酶的發(fā)展現(xiàn)狀

1、酶的發(fā)展現(xiàn)狀酶的發(fā)展現(xiàn)狀生化10120、31、3、號(hào)摘 要： 本文簡(jiǎn)單介紹了酶在過(guò)去幾年的發(fā)展歷史和隨著社會(huì)的發(fā)展對(duì)經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、市場(chǎng)等各行業(yè)的影響以及今后的發(fā)展方向。綜述了酶的精煉過(guò)程、歷史階段和對(duì)于發(fā)展存在的問(wèn)題，并針對(duì)酶推動(dòng)食品業(yè)和化工業(yè)發(fā)展進(jìn)行了詳細(xì)的論述，并且著重于酶催化作用的應(yīng)用。用酶對(duì)棉纖維進(jìn)行前的處理；紡織、原料和化妝品的出現(xiàn),將刺激工業(yè)酶的增長(zhǎng);酶將洗滌劑朝低磷或無(wú)磷化的方向發(fā)展。關(guān)鍵詞:酶、發(fā)展、階段、應(yīng)用、生活、工業(yè) 在討論酶的發(fā)展現(xiàn)狀之前，我們首先對(duì)酶工程的發(fā)展作以簡(jiǎn)單的介紹. 1、酶工程發(fā)展情況簡(jiǎn)介原始的酶工程要追溯到人類(lèi)的游牧?xí)r代那時(shí)候的牧民已經(jīng)會(huì)把牛奶制成奶酪， 以

2、便於貯存.他們從長(zhǎng)期的實(shí)踐中摸索出一套制奶酪的經(jīng)驗(yàn), 其中關(guān)鍵的一點(diǎn)是要使用少量小牛犢的胃液.用現(xiàn)代的眼光看那就是在使用凝乳酶 此后， 在開(kāi)發(fā)使用酶的早期, 人們使用的酶也多半來(lái)自動(dòng)物的臟器和植物的器官.例如, 從豬的胰臟中取得胰蛋白酶來(lái)軟化皮革；從木瓜的汁液中取得木瓜蛋白酶來(lái)防止啤酒混濁;用大麥麥芽的多種酶來(lái)釀造啤酒;等等 1894年,日本科學(xué)家首次從米曲霉中提煉出淀粉酶，并將淀粉酶用作治療消化不良的藥物，從而開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)有目的地生產(chǎn)和應(yīng)用酶制劑的先例。908年，德國(guó)科學(xué)家從動(dòng)物的胰臟中提取出胰酶（胰蛋白酶、胰淀粉酶和胰脂肪酶的混合物),并將胰酶用于皮革的鞣制。同年，法國(guó)科學(xué)家從細(xì)菌中提取出淀

3、粉酶,并將淀粉酶用于紡織品的退漿。911年,美國(guó)科學(xué)家從木瓜中提取出木瓜蛋白酶,并將木瓜蛋白酶用于除去啤酒中的蛋白質(zhì)渾濁物。此后,酶制劑的生產(chǎn)和應(yīng)用就逐步發(fā)展起來(lái)了。然而，在此后的近半個(gè)世紀(jì)內(nèi)，酶制劑的生產(chǎn)一直停留在從現(xiàn)成的動(dòng)植物和微生物的組織或細(xì)胞中提取酶的方式。這種生產(chǎn)方式不僅工藝比較復(fù)雜，而且原料有限，所以很難進(jìn)行大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。199年，科學(xué)家成功地用液體深層發(fā)酵法生產(chǎn)出了細(xì)菌-淀粉酶,從此揭開(kāi)了近代酶工業(yè)的序幕。 早在116年，美國(guó)科學(xué)家就發(fā)現(xiàn),酶和載體結(jié)合以后,在水中呈不溶解狀態(tài)時(shí),仍然具有生物催化活性。但是，系統(tǒng)地進(jìn)行酶的固定化研究則是從2世紀(jì)0年代開(kāi)始的。1953年,德國(guó)科學(xué)

4、家首先將聚氨基苯乙烯樹(shù)脂重氮化,然后將淀粉酶等與這種載體結(jié)合，制成了固定化淀粉酶。6年,日本科學(xué)家首先在工業(yè)上應(yīng)用固定化氨基?；干a(chǎn)出l氨基酸。同年,各國(guó)科學(xué)家開(kāi)始使用“酶工程”這一名稱(chēng)來(lái)代表生產(chǎn)和使用酶制劑這一新興的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。197年,第一次國(guó)際酶工程學(xué)術(shù)會(huì)議在美國(guó)召開(kāi)，會(huì)議的主題就是固定化酶的研制和應(yīng)用。0世紀(jì)7年代后期,酶工程領(lǐng)域又出現(xiàn)了固定化細(xì)胞(又叫做固定化活細(xì)胞或固定化增殖細(xì)胞）技術(shù)。固定化細(xì)胞是指固定在一定空間范圍內(nèi)的、能夠進(jìn)行生命活動(dòng)的并且可以反復(fù)使用的活細(xì)胞。197年，日本科學(xué)家用固定化細(xì)胞成功地生產(chǎn)出-淀粉酶。我們知道,細(xì)胞中的一些物質(zhì)之所以不能分泌到細(xì)胞外，原因之一

5、就是細(xì)胞壁起到了阻礙作用?？茖W(xué)家設(shè)想，如果將細(xì)胞壁除去，就有可能使比較多的胞內(nèi)物質(zhì)分泌到細(xì)胞外，這就是科學(xué)家開(kāi)展固定化原生質(zhì)體研究的意圖。986年,我國(guó)科學(xué)家利用固定化原生質(zhì)體發(fā)酵生產(chǎn)堿性磷酸酶和葡萄糖氧化酶等相繼獲得成功，為酶工程的進(jìn)一步發(fā)展開(kāi)辟了新的途徑。近20年來(lái),在固定化酶、固定化細(xì)胞和固定化原生質(zhì)體發(fā)展的同時(shí),酶分子修飾技術(shù)、酶的化學(xué)合成以及酶的人工合成等方面的研究,也在積極地開(kāi)展中，從而使酶工程更加顯示出廣闊而誘人的前景。然而, 隨著酶的開(kāi)發(fā)應(yīng)用的擴(kuò)展,這些從動(dòng)植物中取得的酶已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足需要了 人們把眼光轉(zhuǎn)向了微生物.微生物是發(fā)酵工程的主力軍在發(fā)酵工程里（或者說(shuō)在自然界也一樣）

6、, 微生物之所以有那么大的神通,能迅速地把一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種物質(zhì)， 正是因?yàn)樗鼈凅w內(nèi)擁有神奇的酶, 正是那些酶在大顯神通.說(shuō)到底, 發(fā)酵作用也就是酶的作用. 微生物種類(lèi)繁多， 微生物繁殖奇快要發(fā)展酶工程,微生物自然應(yīng)該是人們獲取酶、生產(chǎn)酶的巨大寶庫(kù)、巨大資源.事實(shí)上, 目前酶工程中涉及到的酶絕大部分來(lái)自於微生物.所謂酶工程， 可以分為兩部分.一部分是如何生產(chǎn)酶，一部分是如何應(yīng)用酶.用微生物來(lái)生產(chǎn)酶,是酶工程的半壁江山生物體內(nèi)的一切化學(xué)變化,都是在生物催化劑酶的催化下進(jìn)行的。它具有專(zhuān)一性強(qiáng)、效率高、反應(yīng)條件溫和、不污染環(huán)境等特點(diǎn)?？茖W(xué)家將酶引入工業(yè)，這種技術(shù)也就是我們所說(shuō)的酶工程,酶工程的發(fā)展

7、經(jīng)歷了四個(gè)階段。自18世紀(jì)初斯伯塞尼發(fā)現(xiàn)酶后，經(jīng)過(guò)一個(gè)多世紀(jì)，人們未能將酶應(yīng)用到生產(chǎn)上。直到89年,淀粉酶作為助消化藥物首先登上生產(chǎn)舞臺(tái)，可謂第一個(gè)商品化的酶制劑。到本世紀(jì)0年代末,工業(yè)化生產(chǎn)的酶制劑只有3多種,且大多是發(fā)酵工業(yè),靠活的細(xì)菌生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)純化，應(yīng)用時(shí)，再溶于液體中,稱(chēng)為可溶酶,大多用在食品、制酒、制革等工業(yè)。比如，用淀粉酶來(lái)水解淀粉,制造葡萄糖，用蛋白質(zhì)酶來(lái)水解蛋白質(zhì)等。這是酶工程的第一階段。酶工程的第二階段是針對(duì)第一階段的缺點(diǎn)而革新的，因?yàn)榭扇苊冈谒?、堿、高溫或有機(jī)溶劑中不穩(wěn)定,容易失去催化活性,且經(jīng)常只能使用一次,不能回收。因此,科學(xué)家針對(duì)可溶酶這些弱點(diǎn),試圖通過(guò)物理或化學(xué)方法

8、，將可溶酶固定在不溶性載體上，使它成為不溶于水且具催化活性的酶衍生物。這就是所謂固定化酶。169年，日本生物化學(xué)家千畑一郎首先將固定化酶應(yīng)用于生產(chǎn)。他將氨基酸化酶固定在deae葡萄糖凝膠上,成功地分離了dl混旋氨基酸,獲得純凈具有活性的l型氨基酸。從而，開(kāi)創(chuàng)了酶工程的第二階段，即固定化酶階段。酶固定化后,具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，裝入酶反應(yīng)器中可使生產(chǎn)連續(xù)化、自動(dòng)化。同時(shí),也提高了對(duì)酸、堿、熱的穩(wěn)定性。這對(duì)提高生產(chǎn)效率,節(jié)約能源,降低成本等均起了前所未有的作用。酶工程的第三階段是固定化酶系統(tǒng)和固定化活細(xì)胞技術(shù)聯(lián)合生產(chǎn)的過(guò)程，稱(chēng)為第三代酶工程。其特點(diǎn)是將活的酵母細(xì)胞用長(zhǎng)拉膠(從海藻中提取的特殊膠）包扎

9、，制成顆粒狀,裝入酶反應(yīng)器,反應(yīng)器通過(guò)糖液就可產(chǎn)生酒精。在反應(yīng)過(guò)程中，酵母仍可生長(zhǎng)繁殖，不斷地補(bǔ)充反應(yīng)器中酶的數(shù)量,使反應(yīng)器可連續(xù)使用幾個(gè)月甚至幾年。第三代酶工程已用于生產(chǎn)各種氨基酸、有機(jī)酸、核苷酸、抗生素等。它有高效能、低消耗、無(wú)公害、長(zhǎng)壽命、安全、自動(dòng)化等特點(diǎn)。目前,已在各先進(jìn)國(guó)家使用。第四階段酶工程是將新的生物工程技術(shù)全部應(yīng)用到酶工程上來(lái)。例如，用細(xì)胞融合術(shù)、da重組術(shù)來(lái)改良產(chǎn)酶的菌種，使之能源源不斷地生產(chǎn)出適合人類(lèi)需要的酶來(lái)。這項(xiàng)工作還處于試驗(yàn)階段,目前雖有許多成功的報(bào)導(dǎo)，估計(jì)還需一段時(shí)間才會(huì)有實(shí)用價(jià)值。酶的生產(chǎn)要解決一系列的技術(shù)問(wèn)題， 包括:挑選和培育生產(chǎn)酶的微生物(要求繁殖快、安全

10、、酶容易分離、符合應(yīng)用條件);確定適合的培養(yǎng)條件和培養(yǎng)方式;大幅度地提高酶的產(chǎn)量；將生產(chǎn)出來(lái)的酶進(jìn)行分離提純,提高酶的純度;等等. 經(jīng)過(guò)各國(guó)科學(xué)家的不懈努力, 這些技術(shù)問(wèn)題一一迎刃而解， 酶的生產(chǎn)水平不斷提高, 為酶的應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).這里值得一提的是通過(guò)基因重組來(lái)對(duì)產(chǎn)酶的菌種進(jìn)行改造, 獲得生產(chǎn)性能優(yōu)秀的菌種.最明顯的例子是淀粉酶的生產(chǎn)最初,從前是從豬的胰臟里提取-粉酶的, 這種酶在將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖的過(guò)程中是一個(gè)主角.隨著酶工程的進(jìn)展， 人們開(kāi)始用一種芽孢桿菌來(lái)生產(chǎn)-淀粉酶.從 立方米的芽孢桿菌培養(yǎng)液里獲取的淀粉酶, 相當(dāng)於幾千頭豬的胰臟的含量然而， 致力於酶工程研究的學(xué)者并不滿(mǎn)足於這

11、一點(diǎn), 他們用基因工程的手段,將這種芽孢桿菌的合成淀粉酶的基因轉(zhuǎn)移到一種繁殖更快、生產(chǎn)性能更好的枯草桿菌的n 里, 轉(zhuǎn)而用這種枯草桿菌生產(chǎn)- 淀粉酶， 使產(chǎn)量一下子提高了數(shù)千倍 人體里的尿激酶, 是治療腦血栓和其他各種血栓的特效藥.以前常見(jiàn)的生產(chǎn)手段是從人尿中提取, 其落后性顯而易見(jiàn)，產(chǎn)量也畢竟有限學(xué)者們從人的腎臟細(xì)胞中分離出尿激酶基因， 轉(zhuǎn)移到大腸桿菌的da 中,用na重組后的大腸桿菌來(lái)生產(chǎn)人尿激酶生產(chǎn)效率自然提高了不少. 通過(guò)基因重組來(lái)改造產(chǎn)酶的微生物， 建立優(yōu)良的生產(chǎn)酶的體系, 被認(rèn)為是最新一代的酶工程(第四代酶工程）這是酶工程與基因工程的結(jié)合點(diǎn)基因工程被稱(chēng)為生物工程的靈魂, 在這里又一

12、次展現(xiàn)了它的動(dòng)人之處除了酶的生產(chǎn)之外, 近些年來(lái)，酶工程又出現(xiàn)了一個(gè)新的熱門(mén)課題, 那就是人工合成新酶, 也就是人工酶.這是因?yàn)?人們發(fā)現(xiàn)光從微生物里提取酶仍不能滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的對(duì)酶的需求, 需要另辟新路 人工酶是化學(xué)合成的具有與天然酶相似功能的催化物質(zhì).它可以是蛋白質(zhì),也可以是比較簡(jiǎn)單的大分子物質(zhì)合成人工酶的要求是很高的,它要求人們弄清楚: 酶是如何進(jìn)行催化, 關(guān)鍵是哪幾個(gè)部位在起作用， 這些關(guān)鍵部位有什么特點(diǎn).最終, 對(duì)人工酶還有另一層要求， 那就是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì).有人已經(jīng)合成了一個(gè)由34 個(gè)氨基酸組成的大分子, 這個(gè)大分子具有跟核糖核酸酶一樣的催化作用然而, 人們?nèi)匀幌铀珡?fù)雜, 繼續(xù)尋找更簡(jiǎn)

13、單、更穩(wěn)定、更小的人工酶, 尋找在生產(chǎn)上比天然酶經(jīng)濟(jì)得多的人工酶. 盡管人工酶的效益尚不明顯, 然而從事人工酶研究的隊(duì)伍卻日益壯大.也許， 在不久的將來(lái),人工酶在酶工程的生產(chǎn)領(lǐng)域里將正式取得一席之地, 而且地位不斷上升， 甚至壓倒天然酶 、在二十一世紀(jì)的今天,酶的發(fā)展，也帶動(dòng)著社會(huì)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展.生物酶精練技術(shù)加快發(fā)展傳統(tǒng)的棉紡物的前處理過(guò)程是發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，其工藝路線(xiàn)長(zhǎng)、耗能多、污染嚴(yán)重,這與當(dāng)今逐漸提高的環(huán)保要求及“綠色生產(chǎn)”相矛盾，于是棉織物的酶精練技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并受到研究者的關(guān)注，并已取得一些成果。用酶對(duì)棉纖維進(jìn)行前處理,加工條件比化學(xué)方法溫和,耗能低，廢棄物也容易處理，該技術(shù)

14、可望被廣泛應(yīng)用。 原棉纖維由以纖維素為主要成分的次生膜和覆蓋在其上的初生膜和表皮組成，其雜質(zhì)主要存在于初生膜和表皮中。存在于原棉中的雜質(zhì)，因棉花的種類(lèi)、產(chǎn)地的不同而異,一般為棉纖維組成的4,棉精練工序在織物漂白、染色等加工過(guò)程之前，是以去除這些雜質(zhì)，提高織物的吸濕性為目的的加工過(guò)程。 傳統(tǒng)精練加工過(guò)程通常使用大量的堿和表面活性劑進(jìn)行高溫處理,使棉的伴生物分解、乳化而去除,為此，必須用酸中和以及大量的水沖洗，因此廢液中鹽的濃度很高，廢液中的bod上各項(xiàng)，同時(shí)使纖維失重、強(qiáng)度下降。 酶在溫和條件下具有催化效率高和專(zhuān)一性強(qiáng)的特點(diǎn),用酶代替堿進(jìn)行精練能夠解決上述問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外研究者根據(jù)不同伴生物作為去除

15、對(duì)象而選用不同酶進(jìn)行處理,最終達(dá)到去除雜質(zhì)的目的。 國(guó)內(nèi)外部分研究者采用纖維素酶與果膠酶處理棉纖維,利用它們的協(xié)同效應(yīng),即果膠酶使棉纖維中的果膠分解，纖維素酶使初生胞壁中的纖維素大分子分解，將棉纖維表面雜質(zhì)及部分初生胞壁去除,達(dá)到精練的目的。纖維素酶是一種含有相互協(xié)同作用的多種組分的復(fù)合酶,它對(duì)纖維素纖維的作用主要通過(guò)三部分完成:x酶,作用于是纖維的結(jié)晶部分； c1酶,膨化纖維素，作用于纖維的無(wú)定形部分，并最終形成可溶性的產(chǎn)物;葡萄糖苷酶，作用于纖維素二糖、三糖類(lèi)物質(zhì),使它們最終分解為單糖。 北京聯(lián)合大學(xué)紡織工程學(xué)院利用此兩種酶對(duì)棉纖維進(jìn)行前處理,且將精練后的棉精梳針織物用天然色素染色,此工藝

16、可改變作業(yè)環(huán)境、降低環(huán)境污染。江蘇省無(wú)錫江南學(xué)院與無(wú)錫維新漂染有限公司對(duì)棉府綢織物的前處理工藝進(jìn)行了探討，將酶處理的退煮一步法冷堆工藝和先退漿后煮練的工藝進(jìn)行了比較，考察了纖維素酶與果膠酶相混合的最佳濃度，以及時(shí)間、溫度、h值、滲透劑用量對(duì)酶處理的影響。篩選出工藝效果較好的處理液的組成,以及適用于實(shí)際生產(chǎn)的前處理工藝。日本和歐洲的科學(xué)家以蛋白酶作為棉的煮練劑，他們認(rèn)為雖然纖維素酶可以提高織物的吸濕性，但是強(qiáng)力及織物失重嚴(yán)重,含有纖維素酶的果膠酶也存在這種缺陷?？紤]到蛋白質(zhì)在雜質(zhì)中的含量較高，便用蛋白質(zhì)水解酶作煮練劑,根據(jù)蛋白質(zhì)水解酶引起作用的位置的不同而分為外蛋白質(zhì)水解酶和內(nèi)蛋白質(zhì)水解酶。 國(guó)

17、內(nèi)有研究者曾選用十種蛋白酶做試驗(yàn)，先用四種蛋白酶對(duì)經(jīng)過(guò)沸水短時(shí)間預(yù)處理過(guò)的織物進(jìn)行作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn),幾乎不能提高潤(rùn)濕性，即使稍有提高，偏差也很大。改變預(yù)處理的條件，發(fā)現(xiàn)可以提高織物的潤(rùn)濕性能,若用最有效的酶在最優(yōu)化的條件下,可使?jié)櫇窠潜瘸Ｒ?guī)的煮練織物低,但高于實(shí)驗(yàn)煮練的織物潤(rùn)濕角。蛋白酶較之纖維素酶/果膠酶的復(fù)合酶而言,其處理時(shí)間短、溫度低、失重小,p值范圍大。 果膠酶在棉精練中的作用起來(lái)越受到研究者的注意，除了普通的果膠酶以外,原果膠酶和堿性果膠酶也是近來(lái)研究的熱點(diǎn)。 與傳統(tǒng)的化學(xué)精練相比,生物精練具有以下優(yōu)點(diǎn):不污染環(huán)境;作業(yè)環(huán)境安全；能耗低；棉織物手感柔軟;棉纖維的強(qiáng)度幾乎不降低。所以棉的

18、酶精練是與保護(hù)人類(lèi)和地球環(huán)境相適應(yīng)的技術(shù),但是用于纖維加工的各種酶的使用范圍產(chǎn)為狹窄,成本較高,還有許多值得改進(jìn)的問(wèn)題。另外，在用酶去除棉籽殼等問(wèn)題,國(guó)外也有一些新的理論提出,并有一 些新的實(shí)驗(yàn)成果。用酶助推我國(guó)濃縮蘋(píng)果汁發(fā)展 我國(guó)濃縮蘋(píng)果汁年出口量雄踞世界第一,國(guó)內(nèi)酶制劑科技企業(yè)功不可沒(méi)。天津諾奧科技發(fā)展有限公司開(kāi)發(fā)的果汁系列專(zhuān)用酶以其成熟的復(fù)配創(chuàng)新技術(shù),解決了因果品品質(zhì)不一而影響加工的問(wèn)題,提高果汁過(guò)濾速度0以上。這種酶在應(yīng)用性能和價(jià)位上優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品，今年已占據(jù)國(guó)內(nèi)果汁加工業(yè)需求量的半壁江山。我國(guó)是蘋(píng)果生產(chǎn)大國(guó),目前年加工能力約為八十多萬(wàn)噸。濃縮蘋(píng)果汁加工出口對(duì)于國(guó)產(chǎn)蘋(píng)果參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、

19、穩(wěn)定種植面積、提高產(chǎn)品附加值、增加農(nóng)民收入具有重要作用。但由于我國(guó)蘋(píng)果非標(biāo)準(zhǔn)化種植面積較大，再加上蘋(píng)果受品種、種植、地區(qū)、氣候、季節(jié)等因素影響，果品內(nèi)在主要成分,如果膠、淀粉、蛋白、酸度、纖維等含量和指標(biāo)常常變化較大。如：今年六月,一個(gè)地區(qū)遭受冰雹,未成熟果子全部被打落在地,需要馬上加工，而小果的酸度要高于成熟果一倍。過(guò)去，由于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)果膠酶產(chǎn)品單一,在果品內(nèi)在質(zhì)量發(fā)生變化的情況下，酶制劑在加工過(guò)程中常常是不能有的放矢，影響果汁分解和超濾,造成生產(chǎn)不能正常進(jìn)行。據(jù)天津諾奧科技發(fā)展有限公司經(jīng)理、高級(jí)工程師劉敏堯介紹，酶是一種生物活性物質(zhì),在農(nóng)產(chǎn)品加工中主要起到分解作用，由于酶是生物的、無(wú)害的，是

20、國(guó)外允許添加在濃縮果汁中的添加劑。果汁酶的主要作用是酶解果汁,使其更容易澄清、過(guò)濾,形成清汁。果汁酶采取的是復(fù)配創(chuàng)新技術(shù)，可適應(yīng)由于季節(jié)、氣候等原因造成的果品內(nèi)在質(zhì)量變化的加工要求。它將果膠酶與淀粉酶、蛋白酶、聚糖酶、纖維酶等進(jìn)行合理復(fù)配，較好地解決單位時(shí)間內(nèi)提高生產(chǎn)效率、縮短反應(yīng)時(shí)間、減緩滲透量下降速度問(wèn)題。目前，一般的蘋(píng)果濃縮汁企業(yè)日處理蘋(píng)果在1000噸以上，采用的是超濾膜過(guò)濾技術(shù)。企業(yè)在果汁加工季節(jié)中期(1月），按照采用每小時(shí)0噸果汁處理量的超濾設(shè)備計(jì)算,果汁滲透量在每小時(shí)0噸左右,且隨之滲透量越來(lái)越小。采用果汁酶以后，可以保證每小時(shí)滲透量在5噸左右，減少超濾膜清洗次數(shù)，保證了生產(chǎn)要求;

21、同時(shí),由于延長(zhǎng)了超濾膜使用壽命,大大降低了生產(chǎn)成本。據(jù)天津新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)管委會(huì)有關(guān)人士介紹，天津諾奧科技發(fā)展有限公司開(kāi)發(fā)的果汁系列專(zhuān)用酶項(xiàng)目是酶的下游應(yīng)用技術(shù)和酶制劑上游生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合的跨行業(yè)綜合新技術(shù)，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，可以推廣到食品和藥品加工的多種大類(lèi)產(chǎn)品上。該項(xiàng)目已獲得國(guó)家科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金資助,申報(bào)了天津市2005年重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。 洗滌劑用酶堿性脂肪酶的發(fā)展 我們生活中雖然很多事物都觸及到酶工業(yè)可是對(duì)一些對(duì)酶仍舊不是很了解的人常常會(huì)問(wèn)： 什么是酶？為什么要在洗衣粉中加酶? 酶在洗滌過(guò)程中發(fā)揮什么作用？什么是酶?酶是生物體內(nèi)一類(lèi)有催化作用的蛋白質(zhì)。在酶的作用下,生物才會(huì)有消化

22、、呼吸、運(yùn)動(dòng)、生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖等生命活動(dòng),才會(huì)產(chǎn)生新陳代謝等化學(xué)變化。因此,科學(xué)家說(shuō):“沒(méi)有酶就沒(méi)有生命”。 酶具有超強(qiáng)的催化作用，可以把生物體內(nèi)的生化反應(yīng)提高1億100億倍。例如人類(lèi)或一些高等動(dòng)物，所吃下去的食物中含有大量的淀粉，這些淀粉進(jìn)入生物體內(nèi)，如果沒(méi)有淀粉酶參與催化，就無(wú)法水解成生物體可以利用的單糖。 可以這樣說(shuō)，動(dòng)物將食物送進(jìn)腸道消化分解，然后,分解出來(lái)的物質(zhì)被吸收后，在各個(gè)組織細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行復(fù)雜的變化，并且表現(xiàn)出各種生命現(xiàn)象,都是在酶的作用下進(jìn)行的。其實(shí)，不僅僅是動(dòng)物和人類(lèi),植物的種子發(fā)芽、開(kāi)花、結(jié)果,以及所進(jìn)行的光合作用過(guò)程,也無(wú)時(shí)無(wú)刻不能沒(méi)有酶的幫助。酶的種類(lèi)很多。一般說(shuō),一種酶

23、只能幫助一種變化。 在生物體內(nèi)發(fā)揮重要作用的酶，也特別適宜“生存”在生物體內(nèi)。這是因?yàn)槊笇?duì)高溫特別敏感，而生物體內(nèi)的生化反應(yīng),都是在常溫常壓下進(jìn)行的,使酶總是處于活性狀態(tài)。如果將酶加熱，酶就會(huì)失去活性。為什么要在洗衣粉中加酶? 去污是酶在洗滌劑中發(fā)揮的最主要的作用。l 蛋白質(zhì)類(lèi):如血漬、牛奶等；l 油漬:如植物油、動(dòng)物油、肉湯等; 淀粉類(lèi)：如面條、粥、嬰兒食品等。當(dāng)上述三類(lèi)膠狀污漬強(qiáng)烈黏附在織物上，僅靠普通洗滌劑是很難完全去除的。同時(shí)這些膠狀物還會(huì)把其它固體污垢（如灰塵等)黏附在織物上,使洗滌效果難盡人意。在洗滌劑中加入蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶可以分解上述污漬，并有效去除這三類(lèi)膠狀污漬及其黏附的

24、污粒,從而提高潔凈度。 常見(jiàn)的衣領(lǐng)袖口處的污漬和汗?jié)n就是典型的由人體分泌物如皮脂和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的人體屑垢與空氣的灰塵和污粒結(jié)合在一起的例子。這些污漬通常很難洗凈，而借助酶的作用則可有效提高對(duì)衣領(lǐng)袖口處污漬的去除效果。除蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶外，還有多種適合在洗滌劑中應(yīng)用的纖維素酶。纖維素酶有助于去除棉織品在洗滌或穿著過(guò)程中形成的微纖維內(nèi)部的固體顆粒污垢，使衣物保持潔白鮮艷、光亮柔軟。酶在洗滌過(guò)程中的作用： 表面活性劑是洗滌劑中最主要的去污成分,而對(duì)于一些被特殊污垢黏附在纖維表面的固體污垢,表面活性劑卻往往無(wú)能為力。 這些特殊污垢多是由汗?jié)n、血漬、淀粉、脂肪等構(gòu)成的。酶制劑的作用就是降解這些特殊污

25、垢。如蛋白酶可以有效地將蛋白污垢降解成水溶性的氨基酸,從而解除這些特殊污垢對(duì)固體污垢的黏附作用。由于黏附物的消失，表面活性劑可以更徹底地將固體污垢帶入洗滌溶液中，從而達(dá)到更徹底的去污效果。簡(jiǎn)而言之,酶制劑可以協(xié)助表面活性劑更有效地清除各種污垢。 蛋白酶分解蛋白質(zhì)膠狀物蛋白酶可幫助去除有機(jī)蛋白質(zhì)污垢，如草汁、血、蛋、汗液等。 淀粉酶清除淀粉膠狀物 淀粉酶可幫助去除含有淀粉的食品類(lèi)污垢，如面條、土豆、巧克力、肉汁或嬰兒食品等產(chǎn)生的污垢脂肪酶溶解油脂 脂肪酶可幫助去除含脂肪的污漬,如來(lái)源于食物中的油漬,人體皮脂和口紅等污垢。纖維素酶增白、護(hù)色、柔軟、給織物全面的保護(hù) 纖維素酶可以去除衣物在洗滌和穿著

26、時(shí)由于磨損在棉纖維上所產(chǎn)生的微纖維，使棉纖維恢復(fù)原有的光滑狀態(tài)。同時(shí),更要指出的是:在洗滌劑中加入酸可以提高去污力、降低表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量，使洗滌劑朝低磷或無(wú)磷化的方向發(fā)展、減少環(huán)境污染、發(fā)揮洗滌的新功能。酶作為一種生物制劑,無(wú)毒并能完全生物降解、對(duì)環(huán)境的生態(tài)平衡起良性的作用。 然而，堿性脂肪酶對(duì)脂肪污垢的去除作用也是有目共睹的.人們對(duì)穿過(guò)的衣服附著污垢的分析發(fā)現(xiàn)，人體表面分布著由皮脂腺分泌的皮脂類(lèi)脂肪污垢、皮膚表面老化的表皮角質(zhì)層碎片類(lèi)蛋白污垢、大氣中游離的灰塵無(wú)機(jī)污垢，其中脂肪污垢,據(jù)季節(jié)和衣服種類(lèi)的不同約占總污垢量3/。以前的洗滌劑,僅靠表面活性劑的作用不能完全除去浸入纖維中的

27、各種甘油三酸酯類(lèi)脂肪污垢,這種殘留的脂肪污垢和空氣中的氧起反應(yīng)，使纖維變黃變黑。而脂肪酸能高效地將甘油三酯分解為容易去除的脂肪酸、甘油二酯、甘油一酯和甘油等,因此大大提高了對(duì)脂肪污垢的去除。 所以堿性脂肪酶的發(fā)展是非?？捎^的. 早在20世紀(jì)初就已經(jīng)開(kāi)始有人嘗試將源于動(dòng)物的酶用于織物的洗滌以除去污垢;50年代，瑞士和美國(guó)進(jìn)行了來(lái)源于微生物洗滌酶的研究和試制，酶的耐堿性得以改善；6年代初耐堿性和耐熱性的蛋白酶試制成功。正式將酶用在合成洗滌劑配方中;60年代末由于酶安全性問(wèn)題使消費(fèi)者對(duì)加酶洗滌劑產(chǎn)業(yè)了懷疑，導(dǎo)致酶在合成洗滌劑工業(yè)中的使用量急劇下降;0年代酶制劑的安全操作問(wèn)題得到解決以后又恢復(fù)上升趨勢(shì)

28、；8o年代后進(jìn)行酶的新用途、新類(lèi)型、新品種、新制劑式的開(kāi)發(fā)。洗滌劑用堿性脂肪酶的研究開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)高科技項(xiàng)目，在合成洗滌劑中的廣泛使用應(yīng)是:8o年代末丹麥ov公司推出的堿性脂肪酶liposolase。有人調(diào)查目前歐洲的去污劑有5%是加入了脂肪酶,日本加脂肪酸的洗衣粉約為5%，美國(guó)也有%。我國(guó)非常重視堿性脂肪酶的研究開(kāi)發(fā)工作，早在“八五”期間就被列入國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)計(jì)劃,“九五”期間再次列為國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。目前，已有大批量的國(guó)產(chǎn)減脂酶推向市場(chǎng)。 3、世界工業(yè)酶市場(chǎng)發(fā)展前景據(jù)美國(guó)俄亥俄州克利夫市feednia集團(tuán)的新報(bào)告特種工業(yè)酶的報(bào)道,2004年美國(guó)對(duì)特種工業(yè)酶的需求將達(dá)到26億美元。 由于新的生物催

29、化劑目標(biāo)為新的用途如:紡織、原料和化妝品的出現(xiàn)，將刺激工業(yè)酶的增長(zhǎng)。醫(yī)用和診斷酶1999年的銷(xiāo)售額為14億美元,按價(jià)值將保持領(lǐng)先的使用。預(yù)計(jì)酶工業(yè)將繼續(xù)從以生物技術(shù)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)研究中獲利。這些方法已使特種工業(yè)酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程現(xiàn)代化，使產(chǎn)品之間的區(qū)別越來(lái)越模糊。特種酶將繼續(xù)在美國(guó)酶市場(chǎng)占優(yōu)勢(shì)，主要是由于治療產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)地位和迅速地激增。新的溶解血栓的藥物將進(jìn)入市場(chǎng)，用于心血管疾病的深度治療，在對(duì)單一基因代謝疾病的斗爭(zhēng)中，由其它的酶替代治療劑與葡糖腦苷脂酶結(jié)合治療。酶治療劑把較少常見(jiàn)的疾病作為目標(biāo)的許多藥物被指定為罕見(jiàn)病用藥。在這個(gè)領(lǐng)域中潛在的適當(dāng)?shù)膬r(jià)值增長(zhǎng)和利潤(rùn)范圍把目標(biāo)放在削減較高的處方藥物費(fèi)用。

30、對(duì)na聚合酶，限制性核酸內(nèi)切酶和其他工廠(chǎng)實(shí)驗(yàn)室酶的需求將會(huì)穩(wěn)定地增長(zhǎng)。創(chuàng)新的產(chǎn)品也會(huì)刺激需求，在聚合酶鏈反應(yīng)中使用的aq聚合酶和其它酶的情況下，生產(chǎn)廠(chǎng)家的前途將主要取決于現(xiàn)有專(zhuān)利和許可法律的強(qiáng)度和解釋。以da為基礎(chǔ)的研究的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)和越來(lái)越小型化會(huì)削減市場(chǎng)價(jià)值的增長(zhǎng)。 預(yù)計(jì)脂肪酶和纖維素酶可獲得最佳利益，脂肪酶將從它們的多功能性方面中獲益,并將繼續(xù)滲入洗潔劑和化妝品市場(chǎng)，纖維素酶將分享脂肪酶的多功能性，繼續(xù)用于模仿勞動(dòng)布的石洗,同時(shí)，在紙漿和造紙工業(yè)中作為漂白和清除木質(zhì)素劑獲得實(shí)質(zhì)的利益。脂肪酶和纖維酶將逐漸地通過(guò)重組的dn技術(shù)生產(chǎn)。4、我國(guó)酶制劑工業(yè)的特點(diǎn)及發(fā)展態(tài)勢(shì) (1)酶制劑工業(yè)是生物工程

31、的重要組成部分。其應(yīng)用領(lǐng)域遍及輕工、食品、化工、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、能源及環(huán)境保護(hù)等。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要的作用，產(chǎn)生了巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。酶制劑工業(yè)是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的新興精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)之一。 幾十年發(fā)展成績(jī)喜人 。自20世紀(jì)60年代起，我國(guó)已開(kāi)始生產(chǎn)酶制劑產(chǎn)品，并在品種、產(chǎn)量及技術(shù)水平等方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前全國(guó)共有50余家生產(chǎn)企業(yè),年生產(chǎn)能力超過(guò)40萬(wàn)噸,產(chǎn)品品種達(dá)到余種。特別是近10年間，年產(chǎn)量的平均增長(zhǎng)率高達(dá)20左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的平均增長(zhǎng)速度。我國(guó)目前已能生產(chǎn)-淀粉酶、淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、中性脂肪酶、青霉素酰化酶、果膠酶、纖維素酶、飼料用復(fù)合酶、葡萄糖異構(gòu)酶、凝膠酶等

32、產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于釀酒、淀粉糖、洗滌劑、紡織、皮革、食品、醫(yī)藥等行業(yè),產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。比如,僅糖化酶用在白酒和酒精行業(yè)，每年就可節(jié)約糧食2萬(wàn)噸,產(chǎn)生1億元的經(jīng)濟(jì)效益。 我國(guó)酶制劑在增加品種的同時(shí)，技術(shù)水平也有了較大的提高，菌種的發(fā)酵水平成倍提高。在發(fā)酵條件和工藝水平上進(jìn)行大量改進(jìn)和優(yōu)化,如空氣過(guò)濾系統(tǒng)的改造、培養(yǎng)基配方的優(yōu)化、反應(yīng)器的選擇、提取工藝采用膜過(guò)濾技術(shù)等,在菌種選擇上采用先進(jìn)手段進(jìn)行篩選、誘變、保存等。 隨著改革開(kāi)放的逐步深化,我國(guó)引進(jìn)國(guó)外資金、技術(shù)，已建有十余家合資或獨(dú)資的酶制劑生產(chǎn)企業(yè),如長(zhǎng)春力達(dá)、江陰興達(dá)、唐山柯東、肇東華潤(rùn)、天津諾和諾德、無(wú)錫杰能科等，對(duì)促進(jìn)我國(guó)酶制劑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了良好的推動(dòng)作用。在提高我國(guó)酶制劑生產(chǎn)水平的同時(shí)，也加劇了市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。 ()存在的問(wèn)題仍然很多 盡管我國(guó)酶制劑工業(yè)取得了較大進(jìn)步,但與發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)水平相比仍存在很大的差距。 一是產(chǎn)品品種少,結(jié)構(gòu)不合理。目前全球生產(chǎn)酶制劑有0余種產(chǎn)品，達(dá)到工業(yè)化規(guī)模的有20余個(gè)系列。而我國(guó)只能生產(chǎn)20余種產(chǎn)品，其中能夠達(dá)到工業(yè)化規(guī)模的僅有糖化酶、淀粉酶和蛋白酶3種。而糖化酶和淀粉酶產(chǎn)量占酶制劑總產(chǎn)量的%以上,其他產(chǎn)品不足20,結(jié)構(gòu)明顯不合理。由于品種單一和惡性競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益較差，缺乏發(fā)展后勁。 二是生產(chǎn)規(guī)模小,產(chǎn)品質(zhì)量差。我國(guó)大部分生產(chǎn)