核心提示：食品工業是酶制劑的應用大戶，作為一種高效的生物催化劑，在食品添加劑的生產中獲得廣泛應用，20世紀40年代，微生物酶制劑工業迅

　　食品工業是酶制劑的應用大戶，作為一種高效的生物催化劑，在食品添加劑的生產中獲得廣泛應用，20世紀40年代，微生物酶制劑工業迅速發展起來，以其種類繁多，生長速度快、加工提純容易、加工成本相對較低等優越性成為酶制劑生產的主要來源，是現代酶工程中獲取酶制劑的主要途徑。現在除少數幾種酶仍從動、植物中提取外，絕大部分是用微生物來生產的。

什么是微生物酶制劑？

　　酶制劑是指從生物中提取的具有酶特性的一類物質，酶制劑主要作用是催化食品加工過程中各種化學反應，改進食品加工方法。是一類從動物、植物、微生物中提取具有生物催化能力的蛋白質。微生物酶制劑就是從微生物中提取的蛋白質。

微生物酶制劑的應用

　　在食品工業中酶有著廣泛的應用，主要用于淀粉、釀造、果汁、飲料、調味品、油脂加工的領域。α-淀粉酶是分布為廣泛的酶制劑，遍及微生物至高等動物。焙烤工業中的α-淀粉酶一直是從大麥麥芽和細菌、真菌葉中提取的。自從1955年以及1963年在英國經過GRAS級驗證后，真菌淀粉酶一直作為面包的添加劑。現在他們應用于不同領域。現代化連續焙烤過程中，在面粉中添加α-淀粉酶不僅可以增加發酵率，降低生面團粘度（改進產品的體積和質地），增加生面團中糖的含量，改良面包的口感、外皮顏色和焙烤質量，還可以延長焙烤食品的保鮮時間。

　　在食品工業中酶制劑不只是作為一種添加劑，在食品保鮮方面也有很大的應用。溶菌酶由于其專一地作用于細菌的細胞壁，使細菌溶解，而對沒有細胞壁的人體細胞不會產生不利的影響，所以廣泛地應用于醫藥、食品等需要殺滅細菌的領域。在食品保鮮方面，可用于各種食品的防腐保鮮等，如干酪、水產品、低濃度釀造酒、乳制品等其它食品的保鮮。采用溶菌酶進行食品的防腐保鮮，一般使用蛋清溶菌酶。蛋清溶菌酶對人體無害，可有效地防止細菌對食品的污染，它已廣泛地用于各種食品的防腐保鮮。

微生物酶制劑的加工工藝

　　隨著人們對健康、環保要求的增高，微生物生產的酶制劑將更需發展，酶制劑工業大有可為。由于酶作用的特異性強、反應條件溫和、安全性大、污染環境小，因此其生產過程是大規模生產技術應用過程，由三大工序組成：發酵、提取、造粒。

　　發酵微生物經過DNA技術的重組，變成高效的特定酶制劑的生產菌，生產菌在丹麥批量生產并冷藏，使用前，首先要經過實驗室的擴大培養，然后接入發酵車間內的種子罐進行再次擴大培養，后擴大培養后的生產菌進入發酵罐開始酶制劑的人工化生產。生產菌在大型的不銹鋼發酵罐內得到充分的養分和空氣，在適合的環境中迅速成長，同時產出大量的生物酶。整個發酵過程都是由計算機自動控制完成的，發酵所用的原料主要是農產品，發酵的整個過程完全符合GMP的要求。

　　提取提取過程的主要任務是從發酵液中提取酶。這是由許多過濾和濃縮步驟完成的。首先發酵液經初步過濾后，變成澄清的含有酶的濾液，此時的濾液經進一步過濾，去除大量的水份和小分子物質后變成酶的濃縮液。如果需要，酶的濃縮液可被進一步濃縮。對于以液體出售的酶產品，提取的后步驟是標準化和穩定化。整個提取的生產過程完全符合GMP的要求。

　　造粒固體酶（顆粒酶）廣泛應用于洗滌行業和紡織行業中。

微生物酶制劑的新發展

　　海洋微生物酯酶是水科院黃海所在“十五”和“十一五”863計劃的持續支持下獲得的一株可以分泌高效穩定新型內酯水解酶的枯草芽孢桿菌MP-　　　　2，該海洋微生物酯酶性質穩定，立體專一性好，通過拆分得到的L-泛酸內酯光學純度可以達到98%以上。研究突破了中間體內酯的手性拆分和固定化酶工藝等關鍵技術，利用新工藝采用酶法拆分，拆分率可達到45%以上，同時其產生的右旋泛酸內酯轉化率基本為100%，實現了近乎零消耗的過程。該技術與化學工藝法相比，成本低、高效節能、反應條件溫和、專一性高、環境污染小。課題的實施將對我國海洋生物制品工業的發展起到強大的推動作用，加速醫藥、食品、水產、養殖等相關應用領域行業的發展，形成綠色產業鏈。

微生物酶制劑加工需要注意的幾個問題

　　菌種選擇任何生物都能在一定的條件下合成某些酶。但并不是所有的細胞都能用于酶的發酵生產。一般說來，能用于酶發酵生產的細胞必須具備如下幾個條件：酶的產量高。優良的產酶細胞首先具有高產的特性，才有較好的開發應用價值。高產細胞可以通過篩選、誘變、或采用基因工程、細胞工程等技術而獲得；容易培養和管理，要求產酶細胞容易生長繁殖，并且適應性較強，易于控制，便于管理；產酶穩定性好。在通常的生產條件下，能夠穩定地用于生產，不易退化。一旦細胞退化，要經過復壯處理，使其恢復產酶性能；利于酶的分離純化。發酵完成后，需經分離純化過程，才能得到所需的酶，這就要求產酶細胞本身及其它雜質易于和酶分離；安全可靠。要使用的細胞及其代謝物安全無毒，不會影響生產人員和環境，也不會對酶的應用產生其它不良的影響。

　　產酶條件的控制提高微生物酶活性和產率的途徑是多方面的，其中控制營養和培養條件是基本也是重要的途徑。改變培養基成分，常常能提高酶活性，改變培養基的氫離子濃度和通氣等條件，可以調節酶系的比例，改變代謝調節或遺傳型，可以使酶的微生物合成產生成千倍的變化。上述的這些措施，對于微生物產酶的影響并非孤立的，而是相互聯系、相互制約的。所謂優先培養條件與培養基的優先組成，都是保證酶合成達到較高產率的控制條件。通常，菌種的生長與產酶未必是同步的，產酶量也并不是完全與微生物生長旺盛程度成正比。為了使菌體較大限度地產酶，除了根據菌種特性或生產條件選擇恰當的產酶培養基外，還應當為菌種在各個生理時期創造不同的培養條件。例如細菌淀粉酶生產采取"低濃度發酵，高濃度補料"，蛋白酶生產采取"提高前期培養溫度"等不同措施，提高了產酶水平。

　　分離提純微生物酶的提取方法，因酶的結合狀態與穩定性的不同，應用部門對產品的純度要求不同，而有一定的區別。如果提取到的酶是一種可溶于水的復雜混合物，則需要進一步加以純化。適用于大生產的提純方法總是以降低成本、提高效能而同時又提高產品純度和質量為前提，事先應當經小試驗規模充分對比，從中加以選擇。理想的提純方法應滿足二個條件，即比活性的提高與總活性的回收高，但實際上往往難以兼得。主要的方法有鹽析法、有機溶劑沉淀法、吸附法。

　　安全控制微生物酶制劑雖是生物產品，比化學制品更安全，但酶制劑并非單純制品，常含有培養基殘留物、無機鹽、防腐劑、稀釋劑等，在生產過程中還可能收到沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌的污染，還可能還生物毒素，此外培養基中都要使用無機鹽，難免混入汞、鉛、砷等有毒重金屬，因此，酶制劑的生產必須有良好的生產規程要求。

　　今后微生物酶制劑在食品工業中的應用要主要做好以下工作：改進當今具有商業價值的酶，開發耐熱、耐酸堿，對底物有特殊作用的酶，以及將動植物生產的酶改由微生物發酵方法來生產，或者將還不能使用的微生物所產的酶改由安全菌來生產；開發新的獨特的酶；復合酶在食品工業中的應用較少，還有待進一步發掘；酶制劑開發方面新技術的應用。

　　隨著微生物酶制劑工業的發展，其優越性、影響力將更為提高，我國微生物酶制劑工業應當在新品研究、加工工業、安全性上多加研究，爭創品牌，形成規模，必將對我國食品工業的發展產生重大影響。