現(xiàn)代酶工程技術(shù)及其在白酒釀造生產(chǎn)中的應(yīng)用

岳騰飛，梁偉偉，李子森，關(guān)玉權(quán)，張志勇，薛錫佳，程 偉

（安徽金種子酒業(yè)股份有限公司，安徽阜陽 236023）

中國白酒的釀造以高粱等谷物為原料，采用大曲、小曲或麩曲等為糖化發(fā)酵劑，經(jīng)過復(fù)雜的酶化學(xué)反應(yīng)、生化反應(yīng)、有機(jī)化學(xué)反應(yīng)及微生物代謝活動(dòng)等發(fā)酵過程。原料本身的香味物質(zhì)、酒曲微生物代謝產(chǎn)物、酒醅蒸餾產(chǎn)生的香氣物質(zhì)及窖泥微生物代謝產(chǎn)生的香氣物質(zhì)（部分香型的白酒使用窖泥發(fā)酵），共同形成了白酒復(fù)雜多樣的風(fēng)味成分。釀酒微生物代謝產(chǎn)生的各類微生物酶在白酒制曲與發(fā)酵過程中起到重要作用，直接影響白酒的產(chǎn)量、風(fēng)味特征及感官品質(zhì)。酶工程是酶學(xué)與工程學(xué)融合的綜合性科學(xué)技術(shù)，是現(xiàn)代生物技術(shù)與未來生物經(jīng)濟(jì)的重要支柱。近年來，隨著合成生物學(xué)的發(fā)展，作為合成生物學(xué)重要核心內(nèi)容的酶工程研究逐漸受到重視與關(guān)注。

當(dāng)前，白酒釀造生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的工業(yè)酶制劑主要有糖化酶、纖維素酶、蛋白酶、酯化酶等，具有酶活力強(qiáng)、用量少、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，適量添加酶制劑可提高白酒的出酒率和感官品質(zhì)。本文從酶工程技術(shù)及其發(fā)展，結(jié)合酶工程在白酒制曲、發(fā)酵、廢棄物處理等方面的應(yīng)用，綜述了酶工程技術(shù)在白酒釀造生產(chǎn)中的應(yīng)用及研究進(jìn)展，并提出酶工程和白酒風(fēng)味調(diào)控的研究前景及其對(duì)白酒定向風(fēng)味調(diào)控的重要價(jià)值，對(duì)基于風(fēng)味及代謝導(dǎo)向的白酒酶制劑產(chǎn)業(yè)化前景進(jìn)行了展望，為提高原料利用率、改善白酒風(fēng)味品質(zhì)、實(shí)現(xiàn)綠色釀造等提供參考。

1 現(xiàn)代酶工程技術(shù)及其發(fā)展

酶是生物新陳代謝中非常重要的催化劑，近年來，酶工程技術(shù)越來越被人們所重視，多種類型的酶已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化量產(chǎn)。酶和酸、堿或有機(jī)的催化劑相比，具有高效催化和專一性。酶是生物催化劑，具有如下特點(diǎn)：（1）所有的酶都是生物體產(chǎn)生的；（2）酶和生命活動(dòng)密切相關(guān)，酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶由RNA 構(gòu)成；（3）酶的組成和分布是生物進(jìn)化與組織功能分化的基礎(chǔ)；（4）酶能在各種水平上進(jìn)行調(diào)節(jié)以適應(yīng)生命活動(dòng)的需要。

酶工程就是將酶或者微生物細(xì)胞、動(dòng)植物細(xì)胞、細(xì)胞器等在生物反應(yīng)裝置中，利用酶具有的生物催化功能，借助工程手段將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)并應(yīng)用于社會(huì)生活的科學(xué)技術(shù)。酶工程包括酶制劑的制備、酶的固定化、酶的修飾與改造及酶反應(yīng)器等方面，應(yīng)用主要集中在食品、輕工以及醫(yī)藥等領(lǐng)域。酶制劑在食品工業(yè)中主要應(yīng)用于淀粉、乳品和果汁的加工以及烘烤食品和酒類發(fā)酵等領(lǐng)域，主要包括淀粉酶、葡萄糖異構(gòu)酶、乳糖酶、凝乳酶、蛋白酶等，還包括促進(jìn)蛋白質(zhì)消化的菠蘿蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶等，促進(jìn)纖維素消化的纖維素酶、聚糖酶等，促進(jìn)乳糖消化的乳糖酶和促進(jìn)脂肪消化的脂肪酶、酯酶等。

發(fā)酵工程根據(jù)生產(chǎn)流程被劃分為上游、中游和下游工程3個(gè)部分，如圖1所示。基因工程技術(shù)的出現(xiàn)推進(jìn)了其他學(xué)科的迅速發(fā)展，國際和國內(nèi)發(fā)酵工程進(jìn)入到現(xiàn)代發(fā)酵工程階段?，F(xiàn)代發(fā)酵工程技術(shù)在酶工程領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用，典型發(fā)酵罐系統(tǒng)的應(yīng)用為現(xiàn)代酶工程的產(chǎn)業(yè)化提供了必要條件，提高了酶制劑的工業(yè)化生產(chǎn)效率。20 世紀(jì)70 年代以后，伴隨著固定化酶（第三代酶）及其相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)生，酶工程逐漸在化工醫(yī)藥、輕工食品、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域發(fā)揮作用。當(dāng)前，第三代酶主要包括輔助因子再生系統(tǒng)在內(nèi)的固定化多酶系統(tǒng)，固定化基因工程菌、基因工程細(xì)胞技術(shù)等相關(guān)技術(shù)與連續(xù)生物反應(yīng)器的結(jié)合，將促進(jìn)發(fā)酵工業(yè)和化學(xué)合成工業(yè)的根本性變革。

圖1 現(xiàn)代發(fā)酵工藝組成示意圖

對(duì)酶進(jìn)行改造和修飾是酶工程的重要內(nèi)容，通過對(duì)酶蛋白分子的主鏈進(jìn)行“切割”“剪切”以及在側(cè)鏈上進(jìn)行化學(xué)修飾等改造，可以改善酶的物化性質(zhì)和生物活性，甚至賦予酶新功能。酶作為特殊的蛋白質(zhì)，可以通過蛋白質(zhì)工程進(jìn)行基因重組以改變或設(shè)計(jì)合成具有特定生物功能的酶，根據(jù)酶的結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系，理性設(shè)計(jì)和改造活性位點(diǎn)，通過基因重組或其他手段改造酶，甚至創(chuàng)造具有新功能的酶，如圖2所示酶的人工設(shè)計(jì)。

圖2 依據(jù)蛋白質(zhì)工程原理進(jìn)行酶的人工設(shè)計(jì)

2 酶工程在酒曲生產(chǎn)中的應(yīng)用

近年來，世界范圍內(nèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)酶的數(shù)量多達(dá)幾千種。當(dāng)前，酶工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，特別是在白酒發(fā)酵及配制酒等工藝中的運(yùn)用與實(shí)踐，取得了較好的應(yīng)用效果。白酒工業(yè)中，運(yùn)用酶的種類主要包括蛋白質(zhì)酶、纖維素酶、酯化酶、糖化酶、淀粉酶等多種類型，具體應(yīng)用到的領(lǐng)域包括制曲、發(fā)酵、蒸糧及蒸酒、勾兌等，以及白酒的丟糟與廢水處理等方面。酶工程技術(shù)在改善白酒的品質(zhì)口感、增加配制酒的主體風(fēng)味成份、提高出酒率等方面發(fā)揮著重要作用。

2.1 產(chǎn)酶微生物的選育及應(yīng)用

中國白酒的釀造屬于多菌種、開放式的釀造環(huán)境，釀酒微生物的群落結(jié)構(gòu)及其代謝活動(dòng)與產(chǎn)酶等是形成白酒風(fēng)味特征的重要因素，微生物的代謝活動(dòng)是酶的主要來源，圖3 所示為白酒主要微生物來源。高傳強(qiáng)等對(duì)芝麻香型白酒香味的形成進(jìn)行了探究，發(fā)現(xiàn)霉菌是芝麻香型白酒生產(chǎn)過程中必不可少的糖化菌株，產(chǎn)酸產(chǎn)香能力較高，通過產(chǎn)生豐富的糖化酶、蛋白酶、液化酶等酶系降解淀粉、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)，產(chǎn)生醇類、酯類以及多碳酸類等。馮曉山等在濃香型大曲中分離得到高產(chǎn)酯的紅曲霉，并應(yīng)用于西鳳小麥曲的生產(chǎn)中，取得了較好的試驗(yàn)效果。劉新宇等在汾酒清香型大曲中篩選到2 株酯化酶活較高的紅曲霉，通過培養(yǎng)條件優(yōu)化后，其酯化酶活達(dá)到2.46 U，顯著高于普通清香型大曲。

圖3 中國白酒的釀造生產(chǎn)流程及主要微生物來源

自然微生物產(chǎn)生的天然酶具有酶活低等多種局限性，需要應(yīng)用微生物篩選改良技術(shù)、基因工程、蛋白質(zhì)工程(理性設(shè)計(jì)與定向進(jìn)行)、代謝工程等多種酶工業(yè)微生物菌種技術(shù)以獲得高效酶制劑。酶工業(yè)微生物菌種須具備如下基本特征：（1）遺傳性狀穩(wěn)定、重現(xiàn)性好、可反復(fù)傳代；（2）生長迅速、繁殖快、易培養(yǎng)；（3）高產(chǎn)量、高收率；（4）可長期保存、具有能經(jīng)誘變產(chǎn)生變異或基因改造提升產(chǎn)酶能力的潛力。在不損傷微生物基本生命活動(dòng)的前提下，采用物理、化學(xué)或生物學(xué)以及各種現(xiàn)代生物工程學(xué)方法，改變微生物的遺傳結(jié)構(gòu)，打破其原有的代謝控制機(jī)制，進(jìn)行目的產(chǎn)物（酶）的過量生產(chǎn)，有利于最終實(shí)現(xiàn)酶的產(chǎn)業(yè)化。發(fā)酵罐作為重要的生物反應(yīng)器為微生物的生長繁殖提供適宜的環(huán)境，促進(jìn)菌體生產(chǎn)人們需要的產(chǎn)物（如菌體、代謝酶等），典型發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，尤其是大型發(fā)酵罐的應(yīng)用為現(xiàn)代酶工程與發(fā)酵工程的產(chǎn)業(yè)化提供了重要關(guān)鍵設(shè)備，圖4所示為典型發(fā)酵罐系統(tǒng)示意圖。

圖4 典型發(fā)酵罐系統(tǒng)示意圖與實(shí)物圖

2.2 強(qiáng)化制曲

大曲在白酒釀造過程中起著糖化、發(fā)酵和生香的作用，大曲質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響白酒的產(chǎn)量、質(zhì)量和風(fēng)格。大曲微生物菌群在白酒釀造過程中起著重要作用，是酒體質(zhì)量與產(chǎn)量的重要保證，主要包含霉菌、細(xì)菌和酵母菌等微生物，其主要代謝酶包括糖化酶、酯化酶、蛋白酶、纖維素酶等。傳統(tǒng)大曲依靠環(huán)境微生物制成富含釀酒所需的菌系、酶系和物系等復(fù)合載體，形成并富含種類繁多的酒體呈香呈味物質(zhì)。將傳統(tǒng)釀酒工藝和現(xiàn)代生物技術(shù)相結(jié)合，篩選和選育釀酒有益功能微生物，將該類功能微生物應(yīng)用到白酒釀造過程中有助于提高原酒品質(zhì)。目前，各白酒廠都在推廣應(yīng)用強(qiáng)化大曲技術(shù)，將功能微生物應(yīng)用到制曲中有利于提高酒曲的質(zhì)量，圖5 所示為濃香型強(qiáng)化大曲生產(chǎn)工藝流程。

圖5 濃香型強(qiáng)化大曲生產(chǎn)工藝流程

韓英等基于風(fēng)味和產(chǎn)酶性能，從清香型白酒酒醅中分離獲得1 株能賦予白酒醬香風(fēng)格且產(chǎn)糖化酶能力較高的菌株M2，在優(yōu)化條件下純種M2麩曲的糖化力達(dá)到917 U/g，該研究為該菌株強(qiáng)化發(fā)酵應(yīng)用于清香型白酒生產(chǎn)中奠定了理論和應(yīng)用基礎(chǔ)，也為白酒的可調(diào)控化、機(jī)械化和智能化的發(fā)展提供了菌種資源。張建良等從芝麻香大曲、糧醅和酒醅中分離出耐高溫酵母菌、乳酸菌和細(xì)菌，經(jīng)馴化、純培養(yǎng)后按一定比例混合，用于綿柔型芝麻香大曲的強(qiáng)化制備，制曲溫度可以從傳統(tǒng)的62 ℃提高到65～70 ℃，為綿柔型芝麻香白酒典型風(fēng)味物質(zhì)和功能因子的形成奠定了生態(tài)基礎(chǔ)。杜禮泉等應(yīng)用煙灰色紅曲霉制備麩曲，發(fā)現(xiàn)pH 值對(duì)麩曲的污染控制較為重要，當(dāng)pH 值控制在4.3～4.8 時(shí)可以有效避免麩曲培養(yǎng)過程中的污染問題，酯化率達(dá)到35 %以上，采用黃水調(diào)整曲料的酸度明顯優(yōu)于乳酸。

3 酶制劑在白酒固態(tài)發(fā)酵中的應(yīng)用

白酒發(fā)酵過程中的酒醅微生物主要包括霉菌、細(xì)菌、酵母菌等三大類菌種屬。霉菌是糖化過程中產(chǎn)生糖化酶的主要菌種屬，包括曲霉、黑曲霉、黃曲霉、木霉、青霉等；細(xì)菌是產(chǎn)生蛋白酶、酯酶等特殊酶類的主要菌種屬，主要包括地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌等；酵母菌是酒化作用的主要菌種屬，如酒精酵母、生香酵母、產(chǎn)朊假絲酵母等。

3.1 糖化酶的應(yīng)用

糖化酶又稱葡萄糖淀粉酶，它能把淀粉從非還原性末端水解a-1,4 葡萄糖苷鍵產(chǎn)生葡萄糖，也能緩慢水解a-1,6 葡萄糖苷鍵，轉(zhuǎn)化為葡萄糖；糖化酶也能水解糊精、糖原的非還原末端釋放β-D-葡萄糖。糖化酶是由曲霉優(yōu)良菌種()經(jīng)深層發(fā)酵提煉而成，在白酒等酒類釀造生產(chǎn)中，糖化酶的活力可以影響原料的分解糖化效率，進(jìn)而影響白酒出酒率及某些風(fēng)味物質(zhì)的生成，具有控制高級(jí)醇生成等作用。申朝興的研究表明，使用活性干酵母和糖化酶代替部分大曲釀造白酒，可使平均出酒率達(dá)到55.85 %。羅惠波等的研究顯示，在酒醅中添加750 U/g 的糖化酶，可使白酒中高級(jí)醇的含量下降11.4%。

3.2 酯化酶的應(yīng)用

酯類物質(zhì)是多種白酒的重要香氣成分，含量的高低影響白酒的等級(jí)，其重要的合成途經(jīng)是有機(jī)酸、乙醇在酯化酶的催化下進(jìn)行的，酯化酶中的脂肪酶對(duì)白酒酯類化合物合成也具有重要的酶促催化作用。酯化酶的運(yùn)用不僅能使各種合成酶發(fā)揮其組合作用，而且能夠在白酒發(fā)酵過程中提高酯類等風(fēng)味物質(zhì)的含量。在白酒釀造過程中，酸-醇非酶促自身酯化反應(yīng)也是白酒酯類化合物形成的重要途徑；酯類物質(zhì)的酯化反應(yīng)還受到溫度、介質(zhì)、時(shí)間、初始pH 值等因素的影響。綜上可知，白酒中酯類化合物的來源包括原料帶入，釀造和蒸餾過程緩慢的酯化反應(yīng)及酶的酯化催化等3 種途徑（如圖6所示）。張獻(xiàn)敏等為解決濃香型白酒安全度夏問題，將多種有益微生物組合成多微曲應(yīng)用于酒醅發(fā)酵過程中，試驗(yàn)表明用多微曲調(diào)節(jié)酒醅發(fā)酵，優(yōu)質(zhì)率達(dá)47.9%，己酸乙酯含量達(dá)352.2 mg/100 mL，多微曲較好地解決了白酒釀造的安全度夏問題。

圖6 白酒釀造過程及其酯類化合物的合成途徑[23]

利用酶工程技術(shù)由紅曲霉發(fā)酵生產(chǎn)的酯化酶，應(yīng)用于白酒釀造領(lǐng)域?qū)ξ覈拙瀑|(zhì)量的提高、發(fā)展生態(tài)食品具有重要意義。紅曲霉菌與其他菌(產(chǎn)已酸梭狀芽孢桿菌、根霉和酸性曲霉菌等)混合可制成復(fù)合酯化酶生態(tài)菌劑，有利于強(qiáng)化傳統(tǒng)大曲的發(fā)酵功能和生香功能，使白酒的總酯含量達(dá)到優(yōu)質(zhì)酒水平；將紅曲霉菌制成的復(fù)合酯化酶生態(tài)菌劑直接混入糧糟進(jìn)行發(fā)酵或雙輪底發(fā)酵，可縮短發(fā)酵周期并提高出酒率和優(yōu)質(zhì)酒率。目前應(yīng)用的酯化酶制劑大多數(shù)仍屬于粗酶制劑且純度較低。因此，生產(chǎn)高純度及高酶活的商品酯化酶具有重要的應(yīng)用價(jià)值，可以滿足釀酒企業(yè)提高濃香型白酒優(yōu)質(zhì)酒率的需求。

3.3 其他酶制劑的應(yīng)用

在釀酒配料中，液態(tài)化型淀粉酶容易被原料淀粉所吸附，影響淀粉酶的液化活性，降低出酒率。酸性蛋白酶有利于將被吸附的淀粉酶從禁錮中釋放出來，重新發(fā)揮其液化作用；有利于酸性質(zhì)蛋白酶與淀粉酶的充分融合，提高出酒率。在特定的酸性環(huán)境下，酸性蛋白酶是主要用于催化水解動(dòng)物、植物蛋白質(zhì)成分的酶制劑。在白酒釀造生產(chǎn)中適當(dāng)添加酸性蛋白酶，可以改善白酒的獨(dú)特風(fēng)味，有利于降低發(fā)酵過程中雜醇油的生成。李蘭在生料酒曲中添加2%～3%的酸性蛋白酶,應(yīng)用于以大米、玉米和高粱等為原料的生料釀酒生產(chǎn)中,原料出酒率提高了1.84 %～2.68 %,并降低了生料酒中雜醇油的含量。Ogasawara 等研究發(fā)現(xiàn)木聚糖酶有助于提高大麥燒酒的發(fā)酵效率，增加酒精的產(chǎn)率，這可能是木聚糖酶對(duì)大麥細(xì)胞壁中木聚糖的分解有助于加快淀粉酶的作用。

白酒釀酒原料中的纖維素類物質(zhì)含量較高，糧醅中添加纖維素酶及半纖維素酶有助于將釀酒原料中的纖維素類物質(zhì)降解成糖類，發(fā)酵成酒精，從而提高原料的出酒率。糧醅中添加纖維素酶，還有利于破壞釀酒原料的細(xì)胞壁，使胞內(nèi)物質(zhì)游離出來以增強(qiáng)酶的催化效果，增加酒醅中的營養(yǎng)物質(zhì)以有利于釀酒微生物的生長代謝。尚維等研究纖維素酶在清香型優(yōu)質(zhì)白酒中的應(yīng)用，出酒率可提高13%，且不影響酒的感官品質(zhì)。傅金泉在日本清酒生產(chǎn)中浸米時(shí)加入0.02 %～0.1 %的纖維素酶，浸泡17 h，米的溶解性好，糖化發(fā)酵順利，酒渣少，出酒率高。

4 酶制劑在釀酒廢棄物處理方面的應(yīng)用

4.1 釀酒副產(chǎn)物的資源化利用

酒糟作為釀酒后的剩余產(chǎn)物，富含豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，非常適合進(jìn)行飼料蛋白的生產(chǎn)。目前，酒糟的利用主要是直接作為動(dòng)物飼料或微生物發(fā)酵后作為動(dòng)物飼料，對(duì)其進(jìn)行綜合利用的領(lǐng)域包括丟糟再發(fā)酵生產(chǎn)白酒、提取附加值產(chǎn)品、釀造食醋、培養(yǎng)食用菌、用作肥料、生產(chǎn)沼氣等。在常規(guī)生產(chǎn)方式下，難以充分利用酒糟中的各種營養(yǎng)物質(zhì)。因此，有必要通過復(fù)合菌種的協(xié)同發(fā)酵，改善酒糟物質(zhì)組成，提高酒糟中粗蛋白的含量，促進(jìn)酒糟實(shí)現(xiàn)深度資源化利用。劉瑞娟等利用酒糟和玉米粉以及豆粕粉等作為原料，添加木聚糖酶、植酸酶和β-甘露聚糖酶等酶類，采用3 株枯草芽孢桿菌的混菌發(fā)酵處理，制備了富含多種酶的生物飼料，有效提升了酒糟飼料內(nèi)實(shí)際蛋白和益生性物質(zhì)的含量。

黃漿水是濃香型白酒窖內(nèi)發(fā)酵過程中產(chǎn)生的主要液態(tài)副產(chǎn)物，含有豐富的風(fēng)味（前體）物質(zhì)，如醇、醛、酸和酯類等物質(zhì)，還含有豐富的淀粉、還原糖、酵母自溶物等營養(yǎng)物質(zhì)，以及大量經(jīng)過長期馴化的釀造微生物菌體。當(dāng)前，黃漿水主要用于人工窖泥培養(yǎng)、養(yǎng)窖護(hù)窖等，以及利用黃漿水蒸餾液提高原酒品質(zhì)或生產(chǎn)新型白酒。酯化液是將黃漿水、有機(jī)酸、乙醇等成分通過酯化酶的作用轉(zhuǎn)化為酯類后的混合液，酯化液中富含以已酸乙酯為主的多種香味成分。采用酯化液與普通酒醅串蒸，可提高酒體中已酸乙酯的含量；將酯化液單獨(dú)蒸餾提純后可制成調(diào)味酒，有利于改善曲酒風(fēng)味和提高曲酒質(zhì)量。

4.2 釀酒廢水的凈化處理

白酒在釀造過程中會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，其中的蒸餾底鍋水、釀造車間地面沖洗水、黃漿水等均含有大量的蛋白質(zhì)、氨基酸等有機(jī)物，屬于高濃度廢水，需要綜合凈化處理達(dá)標(biāo)后再排放。當(dāng)前，環(huán)境凈化尤其是工業(yè)廢水和生活污水的凈化具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，在現(xiàn)有的廢水凈化方法中，生物凈化是成本最低且最可行的。微生物的新陳代謝過程可以利用廢水中的某些有機(jī)物作為所需的營養(yǎng)來源。利用微生物體中酶的作用，可以將廢水中的部分有機(jī)物轉(zhuǎn)變成可利用的小分子物質(zhì)，同時(shí)達(dá)到凈化廢水的目的。利用基因工程、酶工程等技術(shù)創(chuàng)造高效菌種，并利用固定化活微生物細(xì)胞技術(shù)實(shí)現(xiàn)菌種的固定化，在廢水處理及環(huán)境保護(hù)中發(fā)揮了重要作用并取得了積極成效。

Tao 等從濃香型老窖池中分離出一株命名為BPY5 的細(xì)菌菌株，該菌株可將乳酸發(fā)酵成丁酸鹽為主的代謝產(chǎn)物；接種BPY5 菌株后啤酒釀造廢水中乳酸的去除率顯著提高；表明BPY5 可用于工業(yè)生產(chǎn)丁酸或從含乳化廢水中回收丁酸。利用酶制劑進(jìn)行污染物處理和環(huán)境監(jiān)測(cè)，與其他生物法相比具有效率高、速度快、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，酶制劑在環(huán)境保護(hù)中具有良好的應(yīng)用前景，污水的生物酶處理是實(shí)施可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的重要的途徑。酶工程的發(fā)展可開發(fā)出更多價(jià)廉的新酶種，不斷提升酶工程技術(shù)手段，積極研究利用酶技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)，可降低生產(chǎn)過程中的污染水平。隨著固定化技術(shù)的進(jìn)步，克服了游離酶的不穩(wěn)定性，使酶可以反復(fù)和連續(xù)使用，利用酶處理難生物降解的化合物和低濃度廢水正成為污染治理領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

5 總結(jié)與展望

近年來，隨著發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程、基因工程和計(jì)算機(jī)信息等技術(shù)的發(fā)展，酶工程技術(shù)得到了迅速發(fā)展和應(yīng)用，工業(yè)用酶日益廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、能源及環(huán)保等多個(gè)行業(yè)。酶工程與發(fā)酵工程作為生物工程技術(shù)的重要組成部分，是生物技術(shù)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的橋梁和關(guān)鍵；酶制劑產(chǎn)業(yè)作為知識(shí)密集型高技術(shù)產(chǎn)業(yè)具有廣闊的發(fā)展空間。傳統(tǒng)白酒釀造主要依靠酒曲和酒醅中微生物代謝合成的大量酶類進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，存在原料用量大、利用不充分、出酒率低等缺點(diǎn)，酶工程技術(shù)在白酒釀造生產(chǎn)中的應(yīng)用具有重要意義。酶工程在白酒釀造中的應(yīng)用還需要重視如下幾個(gè)方面的問題：利用酶的固定化技術(shù)發(fā)展復(fù)合酶,酶的回收與重復(fù)利用以及產(chǎn)業(yè)化成本的管控，產(chǎn)物與酶的分離及生產(chǎn)工藝的簡化，基于風(fēng)味導(dǎo)向的產(chǎn)酶微生物選育及應(yīng)用，改良釀酒酵母等產(chǎn)酶微生物以提高其生產(chǎn)性能，基于酶工程的白酒風(fēng)味定向調(diào)控等。

從20 世紀(jì)90 年代開始，在白酒釀造生產(chǎn)的制曲、發(fā)酵、蒸餾勾兌和酒糟廢物利用等方面，酶制劑已逐漸得到廣泛應(yīng)用。酶制劑對(duì)提高白酒釀造的出酒率、改善原酒質(zhì)量、提高風(fēng)味物質(zhì)含量及保障白酒質(zhì)量安全等方面具有重要影響，尤其是基于風(fēng)味及代謝導(dǎo)向的白酒酶工程的產(chǎn)業(yè)化對(duì)白酒釀造產(chǎn)業(yè)具有重要價(jià)值，為實(shí)現(xiàn)白酒的綠色釀造提供了新途徑。白酒釀造體系是由大量微生物分泌的多種酶構(gòu)成的復(fù)雜酶體系，酶制劑的添加和使用對(duì)白酒發(fā)酵體系的影響還需要深入研究，闡明白酒發(fā)酵過程中工業(yè)酶的應(yīng)用與微生物菌系、發(fā)酵理化指標(biāo)、代謝風(fēng)味物質(zhì)等的關(guān)聯(lián)，對(duì)定向調(diào)控白酒發(fā)酵指標(biāo)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。