【摘要】：制革是個古老而傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè),在畜牧業(yè)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈的鏈接中,在農(nóng)副產(chǎn)品高品質(zhì)利用及高附加值的轉(zhuǎn)化過程中起著重要的作用。但制革過程中使用的大量化工材料易造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,酶制劑的使用是制革業(yè)清潔化生產(chǎn)的新方向。酶具有高效催化性和環(huán)保性,在浸水、脫毛、脫脂,特別是軟化工序等制革前處理階段得到廣泛應(yīng)用。酶在生皮中的傳質(zhì)過程決定了整個酶促反應(yīng)作用,研究酶傳質(zhì)機制對酶在制革中的使用及工藝控制具有指導(dǎo)意義。本論文通過異硫氰酸熒光素對牛血清蛋白(BSA)和胰蛋白酶(Trypsin)、中性蛋白酶(Dispase)等進行了熒光示蹤,并設(shè)計了適用于實驗室條件下分析酶和蛋白質(zhì)在生皮中的靜態(tài)單向和湍流傳質(zhì)過程的實驗裝置。利用熒光檢測結(jié)合冷凍切片技術(shù),建立了酶在生皮中的定量檢測方法,研究了酶在生皮中的靜態(tài)和湍流傳質(zhì)過程及其規(guī)律,結(jié)果顯示傳質(zhì)過程中酶濃度沿傳質(zhì)方向有規(guī)律地均勻遞減。在此基礎(chǔ)上,以Fick定律為基礎(chǔ),通過運用傳質(zhì)平衡理論、理想“平板”理論和指數(shù)遞減理論,結(jié)合制革用酶實際傳質(zhì)過程,推導(dǎo)出酶在生皮中傳質(zhì)的動力學(xué)模型,經(jīng)參數(shù)引入與方程適應(yīng)性修正,最終得出適用于酶在生皮中傳質(zhì)過程模擬的動力學(xué)方程。數(shù)據(jù)擬合及預(yù)測分析驗證結(jié)果顯示,推導(dǎo)的傳質(zhì)動力學(xué)方程對酶在生皮中的實際傳質(zhì)數(shù)據(jù)具有較高擬合度,通過參數(shù)變化對傳質(zhì)曲線進行預(yù)測,預(yù)測曲線與實際傳質(zhì)數(shù)據(jù)走勢基本一致,顯示了動力學(xué)方程較高的適用性和理論指導(dǎo)意義。結(jié)合傳質(zhì)動力學(xué)方程分析了傳質(zhì)時間、酶濃度、酶種類等因素及其相互作用對傳質(zhì)過程的影響,結(jié)果顯示隨著傳質(zhì)時間增加,生皮中酶濃度積累呈線性增加;實驗室條件下靜態(tài)單向傳質(zhì)時,濃度為100 U/mL時酶傳質(zhì)速率最快,而湍流傳質(zhì)時濃度為50 U/mL時酶傳質(zhì)速率最快,酶濃度導(dǎo)致的傳質(zhì)速率的差異在生皮背部以及湍流傳質(zhì)條件下更為明顯,并且傳質(zhì)初始階段(5 min)酶濃度對傳質(zhì)速率影響較小,隨著傳質(zhì)時間的延長,酶濃度對傳質(zhì)速率的影響增大;分子量較小的蛋白質(zhì)更易透過纖維間隙向皮內(nèi)傳輸,但分子量對傳質(zhì)速率的影響小于機械力(湍流傳質(zhì))對傳質(zhì)速率的影響。方程中傳質(zhì)系數(shù)和生皮組織結(jié)構(gòu)直接相關(guān),隨著傳質(zhì)及反應(yīng)過程的進行,方程中參數(shù)有規(guī)律變化,傳質(zhì)過程中動力學(xué)方程顯示的參數(shù)變化和反應(yīng)過程中總蛋白的溶出規(guī)律具有一致性,顯示出酶傳質(zhì)過程和反應(yīng)過的過程的密切關(guān)系。對蛋白酶在生皮中的傳質(zhì)及其反應(yīng)特性研究對制革清潔化生產(chǎn)具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：齊魯工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TS54

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本文編號：2643268