酶工程是现代生物技术的一个重要组成部分。酶工程又称酶反应技术, 就是指在一定的生物反应器内, 利用生物酶作为催化剂, 使某些物质定向转化的工艺技术, 包括酶的研制与生产, 酶和细胞或细胞器的固定化技术, 酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。其应用范围已遍及工业、医药、农业、化学分析、环境保护、能源开发和生命科学理论研究等各个方面.

1 酶工程在用农产品开发生物活性肽方面的应用

随着研究发现，蛋白质经消化道中的酶水解后，主要以小肽的形式吸收，比完全游离的氨基酸更易吸收利用。这一发现，启发了科研工作者采用酶工程技术用蛋白质生产生物活性肽的新思路。生物活性肽是蛋白质中2 0 种天然氨基酸以不同排列组合方式构成的从二肽到复杂的线性或环形结的不同肽类的总称，是源于蛋白质的多功能化合物。活性肽具有多种人体代谢和生理调节功能，易消化吸收，有促进免疫、激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等作用，且食用安全性高。生物活性肽主要是通过酶法降解蛋白质而制得。目前已从大豆蛋白、玉米蛋白、牛奶蛋白、水产蛋白的酶解物中制得一系列功能各异的生物活性肽。

2 啤酒工业中的应用

啤酒以其特有的“麦芽的香味、细腻的泡沫、酒花的苦涩、透明的酒质”为人们所喜爱。由于啤酒含有丰富的氨基酸和维生素, 因此被称为“液体面包”。制麦芽大麦含有全麦啤酒酿造用到的所有的酶, 现在企业用到大量的谷物作为替代品, 所以需要外源酶。而利用现代酶工程技术与传统啤酒酿造技术相结合, 将提高啤酒质量, 降低生产成本, 增加企业效益。酶在啤酒生产中的作用主要有辅料液化、提高发酵度降低双乙酰、改善麦汁过滤、增加α- 氨基酸、提高啤酒稳定性、改善膜过滤速度、消除杂菌污染、啤酒除氧等。

3 白酒和黄酒工业中的应用

酿酒工业中广泛应用的酶主要是糖化酶、液化酶、纤维素酶、蛋白酶、酯化酶等,具有酶活力强、用量少、使用方便等优点,适量添加可提高出酒率和品质。糖化酶、液化酶是白酒黄酒酿造中主要用酶, 目前流行的生料酿酒和液化法黄酒酿造也主要是利用这两种酶直接将淀粉液化糊化糖化来代替蒸煮作用的原理, 而通过酶的固定化技术将它们固定在载体上,效果更好,也是当前研究的热点。

4、在乳品工业中的应用

固定化凝乳酶：蛋白酶对牛乳的凝固反应在干酪生产上极其重要，采用固定化凝乳酶生物反应器，在较低温度下处理牛乳，使牛乳不致很快凝结而仅完成第一步酶促过程，即裂解k- 酪蛋白苯丙酰和蛋氨酰构成的肽链，而使蛋白胶囊失去稳定性。固定化特殊蛋白酶：决定抗原活性的多肽键的分子量大约为600~800 道尔顿，因而选择特殊蛋白酶，用固定化技术来对乳蛋白质中抗原的决定部位的片段加以水解，产生分子量较低的多肽链，就可有效降低其抗原性而防止牛乳过敏症。通过脂酶的转脂作用或水解可对乳中甘油三酯进行修饰，使乳脂肪的性质，尤其是融化性、乳化性得到改善，并保持原有良好的风味和纯度，有利于乳脂肪在产品中的稳定性。目前，乳品工业中还有乳糖异构酶、增香酶的研究。

5 酶工程在开发功能性低聚糖中的应用

获得低聚糖的途径主要有：从天然植物中提取、化学合成、酶工程等。以淀粉为原料生产低聚糖大部分采用生物工程中的酶工程来制备。以淀粉为原料生产低聚糖类产品，是淀粉深加工的另一途径，也是利用淀粉生产甜味剂的新途径。这是目前生产低聚糖的主要方法。以淀粉为原料生产的低聚糖大至有：低聚麦芽糖、低聚异麦芽糖、低聚龙胆糖、环葡聚糖、甘露低聚糖、低聚果糖等。

6、果蔬加工中的应用

水果蔬菜加工中最常用的有果胶酶,纤维素酶,半纤维素酶,淀粉酶,阿拉伯糖酶等。其中果胶酶已成为许多国家果汁、蔬菜汁加工的常用酶之一。利用果胶酶可以明显提高果汁澄清度,增加果汁出汁率,降低果汁相对黏度,提高果汁过滤效果。果胶酶主要由滋生物来生产,人们通过一系列诱变育种技术,可以筛选优良菌种。随着人们对天然健康食品的不断需求,近年来,采用果胶酶和其他的酶(如纤维素酶等) 处理可以大大提高出汁率,简化工艺步骤,并且可制得透明澄清的蔬菜汁。再经过种种调配就可以制成品种繁多的饮料食品,如胡萝卜汁,南瓜汁,番茄汁,洋葱汁饮料等。葡萄糖氧化酶可用于果汁脱氧化,国内外对其生产及固定化方法进行了深入的研究。特别是近年来,随着葡萄糖酸钙,葡萄糖酸锌,葡萄糖酸铁等葡萄糖酸系列产品的兴起,需求日益增加,因而开发性能优良的固定化葡萄糖氧化酶用以氧化葡萄糖生产葡萄糖酸具有实际意义。

7、食品保鲜方面的应用

生物酶用于食品保鲜主要就是制造一种有利食品保质的环境,它主要根据不同食品所含的酶和种类,而选用不同的生物酶,使食品所含的不利食品保质的酶受到抑制或降低其反应速度,从而达到保鲜的目的。例如葡萄糖氧化酶加在瓶装饮料中,吸去瓶颈空隙中氧而延长保鲜期;溶菌酶对革兰氏阳性菌有较强的溶菌作用,用于肉制品、干酪、水产品等的保鲜;细胞壁溶解酶可消除某些微生物的繁殖,已被用作代替有害人体健康的化学防腐剂,对食品进行保鲜储藏。

8、食品分析与检测方面

由于酶具有特异性,因此,它适合于植物和动物材料的化合物的定性和定量分析。例如,采用乙醇脱氢酶测定食品中的乙醇含量;采用柠檬酸裂解酶测定柠檬酸的含量等。另外,在食品中加入一种或几种酶,根据它们作用于食品中某些组分的结果,可以评价食品的质量,这是一种十分简便的方法 。

生物酶在食品加工过程中的应用取得了巨大的经济效益。其在食品加工中所起的作用是双方面的,有些酶的反应在加工中是不利的,特别是蛋白水解酶类,我们应力图避免;有些酶的反应是我们所希望的,如水果的成熟、芳香物质的产生、果胶的分解等等。。根据各类食品

的不同特性,同时结合不同酶制剂的特异效果,并很好地利用不同酶制剂之间,甚至酶制剂与其他食品添加剂之间的协同性,必然会给食品加工带来可观的经济效益。国际上大的酶制剂公司广泛采用基因工程、蛋白质工程、定向进化的高新技术,大大提高了菌种产酶能力,增加了酶的稳定性,提高了酶在各种环境中的反应效率 。

阅读的文献：

[1]李炜炜,陆启玉.酶工程在食品领域的应用研究进展[J].粮油食品科技,2008.3

[2]姬德衡,钱方 ,刘雪雁.酶工程在功能食品开发中的应用[J].大连轻工业学院学报,2003,3

[3]张久民.酶工程技术在乳品工业中的应用[J].养殖技术,2009,3

[4]何进武,黄惠华.酶工程在酿酒工业中的应用[J].酿酒,2007,5

[5]酶与酶工程[J].国家数字文化网

[6]杨淑芳.酶工程在农产品加工上的应用[J].行业综述.