工業加工和食品生產酶的應用實驗圖像顯微鏡
從本質上講，酶是活細胞內充當化學反應催化劑的復雜有機分
子。隨著生物化學的發展，人們對活細胞內的各種酶及其作用方式
有了更全面的了解。沒有酶就沒有生命。雖然酶只合成于活細胞體
內，但很多酶可從細胞中分離出來并在體外繼續發揮催化功能。由
于分離酶具有催化特定化學轉化的能力，因此酶越來越多地被用于
工業加工和食品生產、生物修復以及醫藥等領域，這些生產過程統
稱為酶工程(enzyme technology)。
酶的活性來自其催化能力。酶在反應中體現其催化活性但不會
被消耗，反應可因酶的存在而高速進行。酶具有高度的特異性，只
對特定的底物起作用，少量的酶能與大量的底物起反應。酶的催化
功能不僅取決于其初級分子結構，還取決于整個酶分子的復雜折疊
結構，正是這種結構賦予了蛋白質特異的催化功能，如果通過改變
pH或溫度來破壞這種折疊結構，酶的催化活性就會喪失。有的酶必
須含有一些稱為“輔助因子”的額外因子才能起作用，輔助因子可
以是重金屬離子、核昔酸等。正是由于這種特異性，酶可以區分結
構非常相似的化學物質，在很寬的溫度(0-110℃)和pH(2^-14)范圍
內起催化作用。將酶應用于工業生產，可生產出高質產品，副產物
較少，純化較簡單。此外，酶本身無毒，可生物降解(很有吸引力
的“綠色”特征)，更重要的是，酶可以利用微生物大量生產而不
需特殊的抗化學腐蝕設備。
酶工程包括酶的生產、分離、純化和使用〔包括可溶性酶和固
定化酶(immobil-ised enzyme)]。商業化生產的酶無疑有助于解決
當今社會所面臨的許多重要問題，如食品生產、能源短缺和保存、
環境改善以及大量的醫學應用。這項新技術起源于生物化學，但只
有在引進微生物學、化學、過程工程等學科的知識后才能達到目前
的水平。酶工程和基因工程是在研究基因及其產物的應用中密切相
關的兩個領域。同時，這些學科也會努力探尋分子遺傳學家和酶學
研究者所取得的研究成果之間的聯系。
