工業(yè)加工和食品生產(chǎn)酶的應(yīng)用實驗圖像顯微鏡

  從本質(zhì)上講，酶是活細(xì)胞內(nèi)充當(dāng)化學(xué)反應(yīng)催化劑的復(fù)雜有機(jī)分
子。隨著生物化學(xué)的發(fā)展，人們對活細(xì)胞內(nèi)的各種酶及其作用方式
有了更全面的了解。沒有酶就沒有生命。雖然酶只合成于活細(xì)胞體
內(nèi)，但很多酶可從細(xì)胞中分離出來并在體外繼續(xù)發(fā)揮催化功能。由
于分離酶具有催化特定化學(xué)轉(zhuǎn)化的能力，因此酶越來越多地被用于
工業(yè)加工和食品生產(chǎn)、生物修復(fù)以及醫(yī)藥等領(lǐng)域，這些生產(chǎn)過程統(tǒng)
稱為酶工程(enzyme technology)。
  酶的活性來自其催化能力。酶在反應(yīng)中體現(xiàn)其催化活性但不會
被消耗，反應(yīng)可因酶的存在而高速進(jìn)行。酶具有高度的特異性，只
對特定的底物起作用，少量的酶能與大量的底物起反應(yīng)。酶的催化
功能不僅取決于其初級分子結(jié)構(gòu)，還取決于整個酶分子的復(fù)雜折疊
結(jié)構(gòu)，正是這種結(jié)構(gòu)賦予了蛋白質(zhì)特異的催化功能，如果通過改變
pH或溫度來破壞這種折疊結(jié)構(gòu)，酶的催化活性就會喪失。有的酶必
須含有一些稱為“輔助因子”的額外因子才能起作用，輔助因子可
以是重金屬離子、核昔酸等。正是由于這種特異性，酶可以區(qū)分結(jié)
構(gòu)非常相似的化學(xué)物質(zhì)，在很寬的溫度(0-110℃)和pH(2^-14)范圍
內(nèi)起催化作用。將酶應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，可生產(chǎn)出高質(zhì)產(chǎn)品，副產(chǎn)物
較少，純化較簡單。此外，酶本身無毒，可生物降解(很有吸引力
的“綠色”特征)，更重要的是，酶可以利用微生物大量生產(chǎn)而不
需特殊的抗化學(xué)腐蝕設(shè)備。
  酶工程包括酶的生產(chǎn)、分離、純化和使用〔包括可溶性酶和固
定化酶(immobil-ised enzyme)]。商業(yè)化生產(chǎn)的酶無疑有助于解決
當(dāng)今社會所面臨的許多重要問題，如食品生產(chǎn)、能源短缺和保存、
環(huán)境改善以及大量的醫(yī)學(xué)應(yīng)用。這項新技術(shù)起源于生物化學(xué)，但只
有在引進(jìn)微生物學(xué)、化學(xué)、過程工程等學(xué)科的知識后才能達(dá)到目前
的水平。酶工程和基因工程是在研究基因及其產(chǎn)物的應(yīng)用中密切相
關(guān)的兩個領(lǐng)域。同時，這些學(xué)科也會努力探尋分子遺傳學(xué)家和酶學(xué)
研究者所取得的研究成果之間的聯(lián)系。

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