【正文】 ..................................................................................................18 種子罐 .........................................................................................................18 發(fā)酵罐 .........................................................................................................18 發(fā)酵液離心過濾 .........................................................................................18 空氣系統(tǒng) .....................................................................................................19 水平衡計算 ........................................................................................................20 工藝用水（河水） .....................................................................................20 滅菌冷卻用水 .............................................................................................21 發(fā)酵過程中冷卻用水 .................................................................................21 空壓機(jī)耗水量 .............................................................................................21 空氣冷卻用水量 .........................................................................................22 蒸汽消耗量 ......................................................................................................22 30 m3 單罐發(fā)酵原料配料消耗蒸汽量 ......................................................22 噴射液化消耗蒸汽量(7 h 完成) ..............................................................23 種子罐消毒 ...............................................................................................23 連消階段消耗蒸汽量 ...............................................................................23 發(fā)酵罐空消蒸汽消耗量 ...........................................................................23第四章 生物反應(yīng)器的設(shè)計 ........................................................................................24 反應(yīng)器的論證 ....................................................................................................24 反應(yīng)器的設(shè)計 ....................................................................................................25 發(fā)酵罐 .........................................................................................................25 種子罐 .........................................................................................................30 主要設(shè)備選型 ....................................................................................................34第五章 核算 ................................................................................................................36 概述 ....................................................................................................................36 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ............................................................................................................36 生產(chǎn)規(guī)模和方案 .........................................................................................36 實施進(jìn)度 .....................................................................................................36III / 37 費用統(tǒng)計 .....................................................................................................36第六章 財務(wù)評價 ........................................................................................................39 內(nèi)部收益率（IRR）的計算 .............................................................................39 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ....................................................................................................39 不確定性分析 ....................................................................................................39 盈虧平衡分析 .............................................................................................39附表：項目工程設(shè)計協(xié)作時間表 ..............................................................................410 / 37第一章 項目總論 乳糖酶的來源及其特性乳糖酶是一種酶，它是酵母 Kluyveromyces lactis 的 lac4 基因作為一種乳糖酶的代號，這個基因是由 3078 bp 核苷酸組成并編碼一種 1025 氨基酸形成的一種以特殊空間排列和物理形狀的長鏈氨基酸組成的復(fù)合蛋白，和其它的酶相差不大。它是一種白色粉末，無味道，無氣味，溶解時是一種淺棕色的液體。乳糖酶特定水解半乳糖苷的鍵將乳糖轉(zhuǎn)變成葡萄糖和半乳糖?？纱呋樘撬鉃榘肴樘呛推咸烟?，多用于乳品工業(yè)。1889 年，荷蘭生物學(xué)家 Beijerincek 首次報道了乳糖酶可水解乳糖以來，人們對于乳糖酶的研究日趨完整。而現(xiàn)在商業(yè)乳糖酶中乳糖酶的最適溫度在 37 ℃左右或者更高，但是對于乳品加工工業(yè)，許多長時間的操作工藝以及貯存和運輸均在低溫下進(jìn)行，低溫乳糖酶具有中溫乳糖酶無法達(dá)到的優(yōu)越性，所以近年來成為研究的熱點。目前只有來源于微生物的乳糖酶有工業(yè)應(yīng)用價值，利用微生物發(fā)酵法制取乳糖酶，具有酶源豐富、產(chǎn)量高、生產(chǎn)成本低、周期短的特點，而且不受季節(jié)、地理位置等因素的影響，但不同微生物來源的乳糖酶的性質(zhì)差別較大。LPH 是一種腸上皮細(xì)胞微絨毛膜上的糖蛋白，具有乳糖酶和根皮苷水解酶活性，最適 pH 為 ~。前乳糖酶原由位于氨基末端的信號肽域、前導(dǎo)肽域、胞外域、疏水的跨膜錨定區(qū)、羧基末段的胞內(nèi)段組成，在信號肽引導(dǎo)下進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)經(jīng)過一系列修飾，乳糖酶原進(jìn)入高爾基體后被糖基化，1 / 37然后經(jīng)歷細(xì)胞內(nèi)和腸腔的 2 次裂解后形成成熟的乳糖酶。 發(fā)酵乳制品中的應(yīng)用 用乳糖水解乳制造酸乳，可以縮短乳凝固時間約 15%~20%，且由于乳酸菌生長快，菌數(shù)多，能延長酸乳的貨架期，產(chǎn)品黏度也較大，若水解程度較大時，甜度也增加。 作為替代添加劑 乳清和超濾乳清中的乳糖部分水解可增加產(chǎn)品的甜味，提高糖的溶解度。乳糖溶液經(jīng)乳糖酶水解形成半乳糖和葡萄糖的混合液，稱為半乳糖葡萄糖糖漿?？纱嬲崽怯糜诟鞣N點心、飲料、罐頭食品及冰淇淋和雪糕的加工，效果很好。低聚半乳糖具有較強(qiáng)的耐酸性、耐熱性，不會因為在加工過程中的高溫殺菌及人體胃酸所分解而失去其本來應(yīng)有的特性，而且能有效地被雙歧桿 B 菌和乳酸桿 A 菌同時利用，因此低聚半乳糖的生產(chǎn)和應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，特別是在日本，隨著人們越來越注重健康，低聚半乳糖將會有很大市場。用于治療乳糖不耐受的乳糖酶藥物還可與其他抗生素聯(lián)用，與杜迪和思密達(dá)治療輪狀病毒腸炎能明顯有效地縮短病程，療效確切，治愈率高。很多藥物中都含有乳糖酶，如乳糖酶凍干酵母制劑、酵母乳糖酶腸溶微囊制劑等。研究發(fā)現(xiàn)對乳糖的分解能力也可作為一些疾病發(fā)生風(fēng)險的標(biāo)志，實驗測試者對乳制品食物消化后，雙歧桿菌和大便乳酸菌的檢測表明某些疾病的發(fā)生風(fēng)險和乳制品食物的攝入有關(guān)。由此可知益生菌對于乳糖不耐受治療持續(xù)性較好 乳糖酶基因在基因工程中的應(yīng)用 在載體構(gòu)建中的應(yīng)用 乳糖酶基因編碼的產(chǎn)物水解底物 Xgal，可呈現(xiàn)藍(lán)色，易于檢測和觀察，在構(gòu)建表達(dá)載體 LacZ 基因置于啟動子下游，通過藍(lán)白斑來篩選陽性重組載體。汪國忠等以 βgalactosidase 質(zhì)粒為報告基因，將其與自制氟碳?xì)怏w微泡黏附，制備載基因微泡。其作為報告基因還用于研究啟動子的效能和啟動子不同位點突變對表達(dá)效能的影響。 構(gòu)建產(chǎn)乳糖酶基因工程菌利用基因工程技術(shù)，可以將活性高的乳糖酶基因?qū)胍子谂囵B(yǎng)、生產(chǎn)繁殖迅速的微生物體內(nèi)，從而降低乳糖酶生產(chǎn)成本。由于近年來低溫乳糖酶的研究成為熱點，乳糖酶的生產(chǎn)成本也將大幅降低，乳糖酶的適應(yīng)性也將提高。乳糖酶在乳品加工中的潛力遠(yuǎn)在上世紀(jì)初即為人們所知，但到 50 年代，人們對乳糖不耐受癥的進(jìn)一步認(rèn)識才逐漸被重視。 解決乳糖酶缺乏者食用乳制品的問題 乳制品中的乳糖需經(jīng)位于小腸嚴(yán)密上皮細(xì)胞的乳糖酶水解為半乳糖和葡萄糖后才能被集體吸收利用。乳糖酶缺乏隨不同國家，不同種族人群的變化而變化，亞洲 60~90%，澳大利亞白人 0~6%，歐洲 30%以上，非洲 90~100%，美國白人 12%，黑人 70%，日本人 100%。食物中的乳糖進(jìn)入小腸后，由于乳糖酶的缺乏，乳糖不能被分解為單糖而吸收進(jìn)入血液，稱為乳糖消化不良或乳糖吸收不良。另外哈爾冰美華生物技術(shù)股份有限公司的乳糖酶項目，自 2022 年來的運作概況，也做了跟蹤和調(diào)查，在本土生產(chǎn)此項目具有很高的工業(yè)前景，效益很高。據(jù)國家農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計，2022 年全國奶牛存欄達(dá) 687 萬頭牛，牛奶宗長亮增加到1229 萬噸，液態(tài)奶產(chǎn)量 萬噸。世界人均牛乳年消費量 94 公斤，亞洲人均 40 公斤，我國人均 公斤，相差甚遠(yuǎn)，除了經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平外，還有一個重要原因，就是我國人群中存在著乳糖消化不良、乳糖不耐癥等，但是乳糖奶消費，在我國基本上還屬于空白。從 2022 年 2 到 12 月，國內(nèi)消費結(jié)構(gòu)，酸奶消費增長，可能與新的消費增加有關(guān)。2022 年需求量可達(dá) 2022 到 4000 噸。5 / 37 生產(chǎn)乳糖酶的一般方法 利用胞外酶利用絮狀釀酒酵母和黑曲霉中含有編碼分泌胞外乳糖酶的 LacA 基因構(gòu)建重組菌株，使重組釀酒酵母