酶制劑生產方式及應用研究

孫銘 王寧

摘要：酶制劑是具有催化功能的生物制品，廣泛應用于多個領域。根據酶制劑相關研究成果，介紹酶制劑的主要生產方式，分析酶制劑的應用現狀與發(fā)展前景，以期為高品質酶制劑產品的開發(fā)、生產及應用提供理論參考。

關鍵詞：酶制劑;生產方式;應用

中圖分類號：TQ925? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2020）05-0064-02

酶制劑是指對酶進行加工、提純后得到的與酶具有同樣催化功能的產物，其具有化學污染小、高效專一、消耗能量低、催化能力強、條件溫和等特點，廣泛應用于多個領域。近年來，在環(huán)保節(jié)能和綠色生產趨勢下，酶技術得到空前發(fā)展，生產水平和質量不斷提高，生產成本逐漸降低。綜合國內外相關研究成果，介紹酶制劑的主要生產方式及特點，總結酶制劑在食品、基礎研究、養(yǎng)殖、日用品、醫(yī)藥等領域的應用情況，展望其未來的研究發(fā)展前景，以期為酶技術的發(fā)展與應用提供理論參考。

1 酶制劑的生產方式

1.1 液態(tài)發(fā)酵

目前國內外酶制劑生產常用的技術方式是液態(tài)發(fā)酵法，即將液體培養(yǎng)基滅菌、冷卻后接入產酶細胞，在特定條件下發(fā)酵。這種生產方式的優(yōu)勢是：可以實現純種培養(yǎng)，目標產物更明確;可以實時監(jiān)測和自動控制發(fā)酵過程參數（pH、溫度、溶氧、補料等），確保發(fā)酵過程始終處于最佳條件下，提高發(fā)酵效率;有利于大規(guī)模、工廠化、現代化生產。其不足是在生產過程中產生大量污染物，增加企業(yè)處理污染物的經濟負擔。一些大型企業(yè)和工廠的酶制劑發(fā)酵罐容量達幾十噸甚至上百噸，如果發(fā)酵液被污染，會引起整個發(fā)酵罐污染，造成巨額經濟損失和資源浪費。因此，液態(tài)發(fā)酵法需要實時監(jiān)控發(fā)酵過程參數，并通過人為調整優(yōu)化，確保發(fā)酵效率和質量。

1.2 固態(tài)發(fā)酵

固態(tài)發(fā)酵法是以麩皮、米糠等為主要原料配制培養(yǎng)基，滅菌后接入產酶菌，在一定條件下發(fā)酵。這種生產方式有效避免了液態(tài)發(fā)酵法的不足，具有污染后經濟耗費低、發(fā)酵產生的污染面積小、發(fā)酵后的廢料可以循環(huán)使用（只需簡單處理即可作為農業(yè)肥料）、易處理等優(yōu)點。固態(tài)發(fā)酵滿足節(jié)能環(huán)保的需求。利用固態(tài)發(fā)酵酶制劑技術發(fā)酵谷物秸稈，生產的燃料酒精可以緩解石油需求壓力，有利于實現資源可持續(xù)利用。固態(tài)發(fā)酵過程不易控制，難以實現穩(wěn)定生產，因此目前無法達到工業(yè)化量產，不能滿足市場需求。隨著國內外專家對酶制劑生產方式研究的不斷深入，固態(tài)發(fā)酵法的控制難題將得到解決，其應用也將越來越廣。

2 酶制劑的應用領域

市場上的酶制劑主要有蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶、果膠酶、植酸酶等，多數為多種酶復合制劑，廣泛應用于食品（如面包烘焙、面粉深加工等）、動物飼料、皮革制品、能源、醫(yī)藥等領域。

2.1 基礎研究領域

酶存在于生命科學的各項研究中。例如：在植物細胞融合實驗中，利用纖維素酶或果膠酶等除去細胞壁，擴大遺傳物質的重組范圍;在基因工程實驗中，利用DNA連接酶、限制性核酸內切酶、DNA聚合酶、堿性磷酸酶及修飾酶等五大類工具酶，參與實現核酸的序列分析、標記探針制備、載體構建、目的基因選取等工作，達到改變生物原有遺傳特性、獲取新品種的目的。

2.2 養(yǎng)殖領域

飼料酶制劑是一種飼料添加劑，能消除抗營養(yǎng)因子，提高飼料轉化率，增強動物的消化能力和免疫能力，促進動物生長發(fā)育。飼料酶制劑主要應用于家禽和水產品養(yǎng)殖中，例如：李偉林等人將復合酶制劑添加在雞飼料中，用以降解可溶性非淀粉多糖（NSP），提高肉雞對飼料的消化能力，使用添加酶制劑的飼料，即使能量降至209 kJ/kg，肉雞的生長速度仍不受影響。

2.3 食品領域

酶制劑分子結構團具有穩(wěn)定的流變特性，可形成不同食品的不同感官特性和保鮮性，在食品保鮮、加工、檢測等方面發(fā)揮作用。例如：李卉等人將溶菌酶復合植酸的酶制劑作用于水蜜桃，發(fā)現其可以顯著降低水蜜桃呼吸速率，維持果實硬度，抑制MDA增長，降低PPO酶活性，且方法操作簡便、安全高效，能有效提高水蜜桃的耐貯性;酶制劑在制糖、釀造、焙烤、加工果蔬、乳制品、肉制品生產中均有應用，具有提高產量、去除異味等作用;PCR、酶生物傳感器、ELSA等多種酶工程技術，可高效靈敏準確地測定出食品中的農藥、毒素、微生物殘留情況，廣泛應用于食品檢測。

2.4 醫(yī)藥領域

酶制劑可用于多種疾病的治療、預防和診斷。例如：納豆激酶對血栓病、高血脂、血液粘稠、骨質疏松癥、甘草熱和糖尿病有預防和治療作用，現已實現量產并得到應用;復合溶菌酶制劑對奶牛子宮內膜炎的治愈率明顯高于土霉素、恩諾沙星、金霉素等抗生素，且克服了抗生素易產生耐藥性和藥物殘留污染牛奶的缺點，為奶牛養(yǎng)殖產業(yè)帶來顯著的經濟效益。

2.5 日常品領域

在日常生活中酶的應用也很廣泛。例如：洗滌劑中加入蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶等多種酶制劑，可減輕洗滌劑對衣物的損傷，增強清潔污垢能力;保健品中的金屬蛋白酶—超氧化物歧化酶（SOD）可以清除自由基和提高抗氧化能力，增強機體的抵抗能力;化妝品中的SOD具有防曬、抗衰老的作用;造紙工業(yè)中脂肪酶用于原木脫樹脂，木聚糖酶用于紙漿漂白;回收廢報紙脫墨時添加一定量的堿性纖維素酶與半纖維素酶，能提高抄紙白度。

3 結語

近年來，我國酶制劑發(fā)展迅速，在基礎研究、食品工業(yè)、洗滌劑工業(yè)、飼料制作等領域得到廣泛應用。但目前我國酶制劑的發(fā)展與國外相比尚有一定差距，如食品酶制劑在國外一些發(fā)達國家的食品生產中已得到普遍應用，而在國內應用較少、效果一般，我國市場上使用的食品酶制劑大多采用鹽析法或噴霧干燥法進行提取純化，這兩種方法難以達到相關衛(wèi)生要求和標準。酶制劑研究存在不足意味著我國酶制劑產業(yè)具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，未來對酶制劑的研究要加大力度，在研發(fā)、生產和應用方面開發(fā)新方法、新產品，研究適合工業(yè)化生產的高品質酶制劑產品，促進我國酶制劑產業(yè)進一步發(fā)展。

參考文獻

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