生物催化剂.

1、引入早在300多年前，人们在日常生活中发现酵母能使果汁和谷类加速转化成酒。这种转化过程叫作发酵。1680年，荷兰的业余生物学家列文虎克在用显微镜观察中首先发现了酵母细胞。1897年，德国化学家毕希纳用砂粒研磨酵细胞，把所有的细胞全部研碎，并成功地提取出一种液体。他发现，这种液体依然能够像酵母细胞一样完成发酵任务。而由于这项发现，毕希纳获得了1907年诺贝尔化学奖。一、什么是酶？酶是自然界中催化活性最高的一类催化剂，比普通催化剂效能高107～1013倍。生物催化剂是指生物反应过程中起催化作用的游离或固定化细胞各游离或固定化酶的总称。生物催化是利用生物催化剂（是酶或微生物）来改变（通常是加速）化学反应的速率。一、什么是生物催化剂？二、特点一、效率极高。二、高度专一。三、条件温和。四、清洁环保。三、生物催化剂的优缺点作用条件温和，基本上在常温、中性、水等环境中完成；独特、高效的底物选择性（因为催化过程中的酶具有专一性的特点，即一种酶只能催化一种特定的底物发生反应，但是一种底物则可能被多种酶催化）；对于手性活性药物成分的合成具有独特的优点。。（一）优点生物催化剂的本质是酶，虽然具有催化效率高。

2、、专一性强和污染少等优点，但在有机溶剂中生物催化剂的稳定性和耐受性都很低，易受到有机溶剂的破坏，此外它的催化活性还受到溶剂pH和反应温度的影响。目前可用于工业化应用的生物催化剂还太少；生物催化剂开发的周期较长。（二）缺点四、酶与无机催化剂比较相同点：改变化学反应速率，本身几乎不被消耗；只催化已存在的化学反应；加快化学反应速率，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点；降低活化能，使化学反应速率加快；都会出现中毒现象。不同点：无机催化剂寿命一般比酶长的多，并且不容易中毒。酶的稳定性不如无机催化剂，成本也要高很多。但是酶拥有可怕的效率。通常酶的催化速率可达无机催化剂的一百倍以上。所以酶一般应用在医学制药等高科技。五、（一）在食品工业中的应用在食品工业中可以用来降低粘度、提高分离效率、增香、实现生物转化等。目前世界上规模最大的固定酶工艺就是用固定化葡萄糖异构酶以葡萄糖为原料生产果糖糖浆。具体方法是将葡萄糖异构酶固定在二乙胺乙基纤维素上，异构化条件是温度为20℃，PH为6—9。这种固定酶的活力可达90％，并且如果酶的活性降低可加入新酶使之再生。（二）在医学方面的应用利用微囊化技术，将酶等生物大分子固定。

3、在0.2-3um的半透膜内，形成人工细胞。由于薄膜的隔离，囊内的酶分子不与囊外的免疫球蛋白接触，也不受水解酶的破坏，这样制成的含有一种酶的人工细胞就是第一代人工细胞。利用这种脲酶微囊即脲酶的人工细胞可以转化动物血中的尿为氨，再用固定化的吸附剂除去氨，这就是最简单的人工肾。（三）在日用品方面的应用加酶洗衣粉加酶洗衣粉中的碱性蛋白酶制剂可以使奶渍、血渍等多种蛋白质污垢降解成易溶于水的小分子肽。衣物上脂质污垢的主要成分是甘油三酯。甘油三酯很难被一般洗衣粉中的表面活性剂乳化，但容易发生氧化反应，使纺织品变黄变脆。碱性脂肪酶制剂能将甘油三酯水解成容易被水冲洗掉的甘油二酯、甘油单酯和脂肪酸。，从而达到清除衣物上脂质污垢的目的。加酶洗衣粉中添加了多种酶制剂，如碱性蛋白酶制剂和碱性脂肪酶制剂等。这些酶制剂不仅可以有效地清除衣物上的污渍，而且对人体没有毒害作用，并且这些酶制剂及其分解产物能够被微生物分解，不会污染环境。所以，加酶洗衣粉受到了人们的普遍欢迎。生物酶牙膏口腔中的生物酶是随着唾液分泌的，它具有溶菌、抗炎、修复组织、抑制出血、调节口腔菌群平衡的作用，是人体自然防御系统的重要组成部分。但人的口腔中。

4、生物酶的含量在大多数情况下分泌不足，如睡眠、休息时，身体虚弱，长期服用药物，精神压力过大等情况下，都会使唾液中的生物酶含量降低，口腔平衡遭到破坏，失去自然防御能力，导致牙病发生。牙膏中加配生物酶后可以在刷牙时使生物酶得到补充，很好地解决上述原因造成生物酶不足而导致的口腔疾病。（四）在农业方面的应用饲料用纤维素酶在草食动物中，虽有一定量的分解纤维素的微生物存在，但其产生的纤维素酶种类和数量有限，加上在消化道中停留时间短，酶的作用远远没有发挥出来，使粗纤维的消化吸收受到一定限制，致使饲料没有完全消化吸收即被排出体外，造成浪费。比如单胃动物如猪、鸡等体内由于缺乏内源性纤维素酶，不能消化纤维素，添加纤维素酶可补充内源酶的不足，提高动物对粗纤维的利用率，同时还可以改善消化道酶系组成、酶量及活性，从而提高对营养物质的利用率。另外，这种纤维素酶还广泛的运用于纺织、酿酒、食品、中药提取等行业。纺织品经饲料用纤维素酶洗涤后，外观质量提高，布面光洁、纹路清晰、无死棉，具有很好的柔软性和悬垂性，具有永久的抗起球起毛效果，提高纺织品的染整加工性能。提高洗涤速度和洗涤效果，降低破损率和次品率。六、市场现状由于生。

5、物催化剂具有催化效率高、专一性强和污染少等特点，生物催化已经和化学方法一样，被大量应用于药物的研究开发。但是，①酶的种类少；②生物催化剂的热稳定性差、易受pH的影响和有机溶剂耐受性差等缺点以上这些条件限制了生物催化剂用于大规模的工业化生产。目前，用在精细化学品生产上的生物催化剂市场不超过2000~2500万美元，仅为酶制剂总市场的5％。表1目前市场上主要的生物催化剂单位：百万美元总酶制剂市场550生物催化剂20～25主要的生物催化剂乙内酰脲酶2β―内酰胺酶类8～10酰基转移酶/酯酶3～5甾族转化酶类3～4七、生物催化剂的前景随着新的生物技术的发展，利用生物技术对生物催化剂进行改造优化已成为现实。相信在不久的将来，生物催化定能在制药工业中发挥更大的作用，给人类的健康事业作出新的贡献。尤其是在化妆品工业和食品工业的应用前景更为光明。生物催化的广泛应用，将会给人们提供性能更佳的材料和能源以可再生的生物原料为基础的生物生产过程，将逐步取代化石原料生产过程，成为21世纪化工生产的主体，从而实现绿色化工、绿色生产的目标。。