤维素酶等) 处理可以大大提高出汁率, 简化工艺步骤,并且可制得透明澄清的蔬菜汁。焙烤食品中的应用。酶在烘烤食品方面, 可以增大面包体积, 改善面包表皮色泽, 改良面粉质量, 延缓陈变, 提高柔软度,延长保存期限。脂肪氧化酶添加于面粉中, 可以使面粉中的不饱和脂肪酸氧化, 同胡萝卜素发生共扼氧化作用而将面粉漂白。

食品保鲜方面的应用。生物酶用于食品保鲜主要就是制造一种有利食品保质的环境, 它主要根据不同食品所含的酶和种类, 而选用不同的生物酶, 使食品所含的不利食品保质的酶受到抑制或降低其反应速度, 从而达到保鲜的目的。例如葡萄糖氧化酶加在瓶装饮料中, 吸去瓶颈空隙中氧而延长保鲜期; 溶菌酶对革兰氏阳性菌有较强的溶菌作用, 用于肉制品、干酪、水产品等的保鲜; 细胞壁溶解酶可消除某些微生物的繁殖, 已被用作代替有害人体健康的化学防腐剂, 对食品进行保鲜储藏。

【发展前景】

现在已知的酶的酶有几千种,但是还远远不能满足人们对酶日益增长的需要。随着科技的发

展,人们正在发现更多、更好的酶。其中,令人瞩目的有核酸酶和抗体酶、端粒酶、糖生物学和糖基转移酶和极端环境微生物和不可培养微生物的新酶种,此外,新的固定化、分子修饰和非水相催化等技术越来越受到人们关注。伴随着人类基因组计划取得的巨大成果,基因组学和蛋白质组学的诞生,生物信息学的兴起,以及DNA重排技术的发展,预期在不久的将来,众多新酶的出现将使酶的应用达到前所未有的广度和深度。

可以预计,随着各种高新技术的广泛应用及酶工程研究工作的不断深入,酶工程研究和酶制剂工业必将取得更快、更大的发展。可以相信,将来人们可以用化学的方法随心所欲地构造出各种性能优异的人工合成酶和模拟酶,而且还可以采用生物学方法在生物体外构造出性能优良的产酶工程菌为生产和生活服务,酶工程技术必将在工业、医药、农业、化学分析、环境保护、能源开发和生命科学理论研究等各个方面发挥越来越大的作用。

结语

总体而言,随着科学技术的不断升高,生物化学中的酶工程技术面临着一个全新的发展时代。生物化学中,酶的工艺技术更具有专业性质,且附属值愈来愈高。并在基因项目的工艺技术逐渐有了起色的情况下,利用蛋白质改变原有的氨基酸结构,从而更改酶的性质,以研发出新的产品。此外,随着基因项目中的工艺技术的迅速发展,微生物也对现代化的产品做出了许多贡献,应用于各种生物化工技术的研究。从而加速了现代化生物化工产业的进程,总体行业呈现出一个优良的发展态势。

参考文献:

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最新 人教版 选修一 果胶酶在果汁生产中的作用 作业

课题1果胶酶在果汁生产中的作用 基础巩固 1下列有关果胶、果胶酶的说法,错误的是( ) A.果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物 B.果胶不仅会影响出汁率,还会使果汁浑浊 C.果胶酶能够分解果胶 D.果胶酶是指某一种酶 解析:果胶酶并不特指某一种酶,而是分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。 答案:D 2在果汁加工中,加入果胶酶去除果胶,体现了酶的 ( ) A.多样性 B.高效性 C.专一性 D.受温度影响 解析:只有果胶酶能分解果胶,这体现了酶的专一性。 答案:C 3果胶酶常在0~4 ℃下保存,原因是( ) A.此温度条件下,酶的活性最高 B.此温度条件下,酶变性失活 C.低温可降低酶的活性,但酶不变性失活 D.自然条件下,果胶酶常在0~4 ℃下发生催化作用 解析:在低温时,酶活性降低,但酶并不失活,有利于保存。 答案:C 4下列能表示酶活性高低的是( ) A.单位时间、单位体积内反应物的总量 B.一段时间后生成物的总量 C.一段时间后,一定体积中消耗的反应物的量 D.单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量 解析:酶活性的高低可以用在一定条件下酶所催化的某一化学反应的反应速度表示,酶反应速度通常用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量表示。 答案:D 5在果胶酶溶液中加入双缩脲试剂,其结果应该是( ) A.产生气泡 B.溶液呈蓝色 C.溶液呈紫色 D.产生砖红色沉淀

解析:果胶酶的化学本质是蛋白质,蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应。 答案:C 6下列说法错误的是( ) A.酶是细胞合成的生物催化剂 B.温度、pH和酶的抑制剂等条件会影响果胶酶的活性 C.果胶酶能催化果胶分解,但不能提高水果的出汁率,只能使果汁变得澄清 D.生产果汁时,为了使果胶酶得到充分的利用,节约成本,需要控制好酶的用量 解析:果胶酶能使果汁变得澄清,并能提高水果的出汁率。 答案:C 7在用果胶酶处理果泥时,为了使果胶酶能够充分地催化反应,应采取的措施是( ) A.加大果泥用量 B.加大果胶酶用量 C.进一步提高温度 D.用玻璃棒不时地搅拌反应混合物 解析:用玻璃棒不时搅拌反应混合物,可使果胶酶和果泥充分接触,更好地催化反应。 答案:D 8目前市场上果汁饮料越来越受到青睐,请根据所学的有关知识回答下列问题。 (1)果汁饮料的包装瓶上写着105 ℃高温瞬时灭菌的意思是,这样做的目的是。 (2)自己在家中榨的果汁很容易腐败,而瓶装果汁的包装上写着“不含任何防腐剂,最长保质期为一年”,其中的奥秘是。 (3)在果汁加工过程中可添加来提高出汁率和澄清度。 (4)苹果醋是很受欢迎的饮料之一,其生产过程利用了的发酵作用,该过程需将温度控制在。 (5)在传统发酵技术中,果醋的制作往往在果酒制作基础上进行,请用相关反应式表示:。 解析:(1)105 ℃高温瞬时灭菌是指在105 ℃条件下灭菌30 s,优点是能杀死微生物,因为灭菌时间短,又不会过多地破坏果汁的各种营养素。(2)不含任何防腐剂又能较长时间不腐败,可能是经过了高温灭菌处理。(3)纤维素酶和果胶酶可分解果汁中细胞壁的成分,提高出汁率和澄清度。(4)果醋制作需要利用醋酸菌发酵,温度条件是30~35 ℃之间。 答案:(1)在105 ℃下灭菌30 s 既保证杀死引起果汁变质的微生物,又不破坏果汁的品质(2)高温杀死了微生物(3)纤维素酶和果胶酶(4)醋酸菌30~35 ℃ (5)C2H5OH+O2CH3COOH+H2O 能力提升 1下列关于温度对酶活性影响的叙述,错误的是( ) A.不同酶的最适温度可能相同 B.随着温度降低,酶的活性下降 C.酶活性最高时的温度不适合该酶的保存 D.高温下酶失活是酶空间结构被破坏的结果

工业工程现状及未来发展趋势研究

工业工程现状及未来发展趋势研究 【摘要】工业工程学科自产生至今已有100多年的历史,在中国的发展也有几十年的历史,其作为一门综合性极强的学科,在许多领域都得到了广泛应用。本文将着重对工业工程的现状及未来发展趋势进行研究,为现代工业工程的发展进步提供动力支持,使工业工程实现可持续发展。 【关键词】工业工程;现状;发展趋势 工业工程(Industrial Engineering)简称IE,是一门涉及人、财、物等要素,涉及系统工程、统计学、数学、物理学等多学科的将技术与管理紧密结合的综合学科。工业工程的应用旨在实现企业生产、管理及服务的低成本、高效益和效率,为实现企业目标提供强大技术支持。工业工程起源于国外,至今已有100多年的发展历史,已经成为发达国家发展进步和经济发展不可或缺的学科之一。我国于上世纪80年代引进工业工程,至今仅有30多年历史,仍然处于推广阶段,发展较缓。为了对我国工业工程有更好更深入的了解,本文对我国工业工程现状及未来发展趋势作了一次细致研究分析,希望对相关工作人员也有一定启示。 1.工业工程发展现状 工业工程自产生以来就发挥了巨大的作用,往往能够左右一个企业的生与死,是帮助企业成功的重要方法。工业工程是一门涉及多学科、多要素的“技术+管理+系统”的综合性科学。在我国发展30多年以来,一直致力于帮助企业实现提高生产质量,降低生产成本,提升效益和效率,优化产业结构和管理模式,促使企业进行现代化改革与发展。 工业工程在我国的发展时间毕竟有限,我国的工业工程基础相对还比较薄弱,尤其是在工业工程应用较多的制造企业,我国工业工程发展明显欠缺。但是从目前我国工业工程发展现状来看,其发展前景趋好。目前,我国已经有机械部、

酶在食品中的应用

多种酶在食品中的应用 学生:李慧娜指导老师:胡亚平所在学校:湖南农业大学 摘要:酶是生物活细胞产生的一类具有催化功能的蛋白质。酶的催化效率高,具有很高的专一性,需比较温和的条件。因此,酶在食品科学中相当重要,通过酶的作用能引起食品原料的品质发生变化,也能在比较温和的条件下加工和改良食品。食品加工中几种重要的酶有淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、多酚氧化酶、脂肪酶以及其他一些氧化酶等。酶在食吕保藏中也起着非常重要的作用。酶不仅影响着食品的感观功能而且也影响着食品的营养功能。不同的酶在在不同的产品中发挥着不同的作用。 关键词:多种酶食品应用 随着食品工业的快速发展,人们的食品安全和健康意是益增强,对食品的要求愈来愈高。为了让人们吃得放心,吃得健康,研究酶在食品中的应是一个具有重大意义的项目。目前,绿色健康消费已经成为新的消费时尚,首选绿色天然食品的观念已在消费者心中根深蒂固,酶法保鲜广泛应用于食品的贮藏之中。因此,大力推广酶在食品贮藏中的应用已成为广大消费者的心声。由于酶的高效性,专一性,以及影响反应速度的因素的可控制性使得酶的研究逐具有广大的前景。 一、酶对食品感观功能的影响以及营养功能的影响 (一)酶对食品感观功能的影响 内源酶类对食品的风味、质构、色泽等感观质量具有重要的影响,其作用有的是期望的,有的是不期望。如动物屠宰后,水解酶类的作用使肉嫩化,改善肉食原料的风味和质构;水果成熟时,内源酶类综合作用的结果会使各种水果具有各自独特的色、香、味,但如果过度作用,水果会变得过熟和本酥软,甚至失去食用价值。 (二)酶对食品营养功能的影响 脂肪氧合酶催化胡萝卜素降解而使面粉漂白,在蔬菜加工过程中则使胡萝卜素破坏而损失维生素A源;在一些用发本酵方法加工的鱼制品中,由于鱼和细菌中的硫胺素酶的作用,使这些制品缺乏维生素B1;果蔬中的Vc氧化酶及其它氧化酶类是直接或间接导致果蔬在加工和贮存过程中维生素C氧化损失的重要原因之一。 二、多种酶在食品中的应用 (一)淀粉酶 淀粉酶在食品工业上应用很广泛。淀粉酶制剂是最早实现工业化生产和产量最大的酶制剂品种,约占整个酶制剂总产量的50%以上,被广泛应用于食品、发酵及其他工业中。 淀粉酶用于酿酒、味精等发酵工业中水解淀粉;在面包制造中为酵母提供发酵糖,改进面包的质构;用于啤酒除去其中的淀粉浑浊;利用葡萄糖淀粉酶可直接将低黏度麦芽糊精转化成葡萄糖,然后再用葡萄糖异构酶将其转变成果糖,提高甜度等。目前商品淀粉酶制剂最重要的应用是用淀粉制备麦芽糊精、淀粉糖浆

工业工程在生产生活中的应用(1)

工 业 工 程 在 低 碳 生 产 生 活 方 面 的 应 用 班级:机械0904班 姓名:潘晓琳 学号:2009010112

工业工程在低碳生产生活方面的应用 班级:机械0904班姓名:潘晓琳学号:2009010112 一、引言 “低碳生活”是个新概念,提出的却是世界可持续发展的老问题,它反映了人类因气候变化而对未来产生的担忧,世界对此问题的共识日益增多。目前的主流看法是,导致气候变化的过量碳排放是在人类生产和消费过程中出现的,要减少碳排放就要相应优化和约束某些消费和生产活动。如何从科技的角度达成低碳生产生活,需要系统、深入的研究。 二、正文 “低碳生活”这一理念着眼于人类未来。近几百年来,以大量矿石能源消耗和大量碳排放为标志的工业化过程让发达国家在碳排放上遥遥领先于发展中国家。当然也正是这一工业化过程使发达国家在科技上领先于其他国家,也令它们的生产与生活方式长期以来习惯于“高碳”模式,并形成了全球的“样板”,最终导致其自身和全世界被“高碳”所绑架。在首次石油危机、继而在气候变化成为问题以后,发达国家对高耗能的生产消费模式和“低碳生活”理念才幡然觉悟,有了新认识。尽管仍有学者对气候变化原因有不同的看法,但由于“低碳生活”理念至少顺应了人类“未雨绸缪”的谨慎原则和追求完美的心理与理想,因此“宁可信其有,不愿信其无”,“低碳生活”理念也就渐渐被世界各国所接受。 “低碳生活”最根本的挑战是,它要求人类改变自工业化以来形成的生产消费理念,特别是那种消费至上的消费文化。现有世界流行的主流经济理论基本建立在消费至上、消费者至上、竞争优先的基础上,它提高了社会生产的高效率,却也一度导致了生产与消费领域不受控制的高碳排放。虽然消费至上看起来是美

酶工程的应用及发展前景.

酶工程的应用及发展前景 生物技术一班 41208220 杨青青

酶工程的应用及发展前景 杨青青 (陕西师范大学生命科学学院生物技术专业1201班) 摘要:酶工程是现代生物技术的重要组成部分,它作为一项高新技术将为各工业的发展起重要推动作用。本文概要介绍了酶工程的概念,酶工程在农产品加工、医药工业、食品工业、污染治理工业、蛋白质高值化加工等方面的应用以及探讨了在各个工业中的发展前景。 关键词:酶工程、应用、发展前景 一、酶工程的概念 酶是由生物体产生的具有催化活性的蛋白质,它能特定的促成某个化学反应而本身却不参加反应,且具有反应率高、反应条件温和、反应产物污染小、能耗低、反应容易控制等特点。这些特点比传统的化学反应具有较大的优越性。酶的应用不仅可以增强产量,提高质量,降低原材料和能源消耗,改善劳动条件,降低成本,而且可以生产出用其他方法难得到的产品,促进新产品、新技术和新工艺迅速发展。随着现代生物技术的兴起,酶工程技术应运而生,并在制药、食品工业和农产品加工显示出强大的生命力。酶工程就是利用酶催化作用,

通过适当的反应器工业化的生产人类所需的产品或是达到某一目的,它是酶学理论与化工技术相结合而形成的一种新技术。酶工程包括自然酶的开发和利用、固定化酶、固定化细胞、多酶反应器(生物反应器)、酶传感器等。 二、酶工程的应用以及发展前景 1、酶工程在农产品加工上的应用与前景 以前,人们认为氨基酸是人体吸收蛋白质的主要途径。随着研究的发现,蛋白质经消化道中的酶水解后,主要以小肽的形式被吸收,比完全游离的氨基酸更易吸收利用。这一发现启发了科研工作者采用酶工程技术用蛋白质生产生物活性肽的新思路。生物活性肽是蛋白质中20种天然氨基酸以不同排列组合方式构成的从二肽到复杂的线性或环形结构的不同肽类的总称,是源于蛋白质的多功能化合物。活性肽具有多种人体代谢和生理调节功能。主要是通过酶法降解蛋白质而制得。 目前已经从大豆蛋白、玉米蛋白、牛奶蛋白、水产蛋白的酶解物中制得一系列功能各异的生物活性肽。因为各类蛋白质存在的差异性,所以在生产活性肽方面有略微的不同。不论哪种方法,都会用到一定的酶类水解蛋白质。比如:文献报道采用中性蛋白酶、木瓜蛋白酶水解大豆蛋白,配合活性炭的吸附处理、超滤、真空浓缩和喷雾干

工业工程在制造业中的应用

工业工程在制造业中的应用 工业工程基础(工作研究):利用方法研究和作业测定(工作衡量)2大技术,分析影响工作效率的各种因素,帮助企业挖潜、革新、消除人力、物力、财力和时间方面的浪费,减少劳动强度,合理安排作业,并制定各作业时间,从而提高工作效率。 方法研究目的是减少工作量,建立更经济的作业方法;时间研究旨在制定相应的时间标准。 设施规划与设计:对系统(工厂、医院、学校、商店等)进行具体的规划设计,包括选址、平面布置、物流分析、物料搬运方法与设备选择等,使个生产要素和各子系统(设计、生产制造、供应、后勤保障、销售等部门)按照IE要求得到合理的配置,组成有效地集成系统。 涉及SE、OR、工作研究、成组技术、管理信息系统、工效学、工程经济学、计算机模拟等知识。 生产计划与控制:研究生产过程和资源的组织、计划、调度和控制,保障生产系统有效地运行。包括生产过程的时间与空间上的组织、生产与作业计划、生产线平衡、库存控制等。采用的方法:网络计划(计划评审技术PERT、关键路线法CPM)、经济定货量(EOQ)、经济生 产批量(EPQ)、物料需求计划MRP以及生产资源计划MRPⅡ和准时制JIT。 工程经济:IE必备的经济知识,既投资效益分析与评价的原理与方法。通过整个生产系统的经济性研究、多种技术方案的成本与利润计算、投资风险评价与比较等,为选择技术先进、效益最高或费用最低的方案提供决策依据。 包括:工程经济原理、资金的时间价值、工程项目可靠性研究、技术改造与设备更新的经济分析。 价值工程:寻求高效益、低成本方案,主要用于新产品、新技术开发过程。 质量管理与可靠性技术:包括为保证产品或工作质量进行质量调查、计划、组织、协调与控制等各项工作,核心是为了到达规定的质量标准,利用科学方法对生产进行严格检查和控制,预防不合格品产生。 内容包括传统的质量控制方法,现代质量管理-保证,生产保证、全面质量控制TQC与全面质量控制TQM。可靠性技术是现有系统有效运行的原理与方法,包括可靠性概念、故障及诊断分析、使用可靠性、系统可靠性设计、系统维护与保养策略等。 工效学:又称人类工程学(Human Engineering)或人因学(Human Factors)或人机工程(Ergonomics),它综合运用生理学、心理学、卫生学、人体测量学、社会学和工程技术等知识,研究生产系统中人、机器与环境之间的相互作用的一门边缘科学,是IE的一个重要分支与专门知识。 通过对作业中的人体机能、能量消耗、疲劳测定、环境与效率的关系等的研究,在系统设计中科学地进行工作职务设计、设施与工具设计、工作场地布置、确定合理的操作方法等,使作业人员获得安全、健康、舒适、可靠的作业环境,从而提高工作效率。 人力资源开发与管理:研究如何有效地利用人力资源和提高劳动者的素质(承诺感、对组织献身和忠诚、良好的沟通才能与能力、社会责任感、专业技术技能和感受变化敏感程度)。 管理信息系统:它为一个企业的经营、管理和决策提供信息支持的用户计算机综合系统,是现代IE应用的重要基础与手段。 包括计算机管理系统的组成,数据库技术、信息系统设计与开发等。 现代制造系统:IE的基础和组成部分,包括成组技术GT、计算机辅助工艺过程设计、

工业工程在我国的应用现状

工业工程在我国的应用现状 1、工业工程概述及其发展历程 工业工程(IE)起源于美国,曾为美国的社会发展和进步做出很大贡献,它是一门综合交叉学科,综合了管理学、运筹学、系统工程、人因工程学等多门学科,开始主要应用于制造业,目前在很多领域都有应用。工业工程迄今已有一个多世纪,但对于它没有一个明确的定义,最具权威的是美国工业工程师协会提出的,工业工程是对人员、物料、设备、能源和信息组成的集成系统进行设计、改善和实施的工程技术,综合运用数学、物理学、和社会科学的专门知识和技术,结合工程分析和设计的原理和方法,对该系统所取得的成果进行确定、预测和评价。 工业工程自产生依赖就发挥了巨大的作用,往往能够左右一个企业的生与死,是帮助企业成功的重要方法。工业工程形成和发展的演变过程,实际上就是各种用于提高效率、降低成本的知识、原理和方法产生与应用的历史,工业工程技术随着社会和科学技术的发展不断充实新的内容。IE经历了以下阶段: 第一阶段:工业工程的萌芽和奠定时期,这一时期的主要方法是劳动专业化分工、时间研究、动作研究、作业标准化。 第二阶段:工业工程的成长期,这一时期创立了许多IE的原理和方法,包括人机工程、设施规划与设计、物料搬运、生产计划与控制等等。 第三阶段:工业工程的成熟期,这一时期运筹学成为IE的理论基础,计算机为IE提供有效的技术手段。 第四阶段:工业工程的扩展与创新器,这一时期系统工程原理和方法用于IE、完善了IE的理论基础和分析方法。 2、工业工程在我国企业中发挥的作用 由国外与国内发展及应用的实践表明,工业工程在我国企业中具有不可替代的重要作用。如提高系统综合素质,提高生产系统综合效率及效益,保证各类生产系统、管理系统及社会经济系统的高质量、可持续发展,提高企业的整体生产率,增强企业的国际市场竞争能力和综合创新能力等。国内外实践证明,在企业广泛应用工业工程的知识和原理,可以大大提高生产效率,提高盈利水平,减少物料和劳动力的消耗,降低成本,提高企业综合竞争力,改善生产环境的同时减轻工人劳动强度。从全社会角度看,实施工业工程有助于社会资源的优化配置和有效利用,有利于可持续发展。 3、我国工业工程的应用现状

工业工程在制造业转型中的应用研究2.doc

工业工程在制造业转型中的应用研究(2) 2.工业工程方法在促进我国制造业转型方面的优势。作为现代企业生产经营管理的交叉学科,工业工程方法在促进我国制造业实现成功转型方面有着得天独厚的优势。这从工业工程学科在我国发展的7个主要方向可见一斑。 (1)运筹学与运作管理。运筹学是一门应用科学,通过对工程系统进行数学建模和求解,解决实际中提出的专门问题,为决策者选择最优决策提供定量依据。 通过对运筹思想的大力推广,我们可以有效地改善制造业转型过程中“地区发展不平衡”的问题,结合各地区的自身优势,充分发挥东、中、西部地区的相关产业特色,全面带动制造业健康平衡发展。 (2)工效学与人因工程。人因学是一门探讨人类与机器、环境之间交互作用的学问,包括生活和工作中的人与工具、设备、机器及周围环境之间的关系,以及如何去设计这些会影响到人的事物及环境。 目前,在珠三角地区,“民工荒”问题已日益突出。出现“民工荒”并不是因为我国劳动力出现紧缺,也不是因为劳动力人员信息流通不畅,而是因为目前企业支付给工人,尤其是农民工的待遇过低,并且基本没有企业工程、人员与机器、人员与生产环

境的关系等方面的人本考虑。工效学和人因学就是要求企业以人为本,注重和谐。 (3)生产系统工程。生产工程是工业工程的经典应用,其涉及的范围覆盖整个生产领域,包括产品的设计、生产制造、加工工艺与设备、工作设计、生产线设计、组织机构设计、项目管理、企业发展与创新等内容。 生产系统工程在制造业领域的运用显而易见,毋庸置疑,要想真正在世界制造领域占有一席之地,甚至引领世界制造业的发展方向,我们必须大力发展具有自主知识产权的技术,同时,必须在现有条件下对自身的生产系统进行创新优化。 (4)物流工程。物流是指从原材料供应到生产过程、批发、销售以及回收整个链上的实物流及信息流。它通常以运筹学作为基础与工具,分析原材料的采购管理、生产过程管理、库存管理、配送管理、顾客需求管理等,而物流信息化为有效地开展这些工作提供了基本保证。 绿色物流与低碳经济是今后的社会发展方向,我们应抓住我国目前产业调整、制造业转型的有利时机,加快推进我国物流业的全面发展,使企业在生产、运输的各个环节都做到高效、畅通,协调企业内部各个部门、行业内多家企业以及全国各个产业之间的各项资源、信息配置,从而实现绿色发展、高效发展,为今后低碳经济的布局铺平道路。 (5)企业集成与信息化。企业通过信息集成,将企业的管理经营、过程、人与组织以及科技相结合,使之能够进行协调的工作,以优化实现由企业管理所制定的企业战略目标和使命,满足市场和用户的需求。 一直以来,由于我国制造业大量面对外向型经济,其企业

酶工程的发展状况及其应用前景

酶工程的发展状况及其应用前景 摘要:酶在现代生物生产中扮演着重要角色,酶作为一种生物催化剂,因其催化作用具有高度专一性、催化条件温和、无污染等特点,以及酶工程不断的技术性突破,使得酶在工业、农业、医药卫生、能源开发及环境工程等方面的应用越来越广泛。 关键词:酶工程生物催化剂酶的固定 正文: 随着酶生产的不断发展,酶的应用越来越广泛。现在,酶工程已在医药、食品工业、农业、饲料、环保、能源、科研等领域广泛应用。成为基因工程、细胞工程、蛋白质工程等新技术领域的科学研究和技术开发中不可取代的工具。 一、酶工程的发展及应用现状 (一)国内外酶制剂的发展现状 BCC最新研究报告显示,未来4年全球工业酶制剂市场价值将以%的复合年增长率继续增长,由2011年的39亿美元增加至2016年的约61亿美元。该报告将工业酶市场细分成3个部分:生物酶、食品和饮料酶以及其他酶制剂。2011年生物酶的市场价值达12亿美元,预计还将以%的复合年增长率继续增长,2016年达17亿美元。2011年食品和饮料活性酶的市场价值接近13亿美元,未来4年还将以%的年均复合增长率增长,预计2016年达21亿美元。2011年其他酶制剂的市场价值为15亿美元,预计还将以%的复合年增长率增长,到2016年市场价值将达到22亿美元①。 我国酶制剂工业面经过近几十年的发展,初步具有一定的规模,取得了很大的进步。但是,国外酶制剂公司仍然处于绝对的领先地位,特别是一些比较出色的公司,例如,诺和诺德公司(Novo Nordisk)、丹尼斯克公司(Danisco)等②。 (二)酶工程的应用现状 一、酶工程技术在医药工业中的应用 1、酶的固定化技术 酶的固定化(enzyme immobilization)是指采用有机或无机固体材料作为载体(carrierorsupport),将酶包埋起来或束缚、限制于载体的表面和微孔中,使其仍具有催化活性,并可回收及重复使用的酶化学方法与技术。不使用固体材料作为载体,通过酶分子之间的相互交联形成聚集体,也可将酶固定化,称为无载体酶固定化。由于酶的蛋白质属性,进人人体后产生免疫反应,因稀释效应,而无法集中于靶器官组织,常不能保持最适合的治疗浓度,而固定化酶则很好的克服了游离酶的这些缺点,应用于治疗镁缺乏症、代谢异常症及制造人工内脏方面,如固定化L-天冬酰胺酶用于治疗白血病。葡萄糖氧化酶被固定化在纳米微带金电极上可用于活体检测的微生物传感器③。 固定化酶技术可用于治疗一些代谢障碍疾病。已知人类关于新陈代谢的疾病已过120余种,很多病因归结为人体缺乏某种酶的活性,一种可能的治疗方法就是通过某种方式给病人提供他所缺乏的酶。其提供的方式主要有:①将固定化酶用于体内作为治疗药物;②将固定化酶组装成体外生物反应器,通过体外循环作为临床治疗剂。将固定化酶用于临床诊断的例子很多,如各种酶测试盒层出不穷,采用固定化酶柱反应器的FIA(流动注射法)可用于临床诊断检测尿酸、葡萄糖、氨、尿素、胆甾醇、谷氨酸、乳酸、无机磷等。 2、酶催化技术 主要介绍非水相介质中的酶催化,传统的酶催化反应主要在水相中进行,但自1987年Kilibanov等。用脂肪酶粉或固定化酶在几乎无水的有机溶剂中成功地催化合成了肽以及手性的醇、脂和酰胺以来,对酶在非水相介质的催化反应技术的开发及研究报道迅速增加,特别在手性药物的不对称合成及手性药物拆分的生物技术开发中得到了很多应用。目前非水相中的酶催化技术已衍生出以下几类体系:①水与有机溶剂的互溶均相体系;②水与有机溶剂形

名词解释:工业工程学(IE)

工业工程学 工业工程学(Industrial Engineering 简称IE),是从科学管理的基础上发展起来的一门应用性工程专业技术。工业工程(运筹学(系统工程(工业工程师(Industrial Engineer)的工作集中在设计、执行、评估、和改进集合人力、资金、信息、知识、厂房、设备、能源、物料、和流程的制造业生产系统。更多的工业工程师投身到诸如物流、信息、金融、医疗、服务、研发、国防等等众多产业当中从事系统分析与改进工作。 工业工程这一名称很容易招致误解。实际上,在最初,工业工程的命名实际是科学管理,而在现在,在韩国等国家工业工程被称作产业工程,这更加符合它现在的应用范围。它最初是被应用于制造业,然而现在,它已经在其他相关的服务和产业得到广泛的应用。工业工程的也往往被称作运作管理(Operations Management)、系统工程、和工程管理等等。 工业工程学能在任何领域当中发挥作用。工业工程师在获得工业工程学位之前也往往拥有数学、统计、自然科学、社会科学、计算机或其他工程学位。工业工程师从系统科学的角度出发,理性化地处理系统中的不确定因素及复杂交互作用,从而解决产业系统中的重大管理问题和改进系统。计算机应用的深入帮助工业工程师能够应对更为复杂的问题。这些对企业的盈利能力和长远发展有着深远意义。 在精益制造(工业工程师致力于消灭在生产过程中对时间,经费,材料,能源以及其他资源的浪费。他们使过程更加有效率,产品质量稳定并且更容易制造,产量得到提高。 同大多数工程学科非常专业化的应用领域不同,工业工程在几乎每一种产业中都有广泛应用。例如如何缩短在主题公园前排起的长队,优化操作方法,全球货物派送(供应链管理),制造更加价格低廉并且可靠的车辆等。 工业工程学(Industrial Engineering,简称IE)起源于20世纪初的美国,它以现代工业化生产为背景,在发达国家得到了广泛应用。现代工业工程是以大规模工业生产及社会经济系统为研究对象,在制造工程学。管理科学和系统工程学等学科基础上逐步形成和发展起来的一门交叉的工程学科。它是将人、设备、物料、信息和环境等生产系统要素进行优化配置,对工业等生产过程进行系统规划与设计、评价与创新,从而提高工业生产率和社会经济效益专门化的综合技术,且内容日益广泛。

工业工程专业在航空制造业的作用

工业工程专业在航空制造业的作用 说起工业工程技术在制造业的应用,我们直接会想到的往往是标准工时的核算、新厂房的设计、作业现场的改善、以及人机作业的分析等这些传统的IE技术,它们在低端劳动力密集型的企业使用得尤为频繁。而像丰田汽车、富士康等应用这类IE技术最为成功的公司成为许多制造型企业推崇的业界标杆,或者工业工程老师研究的对象。 然而,近年来随着中央及各地政府提出的加快淘汰落后制造业、优先发展先进制造业的产业转型等一系列政策,工业工程技术在现代制造业中的价值似乎有下降的趋势。尤其是在上海、天津等东部沿海大城市,大量工厂纷纷关闭、搬迁或转型,直接导致大量员工下岗或改行,同时导致这些城市的高校中,工业工程专业的吸引力远远落后于金融工程、电子工程、生物工程等热门专业。 那么,工业工程专业的前途在哪里?略微仔细地了解几家当前比较有代表性的先进制造型企业,不难发现:所谓先进制造业,是指制造业不断吸收电子信息、计算机、机械、材料以及现代管理技术等方面的高新技术成果,并将这些先进制造技术综合应用于制造业产品的研发设计、生产制造、在线检测、营销服务和管理的全过程,实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,即实现信息化、自动化、智能化、柔性化、生态化生产,取得很好经济社会和市场效果的制造业总称。

相对于传统制造业而言,先进制造业中的“先进”二字,可以从下述三个方面认识: 1产业先进性:即在全球生产体系中处于高端,具有较高的附加值和技术含量,通常指高技术产业或新兴产业; 2技术先进性:“只有夕阳技术,没有夕阳产业”。从这个观点看,先进制造业基地不是非高新技术产业莫属,传统产业只要通过运用高新技术或先进适用技术改造,在制造技术和研发方面保持先进水平,同样可以成为先进制造业基地; 3管理先进性:无论哪种类型的制造业基地,要冠以“先进”两字,在管理水平方面必须是先进的。不能想象,落后的管理能够发展先进的产业和先进的技术。 由此可见,一贯强调技术与管理相结合的工业工程在先进制造业中也是大有前途的,只是不能把研究对象局限在机械加工等传统行业上,而是应该针对半导体、生物化工、航空航天等高科技行业的特点,强调一些工业工程新技术的应用,这样才能使工业工程在新时代焕发出新的活力。 想要在先进制造业中成功推广IE技术,要注意以下几个特点: 1、流程的信息化程度显著提升,大规模数据的自动生成使生产过程中的物质流、能量流和信息流的彻底量化成为现实。

果胶酶在果汁生产中的作用教案

4.1果胶酶在果汁生产中的作用 [教学目标] 1.简述果胶酶作用。 2.检测果胶酶活性。 3.探究温度和pH对果胶酶活性影响。 4.探究果胶酶的最适用量,搜集有关果胶酶应用的资料。 [教学重点] 探究温度和pH对果胶酶活性影响 [教学难点] 探究果胶酶的最适用量 [教学过程] 讨论:果汁生产中存在的问题? (1、果肉的出汁率低,耗时长.2、榨取的果汁浑浊,黏度高,易发生沉淀.)怎么能够提高水果的出汁率并使果汁变得澄清? 在生产上,使用果胶酶、纤维素酶等解决。 果胶酶有什么作用? 一、基础知识 (一)酶的基础知识 回忆:在高一我们学习过有关酶的知识,请回忆以下问题, 1、酶的概念:酶是活细胞所产生的具有生物催化作用的一类特殊的有机物; 2、酶的本质:蛋白质(大多数)或RNA; 基本组成单位:氨基酸或核糖核苷酸 3、酶的功能:在各种化学反应中起催化作用。 原因:酶能降低化学反应的活化能,从而使反应能够迅速的进行。 4、酶的特性 (1)高效性:酶的催化效率是无要催化剂的107~ 1013倍。 (2)专一性:一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。 (3)需要适宜的条件:适宜的温度、适宜的PH值。 (二)果胶酶的作用

阅读课本P42的内容,回答以下问题: (1)细胞壁的组成成分? (2)果胶的单体是什么? (3)果胶酶的作用? 1、果胶 是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一,它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物,不溶于水。 思考:要破坏植物的细胞壁,你有什么方法?结果一样吗? 2、果胶对果汁制作的影响: 影响果汁的出汁率,还会使果汁浑浊。 3、果胶酶: 它是分解果胶的一类酶的总称,包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。 果胶酶 果胶半乳糖醛酸 4、果胶酶在果汁制作中的作用 ①分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层;使果胶水解为半乳糖醛酸。 ②提高水果的出汁率,并使果汁变得澄清。 (三)酶的活性与影响酶活性的因素 1、酶的活性:指酶催化一定化学反应的能力。 2、酶催化能力高低的衡量标准 在一定的条件下,酶所催化的某一化学反应的反应速度。 酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。 3、影响酶活性的因素: ①温度 A、温度对酶的影响 在较低温度时,随着温度的升高,酶的活性也逐渐提高,达到最适温度时,酶的催化能力最高,但高于最适温度后,酶的催化能力迅速下降,最后完全失去催化能力。 B、果胶酶的最适温度 果胶酶的最适温度为45~500C。 C、讨论:高温使酶的活性丧失后,酶的活性可否恢复?为什么?

工业工程在中国的发展前景

工业工程在中国得发展前景 【摘要】近几年,随着经济得不断发展,企业管理得不断进步,工业工程逐渐进入了大家得视线,越来越多得院校开设了这个专业,越来越多得人知道了这个行业,那么,工业工程到底就是什么,它有着怎样得发展历程,又有着怎样得发展前景呢?通过两个多月得学习,我将要谈一下我所要学习得——工业工程。 1、工业工程专业介绍 工业工程(Industrial Engineering 简称IE),就是从科学管理得基础上发展起来得一门应用性工程专业技术。 美国工业工程学会(AIIE)对工业工程得定义 “工业工程就是对人、物料、设备、能源、与信息等所组成得集成系统,进行设计、改善与实施得一门学科,它综合运用数学、物理、与社会科学得专门知识与技术,结合工程分析与设计得原理与方法,对该系统所取得得成果进行确认、预测与评价。” 概括而言,所有人类及非人类参与得活动,只要有动作出现得,都可应用工业工程得原理原则,以及工业工程得一套系统化得技术,经由最佳途径达到目得。 工业工程又分传统 IE 与现代 IE。传统 IE 就是通过时间研究与动作研究,工厂布置,物料搬运,生产计划与日程安排等,以提高劳动生产率。现代 IE 以运筹学与系统工程作为理论基础,以计算机作为先进手段,兼容并蕴涵了诸多新学科与高新技术。 2、日本对工业工程(IE)得新定义 日本 IE 协会(JIIE)根据 IE 长期(特别战后)在日本应用所取得得成果与广泛得应用,IE 不论在理论上与方法上都取得了很大得发展。JIIE 深感过去得定义已不适于现代得要求,故对 IE 重新定义。其定义如下: “IE就是这样一种活动,它以科学得方法,有效地利用人、财、物、信息、时间等经营资源,优质、廉价并及时地提供市场所需要得商品与服务,同时探求各种方法给从事这些工作得人们带来满足与幸福。” 这个定义简明、通俗、易懂,不仅清楚地说明了 IE 得性质、目得与方法,而且还特别对人得关怀也写入定义中,体现了“以人为本”得思想。这也正就是IE 与其它工程学科得不同之处。 工业工程发展历程

酶在食品中的应用

酶在食品中的应用 人类对酶的应用可以追溯到几千年前。在对酶的不断认识过程中,我们给酶下了一个科学的定义:酶是由生物活细胞产生的、具有高效和专一催化功能的生物大分子。食品酶学是酶学的基本理论在食品科学和技术领域中应用的科学,主要研究食品原料、食品产品中酶的性质、结构、作用规律以及食品储藏、加工和食用品质的影响,食品级酶的生产及其在食品储藏、加工环节的应用理论与技术。 食品用酶,从早期的酿造、发酵食品开始,至今已广泛应用到各种食品上。随着生物科技进展,不断研究、开发出新的酶制剂,已成为当今新的食品原料开发、品质改良、工艺改造的重要环节。在食品工业中广泛采用酶来改善食品的品质以及制造工艺,酶作为一类食品添加剂,其品种不断增多。它在食品领域中的应用方兴未艾。与以前的化学催化剂相比,酶反应显得特别温和,这对避免食品营养的损失是很有利的。 酶制剂在食品行业中的应用主要体现在以下几个方面: 1. 有利于食品的保藏,防止食品腐败变质。例如:目前与甘氨酸配合使用的溶菌酶制剂,应用于面食、水产、熟食及冰淇淋等食品的防腐。如溶菌酶用于 pH6.0,7.5的饮料和果汁的防腐。乳制品保鲜新鲜牛乳中含有13毫克/100毫升的溶菌酶,人乳中含量为40毫克/毫升。在鲜乳或奶粉中加入一定量溶菌酶,不但可起到防腐作用,而且有强化作用,增进婴儿健康。 2. 改善食品色香味形态和质地。如,花青素酶用于葡萄酒生产,起到脱色作用;复合蛋白酶嫩化肌肉,使肉食品鲜嫩可口;在肉类香精生产中常用的风味酶就是一种复合酶,使最终反应达到风味化要求。 3. 保持或提高食品的营养价值。通过多种蛋白酶的作用生产多功能肽及各种氨基酸已经是营养保健行业常见的加工方法。

工业工程结课论文

新时代下我国工业工程的发展应用研究 摘要:工业工程主要是通过优化和重新组织工作系统的方法,达到 提高效率的目的,是一种不需要投资或只需少量投资就能提高生产效率的方法。通过分析工业工程在我国应用及发展的基础上,借鉴国外工业工程实施的成功经验, 提出了我国实施与应用工业工程的设想,并对我国工业工程的未来应用发展进行了展望。 关键词:工业工程;应用;发展;探讨 0 引言 工业工程在国外已经有一百多年的历史,是美国五大工程学 科之一。它融工程和管理于一体 ,对工业发达国家的经济与社会 发展起了巨大推动作用。工业工程( IndustrialEngineering, IE)是以规模化工业生产及工业经济系统为研究对象,以优化生产 系统,提高劳动生产率和综合效益为追求目标,在生产制造技术、管理科学和系统工程等科学不断发展的基础上形成的一门交叉边 缘学科。在改革开放经历了二十年的发展之后,中国的经济已进 入了一个崭新的发展时期。从过去的资金引进,转变成为现在对 技术、管理、人才的引进,其中也包括对工业工程的引进。 1 工业工程思想在高校改革中的应用 工业工程思想,亦称 IE意识,是经过近百年的实践而逐步 形成起来的基本思想, 反之又使IE实践符合其科学规律,产生具 有指导作用的思想方法。这些思想也可叫做 IE 的灵魂, 或称之 为IE精神。IE意识主要包括以下五个方面, 即成本和效率意识, 问题和改革意识 ,工作简化、专业化和标准化意识,全局和整体 意识, 以人为中心的意识。树立工业工程思想(IE 意识)比掌 握工业工程方法和技术更为重要, 这种思想意识已被广泛应用于 各行各业, 对高校改革同样具有重要的指导意义。为了不断提高 我国高等教育的国际竞争力, 我国高校的改革必须在更深层次和

果胶酶实验报告

实验报告 果胶酶在果汁生产中的作用一.实验目的 1. 探究不同温度对果胶酶活性的影响; 2. 探究不同ph 对果胶酶活性的影响; 3. 探究果胶酶的用量对果汁生产的影响。二.实验原理 1. 果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时,活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。 2. 果胶酶的活性受ph影响,处于最适ph,酶的活性最高,高于或低于此值活性均下降。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。 3. 在一定的条件下,随着酶浓度的增加,果汁的体积增加;当酶浓度达到某一数值后, 在增加酶的用量,果汁的体积不再改变,此值即是酶的最适用量。 三.实验材料与用具苹果、果胶酶、盐酸溶液、榨汁机、电子天平、恒温水浴锅、烧杯、量筒、试管、漏斗、温度计、玻璃棒、滤纸、滴管、三脚架 四.实验步骤 (一)温度对果胶酶活性的影响 1. 制备果汁选取一个中等大小的苹果(约200g)洗净后, 不去皮, 切成小块, 放入榨汁机中,加入约200ml 水,榨取2min ,制得苹果泥。量取一定体积的苹果泥,不同条件下处理后,用滤纸进 行过滤即可得到果汁; 2. 取9 支试管编号并分别加入等量的果汁和果胶酶; 3. 将9 支试管分别放入30C、35C、40C、45C、50C、55C、60C、65C、70C 的水 浴锅中保温10 分钟; 4. 过滤果汁用量筒测量果汁的里量,并记录数据。 (二)ph 对果胶酶活性的影响 1. 制备果汁; 2. 取5 支试管编号并分别加入等量的果汁和果胶酶; 3. 将5支试管放入40C恒温水浴锅中加热; 3. 待试管内温度稳定后在5 支试管分别加入ph 分别为5、6、7、8、9 的盐酸溶液; 4. 恒温保持10min ; 5. 过滤果汁用量筒测量果汁的里量,并记录数据。 (三)果胶酶的用量对果汁生产的影响 1. 配制不同浓度的果胶酶溶液准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、 6mg、 7mg 8mg 9mg配制成相等体积的水溶液,取等量放入9支试管中,并编号1?9。; 2. 在9 支试管中加入等量的苹果汁; 3. 将上述试管放入恒温水浴加热一段时间。 4. 将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合,然后再放入恒温水箱中。 5. 恒温水浴约20 分钟 6. 过滤后测量果汁的体积 四.实验结果五.分析与结论篇二:果胶酶活性测定实验报告 一、实验设计

工业工程的发展前景

沈阳航空航天大学机电工程学院 94060113 张吉阳 2009040601473 工业工程作为一门综合性的交叉学科,已经被广泛应用于人类生活的各行各业中。本文主要是在在阅读若干相关文献后,对工业工程在国内外的应用做一个综述,从而进一步的了解这个新兴管理手段。工业工程的定义 工业工程(Industrial Engineering 简称IE),是从科学管理的基础上发展起来的一门应用性工程专业技术。 由于它的内容强调综合地提高劳动生产率、降低生产成本、保证产品质量,使生产系统能够处于最佳运行状态而获得最高之整体效益,所以近数十年来一直受到各国的重视,尤其是那些经历过或正在经历工业化变革的国家或地区,如美国、日本、四小龙及泰国等地方,都有将其视为促进经济发展的主要工具,同时相对地IE技术在这种环境下亦得到迅速的成长。 工业工程的内涵是相当广泛的,它涉及的学科领域很多,并且随着工业技术的不断发展和生产力水平的提高,其内容也在不断发生变化,因此,不同时期,不同国家、组织和学者对工业工程的理解不尽相同,其核心内容都是一致的,不同部分都是在核心内容上加以补充和完善。从定义可体会出工业工程的特点:1)工业工程是一门技术与管理相结合的交叉学科。2)工业工程的研究方法多样。它综合运用数学、物理学及社会科学方面的知识和工程学中的分析、规划、设计等理论,另外与运筹学、系统工程、计算机等现代科学技术紧密结合。3)工业工程是一个过程。它是一个不断改进,追求至善的过程。4)工业工程强调人的因素。它将人的影响因素放在比较重要的位置,追求人—机—环境关系的最佳、最和谐状态。5)工业工程是集成系统的整体优化。将系统中的各要素孤立考虑和仅仅将各要素简单相加都是不合适的,它追求由人员、物料、设备、能源、信息等生产要素所组成的集成系统的整体效益,要产生1+1>2的效果。6)工业工程从大处着眼,小处着手,重点是面向微观管理。 企业要掌握IE方法和技术,首先要树立IE精神、培养IE意识,这是决定企业IE成败的关键,具体来讲要培养如下几个方的意识: 1)成本和效率意识。IE的宗旨从诞生之日起就是降低成本保证质量、提高工作效率,这也是工业工程师的第一使命。一切工作要从大处着眼,小处着手,力求节约,杜绝浪费,寻求成本更低效率更高。邯钢的主要成功经验就是正确运用了成本和效率意识。 2)问题和改革意识。凡事都要找到一种“最好”的工作方法并相信“最好”只属于下一次。树立问题和改革意识,不断使工作方法得到改进和完善。 3)标准化意识。标准化是人们在生产活动中,通过对科学实践成果和生产实践的研究总结,形成一定的标准,作为共同遵守的准则。它对促进技术进步,稳定和提高产品质量,合理发展品种,实现专业化生产,提高生产效率等有着重大的作用。 4)全局和整体意识。现代IE必须从全局和整体需要出发,追求系统整体优化。例如我国汽车工业,由于缺乏全局和整体意识严重制约着产业的发展。我国现有汽车制造厂家比美国、日本、西欧的总和还要多,但1995年的产量仅为150万辆,比日本一家丰田汽车公司年产量还要少近30万辆。 5)以人为中心的意识。以人为中心,倡导全面合作,充分调动和发挥各类人员的积极性、主动性和创造性,不断改善和建立职工的安全、健康、舒适的工作环境,培养职工的劳动意识、企业发展意识和竞争意识,增强企业职工的凝聚力,共同实现企业目标。 工业工程的发展

果胶酶及其在食品工业中应用

果胶酶及其在食品工业中应用 10化本2班禤金萍 2010364223 摘要:果蔬是我们日常生活中必不可少的食品之一,随着生活水平的提高和消费结构的转变,饮料等果蔬加工产品更加受到大众的青睐。而在加工过程离不开酶的参与,果胶酶在工业生产领域中是一种重要的新型酶类,在果蔬饮料中的应用非常广泛,可用于果汁的提取、澄清、提高出汁率等方面。 关键词:果胶酶;应用;展望 1.果胶酶结构和来源 果胶分子是由不同酯化度的半乳糖醛酸以α-1,4糖苷键聚合而成的多糖链,常带有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、木糖、海藻糖、芹菜糖等组成的侧链,游离的羧基部分或全部与钙、钾、钠离子,特别是与硼化合物结合在一起[1]。果胶分子的结构因植物的种类、组织部位、生长条件等的不同而不同,其大致的结构简图如图1所示,总体可分为光滑区(smooth region)和须状区(hairy region)两部分,主要由HGA、RG-I和RG-II三个结构区域构成,其中RG-II常以二聚体的形式存在。果胶酶(Pectinase)是世界四大酶制剂之一,是分解果胶质酶类的总称,主要包括原果胶酶、果胶酯酶、多聚半乳糖醛酸酶和果胶裂解酶四大类。[2]果胶酶主要由黑曲霉产生,按作用方式的不同分为两大类,脂酶和解聚酶,后者包括水解酶和裂解酶。 2.果胶酶的应用 果胶酶主要应用于食品工业特别是果汁果酒的加工业,近年来也不断开拓了新的用途。我国学者对果胶酶的应用开展了较广泛而深入的研究。

2.1果蔬汁提取 目前果汁的提取方法主要是加压榨出和过滤,果汁加工时首先将植物细胞壁破坏。大多数植物细胞壁主要由纤维素、半纤维素和果胶物质等组成,细胞壁的结构较紧密,单纯依靠机械或化学方法难以将其充分破碎。另外,果胶随成熟度的增加,酯化程度较高,也是影响出汁率的主要因素之一。用果胶酶处理可以破坏果实细胞的网状结构,提高果实的破碎程度,有效降低其黏度,改善压榨性能,提高出汁率和可溶性固形物含量,从而就能在压榨时达到提高出汁效率并缩短压榨时间的目的,同时把大分子的果胶物质降解后,有利于后续的澄清、过滤和浓缩工序。[3]例如在苹果汁生产中,苹果要先经机械压榨,然后离心获得果汁,但果汁中仍然含有较多的不溶性果胶而呈浑浊状。直接将果胶酶加到苹果汁中,处理后经加热杀菌、灭酶、过滤得到澄清的果汁。 2.2果汁澄清 果胶酶可以降低果汁粘度,使果汁易于被处理而透明澄清。澄清机理的实质包括果胶的酶促水解和非酶的静电絮凝两部分。果汁中有很多物质如纤维素、蛋白质、淀粉、果胶物质等影响澄清,且果胶物质是造成果汁浑浊的主要原因。加入果胶酶澄清处理后,粘性迅速下降,浑浊颗粒迅速凝聚,使果汁迅速澄清、易于过滤。果胶酶能随机水解果胶酸和其他聚半乳糖醛酸分子内部的糖苷键,生成分子质量较小的寡聚半乳糖荃酸,使其粘度迅速下降,容易榨汁过滤,提高果浆出汁率,改善果汁澄清效果。[4] 果胶裂解酶(PL)对苹果汁有较好的澄清作用,但对葡萄汁效果不明显。对于柑橘汁,因要求雾样混浊,应当使用不含果胶酯酶(PE)的聚半乳糖醛酸内切酶(endo-PG)进行处理。由于果胶裂解酶可避免甲醇的产生,也可避免部分脱酯的果胶同钙离子形成沉淀,还可避免构成各种水果芳香性成分的酯类物质的损失。所以有研究表明果胶酶制剂若用于果蔬汁和果酒加工,最好含有较多量果胶裂解酶(PL)。[5] 2.3改善果蔬饮料的营养成分 利用果胶酶生产果蔬汁不仅提高了出汁率,而且保留了果蔬汁中的营养成分。首先果蔬汁的可溶性固形物含量明显提高,而这些可溶性固形物由可溶性蛋白质和多糖类物质等营养成分组成,果蔬汁中的胡萝卜素的保存率也明显提高。酶处理后的果汁的葡萄糖、山梨糖和果糖含量显著提高,蔗糖含量略有下降,总糖含量上升。甜玉米、胡萝卜的试验有相似的结果。此外,由于果胶的脱酯化和半乳糖醛酸的大量生成, 造成果汁的可滴定酸度上升,pH下降[6]。芳香物质含量也有明显提高,经果胶酶处理后的葡萄汁,各种酯类、萜类、醇类和挥发性酚类含量提高,葡萄汁的风味更佳。由于细胞壁的崩溃,类胡萝卜素、花色苷等大量色素溶出,大大提高了果蔬汁的外观品质。K、Na、Ca、Zn 等矿物质元素含量也有较大提高。[7] 3.其他方面的应用 在咖啡发酵过程中利用产碱性果胶酶微生物除去咖啡豆的黏表皮。有时添加碱性果胶酶来去除含大量果胶质的果肉状表层。纤维素酶和半纤维素酶的协同作用可促进咖啡豆黏表皮的降解。碱性果胶酶也可用于茶叶加工。碱性果胶酶处理可促进茶叶发酵,不过要仔细调节用酶剂量以免破坏茶叶。碱性果胶酶还可通过破坏茶叶中的果胶物质来改善速溶茶粉在冲泡过程中形成泡沫的性能。 4.展望 果胶酶是应用于果蔬汁生产中且主要的酶类,它可以较大幅度地提高果蔬品

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