微生物酶在各种工业过程中的作用

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引言

包括乳制品、烘焙、食品加工和包装、动物饲料、水果和蔬菜汁、饮料、炼油和糖果在内的许多不同食品行业都发现了微生物酶的用途。

微生物是工业酶的首选来源，因为它们易于获得且发育速度快。利用重组DNA技术，可以很容易地对微生物细胞进行基因改造，以提高酶产量和科学进步。

微生物酶在工业中的作用

使用商业酶更经济，并且可以对细菌进行基因改造，从而大规模生产更好、更稳定的酶。这导致许多行业采用酶生产技术来代替化学方法。

各种工业应用的工业规模酶生产需求量很大。某些生产环境可能难以使酶发挥最佳作用，这是酶在工业中应用的一个缺点。

许多酶用于各种生物过程中，以生产各种应用行业的多种产品。

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酶在不同行业的应用

制药和分析行业

在制药和诊断领域，酶发挥着许多重要和关键的作用。它们广泛应用于诊断程序，如ELISA和糖尿病检测试剂盒，以及治疗与酶缺乏和消化系统疾病相关的疾病的治疗药物。

酶在医学中的应用多种多样，而且每天都在扩展。一种叫做纳豆激酶（EC 3.4.21.62）的强效纤溶酶是治疗血栓的潜在疗法。

对于基因工程领域的研发，酶对于核酸操作至关重要。例如，限制性内切酶用于分子克隆的位点特异性DNA切割，DNA聚合酶用于聚合酶链式反应（PCR）的DNA扩增。

食品行业

酶用于饮料和食品行业，以提高果汁产量，改善颜色和香气，并控制酿造过程，以生产一致、高质量的啤酒。它们还用于通过酶解提高动植物蛋白质的功能和营养特性。

烘焙行业

烘焙酶用于增加面粉，稳定面团，改善质地、体积和颜色，延长面包柔软度，保持均匀的面包屑结构，延长面包的新鲜度。如今，酶被视为烘焙行业满足对质量日益增长的需求的天然解决方案。

乳制品行业

乳制品酶用于改善乳制品的香气、风味和颜色以及产量。蛋白酶、脂肪酶、酯酶、乳糖酶、氨基肽酶、溶菌酶、乳过氧化物酶、转谷氨酰胺酶、过氧化氢酶和其他酶用于乳制品行业，以延长保质期并确保乳制品的安全性。

这些酶从凝结酶到生物保护酶不等。乳制品酶用于制造奶酪、酸奶和其他乳制品。

饮料行业

啤酒厂使用酶作为加工助剂，以生产可靠、高质量的产品。微生物酶用于在植物材料提取过程中分解植物细胞壁，以生产具有更好产量、颜色和香气的产品。

饲料行业

在动物饲料的生产中，使用酶来分解特定饲料成分，否则这些成分可能是有毒的或没有营养价值的。此外，使用饲料酶可以提高家禽的蛋白质和营养含量。

例如：植酸酶、蛋白酶、-半乳糖苷酶、葡聚糖酶、木聚糖酶、-淀粉酶和多聚半乳糖醛酸酶是家禽饲料中使用的主要酶。

高分子行业

由于高分子材料使用量的增加，使用微生物酶生产可生物降解高分子材料变得越来越普遍。

生物聚合物是环保材料，因为它们是通过生物过程由可再生碳源制造的，使用后会自然分解，然后以可再生资源（如CO2和生物质）的形式释放回环境。

生物聚合物，如聚酯、聚碳酸酯和聚磷酸酯，应用于各种生物医学应用中，包括粘合剂屏障、整形外科器械、组织工程和药物输送控制。脂肪酶是聚合物工业中使用的酶。

造纸和纸浆行业

木聚糖酶和木质素酶是造纸和纸浆行业中使用的两种酶，用于提高纸浆的价值。淀粉酶在这些行业中的用途包括涂层淀粉、脱墨、提高纸张清洁度和提高排水性。

纤维素酶还用于脱墨、改善柔软度和提高排水性，而脂肪酶用于脱墨和改善沥青控制。用于回收废弃印刷材料的生物过程的开发也包括纤维素酶。

皮革行业

为了加快加工速度并提高皮革质量，需要酶来进行皮革加工的各个阶段，包括固化、浸泡、石灰处理、脱毛、软化、挑选、脱脂和鞣制。

碱性蛋白酶、中性蛋白酶和脂肪酶是皮革工业中使用的酶。为了使皮革在浸泡和软化过程中柔软、有弹性和可塑性，碱性蛋白酶用于去除非纤维蛋白。

纺织行业

水解酶和氧化还原酶是棉花预处理和精加工中使用的两种主要酶。淀粉酶、纤维素酶、角质酶、蛋白酶、果胶酶和脂肪酶/酯酶等水解酶用于织物的生物抛光和生物精炼、防止羊毛毡化、棉花柔软、牛仔布整理、脱浆、羊毛整理和其他工艺。

过氧化氢酶、漆酶、过氧化物酶和木质素酶等氧化还原酶类酶用于生物漂白、漂白终止、染料脱色、织物整理、羊毛整理和其他工艺。

洗涤剂和化妆品行业

洗涤剂产品含有酶，以帮助它们更有效地工作并去除基于蛋白质、碳水化合物、油和脂肪的污渍。洗衣洗涤剂中的重量有效的酶通过去除受损的棉纤维来提高白度、颜色和织物护理。例如蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、纤维素酶和脂肪酶。

酶被用作牙膏、漱口水、染发剂和防晒霜中的自由基清除剂。超氧化物歧化酶用于阻止自由基并控制由细菌、空气和水污染以及其他有毒元素引起的皮肤损伤。

在防晒霜中，SOD和过氧化物酶作为自由基清除剂共同作用，以减少红斑。通过去除受损或死亡的皮肤，蛋白酶用于护肤霜中以清洁和柔滑皮肤。

废物管理

酶在废物管理中的应用非常广泛。家庭和工业垃圾都含有各种对生态系统和生物有害或危险的化学产品。使用微生物酶（单独或组合）处理含有苯酚、芳香胺、腈等的工业废水。

结论

由于微生物酶在许多行业中具有巨大的潜在用途，可以满足迅速增长的世界人口的需求，因此它们的工业应用在21世纪显著增加，并且仍在增长。