何为酵素？
酵素（英文名称enzyme，又译为“酶”）是生物本身自然生成的物质。酵素是具有生物催化功能的生物大分子，即生物催化剂。它能够加快生化反应的速度，但是不改变反应的方向和产物。也就是说，酵素只能用于加速各类生化反应的速度，但并不是生化反应本身。它存在于所有活的动植物体内，是维持机体正常功能，消化食物，修复组织等生命活动的一种必需物质。很多人将它称为“活着的物质”，“掌握所有生命活动的物质”。人的生老病死都与酵素有关，人体中酵素的量和活性决定着我们的健康与寿命。当体内的酵素水平升高了，所有的疾病就消失了。
在人体的中枢神经、内分泌、呼吸、血液、免疫、消化、排泄、生殖等各系统中均含有酵素。所有的生命现象与机能，都需要依靠酵素来调控和催化机转，以维持生命动力和健康。生物体内含有千百种西酵素，它们支配着生物的新陈代谢、营养和能量转换等许多催化过程，与生命过程关系密切的反应大多是酵素催化反应。酵素能促进新陈代谢，使人精力充沛，心情愉悦。促进血液循环，同时净化血液，排除毒素。增强胃肠道的消化吸收功能，增强体质。调节人体酸碱平衡。排毒护肝，解酒宿醉。激活细胞，促进受损细胞更生。
酵素与无机催化剂比较，有如下相同点：1.改变化学反应速率，本身几乎不被消耗；2.只催化已存在的化学反应；3.加快化学反应速率，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点；4.降低活化能，使化学反应速率加快；5.都会出现中毒现象。
酵素营养学理论最早由世界酵素之父、美国医学博士爱德华・豪威尔教授于1985年提出。酵素的发现被公认为是人类生命科学领域的重大里程碑。美国前希波克拉底健康机构主任史帝芬・布劳尔说：“人类营养学中的‘食物酵素概念’确实是一项前所未有的重大发现，即便在这个科技及检验方法都日新月异的时代，仍旧经得起考验。豪威尔医师对酵素及生食深入的研究代表了营养科学的一，足以媲美维生素及矿物质的发现。”
2007年2月，美国《时代美容》杂志刊登了一位欧美资深美容专家的文章“酵素是新一代养颜女人的最好营养师”。近年来，随着植物酵素具有健康和长寿的功效被世界揭示后，科学家又发现植物酵素在美容、养颜和减肥等方面具有独特的功效。在人体内含有的数千种酵素中，形成富有弹性、光滑细腻的人体肌肤与体内蛋白分解酵素有着切肤的关系，蛋白分解酵素是针对角质代谢不良的肌肤，因为它能去除皮肤表面和毛孔、汗腺的污垢，温和地去除老化角质，使皮肤恢复光滑细腻；油脂分泌的旺盛、毛孔的堵塞与体内脂肪分解酵素有关，脂肪分解酵素主要作用于油脂分泌旺盛的皮肤，通过它来分解皮肤上多余的油脂，有效清洁肌肤，预防毛孔堵塞；抗氧化酵素则能抑制自由基对皮肤所造成的氧化伤害，延缓皮肤老化的速度。酵素具有美白及消除黑斑功能：人的皮肤经过紫外线照射过后会活化皮肤的黑色素细胞，使体内麦拉宁酵素的强烈运作，而引起过多的黑色素。酵素对于阻断黑色素的形成有不错的功效。
酵素在营养保健、临床医学、美容护理、减肥瘦身、养生保健、亚健康调理等领域的研究与利用已经浮出水面。日本著名的鹤见诊所的“超级酵素医疗”病历集已收集十余个类别的病历（包括肩痛、腰痛、头痛、耳性眩晕病、癌症、胃肠障碍、支气管哮喘、糖尿病、风湿、胶原病、慢性肝炎C型、孕吐、难产等）。专家提出的“半断食――预防疾病与抗老化的酵素储蓄法”理念耐人寻味。
酵素专业化生产方法源自于日本，之后发展到台湾。目前日本酵素天然原料品质受到冲击，不被用户看好，台湾酵素在国际市场独占鳌头。
酵素的特性与作用
平衡作用 酵素可使体内血液形成弱碱性，消除体内废物，保持肠内细菌的平衡。强化细胞，促进消化，加强抵抗力，让身体保持各方面的平衡。
抗炎作用 发炎指的是身体部分细胞受伤的部位，病菌筑巢生长。治疗炎症，并非全是酵素的功劳，而是酵素促使白血球功能良好，给予受损的细胞力量而已。
抗菌作用 酵素是一种天然的抗生素，大量服用也不会有副作用。有人将唾液涂在伤口上，就是因为唾液中有唾液酵素，对细菌有杀伤作用。酵素可以促进白血球杀菌，其本身具有抗菌的作用，可杀死病菌同时又有促进新细胞生成的作用，可从根本上治病。
分解消化作用 由于肠是人类生命的根，而酵素有助于胃肠对食物的消化、分解、吸收，所以酵素是人体生命延续与生长不可或缺的重要物质，它参与了人体内上千种以上的化学反应（合成与分解）。能促进人体新陈代谢，提高免疫力，增强体质。
净化作用 酵素净化作用是通过酵素的活化溶解作用，将血液中的废物（如坏胆固醇等）排出体外。通过净化作用还可将酸性体质变为弱碱性，促进血液循环，健康身体。
新生作用 酵素可促进细胞的新陈代谢和受损组织的修复，提高免疫力，增强体质。
氧化作用 氧化即是物质与氧气结合成为氧化物的过程，而还原是氧化物中的氧分子消失，回复到原始状态的过程。酵素即是此反应过程中不可或缺的催化剂，人体呼吸及一连串的热量产生、代谢等，就是氧化还原反应。
分解作用 当咀嚼米饭时，米饭中的淀粉会被唾液中的淀粉酵素所分解，成为麦芽糖或糊精，同时感觉到越嚼越香甜，这是酵素分解作用加强的结果。另外胃肠内还有许多帮助营养素消化和吸收的消化酵素，可将食物转换为水溶性物质，如醣类分解为单醣，蛋白质分解为氨基酸，脂肪分解为脂肪酸或甘油，才能被身体所吸收及利用。
新陈代谢作用 所谓新陈代谢，就是细胞的汰旧换新，人体细胞有其生命周期，当细胞老化、坏死就必须更新，然而分解老化坏死的细胞以及制造新生细胞的过程，是相当浩大的工程，并非几种酵素就能完成，必须借由各种酵素的分工合作才能做到。在细胞制造的过程中，有些酵素是负责监督各种酵素的运作状态，酵素作用涵盖了整个细胞制造过程。
热能作用 因为酵素的作用，使得人体能在常温中进行氧化反应，以产生热能，并可将热能储存起来，视体内需要适时将热能释放出来。这些热能的储存和利用，完全都是靠酵素的作用。
净化血液作用 酵素能分解血液中的废物，使血液保持弱碱性，促进血液循环。人体中的氨基酸代谢，会产生氨等有害物质，血液中的氨浓度过高时，会使人陷入昏睡状态，而体内的酵素能将氨，转变成低毒性的尿液排出体外，若没有这类酵素的作用，人体内将充满有害物质。
抗菌防御作用 白血球中含数种酵素，它能促进白血球的食菌作用，当急性病或发炎时白血球的数量会急速增加，以对抗外来的细菌。人体口腔、鼻腔黏膜、眼球结膜，都是细菌容易滋长的地方，而人体的唾液、鼻水、泪液中的酵素有溶菌和杀菌的效果，使人不容易被病菌感染。
解酒作用 酵素能在酒精进入肝脏之前就对它进行拦截并分解，直接通过胃肠道途径排出体外，从而有效地保护肝脏和胃部，最大程度地避免肝脏和胃部受损，起到解酒保肝的作用。同时酵素能够迅速分解体内酒精，防止大脑及体内器官被麻痹，改善严重宿醉、头痛等现象，酒前服用可预防醉酒。
台湾酵素营养保健品与知名品牌
万大酵素、酵素膏由台湾万大集团生产。经典酵素膏经过4年深层发酵精制而成。专业销售品规格为175克/瓶。浓缩精华经典酵素膏乃独自以微生物发酵技术制作而成，特别严选近百种天然、新鲜的蔬果、野生桑黄子实体、牛樟芝、灵芝、植物果实等为原料，阶段性植入酵母菌、醋酸菌、乳酸菌、曲菌等13株有益活菌。不同微生物的作用阶段，能将各种酵素及营养素做微生物萃取，长达4年的深层发酵，更能将酵素营养素分解为趋纳米化的小分子元素，这就是经典酵素膏最为珍贵之处。经典酵素膏采用低温浓缩法10倍浓缩而成，不但可以保留原本酵素液的活性，同时营养素及酵素皆可成浓缩精华状态，为植物性酵素食品之最。富含脂肪分解酵素、淀粉分解酵素、蛋白质分解酵素等消化酵素及代谢酵素，长期使用，不但可补充足量的营养元素，同时足量的酵素群及矿物质更能促进新陈代谢的进行。
典藏灵芝酵素由台湾万大集团生产。牛樟芝、云芝、松杉灵芝、赤芝、树舌灵芝等多种灵芝多醣，融合近百种新鲜蔬果、高山植物、汉方本草，利用阶段性植入的活性益生菌，让典藏灵芝酵素螯合出珍贵的多醣体、三帖类、生物类黄酮素及SOD酵素，这些平日饮食鲜少摄取的特殊元素，皆是对人体很重要的修复元素。本产品除了采用100多种蔬果原料，更添加5种灵芝成分，利用天然的酵素分解力将珍贵的灵芝多醣、天然灵芝B群、微量元素（矿物质）萃取出来，这些成分都是很重要的营养元素。
盛颜女性酵素由台湾万大集团生产，产品成分包含蔓越莓、胶原蛋白、Q10、益母草萃取液、松树皮萃取物、胺基酸精胺酸、麸胺酸、酪胺酸、离胺酸、色胺酸、天门冬胺酸、丝胺酸、甘胺酸、丙胺酸，维生素B1、B6、维生素E、植物性综合酵素。其市场定位是女性酵素首选，由内而外美丽起来。
肝胆排毒酵素由台湾万大集团生产。此酵素添加有针对性的原料进行发酵，代谢产物帮助提升肝脏机能，软化胆管，促进胆汁分泌，排出胆砂与结石，功效显著，优于同类产品。产品品质温和，排石过程简单无痛苦。肝胆相照，肝脏具有直接控制体内排毒的作用，肝脏排毒功能衰退，会随之殃及胆功能，诱发胆道系统内的疾病（如胆固醇结石、胆色素结石、混合结石），严重危害人体健康。各种慢性病都与肝脏未能发挥全部功效所致。胆结石是身体疾病的主要原因之一。如今运用酵素排石这种自然方法，可以帮助您免受痛苦，轻松排石，从而最大限度减轻毒素对身体的伤害。肝胆排毒酵素的功效：提高免疫力，恢复自愈力；维持脂肪代谢正常；改善荷尔蒙，改善女性生理期和更年期的不适状况；明显改善皮肤，使其更加有光泽，更加靓丽；排毒有助于停止吸烟喝酒的欲望。万大集团已在广州设立总经销。
“酵傲人生”牌复合酵素被誉为台湾复合酵素第一品牌，由台湾鼎杰生物科技有限公司生产。在大陆市场已有销售，尚无生产基地。所有的产品均来自台湾进口。其选用天然有机素材植物、水果等多种天然原料，以尖端生物科技发酵萃取技术，提取出纯天然活性超氧化物歧化酶（SOD）与多元功能分解消化酵素群。生成的聚合多元生长因子等是对人体健康有益的优质高效养生的酵素食品。用户反映，产品的效果非常显著。已治愈很多用药物无法治愈的疑难杂症。
佳联酵素――生产厂商，台湾本土最高品质的酵素，生产商为台湾佳联集团。该公司是一家集生物制品、营养保健补充食品、化妆品等研发、生产、销售于一体的生物科技企业，以美国自然医学研究中心、世界有机生活发展协会为背景，依托多家国际顶级生物研究机构科技成果和海峡两岸生物科研合作平台，与德国VINKA集团、北京东方医学科学院合作，研发生产台湾佳联酵素（植物性综合酵素），主要包括佳联酵素（蔬果）、佳联酵素（降糖）、佳联酵素（多醣体）、佳联酵素（综合）、佳联轻纤酵素、佳联畅清酵素等品种。佳联集团已在深圳设立生技研发总部，现正面向大陆各地招商，诚邀经销、加盟合作伙伴。
台湾大能生物科技有限公司创建于1988年，已依托优良菌种（生技独家菌种）、精选原料、黄金配比（依照中医营养学食物调配）、发酵时间（3年以上）、发酵能量（低聚糖发酵、发热量低）、发酵方式（重合发酵）、技术优势（微生物发酵、纳米萃取技术）等七大特征，发展为有核心竞争力的成熟酵素产业。先后荣获台湾品质保证金像奖、消费者金字招牌奖。大能生物已在厦门设立销售。
台湾宝芝林国际生物科技有限公司生产的养命酵素、活性酵素、本草汉方酵素、酵素调理荫油、牛樟芝浓缩精、黄金甘泉等系列营养保健品，品类繁多，市场前景广阔。
伴随着国际健康养生产业的迅猛发展，台湾酵素技术创新与产品营销空前活跃。美容酵素、元气酵素、昭和酵素、植物酵素、灵芝酵素、莲生原液、生美水果酵素、兰蔻清脂酵素、酷身奇激酵素等诸多酵素新产品相继在台湾市场崭露头角。在台湾本地的营养补充食品、保健品市场逐鹿竞争，大展风采，尽显峥嵘。
高国际股份有限公司创建于2009年，采用超临界CO萃取技术生产生物医药保健品系列。独特优点是：无残余毒性溶剂、无热降解、产品纯度高、保存期长。其生产的酵仙酵素包括乐乐速清（草本薄荷酵素片）、清酵素片（液）等产品。草本薄荷酵素片由多种植物水果超临界萃取，可增强肠道蠕动，帮助维持消化机能。每天食用可促进新陈代谢，抗疲劳，保持身体清爽，健康活力实足。主要成份为决明子、芦荟萃取物、山扁豆萃取物、山楂、综合消化酵素（蛋白质分解酵素、淀粉水解酵素、脂肪分解酵素）、薄荷叶、螺旋藻、甘草、肉桂、果寡糖、嗜乳酸杆菌、比菲德氏菌、蔗糖素。清酵素片（液）由高纯度综合酵素经超临界流体纳米萃取技术制成。内含多种氨基酸、矿物质、微量元素、植物纤维及多种蔬果酵素，可帮助消化，促进肠道蠕动，使体内垃圾较柔软且易于大量排出。主要成份：人参萃取物、净肠草萃取物、铁刀木萃取物、薏仁、白芝麻、万灵薯、蔬果酵素、比菲德氏菌。目前，高生医拟大力开发大陆营养保健品市场，秉承“百善孝为先、百膳必酵先”的发展理念，与大陆的合作模式主要是代工生产。技术转移、股份制合作等方式也可以进行探讨。
台大奈米科技有限公司是台湾酵素产业的代表，在酵素的发酵、萃取技术方面处于领先地位。其产品主要是纯植物性综合活力酵素。台大奈米公司作为技术支撑的台湾酵素高端保健品项目，拟落户潍坊综合保税区，充分利用台湾成熟的产业技术、先进成套设备、营销推广理念作为突破口，逐步进行深度战略合作，不断地壮大产业规模，带动潍坊农副产品深加工向更高层次发展。
此外，台湾逸铭有限公司、台湾酵素村有限公司、伍鑫酵素工业有限公司、大汉酵素生物科技股份有限公司、晶叶酵素生物科技有限公司、台大生命科学有限公司、中华生草药外治协会、酵素养生研究所等机构在酵素研发生产方面都有一定的建树，掌握着核心技术和生产工艺，拥有自主知识产权和高新技术产业化能力。
复方活性酵素的主要成分
复方活性酵素是以103种蔬果为原料，再植入十多种有益菌群（酵母菌、乳酸菌等），经生化流程发酵熟成的产品。其中包含103种蔬果所含的各种维生素、矿物质、纤维素和微量元素；多种类酵母菌、乳酸菌群；多种菌类菌群的活化元素。
这些有益菌群能增加身体肠道内有益菌群数量，而且能在肠道内抑制其他有害菌增殖，减少因有害菌繁殖产生对人体有害的毒素或毒气。这些益菌群存在肠道时，也能协助体内合成维生素、芋卤酸、叶酸、泛酸等元素。同时增进淋巴球活性，促进干扰素的制造，活化并提升免疫系统功能。
这些由合成转化产生、人体不能自行制造的八种必需氨基酸、脂肪酸及各种水解酵素，都是人体在进行生成及自我修复时所需要的重要因素。如果没有这些原料，人体的许多机制便会发生问题，各种疾病趁虚而入。
最近，一股“水果酵素”风潮席卷我国各地。“水果酵素”的功效和做法，成了各种网络平台传播的热门话题。在网上键入“水果酵素”四个字，瞬间就能返回800余万条搜索结果，不可谓不红。“水果酵素”所宣传的“减肥”、“养颜”、“排毒”等种种功效，让它成为了爱美人士竞相追捧的对象，再加上“天然”、“自制”的制作方式，弄的好像不在家里弄几个瓶瓶罐罐来生产“水果酵素”就out了一样。
尽管“水果酵素”的搜索结果极多，不过仔细观察就会发现，这些消息大多都是重复的功效与制作方法说明，对于“水果酵素”究竟是什么，反而没有一个明确的定义。为了搞清什么事“水果酵素”，我们来看看“水果酵素”的制作方法吧。比较通行的方式是，将水果洗净切成块，混合一定比例的糖和水，装进洗净的容器内，封好口，在阴凉地方放上一两个星期，得到的液体就是“水果酵素”了。
“水果酵素”含有什么？可以看出，这种“原料加糖，密封存放”的制作方法，本质是一种自然发酵。所谓自然发酵，就是不人为添加菌种，而单单依靠原材料表面携带的微生物，在制作过程中繁殖形成一定菌落结构的发酵过程。发酵过程是一个复杂的微生物生理和代谢过程，其产生的物质类型也较为多样。
“水果酵素”最大的卖点，就是宣称“酵素”能够起到“减肥”、“养颜”、“排毒”等功效。但实事是，想依靠“酵素”，或者说酶，来起到这些效果，只能是美好的想象。从前面分析已经得出，蛋白质在整个发酵液中的量就很低。别提按照传言中的“一天喝100毫升”，就算喝上一公斤的“水果酵素”，获得的总蛋白质也不过0.2g——还不如吃上一个中等大小的苹果。况且即使吃下了那少的可怜的酶，它也无法发挥其作用——由于它们缺乏保护，在通过消化道时，胃液和肠液中的蛋白酶就将它们斩为小段，化作寡肽和氨基酸被吸收了。
“水果酵素”本质就是一种自然发酵制品，无论从原理还是实际成分来说都无法达到“水果酵素”所宣称的种种神奇功效。同时，由于自然发酵不易控制，容易造成杂菌污染产生毒素，以及生成其他有害物质。饮用这样的“水果酵素”，反而会增加健康风险。若真想从水果中获得有益的成分，那么直接吃掉是最直接有效的方式。
酵素（酶）食品其实并不是新生事物，早在20世纪初就起源于日本，迄今已有长达80多年的历史。目前酵素（酶）食品在日本已有超过2000万人每日服用。一些世界非常著名的化妆品品牌产品中也含有酵素（酶）。世界各地（尤其日本、美国以及中国台湾）有关酵素（酶）的书籍不下几十种。酵素（酶）产品从日本本土行销台湾20余年，近几年也陆续被新加坡、马来西亚、韩国、美国等地引进。
没有酵素（酶），就没有生命
人体如同是一家精密的化工厂，每天都在进行着不计其数的各种化学反应和变化，这些变化反映在各器官中日以继夜地默默进行着。这其中，最重要的是要靠成千上万的各种酵素（酶），各司其职充分配合运作，才能顺利进行。
酵素是“酶”的旧称。酶在希腊语里，就是存在于酵母中的意思，是由生物体内活细胞产生的一种生物催化剂，大多数由蛋白质组成（少数为RNA），能在机体中十分温和的条件下，高效率地催化各种生物化学反应，促进生物体的新陈代谢。生命活动中的消化、吸收、呼吸、运动和生殖都是酶促反应过程。
酶是细胞赖以生存的基础，细胞新陈代谢包括的所有化学反应几乎都是在酶的催化下进行的。若因遗传缺陷造成某个酶缺损，或其他原因造成酶的活性减弱，均可导致该酶催化的反应异常，使物质代谢紊乱，甚至发生疾病。人的生老病死都与酶有关，酶决定着我们的健康。可以肯定地说，没有酵素（酶），就没有生命。
体内酵素（酶）量越多，寿命越长
酵素（酶）还具有美容催化作用，它含有的多种酶能抑制皮肤老化，参与角质层新陈代谢，修复皱纹，延缓皮肤老化速度。
酵素（酶）可以增强人体新陈代谢，清除体内不全谢产物(就是人称的体内垃圾或毒素)，迅速活化生理机能，制造新的细胞，是肠道健康的保障，被科学家称为“生命的魔术师”。豪尔博士在《酵素营养学的原理》一书中说：“人类寿命与有机物潜在酵素（酶）的消耗度成正比。”也就是说，体内酵素（酶）量越多，寿命越长，体内酵素（酶）量越少，寿命就越短。
酵素（酶）不仅具有帮助人体消化吸收之功效，还具有新陈代谢、消炎、解毒、激活修复细胞之功效，降解药物治疗过程中的不适以及药物对人体的副作用，提高免疫力和自愈力，调节人体各方面平衡，达到最佳健康状态。补充酵素（酶），可提高自身免疫力，延缓衰老，延长寿命。
补充酵素（酶），可以延缓衰老
酵素（酶）主要在体内合成，随着年龄的增长以及污染都会使体内酵素（酶）合成减少。在化学变化过程中，部分酵素（酶）也是会损耗的，除了部分由人体自己制造补充外，大部分的酵素（酶）还是要靠平时食物中不断地补充，才能使体内酵素（酶）维持平衡状态。
由于酶在高温下会失活，故熟食习惯使得外源性酵素（酶）的摄入减少。食物加热超过40 ℃时，酵素（酶）就会被破坏，故平时要尽量生食有机蔬菜和水果。实践证明，生食大量的新鲜有机蔬菜、芽菜和水果，可以达到补充酵素（酶）、改善健康状况、延年益寿的目的。比如，日本成为世界上最长寿之国，其中一个重要因素是日本人有生食习惯。
千百年来，人们吃的食物几乎都是经过高温烹煮过的，使食物中的大量酵素（酶）遭到破坏，吸收到体内的酵素（酶）是有限的，所以服用一些酵素（酶）产品是必要的。
选酵素（酶），要活性高的
所有有生命的动植物都含有酵素（酶），每种动植物所含的酵素（酶）种类有限。因此大量多品种生食可以补充酵素（酶）。但是现实生活中偏食和熟食的习惯，蔬菜水果农药的污染及条件的限制，不能够使人们补充足够的酵素（酶），缺乏酵素（酶），便成较普通的现象。因此购买市面上的酵素（酶）产品也是一个不错的选择。
目前市场上酵素（酶）食品的种类很多，那么，我们怎样能选择到优质的酵素（酶）食品呢？
1.注意酵素（酶）的活性。选择活性高的酵素（酶）产品。
2.注意生产日期。酵素（酶）产品都有一定的保质期，超过保质期的酵素（酶）可能会失去活性。而且产品最好保存在低温环境下。
3.注意酵素（酶）的来源。从提取途径来看，目前市面上的优质酵素（酶）均是从纳豆、植物、蔬菜、水果中提取得到的天然酵素（酶）。
4.注意酵素（酶）的产地。选择正规公司生产的酵素（酶）产品，其产品具有先进的科技工艺和严密的质量控制等条件，是人们购买时的首选。
5.注意产品外观。优质酵素（酶）来自纯天然，不含任何防腐剂、添加剂等，所以液体酵素（酶）会有少许沉淀。
关键词 酵素菌；微生物肥料；农用生物技术；农业生产；应用
中图分类号 S-1；S144 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）01-0220-04
Advance on Application of Development of Microbial Fertilizer Enzyme
FENG Lei 1 ZHAO Yun-lin 1，2 PENG Jiao 1 ZHANG Mei-qing 1 HE Rui 1 XU Zheng-gang 2 *
（1 Hunan Agricultural University，Changsha Hunan 410000； 2 Central South University of Forestry and Technology）
Abstract Enzyme Microorganism are called Farm Enzyme（BYM），Shimamoto in Japan invented an agricultural biotechnology in the 1940s，it has very important applications in agricultural production.Enzyme Microorganism can inhibit harmful bacteria，promote inorganic fertilizer efficiency，activate nutrients and improve soil structure.It can reduce pollution，increase production，improve crop growth environment，reduce the amount of chemical fertilizers and pesticides，produce pollution-free products.In this paper，the relevant literature was reviewed，the role and function of enzymes in the field of microbial were overviewed，and the further research trends and prospects were discussed，in order to provide a reference for research and development and application of microbial enzymes.
Key words Enzyme Microorganism；microbial fertilizer；agricultural biotechnology；agricultural production；application
20世纪80年代起，酵素菌技术开始在农业生产中广泛应用，已有约23个国家及地区大量推广，如今在世界许多国家的种植业、食品加工领域及养殖业广泛应用[1]，表现出了良好的推广前景及应用价值。酵素菌技术于1994年引进我国，目前该技术已被多个省份引进和推广，如辽宁、山东、河南、北京等地。其应用效果表明，该技术具有非常显著的增产效果，说明该技术比较先进，在发展生态农业和促进农业产业布局调整方面意义深远，是具有较高推广和应用价值的农业生物技术[2]。本研究将分析、总结国内外酵素菌技术的最新研究进展，为酵素菌微生物肥料的应用提供参考。
1 酵素菌技术的基本原理及特点
1.1 基本原理
酵素菌又称复合微生物菌群，即是一种多种有益菌的集合，是繁殖和代谢能力很强的一群有生命的活体。酵素又称农用酶，是酵素菌在维持生命活动过程中分泌的一些酶和活性物质，主要包括脂肪分解酶、氧化还原酶、糖化酶、纤维分解酶、蛋白质分解酶、尿素酶等若干种酶[3]。以上若干种酶的好气性发酵能力较强，可以迅速催化农作物秸秆、杂草、落叶等有机物质，并可以将其分解，形成腐殖质、沸石页岩等矿物质，成为植物所必须的活性成分源；同时还能分解农药、化肥等人工合成的有毒化学物质，这样可以增加土壤中的营养成分，使土壤和水体的化肥污染和农药减少[4]。由于酵素菌蛋白酶具有较强的分解能力，利用其制成的饲料添加剂，可以提高饲料的利用率，因此可以产生显著的经济效益。如SCP（单细胞蛋白），其作为动物饲料的添加剂，可以产生很高的价值[5]，其利用酵母菌独有的氧化分解酶系直接降解高浓度油脂类物质而得到。酵素菌的蛋白质分解能力和糖化能力很强，其本身就是一种营养价值很高的物质。酵素菌催化分解有机物能得到多种发酵物质，最终的产物主要有可以直接被动植物吸收、促进动植物生长的各类维生素，还有能够促进动植物生长发育的生长促进未知因子，以及被动植物吸收后能够促进细胞分裂和繁殖的核酸，另外还有部分动物和微生物的营养物质以及促进胆固醇代谢的物质等[6]。
1.2 特点
酵素菌作为一种有益活性微生物，其主要包含三大类菌，如细菌、酵母菌和放线菌，另外还包括多种其他菌和酶。正是因为差异的菌种之间具有相互补充、相互配合的作用，因此其群体效益才能够充分发挥，从而使效果更加显著[7]。酵素菌肥作为一种多功能高效复合微生物制剂，其不仅营养丰富而且防病作用突出，这主要是因为其含有各类元素和大量的有机质、有益活性微生物及微生物代谢产物，其中各类元素都是农作物生长发育所必需的。酵素菌肥的制作原料包括农作物秸秆、动物粪便、农副产品下脚料等，取材比较广泛而且容易得到，其生产条件宽松，制作和使用方法也相对简单易学[8]。酵素菌既能承受高温和严寒，也可抵抗其他有害杂菌的侵袭，只要具有适宜的条件及湿度，就可以快速繁殖。因此，酵素菌还可以作为秸秆还田的催腐剂，可以快速分解有机物料，用其制作堆肥，可以大大提高肥效，还可以缩短粒肥的腐熟时间。
2 酵素菌技术的种类及其在我国的引进概况
2.1 种类
制作各种酵素菌肥料是酵素菌技术在种植业上的主要应用方式，其制作的肥料主要分为叶面肥、经BYM（农用酵素）发酵的有机质肥料、堆肥和土壤酵母等3类。其中叶面肥是通过对作物进行叶面喷洒的方式来提高农作物品质。叶面喷肥是一种微生物农药，施用后可以消除由于天气不良对作物造成的减产或病害流行，是生产无公害蔬菜的主要措施之一[7-9]。经BYM（农用酵素）发酵的有机质肥料包括BYM粒状全元肥、鸡粪类粒状肥、高级粒状肥、有机质发酵液肥、磷酸粒状肥等。堆肥和土壤酵母是利用酵素菌制作发酵的堆肥和土曲子（土曲子原则上是以提高水田、大田的地力为目的而作为底肥使用的）对土壤进行改良，一般作基肥，将其施入土壤后，可以使土壤中有益微生物的数量和密度得到显著的增加，从而产生以下作用，如产生大量腐殖质，控制多种土传病害，改善土壤理化性质，提高土壤保水保肥能力等。
制作各种酵素菌浓缩饲料和配成各类饲料添加剂和营养液是酵素菌技术在养殖业上的主要应用方式。其制作的饲料主要用于各种寄禽和特种动物的养殖上，应用效果主要表现为：显著提高饲料中蛋白质的转化率和利用率，从而大大提高饲料报酬；而且具有安全、无毒、无副作用的特点，可以降低畜禽体内沙门氏菌和大肠杆菌的危害，提高机体免疫力，减少防疫费用，从而提高畜产品价值，是一种符合现代养殖理念的畜禽营养保健型饲料佳品[9]。
2.2 我国引进概况
日本馨亚株式会社通过在北京建立馨亚株式会社北京事务所，将酵素菌带入我国，并曾经邀请中华人民共和国农业部、农业科学院及部分地区省、市领导和专家成立《岛本微生物农业应用法》丛书中文版编辑委员会，编译出版了《岛本微生物农业应用法》一书（辽沈出临图字〔1997〕第12号）内部发行。该书作为培训教材，是我国推销酵素菌微生物肥料的唯一一本比较完整的科技资料。但书中有部分提法科学依据不足，如提到使用酵素肥料能防治蔬菜灰霉病等多种病害和粘虫等10余种害虫的问题，值得商榷。随后北京事务所建立营销网络，寻找合作单位，同时委以某省酵素菌独家总的重任，并且规定只有省级独家总才拥有从日本直接进口酵素菌原菌的权利，而且将总每年从日本购买酵素菌原菌的数量定为不少于8 t。
1994年山东省潍坊市首先从日本引进酵素菌及酵素肥料、饲料等产品生产技术，并将相关企业组织起来进行大量生产，为加大推广力度，潍坊市市政府要求各县实行推广计划。1998年中国海外农业发展总公司成为日本磐亚株式会社的中国独家总，开始从日本引进酵素菌原菌及饲料添加剂技术。之后，有19个省如辽宁、河北、山东、黑龙江等陆续从日本引进酵素菌原菌及菌肥生产技术，并将该技术在多种作物上进行了试验。根据酵素菌肥料的生产特点，平泉北方机械厂研制开发了专用机械，经该机械生产的产品应用后效果良好，受到了一致好评。目前，日本磐亚株式会社在华的各省（市）酵素菌独家总从日本进口酵素菌原菌（一级菌），用于生产酵素菌扩大菌（二级菌），然后销售给厂家，用于生产各种有机质发酵肥料、饲料添加剂等，应用于种植业和养殖业[10]。为保护专利以及技术保密，日方一直拖延拒不提供酵素菌中微生物的种名，因此酵素菌一直未通过农业部微生物肥料的登记申请。2000年，日方不得已提供了6种优势种的种名（其中细菌3种、酵母菌2种、霉菌1种），使酵素菌在当年12月取得了农业部微生物肥料临时登记证。同时，各省独家总也依次向农业部申请酵素菌扩大菌登记，大部分公司都处在登记申请进行中[11]，只有几家公司在2000年已通过临时登记。
3 酵素菌技术的应用
3.1 在种植业上的应用
多年来，我国将大量化肥和农药应用于种植业，导致土壤通透性变差，养分不断流失，地力水平持续下降，病虫害发生猖獗，更为重要的是造成农产品品质降低，受农药化肥残留污染严重，这不仅影响人们的健康，而且影响农产品作物的出口[4]。而酵素菌技术的出现及应用，给我国种植业带来了希望，将有助于解决这些问题。酵素菌技术在种植业上主要用于制作及施用各种酵素菌肥料。
例如，酵素菌堆肥，其原理就是使土壤产生大量腐殖质，提高土壤的有机质含量，从而对土壤理化性质进行改善，达到保水保肥以及提高地温的效果。由此可见，酵素菌技术使多年来提倡的秸秆还田，建造“海绵田”的设想成为现实，同时其在抵御自然灾害能力和提高增产幅度等方面产生的效果都是不可比拟的。
酵素菌有机质发酵肥料是为农作物增产而研发的新技术，其本质是使农作物生长健壮并促进发育的物质，而且在改善农作物味道、品质、糖分度等方面发挥突出效果，是酵素菌技术的重要特征。而各种粒状肥具有营养丰富、应用方便的特点，其既可作底肥也可作追肥使用，作底肥时要与堆肥和土曲子配合使用。其中，高级粒状肥适合用在西瓜、香瓜、草莓、苹果、梨、葡萄等以生食为主的瓜果蔬菜上，一般可以增产约20%，提高糖度2～3°。磷酸粒状肥通常用于萝卜、茄子、辣椒、生姜、马铃薯等以果实和根茎为产品的作物，其可以显著提高磷肥的肥效，增产超过15%，提高糖度1～2°，也可显著提高优质品率。鸡粪粒状肥通常在白菜、芹菜、烟叶等以营养体为产品的作物上施用，其可以增产超过30%。另外，各种粒状肥都可以在花卉上作为追肥应用，其具有增大花瓣，使花色鲜艳、花开得更持久的作用[12]。
3.1.1 应用于主要粮食作物生产。宛彩云研究结果表明，酵素菌生物有机肥与化肥在玉米上配合施用，可以显著促进玉米植株生长，提高玉米产量，同时可以改善玉米籽粒的营养品质，提高玉米籽粒的蛋白质和脂肪含量[13]。刘志权等研究结果表明，在水稻上施用酵素菌的肥效明显，并且对水稻的生长发育有促进作用[14]。王显权等研究结果表明，在玉米上运用中等含量的酵素菌有机肥来替代其他商品化肥，可以达到玉米增产的效果[15]。黄 涛等发现施用酵素菌肥的有机稻米与常规稻米相比，部分品质参数降低，但其他重要的品质参数都表现为不同程度的提高[16]。
3.1.2 应用于蔬菜生产。酵素菌生物有机肥在辣椒上施用，能够促进辣椒根部吸收营养元素，同时还可以促进辣椒植株健康生长，增加单位面积产量，改善辣椒果实的品质，提高辣椒果实蛋白质和维生素的含量[17]。在辣椒上将酵素菌有机肥作为基肥施用，还能增加辣椒植株的茎粗，提高单株结果数和单果重量[18]。有研究表明，在番茄上施用酵素菌肥或酵素菌肥与化肥配合施用，可以使番茄增产，尤其以化肥与酵素菌肥配合施用的增产效果更为显著，同时还可增加番茄果实中的可溶性固形物[19]。刁亚娟[20]研究结果表明，番茄施用酵素菌肥，可以促进番茄植株生长，影响番茄植株生长发育，明显增加番茄产量，同时可以提高土壤养分含量。
3.1.3 应用于水果生产。应用酵素菌肥，可以改善果树树体营养，并提高水果质量和产量[21]。并且施用酵素菌肥或使其与化肥配合施用能够提高西瓜产量，促进生长发育，同时还能提高西瓜的可溶性固形物含量，提高西瓜品质[22]。蔡艳华等[23]研究结果表明，在草莓上施用酵素菌肥，可以提高草莓的产量，同时改善草莓的品质。
3.2 在养殖业上的应用
近几年的试验结果表明，酵素菌在畜禽养殖上应用，可以增强畜禽的免疫能力、降低畜禽消化系统疾病的发病率、减少畜禽体内的农药残留量、减轻畜禽粪便的臭味，能催化分解饲料，提高饲料转化率和利用率，改善肉质，提高产量。同时，酵素菌饲料是安全环保的饲料添加剂，其添加的是微生态制剂，不含药物添加剂，因此不会产生耐药等不良作用。畜禽饲料添加剂的使用方法是加在畜禽的基础饲料里搅拌均匀喂食，不能直接喂食，其用量要根据畜禽种类、大小等灵活掌握，一般为基础饲料重量的 3%～5%，即100 kg基础饲料中加3～5 kg酵素菌饲料添加剂[24]。通常原则上是幼小的畜禽所加比例小，成年畜禽所加比例大。
3.2.1 应用于养鸡业。潍坊养鸡场通过用酵素菌饲料添加剂喂养鸡只发现，鸡的产蛋率和总蛋重量提高比较显著，降低饲料消耗量。而高密市瑞发养殖场的肉鸡场用酵素菌饲料添加剂喂养鸡只发现，用酵素菌饲料添加剂喂养的鸡与一般饲料喂养的鸡相比，体重偏重，并且发病率低[6]。贾桂才等[25]研究表明，在肉仔鸡饲料中添加酵素菌能够提高其重量和成活率。李 群等[26]研究发现，酵素菌在防治鸡腹泻病方面效果比较突出，而且使用方便，还能够提高质量，减少鸡粪臭味，保护环境。李 馨等[27]研究表明在鸡食中添加酵素菌，能够提高产蛋率，增加单个蛋的重量，提高饲料利用率，并且提高鸡的食欲及受精率。冯国华等[28]研究结果显示，在饲料中添加酵素菌的肉鸡与在饲料中添加抗生素的肉鸡相比，其粪便含水量减少。并且在饲粮中添加酵素菌可以提高肉鸡的生产性能，降低臭气化合物的排放量[29]。
3.2.2 应用于养猪业。酵素菌制造的猪饲料添加剂，具有生产简单、使用方便的特点，可促进猪只快速增重，防止猪只腹泻，减轻猪只粪便的臭味[30]。而试验结果显示，在猪饲料中添加酵素菌添加剂可以提高猪的生产能力，改善猪机体的健康状况，降低猪粪便对环境的污染。同时，香坊农场在奶牛上使用酵素饲料增效剂发现，奶牛的产奶量增加，食量也相应增加，对于有应激反应的奶牛有明显恢复增奶的作用[31]。
3.2.3 应用于水产养殖业。酵素菌生物有机鱼肥是一种高效生物鱼肥，它是根据我国水体理化性质及特点，运用现代生物发酵工程技术，将多功能酵素菌作为核心，并以优质有机质作为载体，再配合适量的营养蛋白和养分制作而成的。它不仅可以促进浮游植物生长，而且可以改良水质、净化水体，同时对有害细菌及病原微生物的生长具有抑制作用，从而提高水产品品质，实现健康的生态养殖[32-33]。杨建设等[34]研究结果表明，在南美白对虾养殖水域上施用酵素菌，其可以调控水体中的亚硝酸盐氮、氨氮、pH 值、DO、COD 等指标，使得虾种生长速度增快，虾池的水质清澈明亮。
4 存在的问题
4.1 国产化进程有待推进
日方未告知酵素菌的具体配方是以专利保密为理由。日本馨亚株式会在中国海外农业发展总公司引进BYM技术时，也未告知24种有益菌的名称及比例，各厂家需要从日本进口原菌再进行培养生产，价格高昂且受到限制。这种情况成为企业发展的阻力，在肥料质检工作中也产生了一定的困难。因此，目前我国推广酵素菌肥料中的重点任务就是提高其国产化进程。
4.2 成本居高不下，难以推广
由于酵素菌价格和成本较高，要它完全替代化肥并不现实。而日本专家建议用高施用量施肥，其投入过高与中国的粗放式经营相悖，不完全适用于中国国情。酵素菌技术是一种新型的技术，要求较高的种植水平以及接受新事物的能力，并且成本高、周期长，因此要让人们完全接受，还需要做大量的工作。
4.3 配方亟须优化
酵素菌肥料具有养分齐全才可以提高农作物的品质的特点，如果配方过于单一、针对性弱，就不能满足各种作物不同的施肥规律和特点，而且用量过多，增加追肥次数，又会造成作物部分营养元素过剩，部分营养元素不足。
4.4 生产工艺存在不确定性，效果不稳定
研究发现，运用酵素菌技术生产的菌肥含速效养分量不高，甚至偏低，虽然菌群种类较多，但发酵对菌群的数量以及酶的活性都会产生影响，发酵后快速降低[35]，生产工艺具有不确定性。有研究结果表明，酵素菌有机质发酵肥料在室内与室外的效果存在差异，以前者为好；在黏土地上与在沙土地上的效果也存在差异，以前者为好，说明其对温度、湿度及原材料等依赖性大[36]。有些资料对于酵素菌的作用存在夸大的问题，虽然日本方面所公布的酵素菌的作用仅限于防治12种病虫害和10种农作物病害，但实践结果表明，如果病虫害等发生比较严重，仅使用酵素叶面肥达不到控制病虫害的效果，必须使用农药加以防治。而酵素菌的防虫功效和机理还有待讨论。为确保市场上出现质量过硬的酵素菌肥料产品，应推动酵素菌肥料生产实现规模化、产业化。
5 建议及展望
我国是有近14亿人口的农业大国，针对农业集约化经营程度迅速提高的现状可以发现，酵素菌肥料具有巨大的潜在市场。如果按10%的土地需求来算，则每年对酵素菌肥料的需要量将达到900万～1 000万t，可实现农副产品总量增长10%，农业经济效益增加1 000亿元的目标。酵素菌技术在我国的推广具有重要意义，不仅有助于解决好“三农”问题，减少环境污染，保护人民身体健康，而且有助于和谐社会的构建，但目前该技术的推广还处于初级阶段[37]。相信随着人们环保意识的加强以及对自身健康的渴望，将会更加重视酵素菌肥料的应用情况。
5.1 建议
对于在我国推广酵素菌技术存在的问题提出以下建议：一是应积极从日本引进原菌生产技术，拓展企业发展空间，加快酵素菌企业化发展步伐，以方便各地生产和使用酵素菌肥，并为其质量检测提供依据。同时还要加快生产酵素菌肥标准的制定步伐，以进一步加强其质量检测，确保菌肥的质量达到合格标准。二是增加酵素的投入产出比，实现生产成本降低、经济效益提高的目标。在施用酵素菌肥时，应考虑我国农业生产的实际情况，有针对性地科学合理利用酵素菌肥料的特性，实现增加肥效和提高作物产量的目标。如水果花卉及大棚蔬菜等作物，甚至发生病害较严重的作物，均可应用酵素菌技术，应做到物尽其用[2]。三是应以引进的酵素菌技术为基础，进一步研制出对我国土壤针对性更强的专用肥，以提高酵素菌肥的利用效率，减少肥料浪费，降低肥料成本，提高施肥的合理性，使酵素菌技术充分发挥其优势。四是除了研究酵素在肥料和饲料方面的应用，还应该在此基础上作更深入的探讨和研究，如发掘其在其他领域的潜在价值等，以充分开发功能性酵素菌。例如，利用其发酵能力能够去除异味并且降低有害物质的优势开发具有环保功能的功能性酵素，使其对环境起到改善作用等。
5.2 展望
微生物肥料取代化肥的趋势日益明显，其低成本、高功效且不破坏环境的优势，与化肥在现代农业生产中高成本、低效率以及污染环境等劣势形成鲜明对比。因此，降低化肥的使用率，提高微生物肥料的使用率是农业生产界的大势所趋。但在微生物肥料推广时必须要注意以下几点：一是具有国家的登记证明；二是有效活菌数量达标，且存放时间是在有效期内；三是使用方法正确；四是严格按照规定存放。因此，为了不影响功效，微生物肥料必须全部符合以上要求才能推广使用。
总之，由于酵素菌技术在我国的引进和使用时间较短，因此在推广应用过程中，要边推广边总结，并因地制宜地改进和创新该项技术，使其更符合我国农业生产的要求，促进我国农业产业结构调整，帮助我国农民更好地增收。
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事实上对人类而言，酵母不仅关乎美味食物，它还是性命攸关的一样东西。我们应该对这种简单的有机生命抱有感激之情。
减轻痛苦
阿片类药物又称类鸦片药物，利用罂粟提取物而制成，可以有效缓解疼痛，但同时这类药物还可以被当做致幻剂，使人产生幻觉和，这就造成了阿片类药物的泛滥并致人死亡。在美国，1999年至今，因阿片类处方药物（如羟考酮、美沙酮药物）而死亡的案例已经翻了两番。
这种情况令人担忧。不过，科学家发现，酵母似乎可以替代阿片类药物，这为人类解决止痛药的两难困境提供了解决方案。2015年，美国斯坦福大学科学家使用转基因酵母菌，把葡萄糖转化成了一种流行的阿片类药物。以此为基础，科学家从植物、细菌甚至老鼠身上提取了23种基因，然后将它们拼接组合成三种转基因酵母菌。这三种酵母菌分工协作相互配合，好像流水线生产一样，共进行了15种化学反应，就把葡萄糖转化为一种止痛的药物成分。换句话说，酵母菌“发酵”出了阿片类药物。
基于这样的实验，理论上只要不断探索转基因技术，科学家就可以“设计”出更完美的酵母，使其发酵出理想的止痛药物，既能缓解疼痛，又不会上瘾；科学家也可以把所有的关键基因都融入一类菌种，这样它就能单独进行所有的发酵反应。
不过，科学家还需提高这种酵母菌的发酵效率，使其能发酵出更多的止痛药物，因为目前的情况是，16656升转基因酵母生产的止痛药才只有单剂量大小。
细胞工作流程图
2016年9月，加拿大多伦多大学的科学家发表了一份最全面的细胞基因网络图。这使人们对细胞的基本组成部分和功能构造又增进了许多了解，尤其是酵母在其中的巨大作用。
酵母共有约6000个基因，大多数都能在人体内找到。科学家便以酵母基因为着眼点，开始绘制人类基因功能图谱。结果发现，酵母的作用非常重要，它在各个细胞中的功能，就好比一家大公司的不同部门一样，协调配合从而供给细胞营养。也因此，科学家得以绘制出细胞工作的流程图。流程图显示，在酵母的参与下，细胞的工作层次分明，等级清晰。
在绘制细胞工作流程图的过程中，科学家还发现，对于癌症、遗传病等顽疾，可以利用“合成致死”作用来实现治病的功效。由于基因突变等因素，基因会发生某种缺陷。当出现一种基因缺陷时，细胞不会死亡，但是当两种或更多基因缺陷同时出现时，细胞就会死亡，这叫做“合成致死”。
出现一种基因缺陷，细胞虽不会死，但却导致病变，这也是很多顽疾的成因。科学家试图研制一种药物，使其与病变细胞已有的缺陷基因相匹配。当药物进入人体细胞，就相当于细胞内出现了两种基因缺陷，这就会导致合成致死，从而杀死细胞，达到治病效果。这是一种间接但有效的治疗方式。
未来，一旦科学家绘制出人类20000个基因相互作用的图谱，就会大大有利于治疗顽疾固症。届时，参考这个图谱，医生就可以把引起病变的变异细胞、缺陷基因作为目标，给予精确打击和治疗，同时还能保留其他的健康细胞。这些美好的蓝图，都是从酵母研究开始的。
细胞自噬机制
2016年，日本科学家大隅良典获得了诺贝尔医学和生理学奖，主要就是奖励他在细胞自噬机制方面的研究发现。细胞的自噬机制，就是细胞对代谢物质怎样分解、回收、再利用的过程，这相当于细胞进行自我打扫和清理。如果没有这个机制，细胞里会积累很多废物，并导致许多疾病。
早在20年前，大隅良典已经开始研究人类细胞的自噬机制，最后他终于发现了驱动细胞自噬机制的关键基因就在酵母里面。这一发现也帮助其他科学家发现了哺乳动物体内具有类似功能的基因。今天，科学家在动物身上实验，将这些基因从细胞中移除，测试它们的功能，结果显示自噬机制在癌症和神经系统疾病中也发挥着重要作用。
新设计的酵母
2014年，科学家成功合成了一段酵母染色体。酵母染色体共有16条，虽然只合成了3条，但也是伟大的成就。因为真核（细胞核被核膜包裹）生物的染色体非常复杂，这是人类第一次合成完整的真核细胞染色体，之前科学家只合成过细菌（无核膜包裹）的染色体。
这次合成酵母染色体，科学家是从零开始“设计”的，既没有从其他细胞组织提取粘接，也没有截取限制某些基因。这种合成方法，可以使科学家更精确地了解其功能。当成功合成第一条染色体后，科学家就展示了酵母的工作机制。然后通过调整染色体的设计，科学家就能控制酵母菌的生长速度。
经过不断改进，随着合成技术的提升，这种新O计的酵母菌将会更加出色，合成药物（如止痛药）的效率将得到提升，也能发酵生产出口味更醇香的啤酒，或许是我们从未喝过的呢。
现在，科学家正致力于设计并合成酵母所有的16条染色体。
养活世界
现在为了养活地球上日益增多的人口，也为了缓解全球变暖的压力，科学家希望深入了解植物生长最微小的细节，从而最大限度地提高粮食产量，改善植物对气候的调节作用。
全球生态系统的重要一环就是植物，而在植物的生长过程中，酵母发挥着关键作用。2015年，科学家从豆科农作物的土壤中提取出538种酵母菌，检测后发现这些菌株中的大部分都能抑制病原真菌的生长。还有科学家发现，如果在土壤里添加酵母菌株，能改善植物的营养状况，并且在早期生长阶段，能提升植物的生长活力。科学家正在研究新方法，用酵母来合成生物肥料，这将有明显的成本效益。
酵母多糖主要成分为葡聚糖和甘露聚糖。葡聚糖是酵母细胞壁的主要结构成分之一，大部分D-葡萄糖通过1,3糖苷键结合成β-1,3-葡聚糖，少部分为高度分支的β-1,6-葡聚糖。葡聚糖可分为碱性葡聚糖、酸性葡聚糖和中性葡聚糖三种类型。高分子量的β-1,3-葡聚糖常通过氢键和支链形成三股螺旋构象。研究表明，酵母葡聚糖在对免疫系统的相互作用中，单糖的化学结构对免疫应答的特异性影响不大，而糖链的构象、连接方式、分子大小决定了葡聚糖对免疫系统的特异性(王忠等，2007)。葡聚糖在动物肠道中不可溶，不能被吸收利用，但具有清肠的作用，可以溶解胆固醇，抵抗微生物通过肠道引起的感染。酵母细胞壁中的甘露聚糖分子量约为20000~200000，是由50个а-甘露聚糖以а-1,6糖苷键形成的单链上连结数目不等的甘露糖侧链所构成。是适宜的反应条件下，甘露聚糖的а-1,6键可以完全断开，生成甘露寡糖（MOS），它也具有多种生物活性，是动物营养研究的重要功能性多糖，因而在实际生产中得到广泛应用。甘露寡糖可以调节肠道微生态平衡，结合病原菌，抑制有害菌的生长，降低肠道疾病。
2酵母多糖的生物学功能
2.1免疫调节功能
酵母多糖能够刺激淋巴细胞增殖，活化巨噬细胞，增强机体产生自然杀伤细胞的能力。朱延军（2009）等将酵母多糖用于小鼠脾脏淋巴细胞体外培养，结果表明，酵母多糖可显著提高T、B淋巴细胞转化增值效果。酵母葡聚糖占酵母细胞壁多糖的50%~60%，被公认为是一种重要的生物应答调节剂(BohnandBeMiller,1995)。大量研究表明，酵母β-1,3-葡聚糖能够增强巨噬细胞和嗜中性粒细胞的活性，调节免疫抑制反应，增加对革兰氏阴性细胞感染的抵抗力，同时具有抗肿瘤活性(Kogan,2002）。酵母葡聚糖还能够刺激细胞因子的释放，Majtán等（2005）从酿酒酵母中提取β-1,3-葡聚糖，研究表明，该葡聚糖可以刺激巨噬细胞释放肿瘤坏死因子-α（TNF-α）。最新研究表明，β-1,3-葡聚糖通过与单核细胞、巨噬细胞和粒细胞的特异性受体结合而启动机体内一连串的免疫活动，进而发挥免疫增强作用(Brown，2006；Willment,2005)[8-9]。目前已证实的β-1,3-葡聚糖受体包括补体受体（complementre-ceptor3，CR3）、乳糖神经酰胺（lactosylceramide）、清道夫受体（scavengerreceptor）、C型凝集素受体(Dectin-1)。CR3是天然免疫基本组成部分中一个重要的模式识别受体（patternrecognitionreceptor，PRR），具有广谱配体识别能力，该受体存在于巨噬细胞上，参与巨噬细胞对病原微生物的识别和吞噬作用（胡永轩，2010）。清道夫受体是多表达于巨噬细胞表面的一类模式识别受体，介导巨噬细胞的吞噬作用，可识别细菌和真菌细胞壁多糖。在哺乳动物中，研究者们依据糖识别域的一级结构不同把C型凝集素受体超家族分为6个家族，其中包括Ⅱ型淋巴细胞受体和巨噬细胞甘露糖受体，它们在免疫调节、抗原递呈、炎症反应、抗感染、抗肿瘤中起重要作用。此外，甘露糖结合凝集素（mannose-bindinglectin，MBL）也是一种由肝脏合成的C型凝集素，它存在于血清中，在机体天然免疫中发挥重要作用。MBL通过与病原微生物表面甘露糖配体结合而介导巨噬细胞吞噬作用（吴蔚，2009）。因此，酵母多糖可以通过与巨噬细胞或淋巴细胞等免疫细胞表面的多种受体特异性结合，进而活化免疫细胞功能，并诱导其产生IL-1等细胞因子，从而发挥如抗肿瘤、抗感染、抗病毒等免疫调节功能。а-甘露聚糖作为酵母细胞壁的另一重要组成部分在黏膜免疫等天然免疫中发挥重要的作用，口服酵母多糖可以增强动物黏膜免疫力。а-甘露聚糖具有抗氧化和抗诱变的活性(Kri觩ková,2001)。Mi-adoková等（2006)研究表明从假丝酵母中提取的甘露聚糖具有反遗传毒性和抗癌作用。酵母多糖能够提高体内超氧化物歧化酶（SuperoxideDismutase，SOD）活性，降低过氧化脂质降解产物丙二醛（Malondialdehyde，MDA），进而增强体内氧自由基清除能力，抑制氧自由基自氧化和诱导氧化，起到抗氧化、抗衰老的作用（NewsmanK，1993）。孙正博等（2007）以小鼠为研究对象建立体内衰老模型，结果表明酵母多糖能显著提高小鼠血清和肝脏中SOD活性，降低MDA含量。
2.2吸附毒素
许多大肠杆菌可产生肠毒素，严重的可导致肠上皮失水过多。酵母多糖除了具有免疫调节和抗氧化等功能外，还能高吸附各种不同的菌毒素。因此，将酵母多糖添加到饲料中饲喂动物可以抑制这些毒素的毒性作用。譒robárová等（2005）研究表明，酵母β-1,3-葡聚糖具有毒性抑制作用。Madrigal-Bujaidar等（2002)研究表明，а-甘露聚糖通过与有毒的代谢产物相互作用而发挥毒性抑制作用。因而，酵母多糖对于大肠杆菌、沙门氏菌、顽固性肠炎以及其它细菌性肠道病有一定的预防和治疗作用。将酵母多糖添加于饲料中可以降低饲料霉变等因素所导致的动物体内毒素沉积。酵母多糖对体内毒素的分解作用可以有效降低排泄物异味，降低氨气排放。
2.3防止细菌黏着和扩散
许多种肠细菌性病原体中分布有大量的甘露糖凝集素，它们通过与肠道上皮富含甘露糖的表面结合来调节自身的黏附、定植和侵染过程(Baumler，1997)。а-甘露聚糖可与致病性细菌如大肠杆菌和沙门氏菌的诸如甘露糖凝集素类受体结合，进而阻止这些细菌与肠道长绒毛上的甘露糖富集表面的糖蛋白结合以及随后发生的定植及传播。因此，酵母多糖具有调节肠道微生态平衡的作用，它可促进乳酸菌、双歧杆菌等有益菌的生长，抑制大肠杆菌、沙门氏菌等有害菌的繁殖。酵母多糖可以减少肠道中有害细菌数量，从而有效地防治消化系统的多种疾病。
3酵母多糖的应用
酵母多糖具有抗生素和益生素双重作用，用于饲料添加剂可以提高动物的免疫力，促进未成年动物免疫器官的发育，调节肠道微生物平衡，进而提高动物健康水平，促进动物生长和生产性能，因而在动物营养和免疫领域得到广泛应用。
3.1酵母多糖在水产养殖业中的应用
水生动物在进化过程中形成了其特有的免疫系统。鱼虾作为脊椎动物中最低等的生物，它们的免疫系统还不成熟，依赖于非特异性免疫来对抗微生物的感染。SteinarM等（2001）研究发现，酵母葡聚糖可以显著提高大西洋大马哈鱼巨噬细胞溶菌酶的生成，提高其非特异性免疫能力。陈昌福等（2004）研究表明，酵母多糖可以增强南美白对虾对细菌感染的抵抗能力，饲喂酵母多糖的虾存活率显著高于对照组。李海燕等(2004)研究表明，在饲料中添加0.8%的酵母多糖可以显著提高丰产鲫鱼的体长和体重，并能有效抵抗赤皮病的发生，提高鱼的成活率。上述研究结果表明，酵母多糖在水产养殖业中得到了广泛的应用并且具有很好的饲养效果。
3.2酵母多糖在家禽养殖业中的应用
雏鸡的天然免疫系统不健全，容易受到肠道中沙门氏菌的感染。张运涛等（1999）在雏鸡饮水中添加0.5%的酵母多糖，研究发现，酵母多糖可促进雏鸡生长和发育，对大肠杆菌和沙门氏菌等病原微生物的抵抗能力显著增强。高仕英等（2000）在仔鸡育雏期和育肥期灌胃20mg/kg或肌肉注射2mg/kg酵母多糖，结果表明，灌胃和肌注酵母多糖可明显使肉鸡脾脏重量增加，淋巴细胞数量和活性均上升。王元秀等（2011）从啤酒酵母中提取多糖成分，将其添加到雏鸡饮用水中，于20日龄时，测量各种免疫器官指数，结果表明，与饮用自来水的对照组相比，酵母多糖明显提高了雏鸡的胸腺指数、脾脏指数、法氏囊指数和盲肠扁桃体体积。上述研究表明，酵母多糖用于家禽饲料添加剂，具有促生长、提高免疫力的作用。
3.3酵母多糖在家畜养殖业中的应用
断奶仔猪是免疫系统最弱的时期，使用酵母多糖可增强仔猪的免疫抵抗力，减少应激、提高仔猪成活率、促进仔猪生长。Kim等（2000）研究表明在仔猪日粮中添加葡聚糖和甘露聚糖可以显著提高受细菌感染后断奶仔猪的存活率，提高日增重量。李军等(2006)在断奶仔猪日粮中添加50mg/kg酵母葡聚糖，结果表明，酵母葡聚糖可以显著提高断奶仔猪日增重和日采食量。金淑英等（2001）研究发现，酵母多糖可以显著提高日增重和料重比，降低仔猪腹泻发病率，并且作用效果优于抗生素。Xiao等（2004）研究表明给猪注射β-葡聚糖可以增强λ干扰素（IFN-λ）的释放，增强其对猪繁殖与呼吸综合征病毒的抵抗能力。White等（2002）研究表明，甘露聚糖有效的增强了断奶仔猪对肠道大肠杆菌和沙门氏菌感染的抵抗力。EicherS等研制出一种特殊的小牛饲料添加剂，其中含有酵母葡聚糖，研究表明，将该饲料添加剂可以减少应激情况，提高对细菌和病毒的抗感染力。以上研究表明，酵母多糖用于家畜生产中可以提高家畜健康水平及生产性能。
4小结与展望
关键词：虾青素；功能应用；国内外研究进展
中图分类号：Q562 文献标识码：A
虾青素（astaxanthin）是一种次要的类胡萝卜素，它具有较强的抗氧化性，也被报道称对人体有益，广泛地应用于食品，化妆品和制药行业[1]，虾青素在促进抗体产生、增强动物的免疫功能、抗氧化、淬灭自由基的产生方面起着重要的作用。抗氧化剂可以消灭人体内的自由基，不但可以缓解衰老、神经系统疾病、心血管疾病等，甚至可以防止这些疾病的发生。由于这些好的疗效及其无毒害的特点，虾青素一定会在生活中普遍应用，故此进行研究与检测。目前市场上的虾青素主要是人工合成的产品，利用微藻生产虾青素还存在一些技术性难题。但是随着人们对天然产品的逐渐认可和微藻生物技术的不断进步，大规模培养红球藻商业化生产天然虾青素是一种很有开发前景的产业。
1 虾青素在化妆品中的应用
虾青素作为自然界中最强的抗氧化维生素，具有“超级维生素E”的美誉，其抗氧化活性是维生素E的550倍，能够有效的保护皮肤免受紫外线（UVA，UVB）的损害，在皮肤受到光照时消耗腐胺，作为潜在的光保护剂，用于阻止皮肤光老化防止诱发皮肤癌。其超强的消灭自由基的能力，可以防止皮肤细胞受到自由基的损伤，减少皱纹及雀斑的产生。虾青素除了具有许多药用和添加剂用途外，现阶段作为新型化妆品原料以其优良的特性广泛应用于膏霜、乳剂、唇用香脂、护肤品等各类化妆品中。
2 在饲料工业上的应用
蛋鸡饲料中加入2.95%的红法夫酵母，蛋黄的最大吸光度从571nm提高到593nm，而加入10.85%的黄玉米时，仅提高到575nm。肉禽饲喂添加了虾青素后，皮肤、脚、喙呈现出金黄色，这些都大大提高了禽蛋、肉的商品价值。另外，酵母作为单细胞蛋白，虾青素作为营养物质促进家禽的生长和提高产蛋率；而且这种蛋具有更丰富的营养，对人体的健康有利。鲑鳟鱼和鲟鱼食用了红发夫酵母的发酵培养获得的菌体后，鱼皮和肌肉中累积了虾青素而呈红色，增加了鲟鱼和鲑鳟鱼的食用美感，同时增强了食用功效，也增加了鱼类的抗病能力，因此在市场上大受欢迎。鸡、鸭等家禽食用了含虾青素的食物后，虾青素可累积于蛋黄中，使蛋黄的颜色加深，提高禽蛋的市场售价。因此，虾青素是一种具特殊功能的饲料添加剂，对养殖业有积极的促进作用。
3 在医药工业中的应用
最近的研究表明，虾青素可明显减少糖尿病眼病的发病率，也可预防由其他原因引起的眼病的发生，因此，虾青素可作为治疗糖尿病的辅助药物及预防眼病的保健药物。虾青素对人大肠癌SW116细胞的增殖有明显抑制作用，对膀胱癌、肝癌、口腔癌、肺癌和由紫外线引起的皮肤癌有一定的抑制作用。
4 虾青素国内研究现状
由于红发夫酵母具有异养代谢快、培养时间短和可在发酵罐中实现高密度培养的优点，且酵母是良好的饲料蛋白原料，作用效果显著等特点，国内外都十分关注高产虾青素红发夫酵母菌株的选育，因此以近年来红发夫酵母发酵生产虾青素为例，介绍其研究现状。
在国内，1999年，梁新乐等人利用红发夫酵母，经摇瓶发酵虾青素产率达913.4μg/g，在10L发酵罐中发酵虾青素产率达到581.4μg/g。1999年，曲秋皓等人将筛选出的不同氨基酸营养缺陷型的细胞进行融合是国内最早的虾青素育种报道。2000年，施安辉等人利用抗霉菌A和EMS对1株野生型红发夫酵母进行诱变，其虾青素的含量由野生型发酵产351.50μg/g提高到814.0μg/g，从诱变实验的结果可以看出，EMS的诱变效果优于抗霉素A。2000年，徐学明等人采用NTG作为诱变剂，以二苯胺和脱氧葡萄糖作为筛子来筛选虾青素高产菌株，类胡萝卜素总量由始发株的1.50μg/mL增加到7.07μg/mL，提高了371%，虾青素的比率从75%增高到79%，且稳定性较好。2001年，华南理工大学的李杰伟等人将不同抗性标记的菌株进行原生质体融合，通过双抗平板筛选获得的融合子类胡萝卜素的含量较出发菌株提高97.4%。
参考文献
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[3] 郑裕国，沈寅初.虾青素生产技术及其应用[J].化工科技市场，2001（2）：24-25.
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关键词：黑蒜；加工工艺；发展应用
大蒜是中国人餐桌上必不可少的调味品，这不仅仅是因为它口味独特、营养丰富、价格低廉，更主要的是它具有良好的杀菌效果以及保健功能。但是，大蒜虽好，却不能多吃，也并非人人皆宜。大蒜具有刺激性气味，很多人都不喜欢，并且中医认为，长期大量食用大蒜会“伤肝损眼”也容易引起易动火、肠胃不适、肠道菌群失调等问题。所以人们将普通大蒜经过连续多天的高温发酵或非发酵方式制成黑蒜，这是一种无辛辣刺激感、颜色呈黑色、口味略甜的新型食品。它不仅保留了普通大蒜的营养成分，还使其抗氧化能力、多酚物质含量等都显著提高，使大蒜原有蛋白质转化为人体所需的18种氨基酸，更利于人体的消化吸收。黑蒜还具有抗肿瘤、软化血管、降血压、降血脂、消炎杀菌等功效，对人体健康十分有益。
1 黑蒜的加工工艺
人们所熟知的黑蒜加工工艺是指我国从韩国和日本引进并改进的高温发酵技术，一般生产周期为60～90周，而这种生产方式周期长、成本高。许多研究人员对黑蒜的加工工艺进行一系列研究，随着加工工艺的发展，黑蒜的生产周期可缩短为一个月。吴清梅、潘思轶、徐晓云对90天发酵和30天发酵的两种黑蒜成品进行研究发现除氨基蛋白外，90天发酵黑蒜较30天发酵黑蒜所含有的营养物质更为丰富。罗仓学、霞、陈树雨的研究表明，液态黑蒜发酵工艺（用大蒜碎粒或蒜泥掺一定量水作为发酵基质）采用分段变温发酵所得的黑蒜品质极佳。赵岩、张雪伦、唐国胜等人采用高温高压蒸制方式制得一种非发酵黑蒜，并与普通大蒜、发酵黑蒜进行对比得出结论：与发酵黑蒜相比，非发酵黑蒜有着更简单的加工工艺、更短的加工时间、更低的成本消耗、更高的营养价值、更强的抗氧化能力。随着黑蒜加工工艺的优化，人们可以根据自己的需求自由选择合适的加工方式。
2 黑蒜加工过程发生的变化
黑蒜是指普通大蒜经高温发酵而成的一种新型食品，但此处的发酵并非微生物发酵，而是指在高温高湿条件下，其自身组织被破坏，理化性质发生一系列变化的过程。其中包括酶促褐变和非酶促褐变，非酶促褐变又包括美拉德反应、焦糖化反应。黑色素来自于美拉德反应的产物―蛋白黑素。石杰、姬妍茹、刘宇峰等人研究发现黑蒜加工过程中水分、pH值、蒜氨酸含量都逐渐降低，还原糖及蛋白质都逐渐增多。而蒜氨酸含量降低，所以黑蒜口味酸甜，失去辣味，但仍有些许蒜味。雷逢超等将普通大蒜与黑蒜对比研究发现，黑蒜与大蒜相比，微量元素有显著提高。黑蒜中含量最高的微量元素为钾，其次为镁、钠、钙、铁和锌，对维持人体生命活动具有重要意义。
3 黑蒜的功能保健性
3.1 抗氧化
多酚类物质具有强抗氧化作用，被称为“第七类营养素”。黑蒜中多酚物质含量是普通大蒜的5倍以上，其中的巯基和亲电子集团有清除活性氧和自由基的作用。祝炳俏等人用黑蒜和普通大蒜对小鼠进行动物试验，结果表明，黑蒜能降低血液与肝脏中丙二醛的含量，抗氧化酶活性显著提高。
3.2 抗癌防癌
黑蒜中含有锗元素，锗元素能阻断致癌物质亚硝胺的生成与积累，所以黑蒜能有效地抑制癌细胞生长。此外，黑蒜中的大蒜素能够增加肿瘤细胞通透性，破坏细胞膜，破坏细胞核，核质溢出，致使肿瘤细胞死亡。黑蒜提取液对肺癌细胞具有放射增敏作用。
3.3 消炎杀菌
黑蒜中的大蒜素及白色油脂性液体硫化丙烯是起杀菌作用的主要成分，具有广谱抗菌效果。对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏杆菌、流行性脑脊髓膜炎病毒、流行性感冒病毒、乙型脑炎病毒、肝炎病毒、肺炎双球菌、念球菌、结核杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、阿米巴原虫、阴道滴虫、立克次体、葡萄球菌、痢疾杆菌、霍乱弧菌、幽门螺旋菌等多种致病微生物都有杀菌作用。
3.4 增强免疫力
黑蒜中的脂溶性挥发油能显著提高巨噬细胞的吞噬机能，有增强免疫系统的作用。冯永辉等的试验结果表明黑蒜提取物对小鼠细胞免疫应答具有一定的促进效应。
