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工业酶市场的历史是什么?对它的未来有什么影响?

工业酶市场的历史是什么?对它的未来有什么影响?我们的祖先运用酶,是从粮食酒开始的。而外国人发现酶,则是从果酒开始。图片来源于网络,侵删1684年,比利时医生赫尔蒙特(Helment)发现,在酿酒过程中发现了酵素。

我们的祖先运用酶,是从粮食酒开始的。

而外国人发现酶,则是从果酒开始。

酶的研究历史_酶科学史流程图_酶研究进展

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1684年,比利时医生赫尔蒙特(Helment)发现,在酿酒过程中发现了酵素。

1814年,原俄国科学院院士肯尔考夫(Kirchoff)首次朦胧认识到酶是可溶性物质。

1833年,法国化学家安塞姆·佩恩(Anselme Payen)和帕索兹(Persoz)发现淀粉糖化酶。

1835年,瑞典人贝采利乌斯(Berzelius)首次证明了催化过程。

1836年,德国生理学家施旺(Schwann)发现了胃蛋白酶,也是他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)指出活酵母细胞内的一种物质,可将糖发酵生成酒精。

1874年,丹麦出现了出售凝乳酶的商品广告,用于制造干酪,这是酶制剂商品化的开始。

1878年,德国科学家库尼(Kuhne)提出酶的概念。

1884年,日本高峰让吉(Takamine)以麸皮培养米曲菌,用水提取和酒精沉淀获得淀粉酶,并实现了微生物酶制剂的工业化生产,开启了菌酶应用生产的时代。

1890年,德国化学家费舍(Fisher)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。

1897年,德国化学家巴克纳(Buchner)兄弟发现酶不仅能在细胞内,也能在细胞外进行催化作用,发酵依赖于无生命的酶。酶学研究始于此,巴克纳获得了1911年诺贝尔化学奖。

酶的研究历史_酶研究进展_酶科学史流程图

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1902年,亨利(Henri)根据蔗糖酶催化蔗糖水解的实验结果,提出中间产物学说。

1903年,Henrico提出酶与底物作用的中间复合物学说。

1904年,英国人哈登利用透析袋分析酵母提取液的成分。

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。

1913年,米彻利斯(Michaelis)和曼谷(Menten)根据中间产物学说,提出米氏学说,推导出酶催化反应的基本动力学方程--米氏方程。

1914年,德国科学家罗门(Rohm)发明了加蛋白酶的浓缩洗衣皂,用作为洗涤剂。

1917 年,Effront从细菌中分离出淀粉酶,于 1923 年进行大规模生产,用于织物退浆。

1925年,BriggsHandane提出稳态学说,并从 1917 年开始用大豆粉为原料,分离提纯其中的脲酶。

1926 年,美国生物学家萨姆纳(Sumner)提出“酶的化学本质是蛋白质的观点”。

1937年,萨姆纳(Sumner)得到了过氧化氢酶的结晶,还提纯了几种其他的酶,并与美国生化学家诺斯勒普(Northrop)获得1946年诺贝尔化学奖,酶工业体系自此创立。

1930年,美国生化学家诺斯勒普(Northrop)等人分离提纯了胃蛋白酶,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。

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。

1949年,采用液体深层发酵法首先在日本成功的生产出细菌α-淀粉酶,揭开了近代酶工业的序幕。

20世纪50年代前,酶制剂工业发展缓慢,直到60年代以后,抗生素深层发酵技术和菌种选育技术的进步,带动了微生物酶制剂工业的快速发展。一种能够完全将淀粉分解成葡萄糖的酶-葡萄糖淀粉酶被首次推出,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。因为好处太多,例如更高的产量,更高的纯度以及更容易结晶,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。

1961年,国际生化联合会酶学委员会正式将酶分为氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、连接酶(合成酶)。

1963年,丹麦诺维信公司将耐碱的细菌性蛋白酶投入市场。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。

1969年,日本田边制药厂利用固定化氨基酰化酶,由乙酰化-DL-氨基酸连续生产L-氨基酸获得成功,使L-氨基酸生产成本降低40%。

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。

1975年,丹麦诺维信公司推出葡萄糖异构酶,酶法生产果葡糖浆获得成功,打破了蔗糖在食糖中的垄断地位,带动了淀粉深加工工业的兴起,工业用酶需求量开始增加。

80年代后,基因工程、蛋白质工程技术被广泛用于产酶菌种的培育和酶分子的结构改造,诺维信公司用于生产酶制剂和生物转化的工业微生物大约80%是工程菌,工程菌显著提高了酶的表达量和活力,赋予了工业用酶新的功能和特性,大大促进了酶制剂工业的发展。

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,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。主要的可分为三类:糖酶、蛋白酶和脂肪酶。水解酶(包括蛋白酶和脂肪酶)仍是主要的酶类型,广泛应用于洗涤剂和乳制品等行业。

而各种糖酶,主要是淀粉酶和纤维素酶,应用同样广泛。酶在现代所发挥出的巨大价值,也离不开古今中外无数学者的不断研究和创新~

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