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【酶制剂】凭什么它们永久不衰并成为十大酶制剂?

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【酶制剂】凭什么它们永久不衰并成为十大酶制剂?

2019/05/17 14:14
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作为发酵人,发酵设备要懂,发酵工艺要懂,发酵原料更得懂,尤其是各大添加剂,那么被称为十大酶制剂的纤维酶、脂肪酶、碱性蛋白酶、糖化酶、淀粉酶、漆酶、β-葡聚糖酶、L-天冬氨酸酶、角蛋白酶、溶菌酶有什么“过人”之处?

纤维酶

纤维素酶,是由多种水解酶组成的一个复杂酶系,自然界中很多真菌都能分泌纤维素酶。纤维素酶通常分成三类:C1酶、Cx酶和β葡糖苷酶。

C1酶是对纤维素最初起作用的酶,破坏纤维素链的结晶结构。

Cx酶是作用于经C1酶活化的纤维素、分解β-1,4-糖苷键的纤维素酶。

β葡糖苷酶可以将纤维二糖、纤维三糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。

纤维素酶主要应用在工业上,特别是在纺织工业、能源工业上。

21世纪以来,许多科研人员研发出纤维素酶转化纤维素物质产生葡萄糖进而发酵获得生物乙醇实验,引起了各国政府和研究机构的重视,这项实验可以避免对粮食作物的大量损耗!

2

脂肪酶

脂肪酶即三酰基甘油酰基水解酶,它催化天然底物油脂水解,生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二酯。脂肪酶基本组成单位仅为氨基酸,通常只有一条多肽链。

脂肪酶是最早的发现的酶之一,早在1834年就发现了脂肪酶至今已有一百年的历史,1834年就发现兔胰脂肪酶;1834年发现胃脂肪酶活性;1834年发现植物种子脂肪酶;微生物脂肪酶则在上世纪初才发现。

其中,极端微生物也引起了研究者的重视,因为在极端环境下微生物脂肪酶能抗恶劣环境,如耐低温,耐酸碱,耐高压等,在工业生产中有重要的应用价值。尤其是中国极地研究中心已从南极土壤、阿拉斯加冻土及深层地下水等分离到低温产脂肪酶菌株,并研究了其基因和酶学特性。

此前,美国俄勒冈州健康护理专业研究中心已有脂肪酶类药品上市,用于治疗胃肠紊乱、消化不良等疾病。

目前,脂肪酶固定化因其经济性和技术可靠性,离产业化还有相当大的差距,需对脂肪酶载体,固定化技术作深入研究。

3

碱性蛋白酶

碱性蛋白酶是由细菌原生质体诱变选育出的地衣芽孢杆菌2709,经深层发酵、提取及精制而成的一种蛋白水解酶。

碱性蛋白酶主要酶成分为地衣芽孢杆菌蛋白酶,是一种丝氨酸型的内切蛋白酶,它能水解蛋白质分子肽链生成多肽或氨基酸,具有较强的分解蛋白质的能力,广泛应用于食品、医疗、酿造、洗涤、丝绸、制革等行业。

碱性蛋白酶是目前市场上流行的洗涤添加剂,能大幅度提高洗涤去污能力,特别对血渍、汗渍、奶渍、油渍等蛋白类污垢,具有独特的洗涤效果。

随着生物技术基础研究的深入和应用技术手段的完善,碱性蛋白酶研究将会进入一个全新的阶段。今后,我国碱性蛋白酶研究方向主要转向:

继续运用生物技术和蛋白质手段进一步提高目前工业微生物菌种产酶能力和酶的性质。如构建、克隆高产碱性蛋白酶基因文库并高效表达,选育耐热、耐碱、抗噬菌体和抗氧化高产碱性蛋白酶菌株等。

建立新的碱性蛋白酶高产基因宿主系统,为碱性蛋白酶构建更多的表达载体,解决革兰氏阴性胞外酶分泌问题。

为蛋白酶的应用开拓新的渠道,特别是在医学(生物制药及化疗等)及生物技术领域中的应用。

选育极端碱性蛋白酶产生菌。如低温碱性蛋白酶产生菌、耐高温碱性蛋白酶。

4

糖化酶

糖化酶又称葡萄糖淀粉酶,糖化酶是一种习惯上的名称,学名为α-1,4-葡萄糖水解酶。糖化酶是由黑曲霉优良菌种,经深层发酵提取而成,外观浅棕色液体或黄褐色粉末。

糖化酶常应用于酒精、淀粉糖、味精、抗菌素、柠檬酸、啤酒等工业以及白酒、黄酒。

糖化酶是应用历史悠久的酶类,1500年前,我国已经用糖化曲酿酒。本世纪20年代,法国人用于酒精生产,50年代投入工业化生产,到现在它以广泛应用于酿酒、葡萄糖、乳酸、味精,棉纺厂等各个方面。

5

淀粉酶

淀粉酶,是指能水解淀粉、糖原和有关多糖中的O-葡萄糖键的酶。淀粉酶一般包括α-淀粉酶与β-淀粉酶。

淀粉酶主要用作果汁加工中的淀粉分解和提高过滤速度以及蔬菜加工、糖浆制造、葡萄糖等加工制造。

淀粉酶对目前“饲料禁抗”研究专题——饲料生物添加剂的研究与开发具有重大的意义。

6

漆酶

漆酶亦称为对苯二酚氧化酶。是一种铜蛋白质,蓝色,分子量约12万,含4原子铜。可被CN-抑制。

漆酶是一种结合多个铜离子的蛋白质,属于铜蓝氧化酶,存在菇、菌及植物中。漆酶可存活于空气中,发生反应后唯一的产物就是水,因此本质上是一种环保型酵素。由于这几年环保意识逐渐被人所重视,因此近年来漆酶也成为众多学者的研究对象。

7

β-葡聚糖酶

β-葡聚糖酶是能催化水解β-葡聚糖的多种酶的总称。根据作用方式不同,可分为内切型和外切型。

内切型β-葡聚糖酶主要存在于谷物种子、某些真菌和某些细菌中,能催化水解谷物细胞壁中的β-葡聚糖,其中包括内切型β-1,4-葡聚糖酶、内切型β-1,3-葡聚糖酶。

外切型β-葡聚糖酶存在于谷物种子中,其中又包括外切型β-1,4-葡聚糖酶、外切型β-1,3-葡聚糖酶。

β-葡聚糖酶主要应用于在啤酒生产、饴糖、麦芽糖浆生产和饲料添加剂中

目前,我国日益认识到该制剂潜在的经济价值和社会效益,并饲用β-葡聚糖酶制剂的研究和开发确定为农业部“九五”攻关项目。

8

L-天冬氨酸酶

L-天冬氨酸酶是一种重要的工业用酶,主要用于酶法合成L-天冬氨酸.L-天冬氨酸在医药、食品和化工领域中有广泛的用途,特别它是当今世界重要的二肽甜味剂合成所必需的原料.

目前很多研究和工业生产者从工业生产的各个环节入手进行优化以降低成本。

9

角蛋白酶

角蛋白酶,英文名称:keratinase,是一种可专一地降解角蛋白的蛋白酶类,角蛋白酶可由多种微生物产生, 能特异性地降解角蛋白, 在饲料、皮革、医药业、食品等工业及环境治理方面具有广阔的应用前景。

在农业上,微生物产生的角蛋白酶能使角蛋白降解为多肽和氨基酸,可以用于制造有机肥料,这种有机肥料不仅解决了国内能源紧缺的难题,还降解了污染源,大大改善了环境。

在饲料产业中,羽毛等的主要成分是角蛋白,其粗蛋白成分在80%以上,动物必需氨基酸种类齐全,同时含有较多大量元素、微量元素和未知生长因子,是一种良好的、可替代或部分替代鱼粉的饲料蛋白来源。

角蛋白酶还可用于化妆品、工业生产及医药方面。

在美容护肤方面,帮助活性因子透过皮肤屏障,去除皮肤多余角质,实现皮肤的深层护理;角蛋白酶还能水解毛发角蛋白,利用角蛋白酶进行脱毛。

溶菌酶

溶菌酶又称胞壁质酶或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶,是一种能水解致病菌中黏多糖的碱性酶。

溶菌酶主要通过破坏细胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖之间的β-1,4糖苷键,使细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽,导致细胞壁破裂内容物逸出而使细菌溶解。

溶菌酶还可与带负电荷的病毒蛋白直接结合,与DNA、RNA、脱辅基蛋白形成复盐,使病毒失活。因此,溶菌酶具有抗菌、消炎、抗病毒等作用。

溶菌酶临床用于慢性鼻炎、急慢性咽喉炎、口腔溃疡、水痘、带状疱疹和扁平疣等。也可与抗菌药物合用治疗各种细菌和病毒感染。

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