固定化酶的应用范围广泛，成为酶工程的重点研究

酶是生物体内进行自我复制、新陈代谢所不可缺少的生物催化剂（biocatalyst）。由于酶在常温、常压、中性pH等温和条件下能高度专一、有效地催化底物发生反应，因此酶的开发和利用是当代新技术革命中的一个重要课题。新陈代谢是生命活动的最重要的特征，一切生命活动都是由代谢的正常运转来维持的，而生物体代谢中的各种化学反应都是在酶的作用下进行的。没有酶，代谢就会停止，生命也即停止，失去了酶，也就失去了整个生物界。现代生命科学发展已深入分子水平，从生物大分子的结构与功能关系来说明生命现象的本质和规律，从酶分子水平去探讨酶与生命活动、代谢调节，疾病、生长发育等的关系，无疑有重大的科学意义。研究酶的理化性质及其作用机制，对于阐明生命现象的本质具有十分重要的意义。酶还是分子生物学研究的重要工具，正是由于某些专一性工具酶的出现，才使核酸一级结构测定有了重要突破。限制性内切核酸酶的发现促进了重组DNA技术的诞生，推动了基因工程的发展。酶鲜明地体现了生物体系的识别、催化、调节等奇妙功能。

虽然人们很早就感觉到酶在自然界中广泛存在，但真正认识和利用它也不过只有100多年时间。早在4000多年前的夏禹时代，古人就已知酒是酵母体内的酶分解糖的结果；豆酱是豆类物质在霉菌蛋白酶的作用下水解所得的产品；利用麦曲所含的淀粉酶分解淀粉成麦芽糖，即制造饴糖，也是3000年前的事情；而用曲治疗消化障碍症也是我国人民最早发现的。随着国内外研究者对酶本质的不断研究，酶神秘的面纱逐渐被揭开。1896年，德国学者Buchner兄弟发现了用石英砂磨碎的酵母细胞能将1分子的糖转化成2分子乙醇和2分子CO2，并把这种能起发酵作用的物质称为酒化酶，这表明酶能够以溶解状态或有活性状态发挥作用。20世纪，酶学得到了进一步发展，更多的酶被发现，特别是核糖核酸酶，对酶的传统概念提出了严重挑战，丰富了生物催化剂的内涵。对酶的研究一直是沿着两个方向发展，即理论研究和应用研究。理论研究包括酶理化性质及催化性质的研究。Sanger等建立的蛋白质一级结构测定方法，有力地推动了酶学的发展，也为酶的分子生物学建立奠定了基础。应用研究促进了酶工程的形成。1808年，罗门等利用胰酶制皮革；1917年，法国人用枯草杆菌产生的淀粉酶作为纺织工业的退浆剂；1949年，日本采用深层培养法生产Q-淀粉酶获得成功，使酶制剂生产应用进入工业化阶段；1959年，由于采用葡萄糖淀粉酶催化淀粉生产葡萄糖新工艺研究成功，彻底废除了原来葡萄糖生产中需要高温高压的酸水解工艺，并使淀粉得糖率从80%上升为100%，致使日本在1960年葡萄糖产量猛增10倍。这项新工艺改革成功，极大地促进了酶在工业上应用的前景。

随着酶制剂的广泛应用，1971年在美国召开了第一次国际酶工程会议，报道了日本千烟一郎等将固定化氨基酰化酶（immobilized amino acylase）拆分氨基酸技术用于工业化生产L-氨基酸（L-amino acid），开创了固定化酶应用的局面，在1983年的酶工程会议上，千烟因此而获奖。此后，固定化天冬氨酸酶（immobilized aspartase）合成L-天冬氨酸（L-aspartic acid）、固定化葡萄糖异构酶（gluco se isomerase）生产高果糖浆等的工业化生产取得成功。固定化酶较游离酶有很多优点，可以实现生产工程的连续化和自动化，因此固定化酶的应用范围越来越广，并成为酶工程研究的重点。在固定化酶的基础上又逐渐发展了固定化细胞（immobilized cell）的技术，除了固定化酵母、细菌之外，丝状真菌的固定化更引起人们的广泛关注，因为许多具有工业生产价值的代谢产物（如酶、抗生素、有机酸和甾体化合物等）都是由丝状真菌生产的。(www.xing528.com)

生物催化剂与化学催化剂不仅其来源和化学本质有差别，而且前者具有专一性，催化效率也比后者高107～1013倍。因此，长期以来人们认为两者之间存在着一条不可逾越的鸿沟。以上各种类似天然酶催化剂的出现不仅对酶的传统概念提出了挑战，也在生物催化剂和化学催化剂之间架起了桥梁。例如模拟酶，它的来源和化学本质像化学催化剂，但催化行为像生物催化剂（酶），而且随着模拟程度和水平的提高，其专一性和催化效率会越来越接近天然酶。自然界本身就是一个整体，所谓概念是人们认识问题时人为划分的，它受当时科学水平的限制，一些对应的概念间可能并没有绝对的界限。随着科学的发展，存在于生物催化剂与化学催化剂之间的鸿沟将会被填平。同时根据酶反应动力学理论，运用化学工程成果建立了多种类型的酶反应器，在这一基础上逐渐形成了酶工程。当然酶学研究和酶工程研究不是孤立的，而是相互关联、相互渗透、相互促进的。