酶在廢棄物綜合利用中的作用

1鉻屑的酶解與水解物的綜合利用鉻屑是膠原蛋白和Ｃｒ3+的復合物,不易被降解,既浪費資源,又會污染換環境。廢棄物鉻屑的降解和利用在近一個世紀已成為一個引人關注的問題。鉻屑的堿水解或酸水解工藝,由于鉻分離困難、操作成本高、二次污染、水解產物的質量和應用等方面的原因,難于被廣泛采用。鉻屑的酶解及水解物的綜合利用是有望解決鉻屑污染,實現再生資源化的有效途徑。近十年的研究結果表明,鉻屑的酶解方法是可行的[42-44]。

在溫和的作用條件下,堿性蛋白酶降解鉻屑,可以從其水解物中分離得到蛋白質產品和可循環使用的鉻餅[45-46],胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰凝乳蛋白酶也可用于鉻屑的降解。實驗結果表明,所選酶類型對明膠的物化性質有很大的影響,其中用胰酶和胃蛋白酶的作用效果比較理想,胃蛋白酶的作用比較溫和,容易控制鉻屑的酶解速度,而胰酶的催化效率非常高,制取高質量的明膠僅需要很少量的胰酶[47],通過控制胰酶的使用量(<0.01%以鉻屑計)和作用條件能夠得到不同透明度的明膠,當胰酶的用量超過0.2%,低分子水解物的得率高[48]。但所得產物明膠、水解物的感官和理化性能的控制尚待進一步完善[49,51.]?。妨礙鉻屑酶解明膠廣泛使用的原因是其性能不夠穩定,難于滿足某些特殊的要求。用戊二醛、乙二醛和碳二酰胺作膠聯劑對明膠改良的方法雖然有效可行,但成本高而有毒性[52]。

應用谷鞍酰氨轉移酶(ＥＣ2.3.2.13)對明膠進行酶修飾,實驗結果表明[52,53]低透明度明膠的凝膠強度隨使用酶濃度的增加而增大,較高透明度的明膠的凝膠強度則隨使用酶濃度的增加保持不變或降低,酶的用量增加使不同明膠的熔點增加,在60℃和室溫的粘度都增加,經酶處理的明膠,與甘油混合作增塑劑,添加的甘油量將影響成膜的機械強度,尤其是最大張力。膠聯劑比例增大,使膜的抗張強度增加,在水中的溶解度減小,改善了吸水性。不僅為明膠在涂膜、可食膜和火腿腸腸衣的應用提供了可能性,也為在包裝市場的使用提供了機會。鉻鞣廢棄物的蛋白水解物與聚乙烯醇加工成可生物降解材料,其在設定厭氧條件的可降解實驗結果表明,添加了蛋白水解物的聚乙烯醇薄膜較ＰＶＣ薄膜的生物降解性提高了五倍而且生產成本也大幅度降低。

2制革廢棄邊角余料的利用具有關資料統計每噸濕鹽皮在加工坯皮過程中要產生大約350ｋｇ的邊角余料,采用常規的化學方法不僅費時、能量耗用大,而且在處理過程中所含脂肪在高溫和強堿或強酸條件下的分解物對蛋白質降解產品的利用有很大的限制[55]。應用酶解方法既省時又在較低的溫度下完成,所得產物可用作肥料等,亦可由環保部門處理,分離所得油脂含游離脂肪酸低在化學工業有潛在的用途。比較廢棄邊角余料的蛋白質的熱回收和酶解回收的研究結果表明,用商品堿性蛋白酶水解所得產物成本較低,衛生質量指標符合食品安全的標準,為邊角余料的利用尋求了一個非常有效的途徑[56]。