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高效除氧,精准赋能——瀚海过氧化氢酶,破解行业三大痛点
来源:瀚海生物市场中心
日期:2025-09-11
浏览次数:10

导 语


无论是在食品加工、体外诊断,还是纺织漂白领域,过氧化氢残留一直是影响品质与效率的“隐形杀手”。而过氧化氢酶(CAT),作为自然界的高效催化剂,正是解决这一难题的关键。如今,瀚海推出新一代重组过氧化氢酶,以超高纯度、极致酶活和卓越稳定性,重新定义行业标准。



1.过氧化氢酶的简介


过氧化氢酶于1811年由过氧化氢(H₂O₂)的发现者泰纳尔(Louis Jacques Thénard)首次发现。1900年,Oscar Loew将这种能降解过氧化氢的酶命名为“catalase”(过氧化氢酶),并证实其广泛存在于动植物体内。1937年,詹姆斯·B·萨姆纳成功结晶了牛肝来源的过氧化氢酶,并于次年测定了其分子量。1969年,牛的过氧化氢酶氨基酸序列得以解析。1981年,其三维结构被阐明。




过氧化氢酶由四个相同的亚基构成,每个亚基含有一个血红素(Fe³⁺-卟啉)辅基和一个NADPH结合位点(后者可防止酶失活)。过氧化氢(H₂O₂)通过疏水通道进入酶的活性中心,反应产物氧气(O₂)和水则从另一侧释放。其催化反应式为:

2H₂O₂→ 2H₂O + O₂



过氧化氢酶的催化效率极高。以牛肝来源的酶为例,单个酶分子每秒可催化分解4000万至6000万个H₂O₂分子,是自然界已知催化速率最快的酶之一。其催化反应速率常数(kcat/km)高达约10⁷M-1s-1,接近酶催化理论的极限(扩散控制速率)。


2.过氧化氢酶的应用


1、肌肤的黄金卫士:超氧化物歧化酶与过氧化氢酶如何成就冻龄奇迹?


关注护肤品成分的你,一定对“抗氧化双雄”——超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化氢酶(CAT)并不陌生。SOD能够高效催化超氧阴离子自由基发生歧化反应,生成过氧化氢和氧气。然而,过氧化氢本身仍属于活性氧物质,过量积累会对细胞造成氧化应激损伤。此时,过氧化氢酶(CAT)发挥关键作用——可迅速将其分解为无害的水和氧气,从而有效阻断二次氧化风险。SOD与CAT协同作用,在细胞内构成一个高效且连续的抗氧化酶系统,显著增强机体对自由基的清除能力:   


当它们被应用到护肤品中,便成为抵御环境损伤、延缓皮肤衰老的生物科技利器。紫外线照射皮肤会产生大量自由基,传统防晒剂只能阻挡或吸收紫外线,却无法消除内部的氧化损伤。将SOD或CAT加入防晒产品,可实现“外防内护”的双重保护。随着生物技术的发展,基因重组表达的SOD和CAT正逐步取代动物提取来源的酶,以降低免疫原性,提高纯度和活性。



2、奶酪背后的除氧魔术师:过氧化氢酶如何守护舌尖安全?


在奶酪制作过程中,原料乳的杀菌是至关重要的一步。传统高温杀菌方法虽能消灭微生物,却也会杀灭有益的乳酸菌,影响奶酪风味形成和后期成熟过程。更棘手的是,高温还会破坏乳中天然的酶系,降低产品质量。
为解决这一难题,食品科学家们引入了一种温和而高效的杀菌方案——过氧化氢(H₂O₂)处理。将浓度为0.1%-0.25% 的过氧化氢加入原料乳中,能在低温下有效杀灭有害微生物,同时保留乳酸菌群和天然酶系活力。然而,过氧化氢残留会破坏产品风味和营养成分,必须彻底清除。这时过氧化氢酶就大显身手了——它能在数秒内将残留的过氧化氢分解为无害的水和氧气,且不产生任何有害副产物。

世界粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)已批准固定化过氧化氢酶技术在奶制品中的应用,并确认其对人体健康无任何危害。



3、精准检测背后的守护者:过氧化氢酶如何成为生化诊断的“干扰清道夫”?


临床肌酐检测面临严峻挑战——内源性肌酸(Cr)干扰可导致结果假性升高30%以上!肌酐酶法检测中,肌酐水解生成肌酸,而血清中既有内源性肌酸会混入反应体系。常规肌氨酸氧化酶法对“酶解新生肌酸”与“内源性肌酸”完全无法区分,两者均被氧化生成H₂O₂参与显色,最终导致肌酐值系统性虚高。在肌酐检测试剂R1中添加肌酸酶(CR)+ 肌氨酸氧化酶(SOX)+ 过氧化氢酶(CAT),构建精准清除链:



肌酸酶在反应初始阶段专一性降解内源性肌酸(分解为肌氨酸和尿素);肌氨酸氧化酶催化肌氨酸生成H₂O₂;过氧化氢酶将H₂O₂分解为无害水氧,彻底阻断其参与后续Trinder显色反应。

CAT清除干扰效果显著,在生化诊断试剂中也得到了广泛的应用(如图):



3.过氧化氢酶的应用痛点


过氧化氢酶凭借其高效分解过氧化氢的能力,在食品加工、纺织漂白、医疗诊断乃至环境治理等领域被誉为“绿色多面手”。然而,这个理论上应该大放异彩的酶制剂,在实际应用中却屡屡遭遇三大痛点:酶活低、纯度差、稳定性差。

痛点一:酶活低——纺织漂白中的“力不从心”

在纺织行业,过氧化氢酶被用于去除漂白后残留的过氧化氢,避免后续染色不均。某印染厂曾购入一批常温过氧化氢酶,但其酶活单位(U/mg)仅为标准值的60%。结果,处理同样量的织物,酶制剂用量需增加近一倍,反应时间延长了50%,不仅成本大幅上升,还严重拖慢了生产线速度,导致订单交付延迟。低酶活直接拖累了整体效率,厂家直呼“用着心疼,不用更亏”。


痛点二:纯度差——食品加工中的“安全隐患”

食品工业(如乳制品包装杀菌、酒类保鲜)对酶制剂纯度要求极高,但市售过氧化氢酶常混有杂蛋白或微生物残留。一家酸奶厂曾使用某批次纯度较低的酶产品,结果残存的杂质导致部分食品出现异味。纯度不足不仅降低了催化效率,更可能引入过敏原或毒素,让企业面临安全与信誉的双重风险。


痛点三:热稳差——体外诊断中的“脆弱一刻”

在体外诊断领域,过氧化氢酶作为关键试剂成分,广泛应用于血糖检测、尿酸检测、胆固醇检测等多种诊断试剂盒中。过氧化氢酶对温度极其敏感。研究表明,贻贝中提取的过氧化氢酶在45℃下保温15分钟,酶活性就下降约30%;当温度升至60℃保持15分钟,酶活性仅剩10.6%。过氧化氢酶易失活直接影响了试剂盒的储存方式、运输条件以及有效期。


本 期 推 荐

Hzymes过氧化氢酶(HH2905)


瀚海智造,全新一代“装甲型过氧化氢酶”重磅上市,直击痛点核心:


1、纯度跃升

SEC-HPLC纯度达99%以上,且批次间稳定性好。




2、酶活提升

单位酶活定义为在37℃,pH 7.0条件下,每分钟催化消耗1 μmol H₂O₂所需的酶量。牛肝是过氧化氢酶传统来源之一,商业级别的牛肝过氧化氢酶的酶活是2KU-5KU/mg,经过提纯酶活高达6KU/mg,瀚海经过微生物重组表达、纯化、冻干等工序,产出的成品蛋白比活≥25KU/mg,酶粉比活≥13KU/mg。


3、稳定性开挂

瀚海CAT在70℃的半衰期为240min(R²=0.987),竞品A的CAT在70℃的半衰期为14min(R²=0.986)。



4、全方位质控


出厂前还测试杂酶、微生物含量等

瀚海过氧化氢酶(冻干粉)经过了严格的质控,评测指标包括:纯度、水含量、蛋白比活、酶粉比活、溶解度、酶粉稳定性、微生物负载、杂酶以及生化试剂验证等内容。



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内容丨市场部、特种酶研发部

编辑排版丨品牌

审核丨市场部、特种酶研发部

图片丨来源于瀚海新酶



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