2023第11届生物发酵产品与技术装备展览会(济南)
2023年3月30-4月1日 山东国际会展中心

发酵技术:微生物发酵过程中的固定化酶技术及应用

一、制备固定化酶的依据

酶是蛋白质,其催化活性和它的空间结构密切相关。在制备固定化酶时,为保证酶活性,应当遵循下列主要原则:

(1)固定化酶必须保持酶原有的专一性、高效催化活性等特点,需要在温和反应条件下制备。

(2)固定化酶应保持甚至超过原有的酶活性,故应保护好酶的活性中心和空间结构。

(3)固定化酵应能回收、储藏和具有最大的稳定性,以利于反复使用。

(4)固定化酶应易与产物分离,可应用于机械化、自动化操作,且廉价,易推广。

二、固定化酶的性质

酶分子经固定化后.便从游离态转变为结合态,从而影响酶原有的性质,例如,酶的表面结构、底物进出的速度、局部pH值等因素都直接影响到酶的性质。

1、固定化酶的稳定性

酶经固定化后,酶活性一般有所降低,但是酶的稳定性会有所提高,包括耐热、耐蛋白酶的水解,以及对变性试剂的稳定性、储藏稳定性等。

2、固定化酶作用的最适pH值

酶固定化后,最适pH值大多有所变化,一般与载体电荷和微环境直接相关。例如,使用带负电荷的载体(即多阴离子聚合物)制备的固定化酶,最适pH值常偏高;而嵌在载体中的固定化酶,当反应产酸时,因产物的扩散活动受到微环境的约束,出去而导致表面pH值偏低。
三、固定化酶在工业发酵中的应用

1、使用固定化酶作分批催化

将固定化酶悬浮于盛有基质溶液的搅拌槽内,在保温情况下搅拌,反应结束后,通过简单的过滤或离心操作,就可以将固定化酶与反应系统分开,取得没有酶蛋白混杂的反应物,分离出来的固定化酶又可以再用于另一批基质的催化。

2、使用酶柱式固定化酶进行连续催化反应

酶柱形式的固定化酶可以多种多样,最简单的酶柱是内管装填固定化酶颗粒,作成冷凝管的形式,外套管让恒温水连续流过,使酶促反应能在恒温下进行。固定化酶柱的使用方式比分批催化方式优越:首先它可以使生产过程连续化,其次它还可以使生产过程自动化,既降低劳动强度,又提高生产效率,同时也使成本大大降低。

3、固定化酶制成片状形式(酶纸、酶膜、酶布)应用于多种连续反应器

把片状的固定化酶装在滤器里,可使滤器兼有催化功能,把它衬垫在管道内,也可使管道兼有输送与催化反应的能力。这些具有片状固定化酶的连续反应器可用于发酵产中间代谢产物和最终代谢产物的分析等,具有广阔的应用前景。

4、固定化酶在分离提纯中的应用

生物体内的生物高分子和小分子配基之间(例如酶蛋白分子与辅酶之间、酶蛋白分子与抑制剂分子之间、抗原分子与抗体分子之间等)都有一定的亲和力,从而能形成络合物,这些络台物也能在一定的条件下分离。

5、固定化酶电极

在工业发酵中采用固定化酶技术制造酶电极的有用固定化葡萄糖氧化酶制成的酶电极和用固定化脲酶制成的酶电极。

6、固定化酶在分析中的应用

应用一般的化学方法来分析一个复杂体系中某一成分的含量时,很难避免各种物质的相互干扰,所以不易测得淮确的结果。若改以酶为工具进行测定,由于酶具有高度的专一性和催化效率,所催化的反应可以在一个复杂体系中顺利地进行而不受各类物质的干扰,因此可以准确而灵敏地测出某一物质的含量。这是一般化学分析法所不及的。

7、固定化酶在理论研究工作中的应用

要研究清楚酶在细胞内的真实功能和发酵机理,必须将酶重新结合到亚细胞结构上再进行研究。因为天然固定化酶所处的微环境的各种性质(如微环境的组成、与酶结合的表面的结构、底物进入微环境的速度、反应产物排出微环境的速度、微环境的局部pH值、某一个酶与所有参与同一偶联反应的其他酶的相对空间位置等)对那些和亚细胞结构联系着的酶的性质都有深刻的影响。

BIO CHINA 生物发酵展是生物产业di一大展,融合发酵工程、生物工程、细胞工程、蛋白质工程、生物制药、生物饲料、生物农药、生物肥料、生物化工、食品发酵工程、生物质能源等行业科研成果及生产应用中的新技术、新工艺、新装备展示,汇集行业拓展人脉、技术交流、贸易合作、科研成果对接、前沿信息洞察、品牌展示等一站式综合服务平台!

生物发酵展已经成功举办八届,积累了来自发酵工程、生物工程、细胞工程、蛋白质工程、生物制药、生物饲料、生物农药、生物肥料、生物化工、食品发酵、益生制品食品加工、啤酒、功能饮料、保健营养品、食品添加剂、功能食品、酿酒、化妆品等数十万条精准企业数据,展会汇集生产企业的技术总监、科研、销售、经理、大学与科研机构参观、参会!

生物发酵展参展、参观:周彬13167144125了解更多资讯!

文章来源:发酵大师网微信公众号,发酵展周彬整理发布

 

本站部分资源来源于网络:济南生物发酵展 » 发酵技术:微生物发酵过程中的固定化酶技术及应用
在线客服
在线客服
热线电话
扫一扫,加我微信

2023第十届上海国际生物发酵产品与技术装备展览会

参展报名观众登记
展位预订