酶的发展现状
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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.1、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腹有诗书气自华物),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α-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。
2024年酶制剂市场发展现状引言酶制剂是一种用于催化化学反应的生物分子。
由于酶制剂在各种工业领域的广泛应用,酶制剂市场在过去几年里取得了快速增长。
本文将对酶制剂市场的发展现状进行分析,包括市场规模、主要应用领域以及发展趋势等方面的内容。
市场规模酶制剂市场在过去几年里呈现出稳步增长的趋势。
根据市场研究机构的数据,预计到2025年,全球酶制剂市场规模将达到XX亿美元。
市场增长的主要推动因素包括酶制剂在食品与饮料、生物燃料、医药、洗涤剂等领域的广泛应用。
主要应用领域1. 食品与饮料行业在食品与饮料行业,酶制剂被广泛应用于食品加工中的酶解、发酵和漂白等工艺。
酶制剂可以提高食品的品质和口感,并延长食品的保质期。
此外,酶制剂还可以用于制作食品添加剂,以改善食品的营养价值和功能。
2. 生物燃料产业生物燃料产业是酶制剂市场的另一个重要应用领域。
酶制剂可以催化生物质发酵产生乙醇和生物柴油等可再生能源。
随着对可再生能源需求的增加,生物燃料产业的发展将进一步推动酶制剂市场的增长。
3. 医药领域在医药领域,酶制剂主要应用于制药工艺中的催化反应和分子合成。
酶制剂具有高效、环境友好和可控性强等特点,可以提高药物的合成效率和产率。
此外,酶制剂还可以用于制造生物药物和诊断试剂。
4. 洗涤剂行业在洗涤剂行业,酶制剂被广泛用于洗衣粉、洗碗液等清洁产品中。
酶制剂可以去除衣物和餐具中的污渍,提高清洁效果。
与传统的化学清洁剂相比,酶制剂更环保和可持续。
发展趋势1. 创新产品的推出随着技术的不断进步,越来越多的酶制剂企业开始研发和推出创新产品。
这些新产品具有更强的催化效率、更广泛的底物适应性和更长的稳定性,可以满足不同工业领域对酶制剂的需求。
2. 可持续发展的重视在环境保护和可持续发展的背景下,酶制剂市场越来越注重减少对环境的影响。
许多企业开始研究和生产更环保的酶制剂,以满足市场需求。
3. 区域市场的扩张酶制剂市场的发展不仅在全球范围内稳步增长,还表现出区域市场扩张的趋势。
酶工程的发展状况及其应用前景摘要:酶在现代生物生产中扮演着重要角色,酶作为一种生物催化剂,因其催化作用具有高度专一性、催化条件温和、无污染等特点,以及酶工程不断的技术性突破,使得酶在工业、农业、医药卫生、能源开发及环境工程等方面的应用越来越广泛。
关键词:酶工程生物催化剂酶的固定正文:随着酶生产的不断发展,酶的应用越来越广泛。
现在,酶工程已在医药、食品工业、农业、饲料、环保、能源、科研等领域广泛应用。
成为基因工程、细胞工程、蛋白质工程等新技术领域的科学研究和技术开发中不可取代的工具。
一、酶工程的发展及应用现状(一)国内外酶制剂的发展现状BCC最新研究报告显示,未来4 年全球工业酶制剂市场价值将以9.1%的复合年增长率继续增长,由2011年的39亿美元增加至2016 年的约61亿美元。
该报告将工业酶市场细分成3个部分:生物酶、食品和饮料酶以及其他酶制剂。
2011 年生物酶的市场价值达12 亿美元,预计还将以8.2%的复合年增长率继续增长,2016年达17亿美元。
2011年食品和饮料活性酶的市场价值接近13亿美元,未来4 年还将以10.4%的年均复合增长率增长,预计2016年达21 亿美元。
2011年其他酶制剂的市场价值为15 亿美元,预计还将以8.7%的复合年增长率增长,到2016年市场价值将达到22亿美元①。
我国酶制剂工业面经过近几十年的发展,初步具有一定的规模,取得了很大的进步。
但是,国外酶制剂公司仍然处于绝对的领先地位,特别是一些比较出色的公司,例如,诺和诺德公司(Novo Nordisk)、丹尼斯克公司(Danisco)等②。
(二)酶工程的应用现状一、酶工程技术在医药工业中的应用1、酶的固定化技术酶的固定化(enzyme immobilization)是指采用有机或无机固体材料作为载体(carrier or support),将酶包埋起来或束缚、限制于载体的表面和微孔中,使其仍具有催化活性,并可回收及重复使用的酶化学方法与技术。
酶工程的应用及其发展趋势
酶工程是利用生物技术方法对酶进行改造和优化,以满足工业生产的需求。
它在各个领域都有广泛的应用,包括医药、食品、化学等。
以下是几个酶工程的应用及其发展趋势:
1. 医药领域:酶被广泛应用于药物合成和制药过程中。
例如,通过酶工程可以改进药物合成的效率和产量,减少副产物的生成,提高纯度和质量。
此外,酶还可以用于制造生物药物,包括蛋白质药物、抗体药物等。
未来的发展趋势是开发更多的酶药物,并提高制药过程的效率和环保性。
2. 食品工业:酶在食品工业中有广泛的应用,包括面包、啤酒、酸奶等食品的制作过程中。
通过酶工程可以改善食品的质地、口感和保鲜性。
此外,酶还可以用于食品添加剂的开发,用于改善食品的营养价值和功能性。
未来的发展趋势是开发更多的专用酶用于食品加工,提高食品的品质和安全性。
3. 环境保护:酶工程在环境保护领域有重要的应用。
例如,酶可以用于处理工业废水和污染物,降解有机废弃物和重金属污染物。
此外,酶还可以用于制备生物柴油和生物降解塑料等可再生能源和环保材料。
未来的发展趋势是开发更多具有高效降解性和低成本的酶用于环境治理和再生资源的利用。
4. 新型酶的发现和优化:酶工程的发展趋势是发现和利用新型酶及其应用。
随着生物技术的不断发展,越来越多的新酶被发现和鉴定,可以应用于各种工业过
程。
此外,通过基因工程和代谢工程的方法,可以对酶进行定向进化和改造,提高其催化活性、稳定性和特异性。
未来的发展趋势是开发更多的新型酶和创新技术,提高工业生产的效率和可持续性。
洗涤剂用酶市场发展现状引言洗涤剂是每个家庭都需要的日常必需品。
随着消费者对环境友好和高效洗涤产品的需求不断增加,洗涤剂用酶市场也迎来了快速的发展。
酶在洗涤剂中的应用可以提高洗涤效果、减少对环境的污染,并且具有良好的生态可持续性。
本文将对洗涤剂用酶市场的发展现状进行分析和总结。
酶在洗涤剂中的应用酶是一种生物催化剂,可以在相对较低的温度和pH条件下加速化学反应。
在洗涤剂中,酶主要用于分解和去除衣物上的蛋白质、淀粉和油脂等有机污渍。
相比传统的化学洗涤剂,洗涤剂用酶具有以下优势: - 高效洗涤:酶可以有效地分解污渍,提高洗涤效果,使衣物更加干净。
- 低温洗涤:酶催化反应的温度范围较广,因此可以在较低的温度下进行洗涤,减少能源消耗。
- 环境友好:酶在洗涤过程中可以降解污染物,减少对环境的负面影响。
- 生态可持续性:酶是可生物降解的,与传统洗涤剂相比,对水资源和土壤生态系统造成的影响更小。
洗涤剂用酶市场的发展趋势1.市场规模不断扩大:随着消费者环境意识的提高,越来越多的人倾向于购买使用酶洗涤剂。
据市场研究机构预测,洗涤剂用酶市场的规模将在未来几年持续增长。
2.技术创新推动市场发展:洗涤剂用酶市场的发展离不开技术进步。
近年来,酶制造商不断进行技术研发,推出更加高效和环保的洗涤剂酶产品。
同时,洗涤剂生产商也在不断探索和应用新的酶种类和配方,以满足不同的洗涤需求。
3.消费者需求多样化:随着生活水平的提高,消费者对洗衣品质的要求也在不断提升。
消费者对洗涤剂用酶的需求不再仅限于去污能力,还包括保护衣物质地、呵护敏感肌肤等方面。
因此,洗涤剂生产商需要不断创新,推出更加多样化的酶洗涤产品。
4.地区差异明显:酶洗涤剂市场的发展在不同地区有着明显的差异。
发达国家对环保洗涤剂的需求更旺盛,酶洗涤剂市场份额较大。
而一些发展中国家市场仍然以传统洗涤剂为主,但随着经济水平的提高和环保意识的增强,酶洗涤剂市场有望在这些国家迅速发展。
2024年纤维素酶市场发展现状一、引言纤维素酶是一类能够降解纤维素的酶类产物,具有广泛的应用前景,包括生物能源、食品饲料、纸浆与造纸、纺织品等领域。
近年来,随着环境问题的加剧和可再生能源需求的上升,纤维素酶市场显示出极大的潜力,正处于快速发展阶段。
二、市场规模根据市场调研数据显示,纤维素酶市场规模逐年扩大。
2019年,全球纤维素酶市场规模达到XX万美元,预计到2025年将达到XX万美元。
在不同地区,纤维素酶市场的规模存在一定的差异。
目前,亚太地区是全球纤维素酶市场的主要消费地区,占据了全球市场份额的XX%。
而北美和欧洲市场也在逐渐增长,预计未来几年将继续保持较高的增长率。
三、市场驱动因素1. 环境问题的加剧随着全球人口的增长和工业化进程的加速,环境问题日益突出。
纤维素酶作为一种生物可降解的环境友好产品,逐渐受到广大消费者的青睐,从而推动了市场的发展。
2. 可再生能源需求的上升传统能源资源的有限性和不可持续性引发了对可再生能源的需求。
纤维素酶在生物质能源领域的应用十分广泛,能够有效地降解纤维素为可再生能源,满足市场对可再生能源的需求。
3. 农业与畜牧业发展随着农业与畜牧业的发展,饲料需求不断增长。
纤维素酶在饲料添加剂领域的应用可以提高饲料消化率和动物生长率,因此受到了农业和畜牧业生产者的广泛青睐。
四、市场挑战尽管纤维素酶市场发展迅猛,但仍然面临一些挑战。
1. 技术研发与创新纤维素酶的研发和创新是市场发展的关键。
目前,行业内存在技术水平参差不齐的情况,高效且低成本的纤维素酶生产方法仍然需要进一步开发。
2. 市场准入门槛纤维素酶市场存在较高的准入门槛,这主要是由于技术要求和法规限制。
市场参与者需要满足一定的技术标准和法规要求才能进入市场,这对于新进入者来说是一项巨大的挑战。
五、市场前景纤维素酶市场展示了广阔的发展前景。
1. 技术进步的推动随着科技的不断进步和创新,纤维素酶的生产技术将不断提升。
新型酶类材料和高效的生产方法的研发将进一步推动市场发展,降低生产成本,提高市场竞争力。
中国生物酶行业发展现状中国生物酶行业发展现状如下:产量和市场规模不断扩大。
近年来,我国酶制剂产量从2015年的120万吨增长至2021年的160万吨,2015-2021年CAGR为4.9%。
2021年全球酶制剂市场规模约为130亿美元,我国酶制剂市场规模为45.39亿美元,占比约为35%。
形成自主品牌并逐步进军高端酶市场。
国内许多酶制剂生产企业已经形成相应的自主品牌,百斯杰在2021年实现3860万美元的收入,在体量上距离竞争对手有一定差距,除了由于公司成立时间相对较晚,还因为公司此前专注于研发端投入,在下游终端客户开拓与选品投入相对欠缺。
出口量总体上呈上升趋势。
据统计,截至2022年我国酶制剂进口量为1.31万吨,同比下降8.99%,进口金额为4.08亿美元,同比下降7.56%,出口量为10.85万吨,同比增长23.35%,出口金额为5.54亿美元,同比增长8.16%。
同时,中国生物酶行业也面临一些挑战:技术水平与国际先进水平存在差距。
我国生物酶制剂行业在技术水平、产品品种、产品质量等方面与国际先进水平存在一定差距。
研发投入不足。
国内生物酶制剂企业普遍存在研发投入不足的问题,导致产品更新换代速度较慢,无法满足市场需求。
低端市场产能过剩。
由于低端市场进入门槛较低,大量企业涌入,导致低端市场产能过剩。
为了应对这些挑战,中国生物酶行业可以采取以下措施:加强技术研发和人才培养。
通过引进国外先进设备、优良菌株以及新型酶制剂开发,提高我国生物酶制剂的研发水平和生产能力。
加大研发投入。
企业应增加对生物酶制剂的研发投入,加快产品更新换代速度,满足市场需求。
优化产业结构。
通过兼并重组等方式淘汰落后产能,优化产业结构,提高产业集中度。
综上所述,中国生物酶制剂行业在产量和市场规模不断扩大的同时,也面临着技术水平与国际先进水平存在差距、研发投入不足和低端市场产能过剩等挑战。
为了应对这些挑战,中国生物酶制剂行业需要加强技术研发和人才培养、加大研发投入、优化产业结构等措施,以促进产业的持续健康发展。
酶工程发展概况及应用前景酶工程发展概况及应用前景早在几千年我们的祖先就曾有酿酒、制醋、做酱的记载,所有这些,实际上都是酶知识的应用。
但是,有关酶知识的自觉应用和深入研究,是从19世纪末期开始的。
此后,随着酶生产的不断发展,酶的应用越来越广泛。
现在,酶工程已在医药、食品、工业、农业、饲料、环保、能源、科研等领域广泛应用。
成为基因工程、细胞工程、蛋白质工程等新技术领域的科学研究和技术开发中不可取代的工具。
【发展现状】一、酶工程技术在医药工业中的应用现代酶工程具有技术先进、投资小、工艺简单、能耗粮耗低、产品收率高、效率高、效益大和污染小等优点,成为化学、医药工业应用方面的主力军。
以往采用化学合成、微生物发酵及生物材料提取等传统技术生产的药品,皆可通过现代酶工程生产,甚至可获得传统技术不可能得到的昂贵药品,如人胰岛素、McAb、IFN、6一APA、7一ACA及7一ADCA等【1】。
固定化基因工程菌、工程细胞以及固定化技术与连续生物反应器的巧妙结合,将导致整个发酵工业和化学合成工业的根本性变革1、应用酶工程生产抗生素应用酶工程可以制备青霉素酞化酶、头抱菌素酞化酶、头抱菌素、头抱菌素酞化酶、青霉素酞化酶、脱乙酸头抱菌素、头抱菌素乙酸醋酶,近年来还进行固定化产黄青霉青霉素合成酶系细胞生产青霉素的研究,合成青霉索和头抱菌素前体物的最新工艺也采用酶工程的方法。
2、应用酶工程生产维生素制造2一酮基一L—古龙糖酸【山梨糖脱氢酶及L一山梨糖醛氧化酶】、肌醇【肌醇合成酶】、L—肉毒碱【胆碱脂酶】、CoA【CoA合成酶系】等。
由山梨醇和葡萄糖生产维生素及丙烯酸胺的生产也采用酶工程的方法四。
二、酶工程技术在农业中的应用由于酶制剂主要作为催化剂与添加剂使用,从而带动了许多产业的发展。
应用酶工程对农产品进行深加工,是人们努力的一个方向。
乳制品加工则需要用凝乳酶和乳糖酶。
此外,酶工程在饲料加工领域也有重大应用。
1、酶工程应用于农产品的深加工利用α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和葡萄糖异构酶的催化功能,以玉米淀粉等为原料生产高果糖浆等。
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.1、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α-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α-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α-淀粉酶的生产.最初, 从前是从猪的胰脏里提取α-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α-淀粉酶.从1立方米的芽孢杆菌培养液里获取的α-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α-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α- 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34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.2、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 4%~5%,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。