生物学家程玉华谈酶在能源开发和污染物处理方面的应用

生物学家程玉华：中国酶工程创始人酶在能源开发和污染物处理方面的应用程玉华是我国著名生物学家、吉林大学生物系创始人、中国酶工程创始人、国家级教授、博士生导师。他开创了我国酶工程的先河，对我国生物科学、生命科学、医药卫生、能源开发及环境工程等起到至关重要的作用，同时推动酶工程的研究和发展，使得酶工程达到国际水平，应用越来越广泛。1958年程玉华教授出国留学于苏联列宁格勒大学，攻读当时世界上生物尖端学科——生物化学、分子生物学、酶工程学。回国后，建立起吉林大学生物系、生化专业，在吉林大学建立起我国第一个国家重点实验室——酶工程实验室，是我国酶工程的创始人，现在生物酶解技术、活性酶培养、提取技术等都是起源于程教授的研究和指导。酶工程实验室设在吉林大学。实验室主任为程玉华教授，学术委员会主任为张龙翔教授。主要学术带头人程玉华教授，张今副教授，曹淑桂副教授，罗贵民副教授，张学忠副教授。主要科研方向是酶的分子改造和修饰，即采用生物的、化学的或物理的手段对酶分子进行修饰。改变其理化性质和生物活性，使其具有比天然酶更优越的性能。同时开展酶的固定化与酶的稳定化新技术的研究和相关基础理论研究，使酶工程向纵深发展，扩展其在生产中的应用，促进新兴产业的形成。酶工程对我们的影响有多大？酶作为一种生物催化剂，已广泛地应用于轻工业的各个生产领域。近几十年来，随着酶工程不断的技术性突破，在工业、农业、医药卫生、能源开发及环境工程等方面的应用愈显突出和重要。程玉华教授对我国生物科技应用起到巨大的推动作用。酶在能源开发和污染物处理方面的应用：在全世界开发新型能源的大趋势下，利用微生物或酶工程技术从生物体中生产燃料也是人们正在探寻的一条新路。例如，利用植物、农作物、林业产物废物中的纤维素、半纤维素、木质素、淀粉等原料，制造氢、甲烷等气体燃料以及乙醇和甲醇等液体燃料。由纤维素发酵生产乙醇纤维素经过冷冻粉碎之后，利用固定化纤维素酶能够将其连续水解成葡萄糖。然后，用纤维素水解液为原料，通过固定化酵母的发酵作用，连续产生乙醇。由葡萄糖发酵生产氢有些微生物或蓝藻含有氢化酶系，能产生氢。氢化酶系极易失活，但是，将菌体固定化之后，可以提高氢化酶系稳定性。微生物发酵生产甲烷葡萄糖通过甲烷产生菌的发酵，能够产生甲烷。我国部分农村已经建立了小型沼气池，以屎尿、农作物废弃物、野草以及污泥为原料，通过甲烷产生菌等各种微生物的发酵作用，产生沼气。生物化学电池利用固定化酶或固定化微生物制造燃料电池（生物化学电池，微生物电池），将化学能转变成电能。将固定化葡萄糖氧化酶装到铂电极上，制成酶电极，与银电极组成燃料电池。固定化酶处理废水用固定化酶净化工业废水是一项重大的新技术，特别是在进行工业有毒废水的解毒方面很有前途。从微生物中提取出能分解酚类、氰等有毒有害物质的酶，制成固定化的酶布、酶片、酶管、酶粒，用来处理工业废水，可以分解这些有毒有害物质。随着生物技术的发展，酶在污染物处理上面的应用也越来越多，例如酶法纸张漂泊、酶法处理含农药废水、石油和工业废油净化等等，相信随着科学的发展，酶工程对社会的影响也愈加明显，也会造福于社会。