酶工程技术在生物化工中的应用

酶工程技术在生物化工中的应用

何缓缓

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摘要：近些年，随着相关领域科学技术的发展，酶工程技术越来越被人们所重视，很多酶已经能够实现工业化量产，这对生物化工行业的发展起到极大的促进作用。基于此，文章针对酶工程技术在生物化工中的应用进行了分析，以供参考。

关键词：酶工程技术；生物化工；应用

1导言

酶工程在当前生物化工中有着广泛的应用，便于生物化工各大企业中新产品开发和已有产品的改良，对我国生物化工领域来说，酶技术的有效利用十分必要。

2酶技术概述

酶技术该技术将酶学和免疫学进行结合，具有较强的特异性，由此形成酶联免疫分析检测技术。其在检测食品中有无农药残留以及受微生物污染的状况时极有效果，在世界各国的安全检测中得到了广泛应用。同时，酶技术的出现，也大大提升了生物化工中的可选择性。但酶技术不太稳定，不仅一次只能检测特定的成本样品，效率太低，而且由于本身的技术特点，还容易与结构相似的化合物产生交叉反应，容易在检测过程中出现误差。

3酶工程技术在生物化工中的应用

3.1酶技术在环境监测中的应用

首先，PCＲ 技术又叫聚合酶链式反应，即在体外模拟 DNA 的天然复制过程，是 DNA 的一种体外扩增技术。PCＲ 技术在环境监测中的原理是:利用 PCＲ 技术有效检测 PCＲ 扩增产物的靶序列和模板核酸，分析环境中某种生物的 DNA 突变，并采取相关措施解决问题，从而保护环境。利用 PCＲ 技术来进行环境监测工作，既能有效检测出环境中的病毒、病原体等有害生物，又能检测环境中的特异性种群，还能测定基因表达。它具有高灵敏度、特异性强、快速简便等优点，克服了传统的监测方式中对样品检测时间长、难以分离培养的困难，在环境监测中的应用越来越广泛，成为环境监测中不可或缺的重要手段。

其次，生物酶技术主要包括生物酶抑制技术、酶免疫测定技术两个方面。其中，生物酶抑制技术就是利用环境污染物(如农药、化肥等)在外部对特定酶的抑制作用，并加入催化特定酶的显色剂，通过显色剂的变化来判断环境中是否存在污染物或污染物存在的比例如何;酶免疫测定技术则是将环境污染物作为抗原，动物体内给予特定的免疫力抗体，根据抗原和抗体在动物体外进行的特异性反应，并加入类似跟踪物的酶，以显示抗原和抗体之间的免疫反应。与传统监测方法相比，生物酶技术环境监测中的应用具有如下优点:一是生物酶技术能直接降解有机物，迅速除去环境中的污染物，提高处理环境污染的效率;二是生物酶技术具有针对性强、节约成本、绿色环保等优点，使得它在环境监测中的应用也越来越广泛。

3.2酶工程技术在制药业领域的应用

3.2.1基因工程在制药业中的应用

使用基因工程技术进行生物制药时，需要确定充足的对象，然后将该对象的目的基因插入到载体中，在完成拼接后，通过转入新的宿主细胞，最终形成全新的遗传物质。从生物学角度来看，细胞内包含了较多的激素、活性因素，这些物质是人体新陈代谢的必需品。在基因技术的支撑下，不仅能促进各种激素物质的合成，而且对于活性因子的发展具有积极作用。现阶段，胰岛素、干扰素等药品生产中均有基因工程技术的应用，有效地满足了药品生产需要。

3.2.2细胞工程在制药业中的应用

大多数生物制药所使用的原料为植物，这主要是由于植物有其自身的特点和性质，将植物作为药品的原材料，可以保证药品具有较为温和的性质与稳定的药效，不会对人体造成较大的副作用。将中药制药与西药制药有机结合，进一步提高药效。在选择植物时，要考虑到植物的生长规律。大多数植物在生长和发育的过程中需耗费较长的时间，不能充分满足制药的需求。为了改变这一现状，只需将细胞工程与生物制药有机结合，实现对植物的规模化种植。

3.2.3固定化酶

作为一种较为常见的蛋白质或 RNA，酶本身有活细胞产生，并且对于底物具有高度特异性和高度催化效能。化工合成制药过程中，酶能与水相互融合，这对于药品生产具有深刻影响。生物制药技术下，采用固定化酶技术，能有效提升酶稳定性，这不仅加快了酶从反应系统中的分离，而且为后期药物的运输和保存创造了良好条件。从固定化酶应用效果来看，其在促进化工合成制药自动化生产的同时，降低了药品的生产成本，提升了药品的生产质量。现阶段，除激素类药物、氨基酸药物外，固定化酶技术在抗生素药物生产中也有广泛应用。

3.3酶工程技术在食品领域中的应用

3.3.1生物传感器技术

该技术中最重要的作用是生物传感器，由可以识别化学分子的生物材料和信号放大器搭建而成。它在食品检测中可以发挥两大作用，一是可以检测食品的新鲜程度，主要是针对奶制品和肉制品，二是能检测食品的口味以及熟的程度。如果在生产环节中利用生物传感器技术，可以简单高效地把控食品质量。而在具体使用生物传感器技术进行食品检测的过程中，优点也十分明显。首先，反应极为灵敏，即便是只有极少部分的被检测物，也可以发挥检测作用。其次，生物传感器技术的操作门槛不高，只需要简单的学习，就能够上手使用该技术。再者，生物传感器的维护与使用极为方便。只需要在生物传感器里加入一定分量的缓冲液即可正常使用，无需添加其他液体。最后，生物传感器还能推动食品检测自动化水平的提升。因为除了自身能够进行长期持续性地工作之外，还可以与其他设备进行联合工作。

3.3.2免疫酶技术

免疫酶技术是通过酶标记抗体或者抗原检测食品种原有的抗体或抗原，是将抗原抗体反应的特异性和酶的催化性结合起来的一种检测技术，它以酶作为标记物，连接抗体或抗原，酶与抗体发生作用下，通过底物显示的颜色判断出抗原抗体的数量，并通过酶标进行定量、定性分析。标记酶包括碱性磷酸酶、辣根过氧化酶等，这些酶与样品中抗体和抗原反应后酶性能不会发生变化，不会影响到测定结果。常见的酶检测技术包括间接法、夹心法，根据检测对象，选择不同的检测方法。如果是检查样品的抗体，则选择夹心法，将具有特异性的抗体吸附在聚乙烯材料的导管、小盘上，在里面加满被测溶液，如果样品中含有抗体，则抗体在导管、小盘上形成复合物，通过洗涤加入酶标记的抗体后，抗体结合到载体表面，清洗剩下的标记抗体，在抗体中加入酶，酶发生催化还原反应后产生有色物质，通过肉眼和分光光度计可以观察有色产物和溶液抗原体；间接法主要运用在医学血液检查，食物微生物检测应用比较少。

3.4酶工程技术在畜牧业领域的应用

在畜牧业领域，生物酶的应用最早起源于 19 世纪，随着畜牧业的不断发展，生物酶在多种畜牧饲料中应用更加频繁，如：微生物复合酶、淀粉酶等。生物酶饲料的应用有助于动物更好成长，提升饲料使用效率，增强动物免疫力。比如一些幼小动物的存活率较低，生物酶饲料的应用很好地解决了这方面问题，在提升动物存活率的同时也减少了兽医药费的使用，对于畜牧业的长期发展有积极影响。此外，在人类生活、生产中含有大量蛋白质废弃物，未经处理的废弃物不能用于畜牧业，通过酶工程技术的应用，可以将蛋白质废弃物进行发酵，大幅提升废弃物的转化效率，降低畜牧业成本，推动畜牧的健康发展。

结束语

总之，酶工程发展与应用对我国生物化工有关领域有着很深远的影响，社会各界对生物技术所潜在的价值和可能带来的社会经济效益也更加重视。比如酶工程技术融入到新药研制的很多环节，此项技术不仅可以为稀有药材提供保护，还可以帮助部分材料提高自身的活性成分，进而帮助其提升实际的疗效。

参考文献：

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