纤维素酶酶在纤维素的水解中的关键作用(植物生物量的主要成分)中引起了极大的关注。这些酶对于各种工业应用至关重要,包括生产生产,纺织业,纸张和纸浆行业,食品和饮料领域以及废物管理。本综述提供了对纤维素酶酶的深入分析,包括其类型,来源和作用机理。我们深入研究生产和纯化方法,突出了传统和尖端技术,例如基因工程和发酵。该评论进一步探讨了纤维素酶的多种应用,强调了其在生物生产,纺织品生物下调,造纸工业中的生物漂流以及食品工业中的果汁澄清等过程中的重要性。尽管它们广泛使用,但纤维素酶仍面临几个挑战,包括在工业条件下的稳定性和活动,具有成本效益的生产和底物特异性。研究了纤维素酶研究的最新进展,重点是遗传和蛋白质工程,宏基因组学以及通过合成生物学方法发现新酶。这些创新旨在提高酶效率,稳定性和成本效益。审查以未来的观点结束,提出了可以进一步改善纤维素酶性能并与其他技术集成的研究方向,最终导致更可持续和环保的工业流程。通过对纤维素酶研究和应用的当前状态进行全面概述,本综述旨在为未来的研究提供信息,并促进可以应对现有挑战并扩大各个行业纤维素酶效用的进步。
1.引言木质素是一种结构复杂、难以水解的聚集体,木质素、纤维素和半纤维素是构成植物骨架的三大天然高分子化合物,它们的重量约占植物重量的20%。另外,全世界可以生产大量的木质素,木质素廉价、无毒、无污染,是优良的绿色化学原料[1,2]。造纸工业会产生大量的造纸废液,从造纸废液中提取的木质素被称为工业木质素[3,4]。因此,从工业木质素中提取的木质素不仅成本低廉、可再生降解,而且具有多种活性功能基团,受到了人们的广泛关注。例如木质素的主要化学成分是木质素磺酸盐(图1)和碱木质素,它们带有一些表面活性基团,如羧基、酚羟基等亲水基团以及丙基和苯环等疏水基团,因此木质素在油田化学品、表面活性剂、环保缓蚀剂、沥青改性剂等绿色化学领域具有潜在的原料作用[5-9]。张建军[10]用甲醛对木质素磺酸盐进行改性,发现改性后的羟甲基化木质素磺酸盐在室温下对基浆有增粘作用,高温老化后有降粘、降滤失的效果;胺化木质素可以有效改善油田污泥的松散性,提高油田污泥的吸水率[11]。陈[12]以木质素磺酸盐、甲醛和伯胺/仲胺为原料,制备了一系列木质素磺酸盐Mannich碱钻井液处理剂,结果表明这些化合物在水基钻井液中具有增黏、降滤失、耐高温等作用。目前工业木质素中仍含有颜色较深的半纤维素、无机盐、低聚糖等杂质,这些杂质可能会对工业木质素基钻井液的性能产生较大影响。
罗马 菲乌米奇诺机场 威尼斯机场 卡塔尼亚机场 佛罗伦萨机场 比萨机场 维罗纳机场 特雷维索机场 的里雅斯特机场 博洛尼亚机场 热那亚机场 RFI 国家铁路(7 个车站) 意大利铁路(23 个车站) 撒丁岛港务局 – OLBIA ISMETT 移植医学研究所 – 巴勒莫 里乌尼蒂医院 – 福贾 ASL 巴里、巴列塔、特拉尼 – BARI 的里雅斯特医院 – TRIESTE 马内比奥医院 (BG) 哥伦布临床中心 – 米兰 (MI) Multimedica – SESTO SAN GIOVANNI (MI) 摩德纳医院 – MODENA 维尼奥拉医院 – MODENA 卡斯特尔弗兰科医院 – MODENA 米兰多拉医院 – MODENA 帕武洛医院 - MODENA Generali Assicurazioni Spa – City Life 米兰 Allianz Insurance – City Life 米兰 PWC Italia – City Life 米兰 Ferrero Spa – ALBA、米兰、BALVANO、SANT'ANGELO DEI LOMBARDI ST微电子 – 米兰 RCF – 雷焦艾米利亚 辉瑞 – 阿斯科利皮切诺 Tronchetti 造纸工业 – 卢卡 Terni 特种钢 – 特尔尼 ArcelorMittal Italia ex Ilva - 塔兰托 Acea Spa – 罗马 Luxottica – 米兰 Luxottica – AGORDO (BL) Luxottica – SEDICO (BL) 第 60 届热那亚游艇展 – 热那亚 Leroy Merlin – 伦巴第,拉齐奥总部 Ceetrus Italy – Sest 购物中心 Lu-Ve Group – 利马纳 (BL) Sorin Group Italia – 莫德纳 YKK Italia Spa – PRAROLO (VC)
收稿日期:2024年4月8日。酶是由微生物利用植物材料作为底物产生的生物催化剂。绿色化学利用植物材料生产酶,而发酵技术则可以更大规模地生产酶。这些酶可用于食品、纺织、造纸工业和生物燃料生产。纤维素酶是一种工业酶,可以断裂植物细胞中多糖的β-1,4-糖苷键,可以由各种微生物产生。芒果废料可用于在深层发酵(SmF)中利用微生物生产生物活性化合物,例如纤维素酶。采用单因素试验和响应面法,对施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)以芒果皮为底物在SmF中生产内切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶进行了优化。 CMCase的最适条件为底物浓度4.5%、培养96 h、接种量2.5%;FPase的最适条件为底物浓度4.5%、培养48 h、接种量0.5%。利用PBD对K 2 HPO 4 、KH 2 PO 4 、(NH 4 ) 2 SO 4 、NaCl、MgSO 4 、FeSO 4 、CaCl 2 等营养组分进行筛选,发现最显著的营养参数为FeSO 4 、MgSO 4 、(NH 4 ) 2 SO 4 。通过中心复合设计,发现在0.1%(NH4)2SO4、0.1%MgSO4和0.45%FeSO4条件下,内切葡聚糖酶产量最大,为120.112IU/mL/min;在0.1%(NH4)2SO4、0.5%MgSO4和0.05%FeSO4条件下,外切葡聚糖酶产量最大,为161.38IU/mL/min。CMCase和FPase最大活性的最适温度和pH分别为50℃和7.0。内切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶在高达 50 °C 和 pH 7 的温度下均保持稳定。金属离子(例如 Mn 2+ 和 Cu 2+)分别激活 CMCase 和 FPase 的活性,而 Zn 2+ 和 Na + 则分别抑制 CMCase 和 FPase 的活性。关键词:施氏假单胞菌、纤维素酶、深层发酵、木质纤维素生物质引言
一般信息Corteva Agrisciencion开发了使用CRISPR-CAS9技术编辑的玉米组,以靶向蜡质基因(WX1)的靶向缺失,从而将淀粉中链氨基蛋白酶的比例提高到近100%。在传统玉米中,淀粉通常为75%的链托蛋白和25%的果胶。除了食品工业外,纺织品和造纸工业还使用淀粉蛋白。日本卫生,劳动和福利部(MHLW)以及农业,林业和渔业部(MAFF)要求所有基因组编辑的产品在日本商业化之前进行咨询和通知过程,请参阅JA20202020202020-0184,以获取更多详细信息。 3月20日,MHLW和两个MAFF监管机构将蜡状玉米添加到了不受日本GE食品,饲料和生物多样性法规的基因组编辑产品列表中。 For more on the MHLW and MAFF decisions, see below (Japanese only): MHLW – Food Safety MAFF – Feed Safety MAFF – Biodiversity As of March 2023, MHLW and MAFF have added four types of products to their lists of genome edited products that are not subject to Japan's GE food, feed, and biodiversity regulations, including a high GABA tomato , high-yield seabream, fast growing tiger pufferfish,和蜡质玉米。日本卫生,劳动和福利部(MHLW)以及农业,林业和渔业部(MAFF)要求所有基因组编辑的产品在日本商业化之前进行咨询和通知过程,请参阅JA20202020202020-0184,以获取更多详细信息。3月20日,MHLW和两个MAFF监管机构将蜡状玉米添加到了不受日本GE食品,饲料和生物多样性法规的基因组编辑产品列表中。For more on the MHLW and MAFF decisions, see below (Japanese only): MHLW – Food Safety MAFF – Feed Safety MAFF – Biodiversity As of March 2023, MHLW and MAFF have added four types of products to their lists of genome edited products that are not subject to Japan's GE food, feed, and biodiversity regulations, including a high GABA tomato , high-yield seabream, fast growing tiger pufferfish,和蜡质玉米。
尽管它占据了宇宙空间的 99% 以上,但在地球上也只能看到极光等罕见现象。这种现象发生在两极,是由于来自太阳风的电子受到地球磁力加速并与大气中的原子碰撞而产生的。在这种相互作用中,包括原子的电离和激发在内的一系列事件形成了不同能量状态的物质“沙拉”。这种物质“沙拉”不符合热力学平衡,具有与周围环境重新结合的能量。1928 年,人们提出了这种物质的第四种状态,并称之为等离子体[ 1 ]。然而,直到第二次世界大战之后,研究人员才开始对人造等离子体的形成及其对人类的潜在益处产生兴趣。起初,人们竞相开发用于热核聚变的等离子体,即在极低的压力下产生等离子体,然后利用强磁场进行受控核聚变[ 2 ]。随后,在 20 世纪 70 年代,等离子体技术开始了更加深入的研究,不仅在电子工业,而且在航空航天、汽车、冶金、钢铁、生物医学、纺织、光学和造纸工业也得到了广泛的应用[3-10]。这些技术大部分使用低压冷等离子体,即电子能量远大于等离子体中其他粒子平均能量的等离子体,而炼钢等应用则使用热等离子体,其中系统接近平衡,即电子能量与其他物质的能量大致相同。由于产生等离子体所需的压力较低,这些冷等离子体技术在使用上受到限制。除了尺寸限制之外,还有其他因素,例如需要处理的产品具有低蒸汽压,从而在加工过程中保持其完整性。一种可在大气压下使用并保持等离子体低温的技术,即允许电子与其他物质发生高能碰撞的非平衡特性,使环境保持低温。这种技术在聚合物、液体和活组织等热敏感材料的应用方面具有很大的吸引力[11,12]。过去 20 年的研究正在不断发展,被称为冷大气等离子体(或冷大气压等离子体 PFA)。它们主要应用于健康领域,如伤口愈合、血液凝固、龋齿消毒和改变哺乳动物细胞功能,并有可能用于新的癌症治疗[13-17]。在农业中,它可用于刺激植物生长和减少病原体、种子发芽、水果生物活性表面的净化以及收获后的净化[18-23]。在环境领域,它可用于环境、液体和固体的净化、水处理、染料降解等[24, 25]。在巴西,该技术仍很少得到应用和普及。一些使用它的研究中心以孤立和不系统的方式进行研究。 2020 年 2 月 8 日在 CNPq 研究目录中进行的搜索表明,巴西有 10 个研究小组的名称中带有“等离子体”一词,其中只有 02 个研究小组的名称中包含“大气等离子体”或“冷等离子体”一词。俄罗斯半干旱地区联邦乡村大学(UFERSA)自 2012 年以来一直致力于开展大气冷等离子体在农业、健康和环境领域的应用研究,并取得了有趣且前所未有的成果。考虑到该研究的低成本和相关性,以及其多学科、创新和跨部门集成的性质,该技术的传播可能是其在其他研究机构和国家工业中传播的重要一步。凭借我们过去 8 年积累的经验,我们将能够接近农业、卫生和
2014 年: Juho Andelmin:电动汽车的最佳路线 Jimmy Forsman:评估合作伙伴渠道模型中的国际软件扩展选项 Raul Kleinberg:评估概率风险分析中时间相关现象的影响 Ville Koponen:根据智能卡数据估算公共交通的使用情况 Mikko Kotilainen:研究船冰致负荷的统计建模 Lasse Lindqvist:具有共同疾病的捕食者-猎物系统分析 Harri Mäkelin:基于统计学习的预测性维护中罕见事件的分类 Outi Pönni:使用扩展逻辑回归对能源生产的风速预测进行后处理 Olli Rentola:使用归因模型分析在线广告效果 Anton von Schantz:使用细胞自动机方法对出口拥堵进行建模 2013 年: Mikko Harju:模拟元建模中动态贝叶斯网络的自动构建 Rasmus Hotakainen:根据核电站的运行经验估计人为错误概率 Noora Hyttinen:经验对从事故报告中提取知识的影响 Juha Kännö:北欧电力市场的短期价格预测模型 Tuomas Lahtinen:均等交换方法中的路径依赖性 Pekka Laitila:改进排名节点在贝叶斯网络条件概率引出中的使用 Eerno Niemenmaa:使用不同的认知无线电场景计算电信市场模型中的纳什均衡 Tony Nysten:短期销售预测的制定和传达 Joonas Ollila:环境决策中的投资组合建模 Lars Östring:用于生产和维护市场特定标准配置的产品开发过程模型 Kaisa Parkkila:信用组合的风险价值分析 Heikki Puustinen:具有多目标网络优化和仿真的军用飞机路线 Vendla Sandström:实时资源管理和活动控制 - 从推送和拉动视角 Ville Viitasaari:海运远期运费建模 2012: Karin Ahlbäck:使用环境价值流图降低制造业的能源消耗 Jari Alahuhta:使用多级模型评估薪酬保密的影响 Yrjänä Hynninen:口腔保健服务提供商的效率分析 Ilkka Leppänen:Stackelberg 游戏中的廉价谈话和合作 Ilkka Mansikkamäki:基于直方图的签名用于检测保修欺诈 Juha Nuutinen:健康产品零售中的消费者选择模型 Taneli Silvonen:核电站被动自催化氢复合器的可靠性分析 Otto-Ville Sormunen:芬兰湾化学品油轮碰撞的泄漏估计 Martti Sutinen:社交机器人的基于情感的自适应决策模型 Lauri Talvikoski:短期负荷使用分析和季节性时间序列方法进行预测 Juha Törmänen:系统智能清单 Heikki Vesterinen:船舶性能分析的统计回归模型 2011:Gillis Danielsen:优化热中子探测新技术 Olli Eskola:用于分析不对称战争策略的贝叶斯游戏 Aira Hast:评估芬兰国家温室气体减排行动的风险和成本效益 Janne Junes:使用模拟模型比较道路路面维护策略 Juha-Matti Koljonen:通过简单规则和本地信息提高信噪比 Teppo Luukkonen:急救医学服务模拟和优化模型 Joni Nurmentaus:呼叫中心到达人数的战术预测。 Jirka Poropudas:篮球评分和预测的卡尔曼滤波算法 Osmo Salomaa:基于可达性的目的地和出行方式选择仿真模型 Antti Savelainen:利用加速度计从脑电图中检测运动伪影 Tero Tyrväinen:动态流程图方法中的风险重要性度量和常见原因故障 2010:Lassi Ahlvik:波罗的海经济有效的营养物减排 Lars Baarman:计算热化学平衡 Reda Guerfi:不准确参数对辐射剂量评估的影响 Lauri Haapamäki:识别网络中的商业模式 Aapo Huovila:使用多标准模型方法评估工作区性能 Lauri Hyry:客户质量感知和忠诚度与全球公司销售额之间关系的统计分析 Väinö Jääskinen:人类睡眠阶段转变 Tuomas Kervinen:一种用于估计北欧电力市场水电供应量的线性规划方法 Arttu Klemettilä:三方寡头垄断模型,用于评估认知无线电的经济影响 Juho Kokkala:防御战斗机的最佳分配 Marko Kotilainen:工业合作分析的复杂网络方法 Janne Laitonen:核安全监管控制中的风险跟进 Jari Liede:跨国公司的货币风险对冲 Mikko Loimula:使用两种方法评估洛维萨核电站房间的火灾风险 Mikko Luttinen:无限注德州扑克 - 现金游戏策略分析 Karl Johan Mangs:使用多变量方法对个人层面的迁移行为进行分类 Maija Mattinen:本地地磁活动的建模和预测 Eero Nevalainen:芬兰全球定位系统增强选项评估 Tuomas Nummelin:识别大额支付系统数据的行为变化 Tommi Pastinen:销售和物料管理中的预测系统 Timo Pekkala:管理利率衍生品投资组合市场风险的情景测试 Harri Räsänen:资本结构和估值——芬兰公司的横断面分析 Mauno Taajamaa:ICT 领域创新过程的加速 Jukka Ylitalo:资源与增长导向作为企业增长的预测因素 Jutta Ylitalo:海上事故频率建模 2009:Samuel Aulanko:岸边集装箱起重机的工作周期建模 Juho Helander:核电站风险研究中的主要不确定性因素 Tapani Hyvämäki:在维护故障检测中测试贝叶斯网络和基于密度的聚类 Juha-Matti Kuusinen:建筑物人流建模与预测 Topi Leisti:基于网络优化的造纸工业仿真模型构建 Matias Leppisaari:使用芬兰数据对死亡率进行随机建模 Mikko Loimula:使用两种方法评估洛维萨核电站房间的火灾风险 Jukka Luoma:系统思维过程中的系统智能 Pyry- Matti Niemelä:基准测试-mittaristo sosiaali- ja terveydenhuollon tuotannonohjaukseen Arto Niinistö:模拟带有风能、太阳能和燃气发电机的微电网管理 Ville-Veikko Niskanen:估算股票指数的流动性溢价 Matti Ollila:大学研究小组与其资金来源之间相互关系的效率分析 Jouni Pousi:基于效果的运营决策分析方法 Ismo Räisänen:运输问题、其解决方法及其在海上运输中的应用 Juha Saloheimo:在宽带网络故障管理过程中使用 Syslog 消息 Kimmo Söderholm:WSFS 中湖泊流出量的计算 Antti Toppila:电信公司标准化活动的资源分配模型 2008:Mikko Dufva:以成本效益的方式减少农业对水系统的负荷 Markus Ehrnrooth:金融市场质量飞跃分析 Antti Eloranta:外来汇率期权 Tanja Eronen:非定期存款估价与对冲 Michael Gylling:为消费品制造商设计全球供应链 Matti Heimonen:多人游戏中的收入生成模型 Ville Holma:信贷篮子定价中的系动词 Petri Holappa:工业批发商的采购优化 Jussi Kangaspunta:武器系统成本效益评估中的投资组合分析 Tommi Kauppinen:食品物质投入和营养价值的效率分析 Lauri Kovanen:预测企业违约概率 Anna Matala:火灾模拟的固相反应参数估计 Sampsa Ruutu:利用系统动力学预测国家海上运输需求和能力 Erkka Ryynänen:零售银行的客户细分 Topi Sikanen:火灾模拟中的火把散射建模 Atso Suopajärvi:水平不确定性的现象学建模2 核电站的概率安全评估 Maija Vanhatalo:多元建模在改进产品创建过程中的应用 Eeva Vilkkumaa:稳健投资组合建模中的群体决策支持方法 2007:Tommi Ekholm:气候变化缓解负担分担情景 Simo Heliövaara:火灾疏散中人类行为的计算模型 Erkka Jalonen:创新管理中的投资组合决策 Harri Järvinen:彩票投注和赌博游戏的功能和数学结构 Anssi Käki:报废备件采购中的预测 Kalle Korpiaho:研发中的项目组合管理;组织 Ilkka Kujamäki:跨国论文中的客户盈利能力评估 Kimmo Lehikoinen:风险价值系统回测过程的开发 Antti Malava:期权组合的波动风险建模 Teemu Mutanen:普适计算中的消费者数据和隐私 Juuso Nis sinen:评估信息对项目组合选择的影响 Mirko Ruokokoski:电梯群控中的整数优化 Timo Salminen:远期利率市场模型的校准 Sami Sirén:核电站允许停机时间的风险知情优化 Olli Stenlund:施工项目进度优化 Olli Väyrynen:通过多种财务比率识别被低估的股票