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1、酶工程的发展现状及应用前景生物工程是现代科技的一项高新技术,是当今最有发展前景的学科之一。而酶工程是生物工程的重要组成部分,酶作为生物催化剂,它广泛应用于食品、酿造、淀粉糖、制革、纺织、印刷、医药、石油化工等20多个领域。它可提高产品品质、改进产品工艺、降低劳动强度、节约原料和能源、保护环境,并产生巨大的经济效益和社会效益。酶工程概念酶工程技术是利用酶和细胞或细胞器所具有的催化功能来生产人类所需产品的技术，包括酶的研制与生产，酶和细胞或细胞器的固定化技术，酶分子的修饰改造，以及生物传感器。酶的应用分类从世界范围而言,酶制剂总量
2、的55%是水解酶,主要用于焙烤食品、酿酒、淀粉加工、酒精和纺织等工业;35%是蛋白酶,主要用于洗涤剂、制革和乳品工业;其余是药用酶制剂、试剂级酶制剂和工具酶。酶工程酶的技术酶的生产酶的纯化酶的固定化技术在食品中的应用在乳制品中在烘烤食品中在果蔬加工中的在发酵中的应用在酿酒中的应用在饲料加工中的应用在医疗业的应用在纺织、洗涤业的应用在造纸、制革及环保业的应用酶工程的发展前景酶的生产酶的生产是各种生物技术优化与组合的过程，分为生物提取法、生物合成法和化学合成法三种其中生物提取法是最早采用而沿用至今的方法,它是指采用各种提取、分离、
3、纯化技术从动物、植物、器官、细胞或微生物细胞中将酶提取出来；生物合成法是20世纪60年代以来酶生产的主要方法,是指利用微生物细胞、植物细胞或动物细胞的生命活动而获得人们所需酶的技术过程；而化学合成法因其成本高,且只能合成那些已经弄清楚化学结构的酶,所以难以进行工业化生产，至今仍处在实验室研究的阶段。酶的纯化酶的纯化属于一种后处理工艺，包括粗制工艺与精制工艺，对超酶液进行浓缩精制是生产高质量酶制剂的重要环节。其提纯手段一般是依据酶的分析大小、形状、电荷性质、溶解度、专一结合位点等性质而建立。要得到纯酶,一般需要将各种方法联合使用
4、。最常用的纯化方法有根据溶解度特性的沉淀法;根据电荷极性的离子交换层析、等电点聚焦电泳等;根据大小或重量的离心分离、透析、超滤等;根据亲和部位的亲和层析、共价层析等酶的固定化技术酶的化学本质是蛋白质,缺点是不稳定性,对酸、碱、热及有机溶液容易发生酶蛋白的变性作用,从而降低或失去活性。而且酶往往在溶液中进行反应,反应以后会残留在溶液系统中不易回收,造成最终产品分离提纯操作上的麻烦。加之酶反应只能分批进行,难于连续化、自动化操作,为克服上述缺点,需将游离酶固定化后再进行应用。酶的固定化技术是把从生物体内提取出来的酶,用人工方法固定
5、在载体上（酶工程的核心）,它使酶工程提高到一个新水平，能在批量操作或连续操作中重复使用酶。固定化酶具有如下性质:酶的稳定性提高;最适pH值改变;酶的活性和催化底物有所变化;最适温度有所提高，对抑制剂和蛋白酶的敏感性降低;反应完成后可通过简单的方法回收,且酶活力降低不多,这样可使酶重复使用。同时由于酶没有游离到产品中,便于产品的分离和纯化;实现批量或连续操作模型的可能,可进行于产业化、连续化、自动化生产。在乳制品中的应用乳糖是存在于哺乳动物乳汁中的一种双糖,甜度和溶解度均较低,饮食中的乳糖可提高人体对Ca,P,Mg和其他必需微量
6、元素的吸收，但其在小肠里不能被直接吸收,必须通过小肠内乳糖酶水解才能被人体消化吸收。β-D-半乳糖苷酶又称乳糖酶,是一种无味、无嗅,溶解后呈浅棕色且无毒、副作用的生物酶制剂,该酶可用于降解乳糖为半乳糖和葡萄糖,亦具有半乳糖苷的转移作用。乳糖酶通过转糖苷作用可生成低聚糖,如低聚半乳糖、异乳糖等。转糖苷作用生成的低聚半乳糖几乎不被小肠消化,是一种低分子量、不粘稠的水溶性膳食纤维。它作为肠道内双歧杆菌的增殖因子,只能为双歧杆菌所利用,而不能被肠道内腐败细菌所利用,增殖的双歧杆菌竞争性地拮抗腐败菌如产气荚膜梭菌的生长,减少有害毒素物质
7、的产生,防止便秘和腹泻,有整肠效果。与此相关还有抗癌、降血压、增强肝功能及促进Ca2+吸收等作用。与一般膳食纤维相比,低聚半乳糖(GOS)对酸稳定,有良好的保湿性,不会束缚金属离子,易于添加到食品和饮料中。用于生产低聚糖的酶源有米曲霉、乳酸克鲁维酵母、脆壁克鲁维酵母、环状芽孢杆菌。乳糖酶用于乳品生产低聚糖制品在国外已有许多产品上市,如乳糖水解奶、低乳糖奶、奶酪冰激凌等。经过水解的牛奶具有以下特点:增加滋味,明显提高奶香,改善口感等。另外还用于生产干酪、奶粉等方面。冷冻乳制品甜点如冰激凌、速冻酸乳酪含有活的乳酸菌,比其他乳制品保
8、存时间更长,同时活的乳酸菌又能产生乳糖酶,从而减轻乳糖不耐受症状在培烤食品中的应用酶在烘烤食品方面,可以增大面包体积,改善面包表皮色泽,改良面粉质量,延缓陈变,提高柔软度,延长保存期限。国外经试验表明,向面粉中添加0.1%的淀粉酶,就可以使面粉变得完善,大大改进产品的质量,因
