酵素在台湾的发展状况

在化学工业生产流程中，某些反应不仅需在高温高压下进行，还常需使用催化剂来推动化学反应，这些催化剂多半是无机物。

    1970年代兴起的生物技术对许多行业均产生冲击。 生物技术的重要关键性技术之一是酵素科技，由于生物技术的进展，部分的化工流程也改以生物法推动，主要是藉由生物体内的酵素来作用。

    二次***结束后酦酵工业的兴起，再结合1970年代的生物技术，酵素的生产与应用有了很大突破，目前已形成重要生技产业之一。

   二、酵素本质

    酵素来自生物体(动、植物及微生物)，是一种生体催化剂(biocatalyst)，与化学催化剂具有类似功能，但其构造有所不同。

    酵素是蛋白质的一种，蛋白质是由胺基酸所构成，因此酵素也是由胺基酸所组成。但是蛋白质不一定是酵素，只有蛋白质且具有特殊三度空间构造，又能进行生***学反应者才是酵素。例如淀粉分解为葡萄糖需要淀粉分解酵素，在***唾液、肠胃中均有此类酵素，但***肌肉中的蛋白质就没有分解淀粉的功能，所以它不是酵素，两者的主要差异在于结构。因构造不同，形成的功能也有所不同，这就是酵素与一般蛋白质***大的差异。

    酵素存在于所有活的动、植物及微生物体内，是维持身体正常功能、消化食物、修复***等必需的物质。

    新陈代谢是***每天必须进行的生理作用，此一生化现象简单来说就是指细胞吸收「新鲜」营养素，与排泄「陈旧」废物的过程。在新陈代谢过程中，有一个重要的催生者，那就是「酵素系统」。生命的存在，乃藉由体内成千上百种代谢反应，不断地运作而维系着。每一项新陈代谢都有专属的酵素，因应各项新陈代谢的需求，所以***内的酵素亦有成千上百种。酵素对温度极为敏感，当***发烧、体温上升时，酵素系统会受到波及甚至停顿，使***呈现疲倦、身体有气无力的反应，严重者甚至连意识都会变得模糊。

    酵素是由蛋白质构成，其基本成分是胺基酸，即使***内有足量的***、矿物质、水分及蛋白质、碳水化合物(糖类)等，但没有酵素，仍无法维持生命。 目前科学家尚无法利用人工合成来制造与生物体内相同结构的酵素。所以，酵素可说是生命的本体，没有酵素生命就会停止，当酵素停止活动时，生命也无法持续下去。

    三、酵素在产业上应用

    酵素技术在二次***之后发展极为快速，1970年代研发出固定化酵素(immobilized enzyme)技术，使得酵素在化工生产及应用上更为普及；1980年代引用重组DNA技术来改良生产***及动植物原料，因此酵素的生产与使用，更迈入另一新里程碑。

    酵素在工业、农业及***上用途非常广泛，例如在纺织工业上，淀粉酶用以当作拔糊剂；许多石化及特化工业生产中，某些反应也改以固定化酵素取代化工催化剂；在食品工业上，以淀粉制造葡萄糖(作为食品或点滴******用途)，也需用酵素来分解淀粉。

    在***方面也有作为******的***酵素，如尿激?(urokinase)、催化?(catalase)，以及***?(hyaluronidase)等。另外，纳豆因为其中富含大量的纳豆激?(nattokinase)，也具有分解***、预防******的***。其他***用途方面，在健康检查中，肝功能好坏的指标就是酵素，大家所熟知的GOT与GPT即是指标酵素。

    日常生活常用的洗衣粉与牙膏，若含有酵素，其功能就会提高许多。有些牙膏会添加淀粉酶、葡萄糖氧化酶、乳酸过氧化酶、溶菌酶，以及乳铁蛋白酶等成分。其中，淀粉酶可将口腔及牙缝中的淀粉分解成葡萄糖，葡萄糖经由葡萄糖氧化的作用，可产生***，***和硫***离子经由乳酸过氧化酶作用，再产生次硫***离子，其***和次硫***离子均有杀菌和抑菌的***。溶菌酶可分解***的细胞壁，因此也有杀菌的***。乳铁蛋白可与唾液中的铁结合，以降低唾液中的铁浓度，使***无法生长，因此也有******生长的功能。

    此种酵素牙膏含有唾液中应有的天然抑菌和杀菌成分，可弥补因老化、***和服药引起唾液减少所导致的天然抑菌和杀菌成分不足的情况；另一方面可以***唾液正常功能，改善口腔黏膜健康，又因其含有抑菌或杀菌成分，可防止蛀牙及牙周病的发生。

    另外，碱性蛋白分解酵素也可制成***肥皂及沐浴乳，对清洁皮肤及******均有帮助。

    四、酵素来源与生产

    酵素原本存在于生物体内，***中的酵素是依遗传***构造在体内自行合成的，所以有些天生具遗传性***(如地中海型***、尿酮症等)的***，都是因为体内***无法合成某些酵素所导致。

    酵素也可藉由食物补充，其中***好的来源来自天然蔬菜、水果及草本植物等，日本人常吃的生鱼片中也富含许多酵素。但食物经过蒸煮之后，大部分的酵素会受到***，便无法提供酵素至***中。工业上所使用的酵素可由蔬果中萃取、发酵而制得。***的综X酵素产品，应是能分解蛋白质、糖类、脂肪等三大营养素的酵素，***好还含有其他酵素(例如***化酵素)，对于一般人的***而言，才是***佳的选择。目前在市面上有许多液态的综合植物、蔬果酵素产品，不仅使用方便，更能符合食补、食疗的精神，相当备受欢迎。

    另外，许多工业用酵素也能由微生物以生物技术酦酵法生产，生产方式则有液体及固体酦酵法两种。

    五、***及台湾酵素产业

    (一)***酵素产业依日本产经新闻的调查，***酵素市场大约在10亿美元左右，2004及2005年日本酵素市场维持在160亿日圆(约1.5亿美元)。销售量***大的酵素有制造干酪用凝乳酶、添加在清洁剂的蛋白酶、生产果糖用的异构化酶、淀粉及葡萄糖工业用的淀粉糖化及液化酶、饲料添加用酵素，以及***、农业用相关酵素等。

    目前***酵素产业大部分为欧洲公司所控制，且多半属于小国，例如丹麦的Novo公司与荷兰的Gist-Brocades NV公司即占***市场的六成左右，其余则是由生技大国如美国与日本等***所瓜分。因此，其他***在酵素产业几乎无立足空间。

    (二）台湾的酵素产业

    1.过去台湾地区自行研发酵素源自于1970年代，当时台湾有风光一时的菠萝加工品，而加工后的废弃物如菠萝皮及心富含有酵素，之后便利用菠萝茎萃取菠萝酵素，称为「stem bromelian」。当时台湾凤梨酵素产量曾是******，与美国夏威夷并列***凤梨酵素王国。

    此时期台湾也曾研发木瓜酵素(***in)，可惜因为木瓜的病虫害问题没有完全解决，以致影响了原料的供应。另外值得一提的是，当时也成功的由***的尿液中萃取尿激酶(urokinase)，这是与目前流行的纳豆激酶具类似功能的***酵素，笔者当时曾参与研发，并在1981年获***科技发明奖，可见此酵素研发的重要性，其后尿激酶外销金额曾创下每年2亿元新台币的佳绩。但之后由于市场与营销策略未能充分把握而失去商机，大部分菠萝酵素厂商已将生产技术及工厂移至东南亚；而尿激酶也因原料问题，以及重组DNA技术同质产品(如TPA)的竞争而没落，也有少数厂商转至原料供应较充裕的中国大陆，但其利润已大不如前。

    1970年代时期，台湾也有以***生产的淀粉液化酶应用在工业生产上，但缺点为量少、品质也不佳。此外，有些进口商也由国外(主要是日本)进口植物所萃取的多种酵素混合的产品，作为***食品之用，可惜当时民众对酵素认识不够，因此销售并不理想。

    2.现在目前台湾每年的酵素产值大约在2~3亿元新台币左右，包括凤梨酵素、蛋白质分解酵素、饲料添加用细胞壁分解酵素、xylanase、纳豆激酶，以及用于制造果寡糖的转化酵素等，但此酵素均以自产自用为主。

    有趣的是，目前***大宗的酵素产品却是***用途的植物萃取之液体酵素，包括国外进口在内，已超过100家以上公司生产或贩售酵素液，此产品之所以30年后在台湾大为盛行的原因，是民众对酵素的认知与***观念的提升。

    事实上，***由于补充酵素，故较少生病。 而人类由于饮食文化的关系，食物大多经过加热，存在于天然植物、动物中的酵素由于加热受到***，所以现代人摄取自大自然酵素的机会就不大。所以回归自然饮食的生机***法，强调吃生鲜蔬果及喝天然果菜汁的原因即在此。

    ***内经常存在一些能推动体内代谢反应的酵素，这类既存的酵素称为构成性酵素，这些酵素是利用***功能，在***内自行合成的，主要作用在消化食物(消化酵素)，以及维持生命(代谢酵素)。 而这类酵素有一定生成量，会随年龄的增加而逐渐递减。

    日常生活中，在生鲜蔬果、生鱼、肉、酦酵食品中也含有酵素，人类由外部摄取的食物酵素愈多，身体生化反应便会进行得更为顺畅，身体更为健康。

    在这种教育推广有所成果的情况下，台湾民众开始相信酵素的功能，并相信天然植物萃取酵素是***佳酵素补充来源。由天然植物中萃取，并经由生物技术方法酦酵所得到的酵素综合液，是现代人补充酵素之***佳来源，这类天然植物包括蔬菜、水果，以及草本植物等。

    3.未来由于台湾生物技术发展的***为医***，作为特化产品之一的酵素，目前并非是***推动生技产业的主流。未来只能依市场需求，由民间业者自行研发，期盼能有一番作为。

    六、结论

    酵素工业源自于19世纪，但在20世纪末融入新生物技术，无论生产技术或应用都有突破性发展，而且酵素与日常生活息息相关。在台湾目前大力推动生技产业的情况下，各界注意力也应关切未来台湾酵素产业的发展。