食品的魔术师——酶
地球上到处存在着生命，从参天的大树到显微镜下才能看到的细菌、病毒，从天上飞的鸟到水中游的鱼，形形色色，种类繁多。生命与非生命最根本的区别就是生命中存在着新陈代谢。新陈代谢是由成千上万个错综复杂的化学反应构成，有秩序地进行。这些化学反应都是在生物催化剂的作用下进行。这些生物催化剂就是酶；没有酶，就没有新陈代谢，就没有整个生物界。
1. 酶是什么
酶是由细胞产生的具有生物催化功能的蛋白质。大自然的杰作：无所不在的酶
一、酶就在我们身边
人类利用酶有几千年的历史。2500年前的春秋战国时期，我们的祖先就开始用“曲”治疗消化不良。但酶真正被人类所认识利用，却只有二三百年的历史。
你如果把米饭和馒头多咀嚼几次，嘴里马上就会甜滋滋的——原来，米面里含有大量的淀粉，唾液里含有淀粉酶，当淀粉遇到淀粉酶，就会分解成麦芽糖，所以咀嚼米饭或馒头会感到甜。又如，鸡肉中的蛋白质由一种叫作氨基酸的物质组成，由于胃肠中有蛋白酶，吃进的鸡肉中的蛋白质很快变为人体可吸收的氨基酸。我们的消化液中，含有不同的酶，能像魔术师那样，以惊人的速度完成一连串食物消化的化学变化。酶是个大家庭，弟兄众多，我们的身体里就有约2000种。可它们的脾气却很怪：淀粉酶只分解淀粉，蛋白酶只分解蛋白质……
酶首先是蛋白质。有些酶是简单蛋白质，有些酶是结合蛋白质。结合蛋白质的蛋白质部分称为酶蛋白，非蛋白质部分称为辅酶或辅基。
（1）酶是生物催化剂
催化剂是一种化学物质，只要将它少许加一点到其它相关的物质中，就能促进其它物质发生化学应，而它自己既不被消耗，也不被改变。举个例子，如一个学生要得到知识可以通过自学或老师来教，老师就像酶，学生就像反应物。老师可以使学生提高学习效率，更准确快速地掌握知识。一名老师可以同时教多个学生，外语老师可能在教外语上更有专长(酶反应有专一性)，教完一个班还可再教另一个班(催化剂本身还可以再反应)。作为生物催化剂的酶，除拥有上述特点外，还有自己的特点：
① 作用条件温和用酸作催化剂水解淀粉成葡萄糖，需耐受245～294 千帕的压力和140～150℃的高温及耐酸的设备，用酶法只需在 90℃、一般设备中便可完成。
② 催化效率高 在很多反应中，生物催化剂可比化学催化剂催化速度高 106～1013倍。
③ 专一性强底物指被酶所催化的物质。酶对底物具有专一性，例如麦芽糖酶只能分解麦芽糖而不能分解其它物质。
一般化学反应具有高温、高压、耗水、反应条件苛刻，需要大量资金投入等缺点，而酶反应无类缺点，而且酶本身不被消耗，因而用酶反应取代化学催化反应已成为一种潮流。
（2）酶的命名与分类
以往酶根据习惯命名。其中有根据作用的底物命名的，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等；有根据酶的来源命名的，如胃蛋白酶、木瓜蛋白酶等。1961年，国际酶学委员会规定了酶的系统命名法和编号，还根据酶所催化反应的反应性质将酶分为6大类：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、连接酶。
（3）酶的作用机理
如果不加催化剂，化学反应要走一条艰难的路，好比火车必须翻越一座高山；而加入后，高山好像被崩解成小山丘，
火车只要翻过两个小山丘就行了，化学反应速度也就快了。催化剂——“翻山越岭”更容易
我们知道，酶是蛋白质，蛋白质由氨基酸组成。几十个乃至上百万个氨基酸像线上的珍珠一样串联在一起就形成了蛋白质(包括酶)。蛋白质(包括酶)从简单到复杂有一、二、三、四共四级结构。酶只能“一把钥匙开一把锁”酶为什么具有高度专一性呢？1800 年，第一法兰西共和国曾以 1 千克黄金悬赏寻求答案。1890 年，德国化学家费舍尔提出了著名的锁匙学说。他认为酶是蛋白质，而蛋白质有一定的空间结构，就像钥匙和锁必须相互配合，酶的结构与反应物的空间结构相互契合，就能发生反应，正如“一把钥匙开一把锁”。
催化剂的专一性——“一把钥匙开一把锁”
到了 20 世纪，考施兰特认识到反应物可能会诱导酶蛋白发生一定程度的结构变化，于是提出了著名的诱导契合学说。
当反应物分子出现后，酶蛋白受到反应物分子诱导，结构上发生有利于反应物的变化，最终导致二者在构象上的互补关系而发生反应。诱导契合学说也解释了酶的高度专一性的原因。
（4）酶反应的影响因素
① 温度一方面，温度升高时，反应速度加快；一般每升高10℃， 酶反应速度增加1～2倍。另一方面，随温度升高，酶也逐渐受热失去活力。当人体发热时会产生厌食，就是由于体内的消化酶活力因体温升高而降低导致的。动物来源的酶最适温度一般为35～40℃；植物来源的酶一般为40～50℃。大部分微生物酶的最适温度在 60℃以下。
② 酸碱度(pH)会影响酶的活性。一般酶的最适 PH在 4.5～8.0 之间。此外，激活剂与抑制剂、酶浓度、反应物浓度、水分活度等因素都会影响酶的反应速度。
2. 酶是否安全
（1）酶与食品安全
我们知道许多食品中都含有酶或是用酶的方法加工处理过，也许我们会产生这些酶是不是安全的疑问，这是很自然的。不过答案是：“酶是安全的食品添加剂和加工助剂”。为什么呢?
可以从两方面来说明这一问题：一是食品中可能含有大量的天然酶，如食品中浓度最高的活性酶也许就是菠萝中的菠萝蛋白酶，食用时使口腔黏膜有刺激感，但没有任何报道认为，食用新鲜菠萝对人体健康有不利影响；二是食品中含有外加酶制剂的量是很低的。例如，面包中含有的纯α-淀粉酶只相当于15/10亿。面包中也可能含有0.2%的麦芽，麦芽淀粉酶的浓度相当于20/10亿。迄今为止，还没有充分证据表明，用于食品工业的酶是有害于人体健康的。酶制剂作为食品添加剂，为了确保其安全性，1977年联合国粮农组织和世界卫生组织对其安全要求做出以下规定。
① 凡从动、植物可食部位的组织制取的，以及使用传统食品加工用菌种生产的酶制剂可作为食品对待，不需进行毒理实验。例如，来自小牛、羊的凝乳酶，以及来自木瓜的木乳杆菌(Vactobacillus)、瓜蛋白酶均认为是安全的来自酵母、黑曲霉(Aspergilius niger)的酶也认为是安全的。
② 凡由非致病微生物生产的酶需做短期毒性实验。其中由枯草杆菌(Bacillus subtilis)得来的酶一般认为是安全的。
③ 对于由非常见微生物制取的酶，需做广泛毒性实验。经过以上卫生安全评价，一般认为酶制剂是安全的。事实上，食品加工中的酶制剂很少以活性形式进入人体，因为它们在食品加工中已变性失去活力。
（2）酶蛋白与致敏性
历史上，由于缺乏经验，出现过因酶过敏导致的健康问题。这类问题多数发生在酶制剂生产厂或在生产产品的过程中添加酶的工厂里，而对大众消费者没有影响。1969年，出现了酶历史上最严重的事件，英国一些洗衣粉生产厂的工人因吸进酶粉尘后过敏而出现肺部病症，之后全球洗涤剂厂加酶洗衣粉大幅减产。在美国也发生过大量类似问题。这时，丹麦诺维信公司与美国政府合作展开研究，开发了酶的造粒工艺，将酶蛋白粉末完全包裹在造粒材料中，以避免人们因接触它而过敏。1971年，造粒酶首先开发成功，这项技术将酶粉尘减少到原来的1/10000,加酶洗衣粉产量又迅速增长。
3. 酶的来源与生产、检测
(1) 酶的来源
酶的自然来源有动物、植物和微生物三大类。动物酶制剂多从动物脏器中提取，如凝乳酶是从小牛第四胃中提取的皱胃酶；植物酶制剂可从植物种子、果实等中提取，如木瓜蛋白酶是从木瓜中提取的。但动、植物酶制剂受季节、地区、数量和经济成本的限制，近年来酶制剂的主要来源已为微生物所取代。从普通花园的土壤到火山、极地冰山等环境中采集到的微生物是最常见的酶制剂产品的基础。微生物酶制剂有许多显著优点：
① 微生物种类繁多(已知不下30余万种)，酶种丰富，存在于动植物体内的一切酶类几乎也都存在于微生物中。一切动植物生产的酶几乎都可由微生物制取。
② 微生物繁殖快、产量高，可大规模工业生产。一个 30吨的发酵罐生产酶蛋白，一天的产量大于 1 吨。
③ 利用现代生物技术如基因克隆技术等可以改良微生物，提高酶的产量，使酶的性质更符合需要。生产酶制剂的微生物主要有细菌、真菌和酵母菌等。绝大多数微生物酶仅由 25 种左右的微生物生产，包括 12 种霉菌。黑曲霉、米曲霉(Aspergillus oryzae)和枯草芽孢杆菌是最有用的产酶微生物。
(2) 酶的生产
不超过1.5微米的微生物是酶的生产核心。利用微生物生产酶制剂主要有3个步骤：菌种选育、发酵生产、分离提纯。
① 菌种选育从大自然中获取菌种是最根本的方法，但现在大多数菌种是到菌种库查找和购买的。菌种选育——微生物的“选美”
② 发酵生产大量繁殖微生物的过程称为发酵。现在利用微生物生产酶制剂的主要方法是液体发酵。液体发酵指将经过精心筛选的微生物在发酵罐中培养繁殖，发酵罐中有富含营养物质的发酵液，罐中温度、酸碱度等条件可以控制。发酵罐最大容积可达1000立方米。
③ 分离纯化 发酵完成后，使用真空转鼓过滤机将酶与发酵液中的微生物、培养基等成分分离开。转鼓过滤机旋转的过程中，将发酵液喷散开来。过滤机外涂有厚厚一层硅藻土，水和可溶的酶渗透过去，被吸进过滤机中央，微生物、培养基则被粘在硅藻土表面上，稍后用巨型刀片将其去除。酶与水的混合液是不纯净的，再经过盐析、有机溶剂沉淀、离心、蒸发、超滤、结晶等不同方法得到分离纯化。其中超滤是指利用有选择透过性的微孔膜，截留大分子酶蛋白、除去小分子和水的分离技术，是20世纪70年代新兴起的技术。 酶易变性，“娇气”分离纯化一般应在0～5℃的低温下进行。很，之后，酶被进一步加工成颗粒、液体、粉末等形式。颗粒状的酶是经过“造粒”工序生产的。它是指在大型水平混合机中，将酶与盐、纤维素等成分混合形成0.5毫米大小的粒状物，再用聚合体包裹而造粒，以防止使用时酶粉尘可能引起的致敏危险。最后，再经过罐装或袋装，酶即可出厂。
(3) 酶活力的测定
在进行酶学研究、酶的生产与酶的应用过程中，需要对酶活力进行经常大量的测定。
检查酶的含量与存在，不能直接用质量或体积表示，常用它催化某一化学反应的能力即酶活力表示。酶活力指酶的催化能力，以酶所催化的化学反应速度表示。催化的反应速度越快，即酶的活力越高。当酶保持特定的空间构型时，它具有催化活性，酶的活性不随反应的完成而降低，但它受改变其构型的一些因素(如温度)的影响而降低或丧失。正如前面举的老师教学生的例子，老师可以反复地教一批批的学生，然而他(或她)会随着时间推移受外界条件的影响而渐渐衰老，即酶活力减弱。测定酶活力的方法有化学法、光学法、气体测定法等。
酶活力的高低用酶活力单位表达。1961 年，国际酶学会议规定：在特定条件下，1分钟能催化1微摩底物转化为产物的酶量，定义为1个酶活力单位。为得到准确结果，要求用秒表准确计时，温度变化要控制在 0.1℃以内。
酶活力的测定是研究、生产和应用酶的基础。生产酶制剂时，产品的产量和质量就是以酶活力为尺度的。在医学研究和临床应用上，对疾病的病因探讨、诊断、治疗都可以通过测定某些酶活力的变化得以解决；在食品化学方面，以某些酶的活力作为食品新鲜程度的标志，在检查食品是否腐败，或经过某些方法处理(如消毒灭菌)保存食物时，从酶活力测定得知其保存情况；在植物及农业化学方面，有关土壤的性质、肥料的肥力、虫害的控制、不同温度下储存种子或种子发芽过程中的生理变化，都可以应用酶活力的测定而得以了解。所以，酶活力的测定在工农医方面都有重要意义。
4. 酶制剂的发展
(1) 酶的历史
人类的祖先，即使还不知道什么是酶，已凭着实践所积累的丰富经验，广泛应用着动植物与微生物酶的催化作用。微生物产生的酶很早以前就被应用于制造食品，如烘焙面包、酿造酒类、制造干酪等。据龙山文化遗址考证，我国4000多年前的夏禹时代人们就会酿酒。3000 多年前的周朝，就有制酱、制饴的记载。酱指发酵食品，饴指大麦芽经酶作用生成的麦芽糖。据《左传》记载，春秋战国时期已采用曲来治疗消化不良。
1684年，比利时医生赫尔蒙特(Helment)发现，在酿酒的过程中有一种气体出现。他把发酵中引起物质变化的因素称为酵素。
1814年，俄国科学院院士肯尔考夫(Kirchoff)搞清了麦芽提取液水解淀粉的现象。他发现，谷物种子的水解能力取决于包含于其中的水溶性物质，这是第一次朦胧认识到酶是可溶性物质。
酶的现代史可以追溯到1833年，法国化学家佩恩(Payen)和帕索兹(Persoz)从大麦的麦芽中分离到一种物质，为白色无定形粉末。该产物可使 2000 倍淀粉转化为可溶性糖，被命名为淀粉酶，并指出了它的催化特性和热不稳定性，初步触及了酶的一些本质，故一般还是认为是他们首先发现了酶。这也是最早的淀粉酶制剂，该产品随后被应用于棉布退浆。
1835年，瑞典人贝采利乌斯(Berzelius)首次证明了用麦芽提取物可以比酸碱更有效地降解淀粉，并将这一过程称为催化。
1836年，德国生理学家施旺(Schwann)分离出一种在胃内消化蛋白的物质，并命名为胃蛋白酶。这也是第一个从动物组织中提取到的酶。施旺也是细胞学说的创始人之一，是他首先提出细胞是动物的基本结构单位。
1858年，法国化学及生物学家巴斯德(Pasteur)对酵母的酒精发酵进行了大量研究，指出在活酵母细胞内有一种物质，可以将糖发酵生成酒精。
1874年，丹麦首先出现了出售凝乳酶的商品广告。
1878年，德国科学家库尼(Kunne)提出用酶(enzyme)这一术语来表示从活的生物体中提取的、未统一命名的各种酵素。酶这个词本身的意思是“在酵母中”起源于希腊语，“en”即英文“in”，表示“在……内”“zyme”即英文“yeast”表示酵母菌。
1890年，德国化学家费舍(Fisher)提出了酶的催化理论——钥匙/锁理论，发展了酶的专一性概念。1959 年，考斯兰德(Koshland)提出诱导契合学说，发展了酶催化理论。
德国化学家巴克纳(Buchner)兄弟将酵母和沙一1897年，一起研磨，压榨出汁液，得到的汁液中不含活细胞，但仍能使糖发酵成酒精。这表明酶不仅能在细胞内，也能在细胞外进行催化作用；发酵依赖于无生命的酶。巴克纳兄弟发现了发酵的本质，从而奠定了现代生物化学的基石，也为酶制剂产业化奠定了理论依据。
1908年，德国科学家罗门(Rohm)用酶代替动物排泄物进行皮革的软化。当时使用含胰蛋白酶的动物胰腺提取物，从此，皮革的软化都是以酶为基础。如今，由细菌或真菌发酵生产的酶取代了原来的动物酶。
1914年，德国科学家罗门发明了加蛋白酶的浓缩洗衣皂。
1926年，美国化学家萨姆纳(Summer)提纯结晶了第一个酶——脲酶。1930年，美国生化学家诺斯勒普(Northrop)等人分离提纯了胃蛋酶、胰蛋白酶等多种酶的结晶，证明了酶的本质是蛋白质。从此，酶的蛋白质属性才普遍被人们所接受。他们因此赢得了1946年诺贝尔奖。 酶工业体系自此创立。
1953年，美国人沃森(Watson)和英国人克里克(Crick)提出了DNA的双螺旋结构，将生物研究带入了分子生物学时代。同年，德国的格鲁布霍费(Grubhofer)等人将淀粉酶、胃蛋白酶与载体树脂结合，制成了固定化酶。
20世纪60年代，随着能将淀粉分解成葡萄糖的葡萄糖淀粉酶的上市，迎来了酶制剂工业的大发展。此后，几乎所有的葡萄糖生产都由传统的酸水解法转化为酶水解法，淀粉加工业成为继洗涤剂工业之后的第二大酶制剂应用市场。丹麦诺维信公司将耐碱的细菌性蛋白酶投入市
1963年，一场宣告了洗涤剂用酶的真正突破。欧美各国竞相将蛋白酶加入洗衣粉、肥皂等洗涤剂中，曾风行一时。
1970年，美国霍普金斯大学研究人员分离纯化出第一个限制性内切酶Ⅱ。至今，在基因工程中应用的工具酶已有500多种，促进了基因重组酶的生产工艺。
1988年，纤维素酶用于纺织工业——代替石磨用于牛仔服后整理。
1991年，麦芽糖淀粉酶用于焙烤工业。
1995年，植酸酶用于动物饲料。
1999年，果胶裂解酶用于棉布的煮炼加工。
上述一系列事件是酶的发现、应用、研究发展过程中的一个又一个里程碑，随着科学技术的飞速进步，我们不难预见，酶这一古老而又与高科技相结合的产物，会为我们将来的生产和生活不断制造一个又一个神话。
(2) 酶工业现状
目前已经发现并鉴定的酶有8000种。世界上已知的酶制剂有 5000多种，工业化生产的酶制剂有近200种，常用的有30多种。由于酶有反应条件温和、催化活性高、副产物少、比较安全等优点，所以酶制剂工业迅速发展起来。
1949年，日本人开始采用液体深层培养法生产细菌α-淀粉酶，这标志着微生物酶的生产进入大规模工业化阶段。第二次世界大战后，由于抗生素工业的兴起，使酶制剂工业迅速发展。现在，酶制剂工业以每年7%～8%的速度增长。
1974年，全世界酶制剂年销售总额不过4000万美元，而在2002 年已经达到 24 亿美元。
据1985年的统计数字，世界上大型酶制剂生产厂家超过10 家，集中于西欧与北美。其中丹麦诺维信公司是世界上最大的酶制剂生产公司，在丹麦、日本、美国、巴西、中国等国设厂，每年投入科研开发经费高达 1.5 亿美元，占公司年销售收入的12.5%，在生产技术、产品品种开发和经济效益等方面处于世界领先水平。 2003年，丹麦诺维信公司全球营业额超过58亿丹麦克朗。
酶制剂以淀粉酶和蛋白酶产量最多，约占总产量的90%。其次是纤维素酶、脂肪酶、果胶酶等。
我国于 1965 年开始酶制剂的生产，主要生产细菌淀粉酶，填补了我国工业化生产微生物酶制剂的空白。在1969年又完成了蛋白酶的工业化生产。1980年开始将糖化酶投入到白酒与酒精生产中，节约了曲粮，并节省了劳动力与厂房。
如今，我国酶制剂工业已有很大发展，酶制剂生产厂家超过 20家。我国酶制剂工业基础较薄弱，产量虽大，但技术水平整体不高，离国际先进水平还有差距，需要赶超。
5. 酶与日常生活息息相关
工业、农业、医学与人们的日常生活息息相关。酶对于农业的贡献主要是参与光合作用和生物固氮，以下我们主要谈一下酶在工业与医学方面的应用。
（1）酶在工业方面的应用(除食品工业)
自古以来，人们就已经在手工业中不自觉地应用了酶，而酶在工业生产中的应用还是近代的事，20世纪60年代以后发展更快，在很多领域大显身手。酶不愧是工业战线的多面手。
① 洗涤能手 当我们看到电视中上演洗涤剂广告时，经常可以看到两个烧杯内的洗衣粉有明显不同的效果，其中一个会神速地去除污渍，另一个则没有如此功效。那么，是什么物质这样神奇呢？这就是因为酶。早在20 世纪初，德国人罗门就发明了世界上第一个洗涤用酶制剂，当时以片剂销售。
1962年，丹麦诺维信公司首先推出了加酶洗衣粉。加酶洗涤剂去污能力强、用时短，受到人们的欢迎。目前，洗涤剂用酶已成为工业用酶中市场销量最大的酶制剂，1998年全球洗涤剂用酶销售量达 4.98亿美元。除碱性蛋白酶外，洗涤剂中还添加有淀粉酶、纤维素酶、果胶酶、脂肪酶等，用来去除血渍、油渍、菜渍巧克力等有机污渍。纤维素酶还可以通过对棉织物纤维的修复作用而达到“织物复新”的效果，即使你穿过多次的棉织品也可变新。目前，加酶洗涤剂已扩大到洗衣、洗碗、公共清洗及隐形眼镜的清洗中。
② 在纺织厂石磨牛仔裤风行至今，生产石磨牛仔裤的传统工艺就是用石头磨洗牛仔裤， 使牛仔裤的寿命大大缩短。你可知道牛仔裤洗涤的革命？一小杯酶开创性地代替数公斤浮石，一次可完成上百条牛仔裤的洗涤。用酶处理牛仔布，质地不受损坏，效果更好，并且更加经久耐用。
棉纱经过上浆可以增加纤维的强度和光滑度，因此在经纱上面浆一层薄薄的浆料。用细菌淀粉酶处理棉纱，经适当水解，淀粉黏度减少，就可以符合上浆的需要。
纺织品在漂白、上光、染色和印花前，还需去除浆料，不然的话，染色和印花就会不均匀，并且很易褪色。早在1915年，法国人就将细菌淀粉酶用于退浆。酶法退浆适用于棉布、人造棉、维尼龙、黏胶纤维等混纺织物的加工，生产出的布匹光滑、柔软，染色鲜艳。酶还可以有效地整理加工精致织物。对于亚麻、黏胶人造丝和棉织品等织物的绒毛状纤维，只需用酶进行温和的表面打光和磨损工艺，就可以去除绒毛或小毛，使织物的表面像丝绸一样光滑。
③ 在皮革厂 当我们试穿一件高档皮衣时，往往对它柔软的手感赞叹不已，你可知道制造皮革是古老的生产工艺，脱毛和毛皮软化是制革的重要工序？过去用烧碱、硫化碱、鸽粪等来加工皮革，因此，制革行业向来以脏、臭、累闻名。
1908年，德国的罗门发明了第一个商品胰蛋白酶制剂。现在，使用蛋白酶等酶法脱毛，由于毛囊的抗蛋白酶能力弱而皮蛋白抗蛋白酶能力强，达到了只拔毛不伤皮的效果；目前应用于猪皮面革、绒面革和牛皮底革等品种。皮的软化使用蛋白酶和脂肪酶，分解皮纤维间质中的可溶性蛋白质，使皮变得柔软轻松、透气性好。酶法制革缩短了生产周期，并消除了硫化物、铬化合物污染。
④ 在造纸厂几年前，中央电视台《新闻联播》中经常有某某造纸厂被限时改造或勒令停产的消息，使人们了解到造纸工业是一个重度污染环境的工业。这是由于碱法制浆造成的废水污染以及用含氯化合物对纸浆漂白，造成氯污染，使造纸业成为重污染工业之一。在漂白过程中使用木聚糖酶和半纤维素酶等处理纸浆，减少了用氯量，从而减少了氯的污染，并且可使纸更加光泽。另外，在废纸的回收加工中，脱墨是必不可少的处理工艺，这时使用纤维素酶可深入脱除纸上的墨汁和污迹，生产出色泽浅亮的高清洁度纸浆。
⑤ 在饲料厂近几年，饲料工业用酶制剂领域另一引人饲料中的磷50%～80%以植酸注目的贡献是植酸酶的应用。
形式存在，但由于大多数单胃动物(鸡、猪等)体内植酸酶的活力很低，所以大多数植酸磷无法利用。因此为预防磷酸缺乏，必须向饲料中添加无机磷酸盐，而未消化的植酸磷被排出动物体外，不仅意味着对磷这种贵重原料的浪费，而且会造成环境污染。如果在饲料中添加由微生物重组制成的植酸酶，一方面能分解利饲料中的磷以提高营养，另一方面也可以使排出的磷减少30%。丹麦诺维信公司生产的1千克植酸酶能从植酸中分解出 4 千克有效磷。
家禽、家畜的饲料中添加淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等，可以增加饲料的可消化性。幼龄或体弱的家禽、家畜体内的酶活性较弱，也需适当补充以上酶。
饲料中添加纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶等，可以将其水解，使包裹在其中的营养成分释放，易于消化，可提高饲料转化率5%～15%。英国等西方国家明文规定配合饲料中应添加酶制剂。
我国饲料行业是一个大行业，2000年加酶饲料仅占配合饲料的 10%，对酶制剂的需求量仍然很大。
⑥ 在能源方面在人类目前正在开发的能源中，乙醇很可能是未来石油的代替品。通过将淀粉等可再生资源转化为乙醇制成的乙醇汽油(添加 10% 燃料乙醇的汽油)已得到关注。我国以玉米淀粉为原料生产燃料乙醇，现在在吉林、黑龙江和河南等地已建立了年产数十万吨乙醇的厂。酶法还可以通过对废弃的植物油进行酯交换反应而生产生物柴油。为了能真正获得普遍推广，研究工作者还在不断筛选新酶，以期获得更高的转化效率，并将生产成本降到最低。
⑦ 在环境保护方面 酶本来就是自然界的一个组成部分，使用后微生物能很容易地将其分解，不会污染环境。
每年排入海洋中的200万吨石油是不容忽视的环境问题，人们正在研究用杆菌来降解大海中污染的石油。还可能使用酶分解石油转化为石油蛋白，使微生物迅速繁殖，快速降解石油。
“白色污染”是严重的环境问题，全球每年有2500万吨生物降解高分子材料用后被丢弃。目前已有生产可生物降解塑料，使用后可以完全降解，以替代“白色污染”。酶已被用于生产可生物降解塑料；其中聚3-羟基丁内酯(PHB)无毒无害，可完全降解，生产中无三废，是取代塑料发泡制品、消灭白色污染的最具前景的替代物。
利用酶还可以转化工厂废水中有毒的酚类、汞化合物、剧毒的氰化物等物质，减少环境污染。在环境检测方面，酶可以检测有机磷、有机氯等痕量环境污染物。酶在分解各种废弃物中的蛋白质、脂肪、碳水化合物、纤维素、环烃、有机磷、人工合成聚合物等的过程中，也都担任着重要角色。
⑧ 在分析检测方面 酶法检测具有快速、方便、灵敏、精确的特点，在临床医学、环保监测及工业生产中发挥着巨大的作用。酶法检测包括单酶反应检测、酶偶联反应检测、酶标记免疫反应检测，可确定葡萄糖、胆固醇、乳糖、胰岛素、多种抗体抗原等物质的含量。
⑨ 在个人用品工业 牙膏、漱口水等产品中加酶，可增加洁齿效果，防治龋齿。在护肤品和化妆品中加入超氧化物歧化酶、溶菌酶、弹性蛋白酶可以起到抗衰老、抗氧化、杀菌消炎、光洁皮肤等作用。使用酶还可以生产多种化工原料。
（2）酶在医学方面的应用
据《左传》记载，2500 多年前，人们就懂得用麦曲治疗消化不良。20世纪后半叶，酶的应用日益广泛，它具有疗效显著、副作用小的特点。目前，酶在医学方面的应用主要有疾病的诊断、治疗和药物制造等方面。
① 化验单上的酶 生命是酶的有秩序的协同作用，酶的紊乱就预示着疾病。人们去医院，谁食欲不振，吃了东西经常作呕，尿液颜色像浓茶一样，医生就会让他检查一下肝功能。根据谷丙转氨酶(GPT)的活性大小，医生就能确诊是不是肝病。
原来肝组织中谷丙转氨酶含量很高，而在正常血清中其含量很低(40单位以下)。感染肝炎病毒后，肝细胞遭到破坏，GPT 被释放到血液中，使血清中 GPT 的活性迅速增大，医生就可以根据血清中 GPT 的活性大小确诊是不是患肝炎，也能根据 GPT 的变化情况判断病情是好转还是恶化。另外，测定血清中转氨酶的活性可以帮助医生确定是不是心肌梗死；血清中碱性磷酸酯酶活性的增高可帮助测定佝偻病、骨软化症、甲状腺机能亢进等疾病。
② 处方单上的酶内科处方单上常见的酶要算多酶片。如果你消化不良或食欲不振，医生就会开点多酶片或乳酶生作为助消化剂，它们就含有消化积食的酶——淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、脂肪酶等。
1893年就有人用木瓜蛋白酶治疗结核性溃疡如今，胰蛋白酶、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶等可作为消炎剂，治疗各种炎症。这是因为它们能分解蛋白质和多肽，从而增加了组织的通透性，促进炎症坏死组织溶解，具有消炎、消肿等效用。外科处方单上常有溶菌酶。它是从鸡蛋清等中提取出来的；它能分解细菌坚韧的细胞壁，使细菌溶解死亡，具有抗消炎等作用，并对组织无刺激、无毒性；它对眼、鼻、耳、菌、喉、口腔五官科的急慢性炎症均有一定的疗效。溶菌酶与抗生素制成复合药剂，可以使抗生素的用量减少到原来的百分之一。
L- 天冬酰胺酶是第一种用来治疗白血病的酶。因为癌细胞生长需要天冬酰胺，这种酶可以切断天冬酰胺的供给，癌胞“饿”死，而人体正常细胞可以合成天冬酰胺,因而不受影响。因此，L- 天冬酰胺酶对治疗癌症，特别是白血病有显著疗效。
此外，洛伐他丁、辛伐他丁等他丁类药物可以通过酶来控制胆固醇的合成，防治高脂血症；这类药物疗效显著、毒副作用小，是临床防治动脉粥样硬化的首选药物。还有在世界医药产量居领先地位的阿司匹林类(包括保泰松、消炎痛等)药物，它们是通过抑制酶的作用而发挥抗炎、抗风湿、止痛等作用的。
③制药能手酶在药物制造方面的应用是利用酶催化反应物转变成药物。现在用酶法生产的药物有上百种。
自1928年人类发现第一个抗生素青霉素以来，临床应用抗生素已有多年的历史。但最初用4万单位就能杀死的细菌，现在往往用上百万单位还不能杀死，原因是细菌产生了耐药性。如果把青霉素的分子结构稍微改变一下，就会有利于对细菌的攻击：如加上一个“氨苄”基，就成为氨苄青霉素——这样能生产出几十种新品种的半合成青霉素。它们能作用于耐药性菌株，是疗效很好的广谱抗生素。现在，酶工业发达的国家每年要生产上千吨半合成青霉素。皮质激素类药物如氢化可的松的合成需要数十步化学反应，其中有几步反应因为对转化后的构型要求较高必须使用微生物中的酶催化才可实现。药物的活性往往由它的精密结构决定，如S-型布洛芬的活性比它的镜像对映体 R- 型布洛芬的抗炎活性高16倍，要把S-型布洛芬从消旋体中拆分出来不是件容易办到的事，而选用具有高度立体选择性的酶则可完成这个特殊任务。
此外，用酶法可以制造治疗帕金森综合征的重要药物多巴；用酶法制造的胱氨酸等含硫氨基酸有帮助肝脏解毒的作用，鸟氨酸、苏氨酸、赖氨酸的复合物可以治疗心肌衰弱。酶法还可以使核酸水解：次黄嘌呤核苷和三磷酸腺苷(ATP)可以治疗心肌梗死，含硫嘌呤核酸可治疗癌症。
6. 食品的魔术师——酶
中央电视台《走进科学》栏目播出过一期节目——酶法去橘皮。由于果胶主要存在于橘皮和囊衣中，可使用果胶酶去除橘皮和橘络。使用法去除得干净，成品光洁漂亮，还没有碱法处理的缺点。我们喜爱饮用的“粒粒橙”饮料，现在也使用酶法去除橘络和囊衣，以得到一粒粒晶莹的橘子颗粒从而制作“粒粒橙”。
酶，这一微小而不被肉眼所见的神奇因子，其实早已悄悄地走进了我们的生活，它为食品厂添加新的动力，更为食品添加美味。
（1）面包厂的变化
在美国，面包的销售是按“by ×× date”(即××日以前可食用)的方式，这意味着保质期原则上可以延长。那些加入抗老化淀粉酶制剂的面包，保质期可以延长至10～15天，而普通技术生产的面包保鲜期一般只有3～7天。这种货架期的明显延长，给厂家创造了由于运输成本、退货等的大幅降低而带来的可观经济效益。
（2）新型巧克力
巧克力是我们喜爱的美味食品之一，但生产巧克力的原料巧克力豆来源有限，不足以满足世界众多人口的需要，并且价格较贵。 现在我们用脂肪酶可以使廉价的棕榈油和乌桕脂经反应生成可口的类可可脂，从而生产出风味诱人的巧克力糖果。
（3）更鲜的调味料
味精(谷氨酸钠)作为第一代增鲜剂在我国已有80年的历史，而呈味核苷酸［包括单磷酸肌苷(I M P) 和单磷酸鸟苷(GMP)］是继味精之后的新一代食品增鲜剂的原料，它是使用酶法生产的。其特点是鲜味突出，与味精合用，具有鲜味相乘的效果。味精与呈味核苷酸的不同配比，鲜度最大可提高到味精的9倍。同时，呈味核苷酸口味纯正，能消除食物中的不良异味，使用量不限，还具有保护肝脏的作用。我们所吃的复合味精、鸡精等新一代味精中都使用了呈味核苷酸。
这样的例子还有很多，酶由于作用条件温和、反应容易控制已被广泛地用于食品加工过程以更好地保持食品的色、香、味。
酶在各种食品中都扮演了什么角色？在下面的章节里我们将带您进入酶的几大食品应用领域：淀粉糖、果汁、啤酒等并为您做更为详细的介绍。
