成果简介： 为解决葡萄糖酸及其复合盐生产过程中的酸碱污染及催化剂成本高的难题，引入固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶一步催化技术，实现了产物的连续化生产，绿色环保并大幅度降低了成本。在此过程中，调控了固定化介质的表面性质，提高了固定化酶的活性和稳定性；改变了固定化酶的pH耐受性，可在不加酸碱中和低pH下催化反应，大幅度降低了废水处理的难度。

化学学院欧阳钢锋教授团队揭示封装模式是如何影响酶@MOFs的生物功能，并提供一种新的策略可制备具有高生物活性的酶@MOFs材料。研究人员以6种工业用途广泛的酶为模型（括葡萄糖氧化酶(GOx)、细胞色素C (Cyt C)、辣根过氧化物酶(HRP)、过氧化氢酶(CAT)、尿酸氧化酶(UOx)和乙醇脱氢酶(ADH)），研究了它们原位封装于ZIF-8空腔后的活性转化。研究结果发现部分酶可保持较高的生物活性，但另一部分酶活性则严重下降甚至完全失活。接着，研究人员通用过系统的表征手段发现酶的活性转化与其封装模式密切相关：1）在基于酶诱导ZIF-8成核驱动的快速封装模式中，得到的酶@ZIF-8保持较高的生物活性；2）在ZIF-8自然成核的共沉淀缓慢封装模式中（此过程中酶不参与ZIF-8成核），由于过量配体（2-甲基咪唑）的去折叠效应和竞争配位，得到的酶@ZIF-8趋向于失活（图1A）。有趣的是，这两种封装模式与酶的表面电荷性质有关。研究人员通过酶表面氨基酸残基的化学修饰调节酶的表面电荷，可实现酶@ZIF-8封装方式的有效调控，进而改善酶@MOFs的生物活性。接着，研究人员探讨了改善后的酶@MOFs（Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8）在生物传感领域的应用。我们首先可以利用Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8对H2O2进行可视化传感。谷胱甘肽(GSH)是一种生物硫醇，与糖尿病、肝病、白内障、阿尔茨海默病和帕金森病等多种病症相关。H2O2可氧化GSH进而影响酶@MOFs的H2O2传感性能(图1B)。鉴于这一原理，我们建立了一种GSH的可视化酶@MOFs传感平台，并具有较高的检测灵敏度和较宽的线性范围（图1C）。与单酶催化相比，多酶催化级联反应是生物体内一类重要的化学转化过程，在生物信号转导和代谢途径中起着关键作用。研究人员将多种酶（GOx和HRP）共封装于MOFs（简称ECMN，图1D），模拟细胞内级联催化过程；同时，可以通过调控酶的封装模式，提高ECMN的级联催化性能（图1E），并实现葡萄糖的高灵敏、可视化检测 此外，研究团队从封装策略及应用两方面总结了酶@MOFs的最新研究进展：重点介绍了MOFs孔径结构和酶生物界面与金属离子的相互作用对酶封装效率的影响及影响酶活性转化的关键因素；并展示了酶@MOFs在生物传感、催化和纳米催化治疗等领域的前沿应用。

本发明涉及一种采用超声复合酶技术制备姜酒的方法，属于发酵酒类生产领域。所述方法，包括将生姜捣碎成匀浆状物质，加入纯净水，调节料液比，加入复合酶，然后放入超声提取仪中进行超声处理，进而得到姜汁提取液，并采用所述提取液进行发酵生产姜酒的过程。采用本发明制备的姜酒，不仅保留了传统泡制和发酵姜酒的优点，同时还提高了姜酒中功效成分的含量和抗氧化能力，姜酒的营养性和保健功能佳，具有广阔的市场前景，处理步骤更简洁，节约了操作时间。

环糊精在食品、香料、医药、农药、化工等行业有着广泛的应用。本项目通过基因工程技术构建了高效表达-CGT 酶工程菌，通过发酵优化，发酵液酶活达到 100 U/ml (以-环糊精的生成速率计)以上，70400 U/ml (以水解活性计)，具有发酵周期短，工艺简单易控等特点。发酵结束后发酵液过滤除菌可以直接作 为酶液进行转化反应。此外，通过蛋白质工程技术改造了酶的产物特异性，当以15%淀粉为底物时，环糊精总转化率达到 55%以上，其中α-环糊精含量达到 85％以上

本项目从白酒大曲中分离筛选出具有自主知识产权的高效脂肪酶生产菌华根霉，建立了利用华根霉全细胞脂肪酶在非水相中催化合成以己酸乙酯为代表的短链芳香酯技术体系，并实现了产业化。此方法反应条件温和、反应特异性强、有毒副产物少、反应效率更高；转化产物品质高，合成的短链的脂肪酸酯主要包 括己酸乙酯、戊酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯等，属于天然等同生物香料，具有巨大的市场需求和商业价值。相关技术成果 2006 年获江苏省科技进步一等奖，2003 年获教育部提名国家技术进步二等奖

(1）针对氧化还原酶在对映选择性和催化活性等方面的适用局限性问题，建立分子改造与基因组挖掘技术平台。通过理性设计改造野生型酶，改善和强化酶的催化特性与功能，获得具有自主知识产权的高活性、高立体选择性制备芳基手性醇的重组氧化还原酶及新基因，拓展了酶的适用性，并为进一步认识酶分子催 化机制奠定基础； （2）建立了高效稳定全细胞催化的(S)-苯基乙二醇公斤级制备体系，在 100L 罐中，将底物浓度从 15 g/L 提高到 25 g/L，获得了生产规模放大和产物的高效提取与精制等重要研究成果。产物光学纯度和产率分别达到 99%和 93%。最终产物收率为 85%； （3）以数种手性醇酸化合物(R)-苯基乙二醇、(S)-间氯苯基乙二醇、(R)- 扁桃酸、(R)-2-辛醇为模型产物，通过生物催化剂筛选、理性设计催化过程、合理修饰底物和采用原位分离策略等，大大提高微生物不对称还原潜手性化合物的效率，为手性化合物的制备提供了高效、安全的生物途径； 

亚氨基二乙酸(IDA)是生产除草剂草甘膦的重要中间体。它也被用于生产新型两性铬络合 品红染料、漂白活化剂、顺铂类抗癌药物等。目前生产亚氨基二乙酸主要有化学合成法和生物 合成法。利用高效、高酶活、稳定的产腈水解酶生产亚氨基二乙酸，符合绿色化学的发展方 向，有着化学方法无可比拟的优越性。本项目筛选到一株高效、高酶活、稳定的产腈水解酶的 菌株，一步水解得到所需的亚氨基二乙酸。 本项目通过筛选适合的菌株、对菌株发酵优化以及整个催化过程的优化，最后分离纯化得 到亚氨基二乙酸。整个反应过程条件温和、操作简单、无副产物产生。

异麦芽酮糖是一种蔗糖的异构体，它具有与蔗糖类似的物理性质，但是甜度只有蔗糖的一半。它具有不致龋齿性、食后在血液中释放单糖的速度比蔗糖慢、食后不刺激胰岛素分泌、糖尿病人可食用等特性，因此颇受食品界制取无糖甜食品的欢迎。由于其独特的性能，一经问世便受到广泛关注，特别是近年来随着人们对自己健康的关注，异麦芽酮糖的销量在欧美和日本直线上升，近几年在中国的年销量也已达几千吨。而目前，只有日、德、美、中等国生产帕拉金糖。作为一种新型的甜味剂，异麦芽酮糖由于自身的特点，近年来欧洲、日本等市场有较大的增长。市场上已有的异麦芽酮糖食品有糖果、巧克力、果仁软糖、口香糖、冰淇淋、果冻、果酱、糕点涂抹食品、餐桌甜味剂等。由于其稳定性，在化工行业可作为表面活性剂和多聚物的原材料。