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人工合成淀粉需要哪些生物工程知识?
一、突破了自然光合固碳系统利用太阳能的局限。
为了设计超越自然能力的固碳淀粉合成途径,科研团队创新地提出将化学与生物催化相耦合的方案,从约7000个生化反应中、构建形成只有11步主反应的固碳淀粉人工合成途径,将理论能量转化效率提升3.5倍,使高效固定二氧化碳高效合成淀粉成为可能。
二、突破了自然界淀粉合成的复杂调控障碍。
在计算设计的人工途径中,生物酶催化剂是成功构建这条途径的核心关键。科研团队从动物、植物、微生物等31个不同物种来源挖掘合适的生物酶催化剂,构建了一条只有11步反应的人工淀粉合成途径,与自然界淀粉合成需要的60多个步骤相比,显著降低了合成的复杂度。
三、突破了天然淀粉合成时空效率不高的限制。
由于缺少自然途径上亿年的进化过程,人工途径中来源于不同物种的生物酶催化剂间存在难以适配的问题。针对这个问题,研究团队开发了模块组装优化与时空分离反应策略,解决了人工途径中底物竞争、产物抑制等问题,最终获得了淀粉合成速率和效率显著提升的人工途径
pla生产工艺流程?
聚乳酸生产是以乳酸为原料,传统的乳酸发酵大多用淀粉质原料,目前美、法、日等国家已开发利用农副产品为原料发酵生产乳酸,进而生产聚乳酸。
聚乳酸的合成路线
生产工艺方法
⑴直接缩聚法
缩聚法就是把乳酸单体进行直接缩合,也称一步聚合法。在脱水剂的存在下, 乳酸分子中的羟基和羧基受热脱水, 直接缩聚合成低聚物。加入催化剂, 继续升温, 低相对分子质量的聚乳酸聚合成更高相对分子量的聚乳酸。
⑵二步法
使乳酸生成环状二聚体丙交酯,再开环缩聚成聚乳酸。这一技术较为成熟,美国NatureWorks生产聚乳酸工艺的工艺即为该工艺。中国的海正与中科院共同研制的聚乳酸生产技术也与此相似,主要过程是原料经微生物发酵制得乳酸后,再经过精制、脱水低聚、高温裂解,最后聚合成聚乳酸。
⑶反应挤出制备高分子量聚乳酸
用间歇式搅拌反应器和双螺杆挤出机组合,进行连续的熔融聚合实验,可获得由乳酸通过连续熔融缩聚制得的分子量达150000的聚乳酸。利用双螺杆挤出机将低摩尔质量的乳酸预聚物在挤出机上进一步缩聚,制备出较高摩尔质量的聚乳酸。在反应温度为150℃、催化剂用量为0.5%、螺杆转速为75 r/min时可通过双螺杆反应挤出缩聚法快速有效地提高聚乳酸的摩尔质量,而且反应挤出产物分散系数减小,均匀性变好。通过DSC曲线的比较发现,通过反应挤出缩聚法制得的聚乳酸的结晶度有所降低,这对改善聚乳酸材料在使用过程中表现出较大的脆性是有益的。
为何使用柠檬酸缓冲液配制淀粉溶液和梯度淀粉溶液?
因为淀粉酶的最适ph值是5.6,在这个ph环境下测定淀粉酶活性,最容易测得最准确的活性情况。
缓冲溶液和淀粉溶液,如果再含有还原糖的情况下,会发生某种现象,所以这就会排除淀粉溶液中有无还原糖以进行下一步实验。
已经将缓冲液和淀粉溶液混合,所以234号试管的底物淀粉溶液也就排除没有还原糖的干扰。
因为作为食品的酸味剂、抗氧化剂和ph调节剂等应用的柠檬酸与淀粉在一定条件下可以酯化成柠檬酸酯淀粉(starchcitrate,sc)。将sc添加到面包、薄脆饼、面食和挤压制品等食品中,可改善产品品质。
但由于目前柠檬酸酯淀粉改性工艺相对于其它变性淀粉,制备工艺复杂,周期长,能耗大,产量低等特点,严重制约了sc产业化发展及其在食品中应用,因此有必要开发一种连续化,改性效率高生产技术以期提高sc产量。
目前未见市场上销售sc产品作为食品添加剂或辅料,如对其制备方法进行深入研究与开发,可极大提升其商业开发价值。
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