酵素之应用.ppt

酵素之應用 謝寶全 教授 目錄 壹、酵素來源與生產 貳、酵素在產業上應用 參、食品用酵素市場概況 肆、結論 酵素的應用 壹、酵素來源與生產 酵素原本存在於生物體內，人體中的酵素是遺傳基因構造可在體內自行合成的，所以有些天生具遺傳性疾病(如地中海型貧血、尿酮症等)的病人，都是因為體內基因無法合成某些酵素所導致。 酵素也可藉由食物補充，其中最好的來源來自於天然蔬菜、水果及草本植物等，日本人常吃的生魚片中也富含許多酵素。但食物經過蒸煮之後，大部分的酵素會受到破壞，使得無法提供酵素至人體中。 工業上所使用的酵素可由蔬果中萃取、發酵而製得。全方位的綜合酵素產品，應是能分解蛋白質、醣類、脂肪等三大營養素的酵素，最好還含有其他酵素(例如抗氧化酵素)，目前在市面上有許多液態的綜合植物、蔬果酵素產品，不僅使用方便，更能符合食補、食療的目的。 另外，許多工業用酵素也能由微生物以生物技術發酵法生產，生產方式有液體及固體發酵法兩種。 貳、酵素在產業上應用 酵素技術在二次大戰之後發展極為快速，1970年代研發出固定化酵素(immobilized enzyme)技術，使得酵素在化工生產及應用上更為普及；1980年代引用重組DNA技術來改良生產菌種及動植物原料，因此酵素的生產與使用，更邁向另一新里程碑。 市面上有許多添加酵素的洗衣精、洗碗精、牙膏、沐浴乳等產品，然而它的用途不止如此，它還廣泛地被應用在醫學、生化學、生物學、遺傳學、藥學、纖維、造紙、農林水產、食品及化妝品等。 酵素在工業、農業及醫學上用途非常廣泛，例如在紡織工業上，澱粉酶用以當作拔糊劑；許多石化及特化工業生產中，某些反應也改以固定化酵素取代化工催化劑；在食品工業上，以澱粉製造葡萄糖(作為食品化點滴注射醫學用途)，也需用酵素來分解澱粉。 在醫療方面也有作為疾病治療的醫用酵素，如尿激酶(urokinase)、催化酶(catalase)及玻尿酸酶(hyaluronidase)，也具有分解血栓、預防心血管疾病的功效。其他醫學用途方面，在健康檢查中，肝功能好壞的指標就是酵素，大家所熟知的GOT與GPT即是指標酵素。 日常生活常用的洗衣粉與牙膏，若含有酵素，其功能就會提高許多。有些牙膏會添加澱粉酶、葡萄糖氧化酶、乳酸過氧化酶、溶菌酶，以及乳鐵蛋白酶等成分。 其中澱粉酶可將口腔及牙縫中的澱粉分解成葡萄糖，葡萄糖經由葡萄糖氧化酶作用可產生過氧化氫，過氧化氫和硫氫離子經由乳酸過氧化酶作用，再次產生次硫氫離子，其過氧化氫和次硫氫離子均有殺菌和抑菌的功效。溶菌酶可分解細菌的細胞壁，因此也有殺菌的功效。 乳鐵蛋白可與唾液中的鐵結合，以降低唾液中的鐵濃度，使細菌無法生長，因此也有抑制細菌生長的功能。 此種酵素牙膏含有唾液中應有的天然抑菌和殺菌成分，可彌補因老化、疾病和服藥引起唾液減少所導致的天然抑菌和殺菌成分不足的情況；另一方面可以恢復唾液正常功能，改善口腔黏膜健康，又因其含有抑菌或殺菌成分，可防止蛀牙及牙周病的發生。 另外，鹼性蛋白分解酵素也可製造成藥用肥皂及沐浴乳，對清潔皮膚及治療皮膚均有幫助。在美容方面酵素具有美白及消除黑斑功能：人的皮膚經過紫外線照射過後會活化皮膚的黑色素細胞，使體內麥拉寧酵素的激烈運作，而引起過多的黑色素。 現在有許多含有添加抑麥拉寧酵素的美白產品被研發出來，對於阻斷黑色素的形成有不錯的功效。 酵素也使化妝品具有保濕的效果；人體膠質具有保濕效果，其內的酵素可溶解於水中，所以甚早使用在化妝品上，因此酵素也成了化妝品的幕後主角；有許多的洗面乳內含有蛋白酶和脂肪酶可清除皮膚表面的角質，使其擁有良好的洗淨力及保濕能力。 由此可知，酵素的應用是非常廣泛，以下將針對食品酵素的應用做介紹: 一、食品酵素的來源 目前食品用的動物來源酵素包括：來自牛肝的接觸酵素(catalase)；牛或豬的胰凝乳蛋白酵素(chymotrypsin)；植物來源酵素包括：來自未發芽大麥的澱粉酵素(β-amylase)； 發芽大麥的α及β澱粉酵素；鳳梨蛋白酵素(bromelain)；微生物來源的酵素發展與應用起源於亞洲，而歐美一般較常使用動植物性來源的酵素。 目前，商業上所使用的微生物種類約有25種左右，均屬於GRAS(Generally Recognized As Safe)等級，其主要的微生物來源包括Kluveromyces、Saccharomyces等屬的酵母菌；Bacillus、Aeromonas等屬的細菌；Aspergillus、