現(xiàn)代食品科學(xué)視角下的酶制劑原理與應(yīng)用

常昊龍（上海統(tǒng)益生物科技有限公司 上海 200444）

酶工程是21世紀生物技術(shù)領(lǐng)域的前沿科技之一，隨著新酶源的不斷發(fā)掘和酶分子改造技術(shù)的進步，酶制劑在食品、醫(yī)藥、生物能源等領(lǐng)域的應(yīng)用進一步拓展，具有廣闊的前景和發(fā)展空間。由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社出版的《食品酶學(xué)與酶工程（第3 版）》，在系統(tǒng)分析食品酶學(xué)與食品酶工程基本原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代生物學(xué)和食品科學(xué)的最新發(fā)展趨勢，對食品酶的應(yīng)用進行了全面總結(jié)，有助于讀者更好地理解酶制劑的原理與應(yīng)用。

該書主要內(nèi)容共11 章，大致可以分為三個部分。第一章緒論為第一部分，主要回顧了酶學(xué)和酶工程研究的發(fā)展歷程以及其在食品及相關(guān)領(lǐng)域的實踐應(yīng)用等內(nèi)容。第2 至6 章為第二部分，主要介紹了食品酶學(xué)的相關(guān)知識，包括酶學(xué)基礎(chǔ)理論、食品工業(yè)中的水解酶和氧化酶、酶的生產(chǎn)和分離純化等內(nèi)容。第7至11 章為第三部分，主要介紹了食品酶工程的相關(guān)內(nèi)容，包括酶分子修飾與改造、酶與細胞的固定化、酶反應(yīng)器與酶傳感器、非水相酶催化等，并對酶工程技術(shù)的研究趨勢及應(yīng)用前景進展進行了總結(jié)。該書特色鮮明、內(nèi)容詳實，不僅是高校食品科學(xué)與工程等專業(yè)的優(yōu)秀教材，同時也廣泛適用于其他相關(guān)專業(yè)學(xué)生和食品從業(yè)人員選擇使用。

食品酶學(xué)的發(fā)展歷程及基礎(chǔ)理論。人類利用酶的歷史非常久遠，早在史前時期人們就開始利用酶來釀酒，但這只是無意識地利用。直至19世紀末，人們才對酶有了較為清晰的認識，并首次提出了酶的概念。圍繞酒精發(fā)酵機制的爭論也在這一時期劃上句號，人們最終認識到能夠使蔗糖發(fā)酵的并非酵母細胞而是酶。在此基礎(chǔ)上，20世紀初的生物化學(xué)家對酶的催化作用進行深入研究，進一步證實了酶的本質(zhì)是具有生物催化功能的蛋白質(zhì)。20世紀后期以來，隨著現(xiàn)代化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)理論研究的進步，酶制劑的開發(fā)和應(yīng)用得到了更為廣泛的關(guān)注，人們能夠大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用各種酶制劑，大大提高了食品的品質(zhì)和生產(chǎn)效率。新酶源的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)、酶的優(yōu)化和高效應(yīng)用是當前酶工程發(fā)展的主要方向，借助基因工程等技術(shù)手段對酶分子結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，可以發(fā)展出性能更加優(yōu)良的酶和新功能酶。

酶制劑在食品生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用。正如書中指出的，酶工程技術(shù)在食品、醫(yī)藥、生物能源等多個領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，被稱為新型生物產(chǎn)業(yè)的“芯片”。特別是在食品工業(yè)領(lǐng)域，酶制劑由于具有條件溫和、高效專一、能源節(jié)省等特點，在改善食品質(zhì)構(gòu)特性、提高食品的風(fēng)味和營養(yǎng)價值等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。在生產(chǎn)實踐中，酶不僅被直接作為原料，用來生產(chǎn)葡萄糖、氨基酸和核苷酸等物質(zhì)，還直接參與淀粉深加工、乳制品加工、果蔬加工、肉制品加工、焙烤制品加工、釀酒工業(yè)等各類食品生產(chǎn)過程。這些食品酶有別于其他食品添加劑，在食品的改性方面更具有針對性，可以有效改善提升食品的營養(yǎng)價值、質(zhì)地和口感。此外，酶制劑在食品分析檢測領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用價值，可以用來檢測食品成分，推算食品中各類物質(zhì)的含量，是保證食品質(zhì)量安全的重要工具。

食品酶工程技術(shù)研究趨勢與前景。自然界有著豐富的酶資源，但天然酶的催化屬性與工業(yè)應(yīng)用上的需求還有一定差距。為了滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中對酶制劑的高效能、高強度要求，對高溫、強酸、強堿和高壓等極端條件下的微生物進行發(fā)掘，尋找能夠突破傳統(tǒng)酶催化功能的天然極端酶，成為當前酶工程技術(shù)研究的熱點，在食品工業(yè)等領(lǐng)域有著非常可觀的應(yīng)用前景。同時，隨著基因重組技術(shù)等高新科技的飛速發(fā)展，人們在不斷發(fā)掘自然界新酶源的基礎(chǔ)上，也進一步加強了對酶分子結(jié)構(gòu)的改造和優(yōu)化。在人工智能的應(yīng)用下，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測方法和新功能酶計算設(shè)計策略得到迅猛發(fā)展，為高活性食品酶的設(shè)計開發(fā)提供了新的發(fā)展方向，也是當前的研究熱點之一。隨著各種食品酶結(jié)構(gòu)解析越來越透徹，與底物相互作用的關(guān)系越來越清晰，相信未來將獲取更多性能更加穩(wěn)定高效的新功能酶。

總的來看，酶制劑在食品行業(yè)有著重要的應(yīng)用價值，隨著酶工程技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的新型酶被發(fā)現(xiàn)并投入生產(chǎn)實踐中，進一步拓展了酶制劑在食品工業(yè)中的應(yīng)用前景。該書在第2 版的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)介紹了食品酶學(xué)和食品酶工程的最新理論及應(yīng)用，還通過二維碼技術(shù)融入信息化教學(xué)資源，有助于讀者在全面理解食品酶學(xué)和食品酶工程的同時，從整體上把握現(xiàn)代生物學(xué)和食品科學(xué)的發(fā)展趨勢，是一部兼具科學(xué)性和實用性的優(yōu)秀學(xué)術(shù)著作。