酶制劑生產(chǎn)方式及應(yīng)用研究

1、    酶制劑生產(chǎn)方式及應(yīng)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(yīng)用于多個領(lǐng)域。根據(jù)酶制劑相關(guān)研究成果，介紹酶制劑的主要生產(chǎn)方式，分析酶制劑的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景，以期為高品質(zhì)酶制劑產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用提供理論參考。關(guān)鍵詞：酶制劑;生產(chǎn)方式;應(yīng)用中圖分類號：tq925    文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a    文章編號：1674-1161（2020）05-0064-02酶制劑是指對酶進(jìn)行加工、提純后得到的與酶具有同樣催化功能的產(chǎn)物，其具有化學(xué)污染小、高效專一、消耗能量低、催化能力強(qiáng)、條件溫和等特點，廣

2、泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域。近年來，在環(huán)保節(jié)能和綠色生產(chǎn)趨勢下，酶技術(shù)得到空前發(fā)展，生產(chǎn)水平和質(zhì)量不斷提高，生產(chǎn)成本逐漸降低。綜合國內(nèi)外相關(guān)研究成果，介紹酶制劑的主要生產(chǎn)方式及特點，總結(jié)酶制劑在食品、基礎(chǔ)研究、養(yǎng)殖、日用品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用情況，展望其未來的研究發(fā)展前景，以期為酶技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用提供理論參考。1 酶制劑的生產(chǎn)方式1.1 液態(tài)發(fā)酵目前國內(nèi)外酶制劑生產(chǎn)常用的技術(shù)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(chǎn)酶細(xì)胞，在特定條件下發(fā)酵。這種生產(chǎn)方式的優(yōu)勢是：可以實現(xiàn)純種培養(yǎng)，目標(biāo)產(chǎn)物更明確;可以實時監(jiān)測和自動控制發(fā)酵過程參數(shù)（ph、溫度、溶氧、補(bǔ)料等），確保發(fā)酵過程始終處于最佳條件下，提高發(fā)

3、酵效率;有利于大規(guī)模、工廠化、現(xiàn)代化生產(chǎn)。其不足是在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量污染物，增加企業(yè)處理污染物的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。一些大型企業(yè)和工廠的酶制劑發(fā)酵罐容量達(dá)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(jīng)濟(jì)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(shù)，并通過人為調(diào)整優(yōu)化，確保發(fā)酵效率和質(zhì)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(chǎn)酶菌，在一定條件下發(fā)酵。這種生產(chǎn)方式有效避免了液態(tài)發(fā)酵法的不足，具有污染后經(jīng)濟(jì)耗費低、發(fā)酵產(chǎn)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(nóng)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

4、用固態(tài)發(fā)酵酶制劑技術(shù)發(fā)酵谷物秸稈，生產(chǎn)的燃料酒精可以緩解石油需求壓力，有利于實現(xiàn)資源可持續(xù)利用。固態(tài)發(fā)酵過程不易控制，難以實現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)，因此目前無法達(dá)到工業(yè)化量產(chǎn)，不能滿足市場需求。隨著國內(nèi)外專家對酶制劑生產(chǎn)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(yīng)用也將越來越廣。2 酶制劑的應(yīng)用領(lǐng)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(shù)為多種酶復(fù)合制劑，廣泛應(yīng)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(lǐng)域。2.1 基礎(chǔ)研究領(lǐng)域酶存在于生命科學(xué)的各項研究中。例如：在植物細(xì)胞融合實驗中，利用纖維素酶或果膠酶等除去細(xì)胞壁，擴(kuò)大遺傳物質(zhì)的重組范

5、圍;在基因工程實驗中，利用dna連接酶、限制性核酸內(nèi)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(xiàn)核酸的序列分析、標(biāo)記探針制備、載體構(gòu)建、目的基因選取等工作，達(dá)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(lǐng)域飼料酶制劑是一種飼料添加劑，能消除抗?fàn)I養(yǎng)因子，提高飼料轉(zhuǎn)化率，增強(qiáng)動物的消化能力和免疫能力，促進(jìn)動物生長發(fā)育。飼料酶制劑主要應(yīng)用于家禽和水產(chǎn)品養(yǎng)殖中，例如：李偉林等人將復(fù)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(lǐng)域酶制劑分子結(jié)構(gòu)

6、團(tuán)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(fù)合植酸的酶制劑作用于水蜜桃，發(fā)現(xiàn)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(chǎn)中均有應(yīng)用，具有提高產(chǎn)量、去除異味等作用;pcr、酶生物傳感器、elsa等多種酶工程技術(shù)，可高效靈敏準(zhǔn)確地測定出食品中的農(nóng)藥、毒素、微生物殘留情況，廣泛應(yīng)用于食品檢測。2.4 醫(yī)藥領(lǐng)域酶制劑可用于多種疾病的治療、預(yù)防和診斷。例如：納豆激酶對血栓病、高血脂、血液粘

7、稠、骨質(zhì)疏松癥、甘草熱和糖尿病有預(yù)防和治療作用，現(xiàn)已實現(xiàn)量產(chǎn)并得到應(yīng)用;復(fù)合溶菌酶制劑對奶牛子宮內(nèi)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(chǎn)生耐藥性和藥物殘留污染牛奶的缺點，為奶牛養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。2.5 日常品領(lǐng)域在日常生活中酶的應(yīng)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(qiáng)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(qiáng)機(jī)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

8、量的堿性纖維素酶與半纖維素酶，能提高抄紙白度。3 結(jié)語近年來，我國酶制劑發(fā)展迅速，在基礎(chǔ)研究、食品工業(yè)、洗滌劑工業(yè)、飼料制作等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)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(dá)國家的食品生產(chǎn)中已得到普遍應(yīng)用，而在國內(nèi)應(yīng)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(jìn)行提取純化，這兩種方法難以達(dá)到相關(guān)衛(wèi)生要求和標(biāo)準(zhǔn)。酶制劑研究存在不足意味著我國酶制劑產(chǎn)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(chǎn)和應(yīng)用方面開發(fā)新方法、新產(chǎn)品，研究適合工業(yè)化生產(chǎn)的高品質(zhì)酶制劑產(chǎn)品，促進(jìn)我國酶制劑產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。參考文獻(xiàn)1 陳堅，劉龍，堵國成.中國酶制劑產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與未來展望j.食品與生物技術(shù)學(xué)報，2012，31（1）：1-7.2 侯炳炎.飼料酶制劑的生產(chǎn)和應(yīng)用j.工業(yè)微生物，2015，45（1）：62-66.3 李偉林，鄭力維，藍(lán)文康，等.低能日糧中添加復(fù)合酶制劑對黃麻雞生長性能的影響j.廣東飼料，2018，27（8）：24-