随着酶制剂工业的快速发展,酶制剂应用技术不断提高,应用范围也越来越广,包括食品、饲料、洗涤、纺织、能源、医药、农业、环保、化工等20多个行业领域。发展至今,酶制剂已进入全新的发展阶段,向着“多种类、更高效、更专一”的方向发展,不断发掘新型酶类,开发新的应用领域,推动酶应用的发展与创新。
围绕重要或新兴领域的需求,不断开发各种新型的专用或特种酶,是酶应用的重要发展趋势之一。面制食品加工、功能食品、生物能源和环保等行业是目前酶应用的新兴领域,市场巨大,发展前景广阔。这些应用领域中某些产品的生产需要一些特殊的酶,如在馒头、面包等生产中需要应用一些特异性的酶(如淀粉酶等)来延缓产品的老化,从而延长产品的货架期,提高产品品质。生产功能性低聚半乳糖(半乳糖或葡萄糖残基上连接1~7个半乳糖的低聚糖)时需要发掘一些新型的转糖苷活性强的特异性半乳糖苷酶。为了提高生物质燃料乙醇的转化效率,需要发掘水解纤维质材料效率更高的纤维素酶。为了能在温和条件下加速降解对环境造成严重污染的白色塑料垃圾,需要发掘开发一些新型的酯酶,如角质酶等。
围绕不同行业应用的实际需求,对现有酶进行有针对性的改造以提高其应用适应性,是酶应用的又一重要发展趋势。某些酶的特性往往不能很好地满足特定领域的实际应用需求,因此需要改造现有酶。如在啤酒行业中,为了提高啤酒的过滤速度,通常需要添加葡聚糖酶。啤酒的pH在4.5左右,而一般葡聚糖酶的最适作用pH偏中性,因此为了提高酶的使用效率就需要对酶进行改造使其最适pH降低到4.5左右,或发掘新的酸性葡聚糖酶。在造纸工业中,采用木聚糖酶进行辅助漂白时环境pH偏碱,而普通的木聚糖酶达不到应用要求,这就需要对酶进行特性改造。在淀粉糖的生产过程中,淀粉的液化需要在较高温度下进行,因此就更需要能够耐高温的α-淀粉酶。而在洗涤剂行业中,则需要在相对低温条件下活性较高的酶,如蛋白酶和脂肪酶等。即今后酶的应用要更具有针对性,做到专酶专用,尽可能提高酶的使用效率。(www.daowen.com)
重视应用基础研究,加大对应用研究的投入是酶应用的另一个重要发展趋势。酶的特性是否符合特定应用领域的要求需要通过实验来验证,而酶属于高技术行业,对专业技术要求较高,一般的应用企业实验条件不够,因此这就需要应用企业或者酶企业不仅重视酶本身的质量,还要重视酶的应用技术研究,根据实际生产需要选用合适的酶或者复配酶,起到提高产品质量和生产效率的目的。
酶应用的第四个发展趋势是开辟新的应用领域,不断拓宽酶的应用范围。酶所具有的催化专一性和高效性使其应用范围具有广阔的拓展空间。随着人们对酶认识的不断深入和实际需求的不断增加,目前已有酶的应用范围不断扩大。如以前主要用于葡萄糖含量检测的葡萄糖氧化酶目前也可用于制备生物电池;以前主要参与降解木聚糖的木糖苷酶目前也能用于水解紫杉醇前体物质制备抗癌药物紫杉醇;以前用作治疗白血病的天冬酰胺酶也能用于焙烤食品工业中以降低食品生产过程中有害物质丙烯酰胺的生成等。酶的应用需求在实际生产中被反复不断地提出、实践和完善。
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