路福平 黄爱岚 赵 蕾 刘晓凤 郭 宵 陈 宁 刘夫锋

（工业发酵微生物教育部重点实验室 天津市工业微生物重点实验室 工业酶国家工程实验室天津科技大学生物工程学院 天津300457）

酶是一类具有高效催化活性的蛋白质，催化活性与其三维结构密切相关。高温、高压、高渗透压、极端pH 值等食品工业生产环境会破坏酶的三维结构，使其失活，从而极大限制了其在食品工业领域中的应用[1-2]。针对此问题，对食品用酶进行结构改造以提升其催化性能，或者从头设计（de novo design）[3-4]以获得自然界中不存在的酶就变得非常必要。

常用的蛋白质改造方法主要有随机进化、半理性设计和理性设计3 种[5-6]。随机进化是在实验室中模拟自然进化，构建随机突变体文库，通过多轮迭代获得性状改善的突变体，然而突变体文库受库容量及高通量筛选方法限制，有益突变体占比不高。为进一步提升定向进化的效率，（半）理性设计应运而生。该技术基于酶的结构与功能，借助计算机辅助设计方法发现潜在突变位点，设计小而精的突变文库，从而针对性设计和改造蛋白质，是目前研究的热点之一[7-9]。

1 食品工业常用酶制剂分类

食品工业用酶制剂作为一种高效、安全、环保的生物催化剂，以它独特的优势在食品工业中起着重要作用[10]。酶制剂的使用能够改变食品的形状和质地，增加食品的营养功能，改善食品风味。食品工业酶制剂现已广泛应用于乳制品、食品酿造、肉类、焙烤、饮料、果汁和啤酒等食品工业中。……