生物酶应用如此之广，你知道它都有哪些作用吗？
微生物查询网 / 2019-04-28 13:43:06
生物酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大部分为蛋白质，也有极少部分为RNA。
生物酶的制造和应用领域逐渐扩大，生物酶在纺织工业中的应用也日臻成熟，由过去主要用于棉织物的退浆和蚕丝的脱胶，至现在在纺织染整的各领域的广泛应用，体现了生物酶在染整工业中的优越性。下面就由小编介绍一下它都有哪些作用吧！
一、纺织领域应用
⒈漆酶在纺织加工中的应用：漆酶是一种氧化还原酶，诺和信公司的Denilit II S就是通过基因改性的黑曲霉漆酶，可以进行牛仔服装仿旧整理工艺，获得的织物手感厚实，表面光洁、平整、色泽明快、淡雅。
⒉葡萄糖氧化酶在纺织加工的应用：葡萄糖氧化酶主要进行织物的漂白整理，这种酶处理对双氧水的产生非常有效，处理使不需添加双氧水稳定剂，处理后织物手感柔软、丰满。
⒊半纤维素酶、木质素酶在纺织加工中的应用：天然的纤维素纤维中均含有半纤维素和木质素，尤其是麻类纤维含量较高，不去除半纤维素和木质素，极度影响纤维的可纺性能，通过半纤维素酶和木质素酶处理，可以大部分清除半纤维素和木质素，但半纤维素酶和木质素酶还没有在纺织工艺中单独使用，主要是和其他酶制剂（如果胶酶、纤维素酶等）配合进行纤维处理。
新型酶在纺织加工中的应用：化学合成纤维和浆料在纺织中的地位是明显的，这些高分子聚合物不能进行生物分解和降解，造成环境的污染，目前研究人员正在研究新的酶种，通过筛选具有某种功能的菌种，进行基因改性成为高性能酶剂或通过克隆、转基因或的基因工程菌，制出新酶种，或根据化学生物结构和酶学原理定向合成新型酶剂等。这些新型酶剂成为仿酶，目前较成功的酶包括PVA分解酶、涤纶分解酶、分解锦纶寡聚物的基因工程菌、合成酶等。
二、石油领域应用
在石油钻井过程中，钻井液发挥着防止井壁渗漏和保护油气层的双重作用。但这两大作用有时却存在着尖锐的矛盾。当钻井遇到油气富集地层时，地层特点多不稳定，极易发生漏失、坍塌等复杂情况，此时钻井液的护壁防漏功能显得尤为重要。而普通钻井液要起到很好的护壁防漏作用，就必须提高其固相含量和粘度，但这样又会带来污染油气层的现象。如何才能既治理好井壁漏失坍塌的毛病、又有效保护好油气层，早已成为我国石油钻井领域的一大难题。
据胜利油田钻井工程技术公司首席科学家郭宝雨介绍，刚刚通过鉴定的新型钻井液体系能够在井壁上形成薄而坚韧的隔膜，这种隔膜的渗透性极低，在近井壁形成了一个渗透率几乎为零的护壁层，达到了维护井壁稳定的良好效果。
随着时间的推移，在需要打开油气层时，生物酶开始发挥它的生物降解作用，把原来坚韧致密的护壁薄膜一点一点破除，而这时，活性生物酶慢慢进入储层，在岩石表面油膜下生长繁殖，使原油从岩石表面剥离，从而被驱出；同时，它还能够降解原油，增强原油流动能力，从而在根本上实现提高原油采收率的目的。
据悉，这一体系在曲堤油田、淮北以及吉林等油田共34口井进行的现场试验表明，其原油采收率平均提高25%以上，地层渗透性恢复到90%以上，在解放油气层、保护油气层方面有着广阔的发展前景。
三、食品行业应用
⒈蛋白酶的生产现状
蛋白酶是最重要的一种工业酶制剂，能催化蛋白质和多肽肽键水解。它广泛存在于动物内脏、植物茎叶、果实和微生物中。各种生物体都能合成它，但唯有微生物蛋白酶具有生产价值，蛋白酶也是研究的比较深入的一种酶，已做成结晶或得到高度纯化物的蛋白酶达100多种，其中不少酶的一级结构以及立体结构也已阐明。
蛋白酶的商品生产始于20世纪初，30年代微生物蛋白酶开始用在食品和制革工业。近 20 年来，微生物蛋白酶的研究蓬勃开展。20世纪50年代初，日本学者首先发现霉菌中存在几种类型的蛋白酶，特别是酸性蛋白酶，20世纪60年代初，荷兰开始生产添加碱性蛋白酶的洗涤剂。到目前为止，国际市场上商品蛋白酶80-100种以上。
⒉蛋白酶的分类
按蛋白酶水解蛋白质的方式可分为以下几种。（1）切开蛋白质分子内部肽键，生成相对分子质量较小的多肽类，这类酶一般叫内肽酶；（2）切开蛋白质或多肽分子氨基或羧基末端的肽键，而游离出氨基酸，这类酶叫外肽酶。作用于氨基末端的称为氨肽酶，作用于羧基末端的称为羧肽酶；（3）水解蛋白质或多肽的脂键；（4）水解蛋白质或多肽的酰氨键。
按酶的来源可以分为动物蛋白酶、植物蛋白酶、微生物蛋白酶。
微生物蛋白酶又可分为细菌蛋白酶、霉菌蛋白酶、酵母蛋白酶和放线菌蛋白酶。
按蛋白酶作用的最适 pH 可以分为 pH2.5-5.0 的酸性蛋白酶、pH9.5-10.5 的碱性蛋白酶、pH7-8 的中性蛋白酶。为了方便起见，微生物蛋白酶常用这种分类方法；根据蛋白酶的活性中心和最适反应 pH 可以分为丝氨酸蛋白酶、巯基蛋白酶、金属蛋白酶和活性中心有两个羧基的酸性蛋白酶。
⒊蛋白酶的用途
3.1 用于食品发酵工业
酱油的酿造就是利用米曲霉分泌的蛋白酶分解原料中的蛋白质，使其降解为胨、多肽、氨基酸，生成色、香、味于一体的产品。也有直接用蛋白酶制剂酿造酱油，但风味欠佳。啤酒酿造中，当麦芽糖用量减少辅料增加时，常需要补充蛋白酶，使蛋白质充分降解，霉菌和细菌蛋白酶适合这一用途。微生物酸性蛋白酶还是有效的啤酒澄清剂。鱼露是鲜鱼加 25%-30%食盐自然发酵 6-12 个月而成，若添加少许霉菌蛋白酶可缩短发酵时间，提高风味。
3.2 用于制革生产
制革的原料皮中纤维蛋白是皮革的有用成分，此外还有不少非纤维状的蛋白存在于纤维间隙和表皮中，这些蛋白含量虽少，若不去除，成品皮革僵硬而脆。蛋白酶不能分解天然胶原，而只能分解间质蛋白，因而可用于制革工艺，国内生产的中性和碱性蛋白酶制剂均可用于酶法脱毛。
3.3 制造明胶和可溶性胶原纤维
工业上用石灰水浸去皮、骨等原料中的油脂与杂蛋白等，此工艺耗时长达数月，劳动强度大，出胶率低而且能耗大，用蛋白酶净化胶原，明胶纯度高，质量好，相对分子质量均匀，分子排列整齐，生产周期短，明胶收率高，几乎达 100%。
3.4 预处理羊毛低温染色
羊毛用高温染色，会使毛的强度受到损害，且易造成纤维毡化收缩和毛体竖起，用蛋白酶处理后的羊毛，在沸点下染色，2min 的上色率可达100%，成品色泽鲜艳，手感丰满，废水中燃料含量大大降低。
3.5 丝绸脱胶
生丝织物必须脱胶，丝胶是一种蛋白质，我国历来用碱皂法高温炼丝进行脱胶，缺点很多，碱质侵袭丝素，易引起发毛影响光泽，用蛋白酶脱胶后，成品手感润滑柔软，光泽鲜艳，而且脱胶时间短，操作温度低，劳动生产率提高。
⒋蛋白酶的基本性质
蛋白酶种类繁多，形制上差别较大，但同一类的蛋白酶之间，亦有其共同之处。蛋白酶的基本性质如下：
（1）从蛋白酶活性中心的基团来看，丝氨酸蛋白酶的活性中心均含有丝氨酸；巯基蛋白酶活性中心含有半胱氨酸；羧基蛋白酶活性中心含有酸性氨基酸，即谷氨酸或天冬氨酸；金属蛋白酶的活性中心则含有二价金属离子，如锌离子、锰离子、钴离子、铁离子、铜离子等。
（2）许多霉菌蛋白酶和动物胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等是酸性蛋白酶，其作用最适pH值为2.0～4.5，等电点为pH3～5，在pH2～5的范围内较稳定，最适作用温度37～60℃，相对质量一般为30000～35000。
（3）许多芽胞杆菌蛋白酶和植物蛋白酶是中性蛋白酶，其最适pH值为6.0～8.0，等电点8～9，在pH6～7稳定，相对分子质量30000～40000，反应时间在10～30min，最适温度40～50℃，对热稳定性差。大多说中性蛋白酶属于金属蛋白酶。
（4）碱性蛋白酶几乎都有微生物产生，其最适pH为9.0～10.5，等电点pH 8～9，相对分子质量较小，为20000～35000，对热稳定性较差。
⒌蛋白酶的活力测定
蛋白酶的种类繁多，不同的蛋白酶的性质和催化反应条件各不相同，无法规定一个统一的测定方法，目前使用最多的有福林—酚法、紫外分光光度法、甲醛滴定法、DHT-酪蛋白法。
5.1福林酚法
蛋白酶催化蛋白质水解成氨基酸，其中含酚基的氨基酸（色氨酸、酪氨酸）与福林试剂反应，生成蓝色复合物，蓝色深浅与含酚基氨基酸的多少成正比，以此来测定酶的活力。
5.2 甲醛滴定法
蛋白酶催化蛋白质水解成氨基酸，再用甲醛固定氨基酸的氨基，用0.1mol/LNaOH溶液滴定生成的氨基酸，从而测定其酶活。
5.3 DHT-酪蛋白法
用5-氨基四唑重氮盐将酪氨酸中部分组氨酸和酪氨酸重氮化，得到黄色的重氮5-氨基四唑酪蛋白（DHT-酪蛋白）。以DHT-酪蛋白为底物，在蛋白酶作用下，水解生成DHT-肽，二价离子可与DHT-蛋白与DHT-肽形成稳定的可溶性红色螯合物，而锌离子可迅速沉淀DHT-酪蛋白，但不沉淀DHT-肽。选用合适浓度的锌离子和镍离子作为沉淀剂和显色剂，利用比色法可测定蛋白酶活力。
四、造纸行业应用
生物酶脱墨剂采用现代生物科技，优选针对性强的多种高效生物酶复配而成，与酶激活专用助剂配合使用，适用于混合办公废纸、报纸杂志等的脱墨，并能明显改善造纸过程中的胶粘物沉积现象。
⒈脱墨机理
各种专用生物酶分工协作，作用于纤维表面的细小纤维、油墨、胶粘物中的联结剂及油墨、胶粘颗粒，使纤维与油墨、胶粘物之间结合力变弱；直接分解油墨、胶粘物，使其颗粒更细小，并加强其亲水性；在机械力及专用助剂作用下使油墨、胶粘物与纤维充分分离，并保持良好的分散性，有效地防止油墨及胶粘物的附聚及对纤维的二次污染；从而在后续工段中将其除去。
⒉生物脱墨剂特点
直接降低脱墨成本，综合成本优势明显；
生物酶脱墨条件温和，化学品用量少,纤维损失小,保持良好 的纤维特性；
大幅度降低污水COD和BOD，有利于环保，减轻污水处理压力；
有效处理胶粘物问题，提高纸机效率；
明显提高纸浆得率及提高纸张强度；
清洁生产，节省能源，降低物耗；
使用简单,适应现有大多数脱墨工艺。
⒊工艺参数
碎浆用水pH值： 7.5～9.0 碎浆浓度： 10～18% 生物酶脱墨剂用量： 0.01～0.03% （按废纸量计）
专用助剂：0.05～0.2%（按废纸量计） 碎浆时间： 15～25分钟
用水温度：35～55℃