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生物酶

2017-09-27

  说到生物酶,很多人都会一脸的茫然,而从字面上去解释的话,人们更关注生物酶中的“生物”,而非“酶”,原因往往比较简单,“生物”这个字眼在我们生活中出现的频率要比“酶”高。生化危机、基因突变、转基因食品、CIK细胞治疗、DC细胞治疗等等在人们眼中属负面性的词语让人们对“生物”产生了恐惧,而忽略了生物技术对人类的贡献。一切技术的出现之初都是为了解决某种问题,而得到广泛运用的技术更是意义重大,生物技术在疾病检测、疾病治疗、食品生产、环保、能源等诸多领域都有巨大的贡献。

  

复合酶洗涤剂

  生物酶技术是通过运用生物技术生产酶的一种技术,让酶更好地运用于食品、造纸、药品、医学、环保等诸多领域,达到降低成本、提高效率的效果,我们把运用生物酶技术制作的酶称为生物酶。生物酶就类似于杂交水稻,本质性的东西“酶”并没有变化,生物技术只是提高酶的产量、纯度、稳定性等。

  酶的介绍

  记得中学的生物老师就和我们说,早在1783年的时候,意大利科学家斯帕拉捷将肉块放入小巧的金属笼中,然后让鹰吞下去。过了一段时间他将小笼子取出,发现肉块消失了,而小笼子完好无损。于是,他判断在鹰的胃液中一定含有消化肉块的物质,这是酶发现史上一个重大的试验。直到1833年,安塞姆·佩恩发现将啤酒原浆加热后,其中含有的一种物质可以将大麦中的淀粉转化为可溶解于水的糖,使大麦的壳与种子分离,安塞姆·佩恩将这种物质命名为淀粉酶。

  随着研究的不断深入,人们发现酶其实一直就存在于我们体内,淀粉水解酶让含在口中的面包变甜,蛋白水解酶让我们吃的肉在消化道中分解吸收,多种酶的协同作用让体内的脂肪、蛋白质、糖原(由葡萄糖结合而成的支链多糖,又称肝糖)之间发生转变,人们也在酶的作用下变胖、变瘦、长高、衰老、拥有活力......可以说,酶参与了我们生命活动中的每个环节!

  

复合酶洗涤剂

  酶是具有催化作用的有机物,绝大多数为蛋白质,极少部分为核酸(RNA)。

  人们发现“酶”这东西太神奇了,如纤维素水解酶,它能够在非常温和的环境下,高效地将纤维素中的葡萄糖释放出来。人们将纤维素水解酶作用于桔梗,结果以往以燃烧为主要利用方式的桔梗可以转化为单糖或寡糖(如:葡萄糖),再对这些糖进行发酵就可以生成乙醇(酒)了。于是,人们开始尝试将酶运用于更多方面,如:垃圾处理、环保、食品加工、减肥......结果发现,酶的活性在一定量底物、作用时间的情况下会降低,甚至会失活(没有催化作用),酶的来源成了人们关心的话题了。

  生物酶的诞生

  从动物体内获取酶成本非常大,而且不合人性,为此,想要获得更多的酶称为人们一大难题。当人们在为酶的来源烦恼的时候,科研人员发现各种植物、微生物都能够产生酶,这一发现给酶的应用带来了曙光。人们通过各种办法从植物、微生物体内获取酶,这一举动获得巨大的收获,在很多细菌中可以获取到多种酶,如枯草杆菌能够提供淀粉酶、蛋白酶、葡聚糖酶、核苷酸酶、碱性磷酸酶,链霉菌能够提供葡萄糖异构酶、纤维素水解酶、蛋白酶等。

  人们运用生物技术对能够产生自身所需酶的微生物进行培养,筛选出产量较高微生物。如果这种微生物培育成本较大,那么人们就会利用生物技术将能够表达自身所需酶的基因从微生物体内提取出来,并植入到培育成本较低的微生物体内。最后通过发酵技术对改造后的微生物进行培育,产出大量人们所需的酶。

  通过这么一个复杂的程序从活细胞(主要为微生物细胞)内提取出酶,人们亲切地称其为生物酶,目前市面上使用的生物酶几乎全部为蛋白质。

  

芭格美复合生物酶

  生物酶制剂发展历程

  人类发现酶已有三百多年的历史了,而人类第一次使用酶是在1884年,日本人Takamine在美国首先生产用于棉布退浆和消化剂的淀粉酶,这算是人类第一次尝试到酶给我们带来的好处。

  在越来越多的地方开始考虑使用酶的同时,获取酶的成本成为制约酶运用发展的主要因素了,直到到1960年,随着发酵技术和菌种选育技术的进步,发酵法产酶技术让酶的获取变得容易了许多,随后几年内,日本酶法生产葡萄糖获得成功,欧洲加酶洗涤剂开始盛行,1970年酶法生产果葡糖浆又获得成功,淀粉深加工工业开始兴起,生物酶的运用得到大力发展。

  二十世纪80年代以后,遗传工程被广泛运用于产酶菌种的改良,酶制剂产品的世界市场销售额从1978年的不到2亿美元增长到1993年的10亿美元。

  目前已发现的酶有5000种左右,其中被人类利用到的酶有150种左右,大规模生产的酶约60多种,形成1000多种商业酶制剂产品。

  

芭格美复合生物酶

  生物酶的安全性

  凡是新出来的产品,人们都会严重怀疑其安全性问题,生物酶也不例外。当洗涤剂中开始加酶的时候,这种源于微生物的蛋白酶呈粉末状,在1969年,由于人们在使用加酶洗衣粉的时候,发现酶粉尘对人体有害,日本、美国停止加酶洗涤剂的生产,直到1976年,酶的安全性再度得到确认,美国政府向美国国民公开了关于酶安全性的政府文件,酶制剂产品(生物酶加工生产的产品)的市场容量才又恢复了上升趋势。

  人们使用生物酶已经有几百年的历史了,大规模生产生物酶也有一百多年的历史了,生物酶的安全性、高效性、专一性、反应条件温和、环保等性能特点得到市场的普遍认可。现在生物酶已经被广泛运用于食品、饲料、洗涤、纺织、造纸、制革、医药、石油开采、分析试剂、化学工业等领域。

  生物酶在洗涤领域的运用已经近一百年了,欧美洗涤市场酶制剂产品已经占有50%以上,而国内洗涤用酶行业的发展一直较为缓慢,人们还未能尝到酶制剂产品带来的安全、高效、环保的清洗体验。


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