固定化酶的研究论文

环境工程专业的论文

导语：针对环境工程这一专业，大家会写出什么样的论文呢？下面是我收集整理的环境工程专业论文，供各位阅读和参考。

摘要：

磁性固化技术凭借自身的特点与优势在环境工程利用中得到了广泛地应用，并且从其应有效果来看，其具有不错的应用前景。该文在介绍磁性固化技术种类的基础上，对其在环境工程领域中的应用进行了介绍，仅供参考。

关键词：

磁性固化；环境工程；废气处理

磁性固化技术通过物理或化学方法将酶或微生物定位于磁性固化载体，待固化反应完后，通过外部磁场完成对其的分离处理，同时使酶或微生物能够保持活性，并且可以进行多次固化，具有不错的应用前景。

1磁性载体的固化分类

磁性纳米球是磁性固化过程中的常用载体，对其进行分类大体可以分为以下几种。

（1）吸附法，利用物理吸附方法，将酶固定在琼脂糖或多孔玻璃等载体上。该固定方法具有固定条件温和、工艺简单等诸多优点，同时其载体具有较为广泛的选择空间，既可以选择人工合成的高分子材料，也可以选择天然的高分子材料，在吸附过程中可以实现固定化和纯化，失活的酶能够再次活化，而应用的载体也能够实现再生。

（2）共价法，支持物反映基团和分子功能基形成共价键，粘合十分牢固，在应用过程中具有较高的稳定性，并且很少会发生酶脱落的情况。该方法在应用过程中的主要缺点是固化和载体活化起来相对比较复杂，并且反应发生所需要的环境也十分剧烈，因此要想获取活力较好的固定化酶，必须要对反应条件进行严格地控制。

（3）包埋法，在聚合物材料的微囊或格子结构中固定酶，通过这种方式有效地避免了酶蛋白释放，而在实际操作中，在微囊或格子中仍然可以有底物落入与酶发生接触。该方法的最大优点是操作起来相对比较容易，只是将酶分子包埋起来，不会对生物活性造成较为严重地破坏，但是该方法并不是适用于分子较大的底物。（4）交联法，对试剂进行应用，完成蛋白酶之间交联，从而使多功能试剂与酶分子之间形成共价键，最终形成三向交联网结构，酶分子不仅存在外交联，而且也存在内交联。在实际操作过程中添加材料上的差异会使产生的固化酶具有不同的物理性质。

2环境工程对磁性固化技术的应用

环境检测

免疫磁性分离技术在生物学和医学中的应用已经十分成熟，近几年其也被应用到环境检测中。通过对免疫磁分离技术的应用可以从样品中将目标微生物分离，如果在检验过程中与荧光免疫分析、多聚酶链式反应等方法合理地结合在一起，可以提高检测极限和分离效率。在检测废水大肠杆菌的含量时，可以结合三磷酸腺苷为生活和免疫磁性分离技术相结合，实验结果显示，检测的整个环节时间低于60min，并且检测结果具有较高的精准度，因此是一种快速有效的检测方法。部分学者在研究过程中在分离金属离子过程中利用了一种表面被改性后的磁性纳米微生物球，实验结果显示，在浓度为10ng/ml，pH=4的溶液中,Cu、Co、Pb等离子能够依照顺序被提出，并且提取效率超过了90%，是一种不错的方法。

废气处理

磁性固定化技术因为具有反应速度块、密度高、产物易分离、抗毒性较强等等优点，被广泛地应用到废气治理领域中。宣群等研究人员利用海藻酸钠进行固化实验，在对氧化亚硫酸铁的降解率超过了97%，得到不错的应用效果。马艳玲等研究人员利用海藻酸钙制定固定微生物颗粒实现对硫化氢等废气的净化，通过实验发现，硫化氢的排除率超过了90%，排除效果良好。此外，马艳玲通过对活性炭的应用，对假单胞菌进行吸附降解油烟废气，通过实验结果发现，当气流速低于8L/h，油烟浓度未超过100mg/L，容积负荷处于～，油烟的滞留时间超过30s时，生活反应器对讲解油烟的效率超过了95%，降解效果十分明显，对油烟的处理效果明显，并且以活性炭为填充料的反应器具有较强的抗冲击能力，这也确保了其应用的合理性。

废水处理

部分学者在尝试在污水处理过程中将磁性技术与固化技术结合，将磁性物质作为酶或微生物在固化过程中的载体，通过其具有的磁场和高效分离等特点对微生物和污水进行处理，这弥补了传统废水处理中难以对微生物进行处理，难以将水与微生物进行分离的弊端，探索出一条处理废水的新途径。在对磁性纳米球进行一系列地处理后，可以使其携带功能基团，这在一定程度上提高了载体对微生物的固载量。固定微生物附着在磁性载体上可以使其在废水处理上的效率、速度得到提高，同时在污水处理过程中还具备磁处理所具有的优势，也就是在存在外磁场的情况下，具有较强的磁响应，因此很容易从反应体系中将载体分离出来，具有良好的处理效果。

部分学者在磁性微球上固定辣根过氧化物酶，在固定酶过程中，酶最大固载量可以达到，在反应器中利用其对废水（含有酚酞）进行处理，在实验过程中对废水的成分进行处理，通过测量，游离酶的动力学参数Km为224μmol/L，固定化酶动力学参数Vmax为371μmol/L；也有学者对磁活性污泥进行应用对奶厂生产过程中产生的废水进行处理，主要处理废水中的氨氮和有机物，相关实验表明，处理率分别可以达到98%和92%，并且随着科技的发展，处理率还会进一步提高，可见其是一种高效的处理方法；部分学者也针对功能化硅包覆介孔磁性载体固定细菌效果进行了研究，主要针对pH值、处理时间、处理温度等因素进行分析，同时在研究过程中需要将结果与其他载体固菌效果对比。实验结果显示在30℃环境中，摇床中的振动速度为200r/min，对固菌进行24h培养效果最佳，在城市污水处理过程中对固菌后载体进行应用，处理24h，主要处理过程中应当在pH=7，投加量为的最佳情况下开展，在该环境下，去除COD的量能够超过83%，利用pH=2的HCL溶液完成酸洗后的再生载体，将其应用到城市污水处理中，处理效果仍然可以超过76%。

将磁性载体固化酶放入磁场稳定流动床反应器中，可以简化整个体系在反应过程中的操作环节，比较适合规模化生产。通过对外部磁场的应用可以对磁性材料固定酶的运动方向和方式进行适当控制，通过该方式顶替传统机械搅拌的方式，可以使搅拌变得更加合理，使固定化酶的催化效率得到了进一步提高。

部分学者利用纳米磁粉磁化菌生物肥对屠宰场的废水进行处理，处理结果显示，通过对该工艺的应用，可以快速地分离磁性生物絮凝泥水混合液，在处理过程中仅需要15min便可以完成沉淀，磁粉和磁场能够促进微生物的新陈代谢，提高了污泥活性以及处理废水的效果，通过大量的实验结果进行统计分析，可以发现，利用其对屠宰场的废水处理，对SS、COD、NH3-N3种化学物质的.去除效率分别可以达到92%、96%、87%，通过处理后的排除的水的水质远高于排放标准，并且该工艺具有很强的抗冲击负荷能力，具有不错的应用前景。

3结语

磁性固化技术因为其自身具有的特点和优势,被广泛地应用到生物学、医学等多个领域中，并且对其的应用也已经逐渐趋于成熟，但是对其环境工程领域中的应用还处于发展阶段。因此，加强对磁性固化技术在环境工程领域中的应用的研究，扩大其应用范围，并且要将研究结果由实验阶段逐渐向应用阶段发展，进一步改善我国的环境。

化学污染与生态是研究生态环境中的污染物与周围的生态环境之间相互影响的规律的科学，是环境工程专业的一门重要的专业课。化学污染与生态课程是一门综合性课程，同时又具有较强的现实性和实践性特点。针对化学污染与生态课程教学，我们在多年课程教学改革和实践中进行了一些探索并形成了一些想法。

一、课程特点分析

化学污染与生态课程是为环境工程专业三年级学生开设的一门综合性专业课程，这门课程涉及内容和范围比较广泛，因此在学习本课程之前学生需要具备与该课程相关的基础知识，学生不但要对有机化学和无机化学具有较深的理解，而且还应当深入了解生态学和环境学等方面的知识。在这门课程的学习过程中，学生在以前所学的相关知识的基础上进一步掌握化学污染物与生态环境的相互作用规律，并且能够根据所学的知识对实际污染过程进行分析并提出具体的防治措施。在这门课程的学习过程中，学生不但要学习各种理论知识，还应当能够进行相关的验证性和设计性实验，达到理论与实践的结合。同时，通过对该课程的学习，可以激发学生们的学习兴趣并且扩展他们的视野，为进一步学习环境工程专业的其他课程打下一定的基础。

二、教学内容的设计

化学污染与生态课程的主要研究内容是化学污染物与生态环境之间的相互作用，对实际污染过程进行分析并提出具体的防治措施。该课程的一个重要特点是内容涉及多学科交叉，包括化学，环境学和生态学等学科的基本概念和基本原理。该课程涉及内容较多但课程学时数又有所限制，因此在课程教学内容的设计过程中要考虑到这些实际情况，防止该课程所讲述的内容与其他相关课程的内容产生重复现象，重点讲述本课程的核心内容。该课程的主要内容是以生态学的基本原理为基础，以化学和生态学理论相结合的观点探讨生态系统的结构和功能，详细研究非金属污染物，重金属污染物，有机污染物的来源，分布，循环，迁移转化规律以及对生态系统的作用和防治方法等。同时在教学过程中还要通过文字和影音图片资料介绍学科发展的前沿最新动态，让学生了解到最新的研究成果，这样可以使教学内容更丰富和充实。

三、教学过程中教学方法的运用

在这门课程讲授过程中发现完全的以教师讲授教学内容的方法，很难适应学生能力培养的要求。这种教学方法不利于发挥学生的主观能动性，也不利于培养学生的创新思维。因此教学改革中需要改善教学模式，在课程讲授过程中既能发挥教师的主导作用又能调动学生学习的积极性，从而提高教学效果。同时在教学过程中不同的章节其具体的内容也不一样，可以针对不同的内容采用不同的教学方法，提高教学效率。在化学污染与生态课程的教学过程中运用了如下所述的多种教学方法。第一种方法是讲授法，讲授法是教学过程中最基本的方法，这种方法主要用于基本原理和基本概念的讲述。讲授过程中教师除了讲授课程中的内容以外，还可以结合自己的科研过程，把一些相关的内容进行讲述，使学生能够更多地掌握本学科的知识。第二种方法是课堂提问法，课堂提问可以活跃课堂气氛，同时还可以调动学生对问题积极思考的能力，通过主动思考学生对课程重点和难点的认识得以强化，使分析问题的过程思路清晰并且条理化。同时通过对以前所学知识进行课堂提问也可以巩固学生对所学知识的掌握。第三种方法是课堂讨论，课堂讨论是一种较好的教学方法，随着素质教育的深入，课堂讨论也被越来越多地使用，这种方法可以活跃课堂气氛，充分调动学生的学习积极性，有利于培养学生学习过程中的主观能动性，学生可以在课堂讨论过程中发现问题，然后通过讨论解决问题，是一种合作学习的过程，通过这种分析归纳总结的思维过程，可以让学生体会自主探究的过程，充分展示学生的个性。采用课堂讨论的方法的过程中，为了达到较好的教学效果，学生需要对问题进行充分的思考，为了使学生有充分的独立思考的时间，可以提前介绍下节课的主要内容以及提出的问题，上课时在教师的指导下通过课堂讨论的方式进行课程内容的学习。第四种方法是案例教学法，教师在课程讲述过程中要注意运用案例进行教学，通过实际案例对一些环境污染问题和事件进行探讨，可以使学生学会应用基本原理对实际情况进行分析，加深对所学知识的理解和掌握，同时还可以使学生及时了解这方面的研究热点以及最新科研成果。

四、多媒体教学的应用

多媒体教学法是随着计算机多媒体技术的发展而产生的一种新的教学方法，是传统板书教学法的重要的辅助手段。多媒体教学法和板书教学法各有优点和缺点，根据环境污染与生态课程的特点，结合环境工程专业的特点，本课程采用多媒体教学法结合板书教学法进行课堂教学。在多媒体教学过程中，可以在很大程度上增加课堂教学的信息量，例如一些图表可以通过图片方式快速显示出来，这样就能把更多的时间放到对图表的分析上。同时，利用多媒体技术可以把一些抽象的理论和概念直观地显示出来，达到感性认识和理性认识的有机结合，例如可以通过动画讲述一些比较抽象的概念和过程。因此采用多媒体教学法可以提高学生学习这门课程的学习兴趣，有利于学生对课堂所学知识的理解和掌握，从而提高课堂教学的效果。当然，多媒体教学方法只是一种辅助教学手段，传统的板数教学方法仍有很强的灵活性和实用性，例如教师在黑板上对公式进行逐步推演要比多媒体教学法更符合学生的认知规律，在多媒体教学方法的应用过程中，要与传统的板书教学法相结合，这样才能达到更好的教学效果。

五、适当增加实践性内容

化学污染与生态课程具有很强的现实性和实践性，因此应当开展实践教学活动，首先学生应当能够进行验证性实验的操作，在教师的指导下应用实验设备进行独立的操作，在实验过程中通过观察各种实验现象从而进一步加深对所学理论知识的理解和掌握。此外还鼓励学生进行创新性和设计性实践项目，例如让学生从一些环境污染问题中提出研究题目，查阅国内外与此研究题目相关的文献资料，然后进行讨论确定研究方案，在教师的指导下进行实验，通过这种具体的科研实践活动可以提高学生理论联系实际的能力，同时也巩固了在课堂上所学的知识。

六、改变课程成绩评定方式

成绩的评定是化学污染与生态课程教学改革的一个重要方面，在成绩评定过程中需要要注重四个方面，第一个方面是对学生所学课程理论基础知识的成绩评定，这项评定通过笔试试卷考试的方式进行，考试过程采用教考分离的方法，防止任课教师试卷出题过程中的倾向性，这样能更客观地评价教学过程中教师的教学效果以及学生的学习成绩，同时试卷阅卷过程采用流水阅卷方式，在此过程中可以让每位教师对学生的答题情况进行分析，这样可以更客观地评估教学成效；第二个方面是对学生出勤和平时作业的成绩评定，第三个方面是学生在实践环节中的表现，最后是成绩评定过程中还要注重学生对化学污染与生态学科发展的认识，以及对所学的一些基本原理在自己专业领域中的应用的认识。

固定化细胞技术的食品工业应用论文

摘要 :固定化细胞技术是一种现代化高新技术，该种技术将细胞、酶、原生质等物质束缚于特殊相中，使之与整体流体分割开来，但是可以实现与效应物与低物的分子交换。目前，固定化细胞技术已经在环保、化工、制药、食品等领域中得到了应用。本文就固定化细胞技术在食品工业中的应用进行分析。

关键词 :固定化细胞技术;食品工业;应用

固定化技术最早产生于上世纪60～70年代，是指利用化学或物理方式将酶或细胞固定在载体上，可以有效的提升酶的稳定性。固定化细胞技术是食品中经常使用的一种技术，酶的效力在反复的反应中不会流失，可以连续生产，节约成本，因此得到广泛的应用。

一、固定化细胞的优缺点

固定化细胞较之固定化酶有下列优点:一是细胞中的酶直接发挥作用，不用直接从微生物细胞中提取出来，这样既能有效的保证酶的活性，也可以降低成本;二是细胞的繁殖速度快稳定性高;三是较之提取出来的酶，细胞中的酶的稳定性更好;四是细胞中的酶可以连续反应，操作简便;固定化细胞也有一些缺点，首先，菌体具有自溶的特点，要防止菌体自溶，保持菌体的完整性，从而提高产品的纯度;其次，细胞中的蛋白酶容易分解，要采用一定的技术防止这种情况的发生;再次，细胞中有多种菌，会影响细胞的固定性，为了防止副作用的发生，要有效抑制其它酶的活性。

二、细胞固定化的方法

细胞固定化有许多的方法，企业可以根据自己的情况合理的选用。(一)吸附法吸附法分为表面吸附法和细胞聚集法两种，其中表面吸附法是指利用微生物本身的吸附能力，将细胞固定在载体中。可以充当吸附细胞的载体有多种，例如高岭土、多孔硅、活性炭等多孔性的物质［1］。细胞聚集法是指利用细胞本身的聚集性，将细胞大面积的培养，从而提升细胞的浓度。(二)包埋法包埋法是最常用的一种方法，分为凝胶包埋法和微胶囊法两种，凝胶包埋法是将细胞用凝胶来包埋固定，生产啤酒、酒精、抗生素一般采用这种方法。微胶囊法是利用胶囊将细胞包埋起来，以利于长期保存。(三)共价结合法共价结合法对于条件的要求比较严格，没有很专业的技术不容易成功。它是利用氨基、羧基等反应基因，与已经活化的`载体相互融合形成共价键，从而让细胞固定在载体中［2］。(四)交联法交联法是利用戊二醛、甲苯二异氰酸酯等交联剂，直接与细胞上的氨基、酚基等反应集团进行反应，让各个细胞之间相连，形成网状的结构，从而形成固定化细胞。

三、固定化细胞技术在食品工业中的应用

固定化细胞技术在食品中有非常广泛的应用，并且取得很好的效果。现阶段固定化细胞技术不仅仅应用于食品加工上，在制药技术、化学分析、环境保护方面也有广泛的应用。

(一)果葡糖浆的生产

首次利用微生物菌体生产果葡糖浆是在1966年的日本，并且取得了很大的成功，随即投入了生产［3］。1969年将技术进行进一步提升，利用菌体热固法生产出固定化细胞，实现连续化的生产，有效的提升了果葡糖浆的质量。在生产的过程中，首先在微生物中水解出葡萄糖，然后再将葡萄糖转化为比较甜的果糖，再提炼浓缩就可以成为果葡糖浆。

(二)柑桔类果汁的脱苦

常用的柠檬苦素类脱苦酶其PH值为碱性，但是不适用柑桔的加工生产中使用，可以采用细胞固定化的技术，将细胞固定在载体中，用于柑桔果汁的脱苦。利用固定化细胞技术，对于PH值不再有特殊的影响，可以有效的进行具有酸性特征的柑桔的脱苦。固定化细胞技术的使用，有效的解决了柑桔果汁的脱苦问题，让柑桔果汁的口感更好，更能符合消费者的需求。

(三)酱油生产

酱油是每个家庭厨房中的必需品，采用固定化细胞技术可以更有效的促进酱油的生产。通过固定化细胞技术生产酱油，可以缩短生产周期，提升酱油的口感，让酱油的质量更加优越。在生产的过程中，将固定化细胞放置在搅拌罐的反应器中与过滤装置有效的结合，让它们做出反应，即可生产出风味良好的酱油产品。

(四)酿酒

酿酒是固定化细胞技术另一项重要的应用，较之传统的酿酒技术，利用固定化细胞酿出的啤酒香气更浓、澄清度更高，口感更好，并且酵母菌得到更好的发酵，让其中的麦芽糖得到广泛的应用。目前，固定化细胞技术已经广泛的应用于酿酒领域，并取得了很好的效果。另外固定化细胞技术也可以应用于米酒的酿造和酒精的生产中［4］。固定化细胞技术在食品工业生产中的应用还非常多，如固定a-淀粉酶、固定化氨基酰化酶的生产中，目前，很多固定化细胞与固定化酶还处在试验阶段，其中还有一些技术难题尚未克服，很多还处于研究和开发中，但它已经给我们指明了发展方向，随着固定化技术的发展，将会有更多的固定化酶、细胞、原生质体应用于生产。

四、结语

目前，各个国家都开始将固定化细胞技术应用在工业生产领域之中，其应用范围已经超过了食品加工、制药工业与轻化工业，扩展至环境保护、化学分析、能源开发等新型领域中，在下一阶段下，固定化细胞技术将表现出更好的发展前景。总之，固定化细胞技术利用了细胞密度高、繁殖速度快和耐毒害性好的特点，在食品工业的生产中表现出很高的优势。固定性细胞技术还有许多优良的性能没有发挥出来，我们要加大固定化细胞技术的研究，让其更好的为我们服务。

参考文献:

［1］韩文静．固定化酶的新型制备方法及其在食品工业中的应用［J］．食品工业科技，2009(02)．

［2］毛跟年，李丽维，齐凤．固定化酶应用研究进展［J］．中国酿造，2009(08)．

［3］乔德亮，胡冰，曾晓雄．酶固定化及其在食品工业中应用新进展［J］．食品工业科技．2008(01)．

［4］李晔．酶的固定化及其应用［J］．分子催化，2008(01).