纯酶反应的工业化应用

欣贝莱生物

绿色生产（Green production）是指以节能、降耗、减污为目标，以管理和技术为手段，实施工业生产全过程污染控制，使污染物的产生量最少化的一种综合措施。目前我国的绿色生产基本停留在对生产过程的事后处理上而大多尚未落实在生产过程中去。

生物酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大部分为蛋白质，也有极少部分为RNA。人类利用酶的历史已经非常久远，在远古时代，人类就在生产实践中不自觉地利用酶来为自己服务。酒的酿造，饴糖的制作，面粉的发酵等都是酶学应用的实例。但将酶从生物体中提取出来作为商品来应用的历史还不长。19世纪30年代，国外就开始提取酶来用于工业生产，如用于棉布退浆或作消化药；40年代末，抗生素工业兴起、使酶的生产跃进了工业化大生产时代；50年代末糖化酶成功的用于葡萄糖的生产；60年代中期加酶洗涤剂在欧洲流行；70年代初固定化葡萄糖异构化酶用于果葡糖浆的生产，开创了淀粉制糖的新纪元，推动了整个食品工业与酶制剂工业的大发展。

现在酶处理工艺已被公认为是一种符合环保要求的绿色生产工艺，它不仅使纺织品的服用性能得到改善和提高，又因无毒无害，用量少，可生物降解废水，无污染而有利于生态环保的保护。同时，生物酶也应用于治理室内装修污染领域，通过吞噬、分解，来消除室内装修产生异味、甲醛等污染。总的来说，当前酶的应用主要在医药业、食品加工业、环境保护、轻化工工业等几个方面。

1. 酶在医疗工业上的应用

早期的酶制剂主要用于治疗消化道疾病、烧伤及感染引起的疾病。现在国内外已广泛应用于治疗多种疾病，如促进消化酶类、纤维蛋白溶解酶类、抗肿瘤酶类和其他的要用酶。除此之外，由蛋白酶、淀粉酶等多种酶和表面活性剂复合配制的多酶清洗剂还应用于医疗器械的清洁，多酶清洗剂可充分分解人体的各种有机分泌物、去除物体表面微生物具有较高的清洗质量及清洁效率。

2. 酶在食品加工业中的应用

在食品加工过程中，如何保持食物的色香味和结构是很重要的问题。酶促反应由于反应条件温和，专一性强，本身无色无味，因而最适宜于食品加工。酶在食品加工中最大的用途是淀粉加工，乳品加工，果汁加工，烘烤食品以及 发酵等。在肉类加工中为了使牛肉吃起来软嫩可口，通常会加入少量的嫩化剂来达到此目的。肉类嫩化剂通常是由胰蛋白酶，糜蛋白酶，木瓜蛋白酶等混合组成。这些酶能分解肌肉结缔组织中机械强度大的胶原蛋白，从而使肉吃起来软嫩可口。

3. 酶在轻化工业中的应用

酶在轻化工业中的应用主要是用于洗涤剂的制造，化妆品的生产以及制革工业中的原料皮的脱毛等。酶在促成洗涤剂产品中的应用是合成洗涤剂工业发展中的重大技术进步之一。初期使用的是单一的蛋白酶，而后陆续开发了淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶的应用，以及两种或两种以上酶的协同应用。而将蛋白酶、胶原酶或霉菌脂肪酶加入冷霜、洗发香波中，可溶解皮屑角质，消除皮脂，使皮肤柔嫩并促进皮肤的新陈代谢，增加皮肤对药物的吸收。酶制剂在制革中的应用更是由来已久，早期的“发汗法”脱毛就是利用皮上的微生物生长繁殖过程中分泌的蛋白酶来产生脱毛效果的。

4. 酶在环境保护中的应用

酶在环境保护中的应用可分为三个方面：其一是通过使用酶制剂代替化学试剂，从而减少对环境的污染。其二是对工业及生活废物、废水进行处理。农业废物如稻草、麦秆及废纸等纤维素物质可用纤维素酶水解，制成葡萄糖，后者经发酵后可制取多种有用物质。其三是用于环境监测，根据生物传感的原理将固定化酶涂布在电极上做成生物修饰电极，用于监测环境中的一些微量化学物质如苯比咯、氯代芳烃、氟代芳烃、硝酸盐、磷酸盐以及甲醇等，具有方便、快速灵敏等特点。

未来，随着生物技术的进步，生物工程面临的任务将是为人类解决能源，提供食物资源，解决环境污染，提供医疗保健药物，而酶工程日新月异的进步，带动了社会经济的发展，使微生物的潜能无限发挥，使许多不可思议的设想变成现实。总之，酶的应用前景是广阔无边的。