酶制剂产业现状

酶制剂产业现状

一、酶制剂及产业现状介绍

酶是由活细胞产生的、催化特定生物化学反应的一种生物催化剂。酶制剂是酶经过提纯、加工后的具有催化功能的生物制品，主要用于催化生产过程中的各种化学反应，具有催化效率高、高度专一性、作用条件温和、降低能耗、减少化学污染等特点，其应用领域遍布食品、纺织、饲料、洗剂剂、造纸、皮革、医药以及能源开发、环境保护等方面。

酶制剂工业是知识密集型的高新技术产业, 是生物工程的重要组成部分。目前为止，已报道发现的酶类有3000多种，但其中已实现大规模工业化生产的只有60多种。全世界酶制剂市场正以平均11％的速度逐年增长。酶制剂产业的发展前景相当广阔。

中国酶制剂产业经过50多年的长足发展，已进入世界酶制剂生产的大国行列，目前已实现规模化生产的酶制剂达到30种左右。但由于我国酶制剂产业起步只有半个世纪，导致我国的酶制剂产业和酶工程研究，与国际水平相比还有很大差距。四大酶制剂巨头依然被国外垄断，2017年世界四大酶制剂巨头企业：1、诺维信酶制剂公司；2、美国genencor；3、德国AB酶制剂公司；4、比利时BELDEM。

二、国外酶制剂公司巨头—诺维信

诺维信公司是全球工业酶制剂和微生物制剂的主导企业，拥有超过40%的世界市场份额。在研发工作中，诺维信运用了传统微生物学、现代生物化学和分子生物学领域的多项先进核心技术，包括表达克隆、重组技术、蛋白工程和高通量筛选技术等，力争为广大客户提供所需的各种酶类。自20世纪60年代以来，诺维信致力于对生物技术的探索和发掘，率先开发出几乎所有主要新型工业酶，先后推出75类，600多种广泛应用于洗涤剂、纺织、淀粉制糖、皮革、酒精、食品、啤酒酿造和饲料等40多个工业加工领域的酶制剂产品。以下介绍该公司的几种代表酶类:

1941年：诺维信推出第一个酶制剂产品Trypsin Novo。这是一种从胰腺提取出来的猪胰蛋白酶，用于皮革工业中皮的软化工艺。

1952年：诺维信开发出Thermozyme。这是世界上第一种用发酵方法制成的酶，使大规模生产用于工业领域的酶制剂成为可能。

1984年：诺维信推出Maltogenase(诺维信生麦芽糖淀粉酶)，用于淀粉及烘焙工业，这也是第一个由基因修饰的微生物生产的酶。

2007年：维信推出用于酿造工业的啤酒过滤酶Ultraflo® Max，可通过降低麦芽汁浓度，提升啤酒过滤效果，降低成本。

诺维信公司总部位于丹麦哥本哈根，于20世纪50年代开始用发酵的方法生产酶。酶产品来自于微生物，用于酶生产的微生物可达25万种。生产工艺：酶制剂是微生物经过发酵而产生的。生产过程主要是由发酵、提取和造粒三大工艺程序构成。

诺维信的酶生产设施有点像酿酒车间，关键部分是三层楼高的大型发酵设备。研究人员篩选微生物寻找制造特定酶的基因，将基因移植到一种细菌里，使酶的生产效率最大化。这种“转基因细菌”与糖等原料混合在一起，在容器里发酵，生产出人们所需要的酶。发酵产物经过层层过滤和分离，酶产物被提纯并且制成液态或固态的成品。发酵过程的副产物可以作为肥料，这个基地产生的副产物用来给附近的玉米地施肥，因此整个生产流程几乎不产生废弃物。

30年到40年前，诺维信公司销售人员的一项重要任务是，每到一个新的地方就去附近的树林里采集腐烂树木的样本，帮助研究人员收集细菌和真菌。现在诺维信已有了一个庞大的微生物数据库，并与多家大学和研究机构建立联系，可以得到最新的微生物基因信息。

所以诺维信集团还是以生物合成法作为酶的主要成产方法。生物合成法产酶首先要经过筛选、诱变、细胞融合、基因重组等方法获得优良的产酶细胞，然后人工控制条件的神生物反应器中进行细胞培养，通过细胞呢物质的新陈代谢作用，生成各种代谢产物，再经过分离纯化得到人们所需的酶。

三、中国酶制剂行业

2017年中国酶制剂行业技术主要是以微生物发酵法为主，少量酶的生产采用生物提取法。从技术方向上来说，全世界现在工业化产酶的主要手段依然依赖生物合成法。当然随着科学技术的发展，化学合成法制酶也逐步从实验室走向工业化生产

2017-2023年中国酶制剂行业发展前景一片光明：饲用酶制剂在新世纪的发展前景良好；生物酶制剂（酶蛋白）行业前景看好；酶制剂在调味品领域应用前景广阔；医疗用酶将成全球医药市场新增长点。单从2017年中国酶制剂行业发展动态分析可看出酶产业火热市

场：1、湖北建设生物溶菌酶生产基地；2、诺维信：责任为"酶"独步市场；3、世界最大酶发酵基地落户太仓；4、投资7000万元的高科技大型饲用酶制剂基地落地中国。

2017年中国酶制剂行业内有竞争力的几大典型企业：

1、江门甘蔗化工厂(集团)股份有限公司

2、浙江钱江生物化学股份有限公司

3、安徽丰原生物化学股份有限公司

4、诺维信(中国)生物技术有限公司

5、石家庄兴达酶制剂有限公司

石家庄兴达酶制剂有限公司主要经营产品有酶制剂系列、纤维素酶、糖化酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、酸性蛋白酶、淀粉酶等。

以下介绍工业中α-淀粉酶的生产工艺：工业上大规模生产和应用的α-淀粉酶主要来自细菌和曲霉。芽孢杆菌所产α-淀粉酶分为液化型与糖化型两种。目前只有液化型酶有用，由于活性高，发酵周期短，酶的耐热性高，尤其是枯草杆菌为大多数工厂所采用。我国淀粉糖工业使用的液化酶BF-7658，美国的Tenase等属于这一种。地衣芽孢杆菌的酶耐热性比枯草杆菌为高，但产量较低。芽孢杆菌易于退化和遭受噬菌体感染而降低产酶能力。由微生物制备酶制剂，产酶量高，易于分离和精制，适于大量生产。由于不断的选育改良，现在工业生产上用的菌种产生α-淀粉酶的能力已是原始菌株的数倍乃至数十倍，例如淀粉液化芽孢杆菌ATCC23844的α-淀粉酶活性，每1mL已达456000U，地衣芽孢杆菌ATCC9789，用y射线，NTG，之外先单独或交叉处理7次后，其耐热性α-淀粉酶活性增加25倍，结合培养条件的改进而用于工业生产。紫外线处理肉桂色曲霉，耐酸性α-淀粉酶活性提高了6倍。我国生产菌株枯草杆菌BF7658-209，是由野生型菌株，经物理和化学方法交叉处理得到的变异株，其产酶活性比母株高5.0％。

三、酶工程发展展望

随着科学技术的高速发展，尤其是易错PCR技术、DNA重排技术、基因家族重排技术等体外基因随机突变技术以及各种高通量筛选技术的发展，酶定向化技术以及发展成为改进酶催化特性的强有力手段。酶定向化技术是模拟自然进化过程，在体外进行基因的随机突变，建立突变基因文库，定向选择得到具有优良特性的酶突变体的技术。通过没定向进化，有可能获得具有优良特性的新酶分子，成为当今酶工程的研究特点。

酶工程的应用领域遍布食品、纺织、饲料、洗剂剂、造纸、皮革、医药以及能源开发、