《酶的发展现状》word版.doc

酶的发展现状摘要： 本文简单介绍了酶在过去几年的发展历史和随着社会的发展对经济、科学、市场等各行业的影响以及今后的发展方向。综述了酶的精炼过程、历史阶段和对于发展存在的问题，并针对酶推动食品业和化工业发展进行了详细的论述，并且着重于酶催化作用的应用。用酶对棉纤维进行前 的处理；纺织、原料和化妆品的出现,将刺激工业酶的增长； 酶将洗涤剂朝低磷或无磷化的方向发展。关键词：酶、发展、阶段、应用、生活、工业 在讨论酶的发展现状之前，我们首先对酶工程的发展作以简单的介绍 、酶工程发展情况简介 原始的酶工程要追溯到人类的游牧时代。那时候的牧民已经会把牛奶制成奶酪, 以便於贮存他們从长期的实践中 摸索出一套制奶酪的经验, 其中关键的一点是要使用少量小 牛犊的胃液用现代的眼光看那就是在使用凝乳酶。此后, 在开发使用酶的早期, 人們使用的酶也多半來自 动物的脏器和植物的器官例如, 从猪的胰脏中取得胰蛋白酶來软化皮革；从木瓜的汁液中取得木瓜蛋白酶來防止啤酒 混浊；用大麦麦芽的多种酶來酿造啤酒；等等 1894 年，日本科学家首次从米曲霉中提炼出淀粉酶， 并将淀粉酶用作治疗消化不良的药物，从而开创了人类有目 的地生产和应用酶制剂的先例。1908 年，德国科学家从动 物的胰脏中提取出胰酶(胰蛋白酶、胰淀粉酶和胰脂肪酶的混 合物)，并将胰酶用于皮革的鞣制。同年，法国科学家从细菌 中提取出淀粉酶，并将淀粉酶用于纺织品的退浆。1911 年， 美国科学家从木瓜中提取出木瓜蛋白酶，并将木瓜蛋白酶用 于除去啤酒中的蛋白质浑浊物。此后，酶制剂的生产和应用 就逐步发展起来了。然而，在此后的近半个世纪内，酶制剂 的生产一直停留在从现成的动植物和微生物的组织或细胞 中提取酶的方式。这种生产方式不仅工艺比较复杂，而且原 料有限，所以很难进行大规模的工业生产。1949 年，科学 家成功地用液体深层发酵法生产出了细菌 -淀粉酶，从此揭 开了近代酶工业的序幕。 早在 1916 年，美国科学家就发现，酶和载体结合以后， 在水中呈不溶解状态时，仍然具有生物催化活性。但是，系 统地进行酶的固定化研究则是从 20 世纪 50 年代开始的。 1953 年，德国科学家首先将聚氨基苯乙烯树脂重氮化，然 后将淀粉酶等与这种载体结合，制成了固定化淀粉酶。1969 年，日本科学家首先在工业上应用固定化氨基酰化酶生产出L-氨基酸。同年，各国科学家开始使用“酶工程”这一名称来 代表生产和使用酶制剂这一新兴的科学技术领域。1971 年， 第一次国际酶工程学术会议在美国召开，会议的主题就是固 定化酶的研制和应用。20 世纪 70 年代后期，酶工程领域又 出现了固定化细胞(又叫做固定化活细胞或固定化增殖细胞) 技术。固定化细胞是指固定在一定空间范围内的、能够进行 生命活动的并且可以反复使用的活细胞。1978 年，日本科 学家用固定化细胞成功地生产出 -淀粉酶。 我们知道，细胞中的一些物质之所以不能分泌到细胞 外，原因之一就是细胞壁起到了阻碍作用。科学家设想，如 果将细胞壁除去，就有可能使比较多的胞内物质分泌到细胞 外，这就是科学家开展固定化原生质体研究的意图。1986 年，我国科学家利用固定化原生质体发酵生产碱性磷酸酶和 葡萄糖氧化酶等相继获得成功，为酶工程的进一步发展开辟 了新的途径。 近 20 年来，在固定化酶、固定化细胞和固定化原生质体 发展的同时，酶分子修饰技术、酶的化学合成以及酶的人工 合成等方面的研究，也在积极地开展中，从而使酶工程更加 显示出广阔而诱人的前景。 然而, 随着酶的开发应用的扩展, 這些从动植物中取得 的酶已经远远不能满足需要了人們把眼光转向了微生物 微生物是发酵工程的主力军在发酵工程里（或者說在 自然界也一样）, 微生物之所以有那么大的神通, 能迅速地 把一种物质转化为另一种物质, 正是因为它們体内拥有神奇 的酶, 正是那些酶在大显神通說到底, 发酵作用也就是酶 的作用 微生物种类繁多, 微生物繁殖奇快要发展酶工程, 微 生物自然应该是人們获取酶、生产酶的巨大宝库、巨大资 源事实上, 目前酶工程中涉及到的酶绝大部分來自於微生 物 所谓酶工程, 可以分为两部分一部分是如何生产酶, 一部分是如何应用酶用微生物來生产酶, 是酶工程的半壁 江山 生物体内的一切化学变化，都是在生物催化剂酶的催化 下进行的。它具有专一性强、效率高、反应条件温和、不污 染环境等特点。科学家将酶引入工业，这种技术也就是我们 所说的酶工程，酶工程的发展经历了四个阶段。 自 18 世纪初斯伯塞尼发现酶后，经过一个多世纪，人们 未能将酶应用到生产上。直到 1894 年，淀粉酶作为助消化 药物首先登上生产舞台，可谓第一个商品化的酶制剂。到本 世纪 60 年代末，工业化生产的酶制剂只有 30 多种，且大多是发酵工业，靠活的细菌生产，经过纯化，应用时，再溶于 液体中，称为可溶酶，大多用在食品、制酒、制革等工业。 比如，用淀粉酶来水解淀粉，制造葡萄糖，用蛋白质酶来水 解蛋白质等。这是酶工程的第一阶段。 酶工程的第二阶段是针对第一阶段的缺点而革新的，因 为可溶酶在酸、碱、高温或有机溶剂中不稳定，容易失去催 化活性，且经常只能使用一次，不能回收。因此，科学家针 对可溶酶这些弱点，试图通过物理或化学方法，将可溶酶固 定在不溶性载体上，使它成为不溶于水且具催化活性的酶衍 生物。这就是所谓固定化酶。1969 年，日本生物化学家千 畑一郎首先将固定化酶应用于生产。他将氨基酸化酶固定在 DEAE葡萄糖凝胶上，成功地分离了 DL混旋氨基 酸，获得纯净具有活性的 L型氨基酸。从而，开创了酶 工程的第二阶段，即固定化酶阶段。 酶固定化后，具有一定的机械强度，装入酶反应器中可 使生产连续化、自动化。同时，也提高了对酸、碱、热的稳 定性。这对提高生产效率，节约能源，降低成本等均起了前 所未有的作用。 酶工程的第三阶段是固定化酶系统和固定化活细胞技术 联合生产的过程，称为第三代酶工程。其特点是将活的酵母 细胞用长拉胶(从海藻中提取的特殊胶）包扎，制成颗粒状，装入酶反应器，反应器通过糖液就可产生酒精。在反应过程 中，酵母仍可生长繁殖，不断地补充反应器中酶的数量，使 反应器可连续使用几个月甚至几年。 第三代酶工程已用于生产各种氨基酸、有机酸、核苷酸、 抗生素等。它有高效能、低消耗、无公害、长寿命、安全、 自动化等特点。目前，已在各先进国家使用。 第四阶段酶工程是将新的生物工程技术全部应用到酶工 程上来。例如，用细胞融合术、DNA 重组术来改良产酶的菌 种，使之能源源不断地生产出适合人类需要的酶来。这项工 作还处于试验阶段，目前虽有许多成功的报导，估计还需一 段时间才会有实用价值。 酶的生产要解决一系列的技术问题, 包括: 挑选和培育 生产酶的微生物（要求繁殖快、安全、酶容易分离、符合应 用条件）；确定适合的培养条件和培养方式；大幅度地提高 酶的产量；將生产出來的酶进行分离提纯, 提高酶的纯度； 等等 经过各国科学家的不懈努力, 這些技术问题一一迎刃而 解, 酶的生产水平不断提高, 为酶的应用提供了坚实的基础。這里值得一提的是通过基因重组來对产酶的菌种进行 改造, 获得生产性能优秀的菌种最明显的例子是 -淀粉酶 的生产 最初, 从前是从猪的胰脏里提取 -粉酶的, 這种酶在將 淀粉转化为葡萄糖的过程中是一个主角随着酶工程的进展, 人們开始用一种芽孢杆菌來生产 -淀粉酶从 立方米的 芽孢杆菌培养液里获取的 -淀粉酶, 相当於几千头猪的胰脏 的含量然而, 致力於酶工程研究的学者并不满足於這一点, 他們用基因工程的手段, 將這种芽孢杆菌的合成 -淀粉酶的 基因转移到一种繁殖更快、 生产性能更好的枯草杆菌的 DNA 里, 转而用這种枯草杆菌生产 - 淀粉酶, 使产量一下子提 高了数千倍 人体里的尿激酶, 是治疗脑血栓和其他各种血栓的特效 药以前常见的生产手段是从人尿中提取, 其落后性显而易 见, 产量也毕竟有限学者們从人的肾脏细胞中分离出尿激 酶基因, 转移到大肠杆菌的 DNA 中, 用 DNA 重组后的大 肠杆菌來生产人尿激酶生产效率自然提高了不少 通过基因重组來改造产酶的微生物, 建立优良的生产酶 的体系, 被认为是最新一代的酶工程（第四代酶工程）這 是酶工程与基因工程的结合点基因工程被称为生物工程的 灵魂, 在這里又一次展现了它的动人之处除了酶的生产之外, 近些年來, 酶工程又出现了一个新的热门课题, 那就是 人工合成新酶, 也就是人工酶這是因为, 人們发现光从微 生物里提取酶仍不能满足日益增长的对酶的需求, 需要另辟 新路 人工酶是化学合成的具有与天然酶相似功能的催化物 质它可以是蛋白质, 也可以是比较简单的大分子物质合 成人工酶的要求是很高的, 它要求人們弄清楚: 酶是如何进 行催化, 关键是哪几个部位在起作用, 這些关键部位有什么 特点.最终, 对人工酶还有另一层要求, 那就是简单、经 济有人已经合成了一个由 个氨基酸组成的大分子, 這 个大分子具有跟核糖核酸酶一样的催化作用然而, 人們仍 然嫌它太复杂, 继续寻找更简单、更稳定、更小的人工酶, 寻 找在生产上比天然酶经济得多的人工酶 尽管人工酶的效益尚不明显, 然而从事人工酶研究的队 伍却日益壮大也许, 在不久的將來, 人工酶在酶工程的生 产领域里將正式取得一席之地, 而且地位不断上升, 甚至压 倒天然酶 、在二十一世纪的今天，酶的发展，也带动着社会各 个行业的发展 生物酶精练技术加快发展传统的棉纺物的前处理过程是发生激烈的化学反应的 过程，其工艺路线长、耗能多、污染严重，这与当今逐渐提 高的环保要求及“绿色生产”相矛盾，于是棉织物的酶精练技 术应运而生并受到研究者的关注，并已取得一些成果。用酶 对棉纤维进行前处理，加工条件比化学方法温和，耗能低， 废弃物也容易处理，该技术可望被广泛应用。 原棉纤维由以纤维素为主要成分的次生膜和覆盖在 其上的初生膜和表皮组成，其杂质 主要存在于初生膜和表 皮中。存在于原棉中的杂质，因棉花的种类、产地的不同而 异，一般为棉纤维组成的 45，棉精练工序在织物漂 白、染色等加工过程之前，是以去除这些杂质，提高织物的 吸湿性为目的的加工过程。 传统精练加工过程通常使用大量的碱和表面活性剂 进行高温处理，使棉的伴生物分解、乳化而去除，为此，必 须用酸中和以及大量的水冲洗，因此废液中盐的浓度很高， 废液中的 BOD 上各项，同时使纤维失重、强度下降。 酶在温和条件下具有催化效率高和专一性强的特 点，用酶代替碱进行精练能够解决上述问题。国内外研究者 根据不同伴生物作为去除对象而选用不同酶进行处理，最终 达到去除杂质的目的。国内外部分研究者采用纤维素酶与果胶酶处理棉纤 维，利用它们的协同效应，即果胶酶使棉纤维中的果胶分 解，纤维素酶使初生胞壁中的纤维素大分子分解，将棉纤维 表面杂质及部分初生胞壁去除，达到精练的目的。 纤维素酶是一种含有相互协同作用的多种组分的复 合酶，它对纤维素纤维的作用主要通过三部分完成：CX 酶， 作用于是纤维的结晶部分； C1 酶，膨化纤维素，作用于纤 维的无定形部分，并最终形成可溶性的产物； 葡萄糖苷 酶，作用于纤维素二糖、三糖类物质，使它们最终分解 为单糖。 北京联合大学纺织工程学院利用此两种酶对棉纤维 进行前处理，且将精练后的棉精梳针织物用天然色素染色， 此工艺可改变作业环境、降低环境污染。 江苏省无锡江南学院与无锡维新漂染有限公司对棉 府绸织物的前处理工艺进行了探讨，将酶处理的退煮一步法 冷堆工艺和先退浆后煮练的工艺进行了比较，考察了纤维素 酶与果胶酶相混合的最佳浓度，以及时间、温度、pH 值、 渗透剂用量对酶处理的影响。筛选出工艺效果较好的处理液 的组成，以及适用于实际生产的前处理工艺。 日本和欧洲的科学家以蛋白酶作为棉的煮练剂，他 们认为虽然纤维素酶可以提高织物的吸湿性，但是强力及织物失重严重，含有纤维素酶的果胶酶也存在这种缺陷。考虑 到蛋白质在杂质中的含量较高，便用蛋白质水解酶作煮练 剂，根据蛋白质水解酶引起作用的位置的不同而分为外蛋白 质水解酶和内蛋白质水解酶。 国内有研究者曾选用十种蛋白酶做试验，先用四种 蛋白酶对经过沸水短时间预处理过的织物进行作用。结果发 现，几乎不能提高润湿性，即使稍有提高，偏差也很大。改 变预处理的条件，发现可以提高织物的润湿性能，若用最有 效的酶在最优化的条件下，可使润湿角比常规的煮练织物 低，但高于实验煮练的织物润湿角。蛋白酶较之纤维素酶 果胶酶的复合酶而言，其处理时间短、温度低、失重小，pH 值范围大。 果胶酶在棉精练中的作用起来越受到研究者的注 意，除了普通的果胶酶以外，原果胶酶和碱性果胶酶也是近 来研究的热点。 与传统的化学精练相比，生物精练具有以下优点： 不污染环境；作业环境安全；能耗低；棉织物手感柔软；棉 纤维的强度几乎不降低。所以棉的酶精练是与保护人类和地 球环境相适应的技术，但是用于纤维加工的各种酶的使用范 围产为狭窄，成本较高，还有许多值得改进的问题。另外，在用酶去除棉籽壳等问题，国外也有一些新的理论提出，并 有一 些新的实验成果。 用酶助推我国浓缩苹果汁发展 我国浓缩苹果汁年出口量雄踞世界第一，国内酶制剂科 技企业功不可没。 天津诺奥科技发展有限公司开发的果汁系列专用酶以 其成熟的复配创新技术，解决了因果品品质不一而影响加工 的问题，提高果汁过滤速度 20以上。这种酶在应用性能和 价位上优于进口产品，今年已占据国内果汁加工业需求量的 半壁江山。 我国是苹果生产大国，目前年加工能力约为八十多万 吨。浓缩苹果汁加工出口对于国产苹果参与国际市场竞争、 稳定种植面积、提高产品附加值、增加农民收入具有重要作 用。但由于我国苹果非标准化种植面积较大，再加上苹果受 品种、种植、地区、气候、季节等因素影响，果品内在主要 成分，如果胶、淀粉、蛋白、酸度、纤维等含量和指标常常 变化较大。 如：今年六月，一个地区遭受冰雹，未成熟果子全部 被打落在地，需要马上加工，而小果的酸度要高于成熟果一 倍。过去，由于国内市场果胶酶产品单一，在果品内在质量发生变化的情况下，酶制剂在加工过程中常常是不能有的放 矢，影响果汁分解和超滤，造成生产不能正常进行。 据天津诺奥科技发展有限公司经理、高级工程师刘敏 尧介绍，酶是一种生物活性物质，在农产品加工中主要起到 分解作用，由于酶是生物的、无害的，是国外允许添加在浓 缩果汁中的添加剂。果汁酶的主要作用是酶解果汁，使其更 容易澄清、过滤，形成清汁。果汁酶采取的是复配创新技术， 可适应由于季节、气候等原因造成的果品内在质量变化的加 工要求。它将果胶酶与淀粉酶、蛋白酶、聚糖酶、纤维酶等 进行合理复配，较好地解决单位时间内提高生产效率、缩短 反应时间、减缓渗透量下降速度问题。 目前，一般的苹果浓缩汁企业日处理苹果在 1000 吨以 上，采用的是超滤膜过滤技术。企业在果汁加工季节中期 （911 月），按照采用每小时 20 吨果汁处理量的超滤设 备计算，果汁渗透量在每小时 10 吨左右，且随之渗透量越 来越小。采用果汁酶以后，可以保证每小时渗透量在 15 吨 左右，减少超滤膜清洗次数，保证了生产要求；同时，由于 延长了超滤膜使用寿命，大大降低了生产成本。 据天津新技术产业园区管委会有关人士介绍，天津诺 奥科技发展有限公司开发的果汁系列专用酶项目是酶的下 游应用技术和酶制剂上游生产技术相结合的跨行业综合新技术，处于国内领先水平，可以推广到食品和药品加工的多 种大类产品上。该项目已获得国家科技型中小企业技术创新 基金资助，申报了天津市 2005 年重点科技攻关项目。 洗涤剂用酶碱性脂肪酶的发展 我们生活中虽然很多事物都触及到酶工业可是对一 些对酶仍旧不是很了解的人常常会问： 什么是酶？ 为什么要在洗衣粉中加酶？ 酶在洗涤过程中发挥什么作用？ 什么是酶？ 酶是生物体内一类有催化作用的蛋白质。在酶的作用 下，生物才会有消化、呼吸、运动、生长、发育、繁殖等生 命活动，才会产生新陈代谢等化学变化。因此，科学家说： “没有酶就没有生命”。 酶具有超强的催化作用，可以把生物体内的生化反应提 高 1 亿100 亿倍。例如人类或一些高等动物，所吃下去的 食物中含有大量的淀粉，这些淀粉进入生物体内，如果没有 淀粉酶参与催化，就无法水解成生物体可以利用的单糖。 可以这样说，动物将食物送进肠道消化分解，然后，分 解出来的物质被吸收后，在各个组织细胞内进行复杂的变 化，并且表现出各种生命现象，都是在酶的作用下进行的。其实，不仅仅是动物和人类，植物的种子发芽、开花、结果， 以及所进行的光合作用过程，也无时无刻不能没有酶的帮 助。酶的种类很多。一般说，一种酶只能帮助一种变化。 在生物体内发挥重要作用的酶，也特别适宜“生存”在生 物体内。这是因为酶对高温特别敏感，而生物体内的生化反 应，都是在常温常压下进行的，使酶总是处于活性状态。如 果将酶加热，酶就会失去活性。 为什么要在洗衣粉中加酶？ 去污是酶在洗涤剂中发挥的最主要的作用。 l 蛋白质类：如血渍、牛奶等； l 油渍：如植物油、动物油、肉汤等； l 淀粉类：如面条、粥、婴儿食品等。 当上述三类胶状污渍强烈黏附在织物上，仅靠普通洗涤 剂是很难完全去除的。同时这些胶状物还会把其它固体污垢 （如灰尘等）黏附在织物上，使洗涤效果难尽人意。 在洗涤剂中加入蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶可以分解上述污 渍，并有效去除这三类胶状污渍及其黏附的污粒，从而提高 洁净度。 常见的衣领袖口处的污渍和汗渍就是典型的由人体分 泌物如皮脂和蛋白质结构的人体屑垢与空气的灰尘和污粒 结合在一起的例子。这些污渍通常很难洗净，而借助酶的作 用则可有效提高对衣领袖口处污渍的去除效果。除蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶外，还有多种适合在洗涤剂 中应用的纤维素酶。纤维素酶有助于去除棉织品在洗涤或穿 着过程中形成的微纤维内部的固体颗粒污垢，使衣物保持洁 白鲜艳、光亮柔软。 酶在洗涤过程中的作用： 表面活性剂是洗涤剂中最主要的去污成分，而对于一些 被特殊污垢黏附在纤维表面的固体污垢，表面活性剂却往往 无能为力。 这些特殊污垢多是由汗渍、血渍、淀粉、脂肪等构成的。 酶制剂的作用就是降解这些特殊污垢。如蛋白酶可以有效地 将蛋白污垢降解成水溶性的氨基酸，从而解除这些特殊污垢 对固体污垢的黏附作用。 由于黏附物的消失，表面活性剂可以更彻底地将固体污垢带 入洗涤溶液中，从而达到更彻底的去污效果。简而言之，酶 制剂可以协助表面活性剂更有效地清除各种污垢。 蛋白酶分解蛋白质胶状物 蛋白酶可帮助去除有机蛋白质污垢，如草汁、血、蛋、 汗液等。 淀粉酶清除淀粉胶状物 淀粉酶可帮助去除含有淀粉的食品类污垢，如面条、土 豆、巧克力、肉汁或婴儿食品等产生的污垢 脂肪酶溶解油脂脂肪酶可帮助去除含脂肪的污渍，如来源于食物中的油 渍，人体皮脂和口红等污垢。 纤维素酶增白、护色、柔软、给织物全面的保护 纤维素酶可以去除衣物在洗涤和穿着时由于磨损在棉 纤维上所产生的微纤维，使棉纤维恢复原有的光滑状态。 同时，更要指出的是：在洗涤剂中加入酸可以提高去污 力、降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷 或无磷化的方向发展、减少环境污染、发挥洗涤的新功能。 酶作为一种生物制剂，无毒并能完全生物降解、对环境的生 态平衡起良性的作用。 然而，碱性脂肪酶对脂肪污垢的去除作用也是有目共睹 的 人们对穿过的衣服附着污垢的分析发现，人体表面分布 着由皮脂腺分泌的皮脂类脂肪污垢、皮肤表面老化的表皮角 质层碎片类蛋白污垢、大气中游离的灰尘无机污垢，其中脂 肪污垢，据季节和衣服种类的不同约占总污垢量 3/4。以前 的洗涤剂，仅靠表面活性剂的作用不能完全除去浸入纤维中 的各种甘油三酸酯类脂肪污垢，这种残留的脂肪污垢和空气 中的氧起反应，使纤维变黄变黑。而脂肪酸能高效地将甘油 三酯分解为容易去除的脂肪酸、甘油二酯、甘油一酯和甘油 等，因此大大提高了对脂肪污垢的去除。所以碱性脂肪酶的发展是非常可观的 早在 20 世纪初就已经开始有人尝试将源于动物的酶用 于织物的洗涤以除去污垢；50 年代，瑞士和第8/12页 美国进行了来源 于微生物洗涤酶的研究和试制，酶的耐碱性得以改善；60 年代初耐碱性和耐热性的蛋白酶试制成功。正式将酶用在合 成洗涤剂配方中；60 年代末由于酶安全性问题使消费者对加 酶洗涤剂产业了怀疑，导致酶在合成洗涤剂工业中的使用量 急剧下降； 年代酶制剂的安全操作问题得到解决以后又恢 70 复上升趋势；8O 年代后进行酶的新用途、新类型、新品种、 新制剂式的开发。 洗涤剂用碱性脂肪酶的研究开发是一项高科技项目，在合成 洗涤剂中的广泛使用应是：8O 年代末丹麦 NoVo 公司推出 的碱性脂肪酶 Liposolase。有人调查目前欧洲的去污剂有 75%是加入了脂肪酶，日本加脂肪酸的洗衣粉约为 55%，美 国也有 33%。我国非常重视碱性脂肪酶的研究开发工作，早 在“八五”期间就被列入国家重点攻关计划，“九五”期间再次列 为国家重点攻关项目。目前，已有大批量的国产减脂酶推向 市场。 、世界工业酶市场发展前景据美国俄亥俄州克利夫市 Freedonia 集团的新报告特 种工业酶的报道，2004 年美国对特种工业酶的需求将达 到 26 亿美元。 由于新的生物催化剂目标为新的用途如：纺织、原料和 化妆品的出现，将刺激工业酶的增长。医用和诊断酶 1999 年的销售额为 14 亿美元，按价值将保持领先的使用。预计 酶工业将继续从以生物技术为基础的生产研究中获利。这些 方法已使特种工业酶的发现过程现代化，使产品之间的区别 越来越模糊。 特种酶将继续在美国酶市场占优势，主要是由于治疗产 品的优势地位和迅速地激增。新的溶解血栓的药物将进入市 场，用于心血管疾病的深度治疗，在对单一基因代谢疾病的 斗争中，由其它的酶替代治疗剂与葡糖脑苷脂酶结合治疗。 酶治疗剂把较少常见的疾病作为目标的许多药物被指定为 罕见病用药。在这个领域中潜在的适当的价值增长和利润范 围把目标放在削减较高的处方药物费用。 对 DNA 聚合酶，限制性核酸内切酶和其他工厂实验室 酶的需求将会稳定地增长。创新的产品也会刺激需求，在聚 合酶链反应中使用的 Taq 聚合酶和其它酶的情况下，生产厂 家的前途将主要取决于现有专利和许可法律的强度和解释。以 DNA 为基础的研究的价格竞争和越来越小型化会削 减市场价值的增长。 预计脂肪酶和纤维素酶可获得最佳利益，脂肪酶将从它们 的多功能性方面中获益，并将继续渗入洗洁剂和化妆品市 场，纤维素酶将分享脂肪酶的多功能性，继续用于模仿劳动 布的石洗，同时，在纸浆和造纸工业中作为漂白和清除木质 素剂获得实质的利益。脂肪酶和纤维酶将逐渐地通过重组的 DNA 技术第9/12页 生产。 、我国酶制剂工业的特点及发展态势 （）酶制剂工业是生物工程的重要组成部分。 其应用领域遍及轻工、食品、化工、医药、农业、能源 及环境保护等。在国民经济发展中起着重要的作用，产生了 巨大的社会和经济效益。酶制剂工业是 21 世纪最具发展前 景的新兴精细化工产业之一。 几十年发展成绩喜人 。 自 20 世纪 60 年代起，我国已开始生产酶制剂产品，并 在品种、产量及技术水平等方面都取得了长足的进步。目前 全国共有 50 余家生产企业，年生产能力超过 40 万吨，产品 品种达到 20 余种。特别是近 10 年间，年产量的平均增长率 高达 20左右，远远高于国民经济的平均增长速度。我国目 前已能生产 淀粉酶、淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、中性脂肪酶、青霉素酰化酶、果胶酶、纤维素酶、饲料用复合酶、 葡萄糖异构酶、凝胶酶等产品，广泛应用于酿酒、淀粉糖、 洗涤剂、纺织、皮革、食品、医药等行业，产生了巨大的经 济效益。比如，仅糖化酶用在白酒和酒精行业，每年就可节 约粮食 22 万吨，产生 1.1 亿元的经济效益。我国酶制剂在增加品种的同时，技术水平也有了较大的 提高，菌种的发酵水平成倍提高。在发酵条件和工艺水平上 进行大量改进和优化，如空气过滤系统的改造、培养基配方 的优化、反应器的选择、提取工艺采用膜过滤技术等，在菌 种选择上采用先进手段进行筛选、诱变、保存等。随着改革开放的逐步深化，我国引进国外资金、技术， 已建有十余家合资或独资的酶制剂生产企业，如长春力达、 江阴兴达、唐山柯东、肇东华润、天津诺和诺德、无锡杰能 科等，对促进我国酶制剂产业的发展起到了良好的推动作 用。在提高我国酶制剂生产水平的同时，也加剧了市场的竞 争。（）存在的问题仍然很多 尽管我国酶制剂工业取得了较大进步，但与发达国家先 进水平相比仍存在很大的差距。一是产品品种少，结构不合理。目前全球生产酶制剂有 60 余种产品，达到工业化规模的有 20 余个系列。而我国只 能生产 20 余种产品，其中能够达到工业化规模的仅有糖化 酶、淀粉酶和蛋白酶 3 种。而糖化酶和淀粉酶产量占酶 制剂总产量的 80以上，其他产品不足 20，结构明显不合理。由于品种单一和恶性竞争，导致行业经济效益较 差，缺乏发展后劲。二是生产规模小，产品质量差。我国大部分生产企业规 模小，处于传统小作坊式的生产，国外企业酶制剂的生产规 模多达 5 万吨年以上，而我国产量达到万吨级以上的企业不足 10 家，且产品质量较差。目前国外先进的工业酶制 剂均为除菌除渣经提取制成成品，产品剂型以液体酶和颗粒 酶为主，而我