酶的固定化技术及其应用综述
固定化酶技术在酿造中的应用

固定化酶技术在酿造中的应用酿造是一门古老而又深入人心的工艺,它涉及到许多因素的综合影响,包括原料的选择、发酵过程、酵母的使用等等。
然而,近年来,固定化酶技术的应用在酿造中引起了人们的关注和兴趣。
固定化酶技术是将酶固定在载体上,使其能够在酿造过程中发挥更好的催化作用,提高酿造效率和产量。
以下我将从酿造效率、品质和可持续发展等方面介绍固定化酶技术在酿造中的应用。
首先,固定化酶技术可以提高酿造的效率。
酿造过程中,酶起着催化反应的作用,使得淀粉转化为糖,继而发酵产生酒精。
然而,传统的酿造方式中,酶往往不能完全发挥其催化作用,因为酶易受到环境的影响,比如温度、pH值等。
而固定化酶技术可以将酶固定在特定的载体上,使其更加稳定,能够在不同环境条件下持续发挥作用。
这样一来,酿造过程中的反应速度就会加快,酿造效率得到提高。
其次,固定化酶技术可以提高酿造产品的品质。
在传统的酿造方式中,由于酶的活性易受到环境的影响,往往容易出现酿造产品质量不稳定的情况。
而固定化酶技术可以提高酶的稳定性,降低环境因素的影响,使得酿造产品的质量更加稳定。
例如,在啤酒酿造中,固定化酶技术可以提高酿造产品的口感和稳定性,使得啤酒更加纯净、爽口。
此外,固定化酶技术还具有环境友好和可持续发展的特点。
在传统的酿造方式中,酵母往往需要从每一次酿造中回收和提取,这不仅增加了酿造成本,还对环境造成了一定的压力。
而固定化酶技术能够将酵母固定在特定的载体上,使其能够在多次酿造中重复使用,减少了资源的浪费,降低了对环境的负担。
这对于实现可持续发展和节约资源具有积极的意义。
固定化酶技术在酿造中的应用还有很大的潜力待发掘。
例如,在葡萄酒酿造中,可以利用固定化酶技术提高葡萄汁的浸出率,增加葡萄酒的产量。
在食品酶制剂的开发中,也可以利用固定化酶技术提高酶的稳定性和活性,从而提高酶制剂的效果。
因此,固定化酶技术在酿造中具有广泛的应用前景。
综上所述,固定化酶技术在酿造中的应用可以提高酿造效率、品质和可持续发展。
固定化酶的研究进展和应用前景

固定化酶的研究进展和应用前景固定化酶是指将酶固定在固体载体上,并保持其生物活性的一种技术。
它有许多优点,如可重复使用、稳定性高、易于回收等,因此成为了生物技术领域一种非常有前途的研究方向。
一、固定化酶的发展历程固定化酶的概念最早可以追溯到20世纪50年代。
第一种固定化酶的载体是硅胶,随后又发展了许多种载体,如凝胶、海藻酸盐、纳米材料、磁性颗粒等。
随着技术的进步,目前已有各种方法来制备纳米载体和比之前更优异的凝胶载体。
同时,各种固定化酶的制备方法也在不断改进,包括共价结合、吸附、交联、包埋等。
二、固定化酶的应用固定化酶的应用范围非常广泛,包括生物催化、食品工业、医药工业、制药工业等。
其中,固定化酶在食品工业中的应用最为广泛。
如生产葡萄糖、果汁、醋等。
固定化酶也可以用于制药工业中的药品合成。
此外,还可以在纳米技术、环境保护、制垃圾处理等领域中找到应用。
三、固定化酶的优势1. 重复使用:固定化酶具有可重复使用的优势,节省了时间和成本,具有广泛应用前景。
2. 稳定性:与游离酶相比,固定化酶具有较高的稳定性和耐受性,并可在极端环境中保持其生物活性。
3. 易于回收:固定化酶可以设计成可在固定化酶中回收,增加了其经济价值。
四、固定化酶仍需解决的问题尽管固定化酶在许多领域中具有潜力,但仍存在一些问题。
1. 优化载体:优化载体并不是一件容易的事情,其选择需要结合具体的酶种和应用需求,存在一定的技术难度。
2. 降低成本:目前固定化酶的生产成本仍比较高,限制了其在一些领域中的推广。
3. 稳定性问题:目前许多固定化酶在长时间的储存或使用过程中还会出现酶失活的情况,这需要更好的研究与解决。
综合而言,固定化酶的广泛应用前景与其固有的优势是显而易见的。
在未来,我们需要持续关注固定化酶领域的研究与发展,加快技术优化和成本降低,更好地服务于人类的需求。
固定化酶技术在生物催化中的应用

固定化酶技术在生物催化中的应用随着环保意识的不断增强,生物催化技术越来越受到人们的重视。
而在生物催化过程中,酶的作用不可或缺。
酶是一种催化剂,可以加速化学反应的速度,降低反应的能量,从而使化学反应更加高效地进行。
固定化酶技术是将酶固定在载体上,以提高酶的稳定性和反应速度。
本文将详细介绍固定化酶技术在生物催化中的应用。
一、固定化酶技术的原理及分类固定化酶技术是将酶固定在载体上,形成固定化酶。
固定化酶与游离酶相比,具有以下优点:1.稳定性好。
固定化酶固定在载体上,稳定性比游离酶高,可以重复使用。
2.反应效率高。
固定化酶可以提高反应速率和催化活性。
3.选择性强。
固定化酶可以控制化学反应的速率和选择性。
固定化酶技术按固定载体的性质可以分为物理固定和化学固定。
物理固定主要采用吸附法、共价键交联法和包埋法等方法将酶固定在载体上。
化学固定则采用交联剂将酶与载体交联。
二、固定化酶技术在生物催化中的应用固定化酶技术广泛应用于生物催化领域。
以下分别从制药、饲料、酿酒和食品生产中介绍固定化酶技术的应用。
1.制药固定化酶技术可以应用于制药过程中。
在药物合成中,固定化酶可以成为催化剂,促进药品合成反应的进行。
同时,固定化酶还可以在药品生产的过程中帮助提高药品的纯度和产率。
2.饲料固定化酶技术可以应用于饲料生产中。
在畜禽养殖中,添加一定量的酶制剂可以帮助加速饲料的消化和吸收,从而提高饲料的利用率,降低饲料成本,提高畜禽的生产力。
3.酿酒固定化酶技术还可以应用于酒类生产中。
在啤酒和葡萄酒生产中,添加适量的酶制剂可以加速麦芽和葡萄汁的转化,从而提高发酵速度和酒的品质。
4.食品生产固定化酶技术也广泛应用于食品生产中。
例如,将食品中的淀粉转化为糖,可以提高食品口感和甜度。
固定化酶技术可以帮助提高酶的催化活性和稳定性,从而提高食品生产的效率和品质。
三、固定化酶技术未来的发展趋势随着科技的不断发展,固定化酶技术也将面临新的挑战和机遇。
脂肪酶的固定化及其在生物柴油制备中的应用

脂肪酶的固定化及其在生物柴油制备中的应
用
脂肪酶是一种催化酶,能够加速脂肪酯的水解反应,将脂肪酯分解为甘油和脂肪酸。
在生物柴油制备过程中,脂肪酶的固定化技术被广泛应用,以提高酶的稳定性和循环利用率,降低生产成本,增加产量。
本文将重点介绍脂肪酶的固定化方法及其在生物柴油制备中的应用。
脂肪酶的固定化是将酶固定在载体上,使其与底物接触,以提高酶的稳定性和循环利用率。
固定化方法包括物理吸附、共价键结合、包埋法、交联法等。
物理吸附是将酶吸附在载体表面,共价键结合是将酶与载体通过共价键结合,包埋法是将酶包埋在载体内部,交联法是通过交联剂将酶和载体交联在一起。
这些方法都可以有效固定脂肪酶,提高其稳定性和活性。
在生物柴油制备中,固定化的脂肪酶被广泛应用。
固定化的脂肪酶能够在较宽的温度和pH范围内保持较高的催化活性,增加酶的循环利用率。
此外,固定化的脂肪酶还能够在水相和有机相中均能有效催化酯化反应,提高生物柴油的产率和纯度。
固定化的脂肪酶还可以通过反复使用,降低生产成本,提高生产效率。
在实际生产中,固定化的脂肪酶还可以通过固定化载体的选择和酶的固定化条件的优化,进一步提高酶的固定化效率和生物柴油的产率。
目前,固定化的脂肪酶已经在生物柴油生产工艺中得到了广泛应用,为生物柴油的生产提供了一种高效、环保的生产技术。
综上所述,脂肪酶的固定化技术在生物柴油制备中具有重要的应用价值。
固定化的脂肪酶能够提高酶的稳定性和活性,降低生产成本,增加产量,为生物柴油的生产提供了一种高效、环保的生产技术。
随着固定化技术的不断发展和完善,固定化的脂肪酶在生物柴油制备中的应用前景将更加广阔。
酶及细胞固定化技术

酶及细胞固定化技术酶作为生物体内的催化剂,具有高效性和高特异性的特点。
但在工业生产中,酶稳定性差、易流失,造成成本过高,限制其广泛应用。
因此将酶采用固定化技术,使酶在发挥其高效、专一性同时,还能增强酶的贮存稳定性,提高了生产效率,节约了成本。
本文对酶和细胞的固定化技术进行综述。
【关键词】酶细胞固定化载体应用酶及细胞固定化技术是生物技术的重要组成部分。
20世纪60年代出现了固定化酶技术,60年代末固定化酶技术用于工业生产,70年代出现了固定化细胞技术,80年代又发展了固定化增殖细胞技术以及包括辅助因子在内的固定化多酶反应体系技术。
工程技术日益成熟,成为近代工业生产中不可缺少的组成部分。
所谓固定化技术,是指利用化学或物理手段将游离的酶或细胞(微生物),定位于限定的空间区域并使其保持活性和可反复使用的一种基本技术,包括固定化酶技术和固定化细胞技术。
固定化细胞的制备方法是多种多样的,任何一种限制细胞自由流动的技术,都可以用于制备固定化细胞。
一般来说,固定化技术大致可以分成吸附法、共价结合法、交联法和包埋法等4大类,其中以包埋法使用最为普遍。
一、固定化技术分类1.吸附法很多细胞都有吸附到固体物质表面的能力,这种吸附能力可以是天生具有的,也可以是经过处理诱导产生的,依靠这种吸附能力,人们发展起许多廉价而又有效的固定化方法。
吸附法可分为物理吸附法和离子吸附法,前者是使用具有高度吸附能力的硅胶、活性炭、多孔玻璃、石英砂和纤维素等吸附剂将细胞吸附到表面上使之固定化,是一种最古老的方法,操作简单、反应条件温和、载体可以反复利用,但结合不牢固,细胞易脱落。
后者根据细胞在解离状态下可因静电引力(即离子键合作用)而固着于带有相异电荷的离子交换剂上,如DEAE-纤维素、DEAE-Sephadex、CM-纤维素等。
2.共價结合法共价结合法是细胞表面上功能团和固相支持物表面的反应基团之间形成化学共价键连接,从而成为固定化细胞。
酶的固定化研究及其应用

酶的固定化研究及其应用酶是一种高效的生物催化剂,具有广泛的应用前景,但自由酶的使用存在着许多问题,如易失活、难回收、低稳定性等。
为克服这些缺陷,科学家们研究出了酶的固定化技术,即将酶固定在载体上,形成固定化酶。
固定化酶具有多种优点,如稳定性高、重复使用性好、反应率高等,因此被广泛应用于产业、医药等领域,在此进行探讨其固定化研究及应用。
一、固定化酶的分类将酶固定在载体上的方法有很多种,根据载体的不同,固定化酶可分为微生物固定化酶、无机载体固定化酶和有机载体固定化酶三类。
微生物固定化酶,即将酶固定在菌体或细胞内的方法。
这种方法容易操作,且菌体或细胞具有较好的稳定性,能够保护酶的活性。
常见的微生物固定化酶有酵母固定化酶、乳酸菌固定化酶等。
无机载体固定化酶,即将酶固定在无机材料或人工合成材料上的方法。
与微生物固定化酶相比,无机载体的操作难度较大,但无机载体具有很强的机械强度和稳定性,不容易被生物体攻击。
最常用的无机载体为硅胶、氧化铝、氧化锆等。
有机载体固定化酶,即将酶固定在有机高聚物上的方法。
与无机载体相比,有机载体具有更好的生物相容性和更大的比表面积,能够与底物充分接触,提高反应效率。
常用的有机载体有聚乙烯醇、聚丙烯酸、胶原蛋白等。
二、固定化酶的优点1.稳定性高:固定化酶相对于自由酶,在温度、pH值等条件变化时,具有更好的稳定性,不易失活,能够保持较高的催化效率。
2.反应率高:由于固定化酶在载体上固定稳定,不受外界环境的影响,酶底物反应能力更强,反应率更高。
3.反应可重复使用:固定化酶具有独特的再利用性,可以进行多次循环反应,避免了由于自由酶反应后分离难的困扰。
4.反应得率高:固定化酶可以在低酶浓度、低温度、低反应时间下实现高得率反应,提高了反应效率。
三、固定化酶的应用1.食品工业:在食品工业中,利用固定化酶可将大分子物质转化为小分子物质,例如将葡萄糖转化为果糖等,使食品的甜度更适合人们口感,提高了食品品质。
固定化酶的方法和应用

固定化酶是将酶固定在载体上,形成固定化酶催化系统的过程。
通过固定化,可使酶的活性和稳定性得到提高,并能够重复使用。
常用的固定化酶方法包括吸附法、共价连接法、包埋法和交联法等。
1. 吸附法:利用载体表面与酶相互吸附的原理将酶固定在载体表面。
常用的载体包括硅胶、纤维素、聚丙烯酰胺凝胶等。
2. 共价连接法:通过将酶分子与载体分子之间的化学键共价连接,在载体表面上固定酶。
常用的共价连接剂包括辛二酸二酐、戊二酸二酐等。
3. 包埋法:将酶包裹在聚合物中,在聚合物内部形成微观环境,保护酶免受外界环境的影响。
常用的包埋材料包括明胶、蛋白质和聚乙烯醇等。
4. 交联法:将酶和载体分子之间形成交联结构,将酶牢固地固定在载体表面上。
常用的交联剂包括戊二醛、葡萄糖等。
固定化酶在生物技术、食品工业、医药工业等领域有着广泛的应用。
其中,利用固定化酶在生物技术领域中最为突出。
例如,固定化酶可以应用于产生大量纯度高的特定酶,用于DNA重组、制备抗体和识别特定分子等。
此外,在医药工业中也广泛使用固定化酶,如利用固定化酶制备药物、检测生物标志物等方面。
在食品工业中,固定化酶可用于生产乳制品、果汁、啤酒等食品中。
总之,固定化酶是一种重要的生物技术手段,具有广泛应用前景,可推动生物技术、食品工业、医药工业等领域的发展。
固定化酶技术在医疗和环境中的应用

固定化酶技术在医疗和环境中的应用酶是一种生物催化剂,能够催化生物化学反应。
在许多生物工艺和工业生产中,酶已经成为不可或缺的工具。
最近,固定化酶技术也逐渐在医疗和环境中广泛应用。
一、固定化酶技术是什么固定化酶技术的基本思想是将酶固定在一定的载体上,使得酶能够长时间稳定地保存在固定状态下,并能够在环境中起到合适的催化作用。
这种技术以酶的活性稳定性和生物相容性能力作为关键指标,以聚合物材料、微生物或生物大分子材料为载体,利用化学或物理交联的方法将酶硬化在载体中,从而形成固定化的酶催化剂。
二、固定化酶技术在医疗中的应用固定化酶技术在医疗领域中有着广泛的应用。
如近年来广泛用于医疗检测中的糖尿病检测。
糖尿病是一种常见的代谢性疾病,目前以测定人体血液中的葡萄糖含量为常规诊断方法。
固定化酶技术可以将酶嵌入生物传感器中,将它们固定到微小的芯片上,作为一种“传感器”来检测葡萄糖。
这使得检测更加简便、快捷、准确。
同时,固定化酶技术还被广泛应用于脂肪肝和心血管疾病的检测中,使得医学检查和诊断更加科学和精确。
三、固定化酶技术在环境中的应用除了医疗领域,固定化酶技术在环境保护中也有广泛的应用。
例如,我们可以利用过硫酸盐法固定化酶来处理环境污染中的水质问题。
对于一些环境中存在的有机物,通过将其与固定化酶进行作用,能够有效地去除水质中的有机污染物,同时避免了传统化学法对环境的影响和损害,有机地促进了水质的净化和环境的保护。
四、前景展望固定化酶技术在医疗和环境中已经取得了一定的成果。
人们已经发现了很多潜在的应用,但也面临着一些困难和挑战。
例如酶质稳定性、载体材料的选择和制备等问题。
但随着科技的不断进步和经验的不断积累,这些困难将逐步得到解决,固定化酶技术的应用前景非常广阔,这将使得我们在医疗治疗和环境保护方面有更加优秀的选择和手段,让我们生活得更加健康、环境更加清洁和美丽。
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酶的固定化技术及其应用曾鸿雁(西南科技大学,四川,绵阳)摘要:随着工业生物技术和酶工程的不断发展,酶在各个领域的广泛应用,对酶的要求也越来越严格。
本文针对目前酶工程技术之一酶的固定化,对酶的固定化技术及其展望做一综述。
关键词:酶,固定化,技术Immobilization of Enzyme And its Applications Abstract:with the continuous development of biotechnology industrial and enzyme engineering , enzyme are widely used in various fields and the requirements to enzymes also become more and more stringent . This article is to review the enzyme immobilization, which is one of the current enzyme engineering technologiesKey words: enzyme, immobilization, technology一、引言酶是一类具有生物催化性质的高分子物质,其催化性具有专一性强、催化效率高和作用脚尖温和等特点。
但是在实际工业生产中,由于实际环境因素,应用酶的过程出现了一些不足之处:①酶的催化效率不高。
人们在使用酶的过程中,往往要求酶的催化效率要足够高,以加快反应速度,提高劳动生产率,然而实际上很多酶的催化效率不够高而难于满足人们的使用要求。
②酶的稳定性较差。
大多数酶稳定性较差,在高温、强酸、强碱和重金属离子等外界因素的影响下,都容易变形失活。
③酶的一次性使用。
酶一般是在溶液中与底物反应,这样酶在反应系统中,与底物和产物混合在一起,反应结束后,即使酶仍有很高的活力,也难于回收利用。
这种一次性使用酶的方式,不仅使生产成本提高,而且也难于连续生产。
④产物的分离纯化比较困难。
酶反应后成为杂志与产物混在一起,无疑给产物的进一步分离纯化带来一定的困难。
为此,人们开始针对酶的这些不足寻求改善方法,方法之一就是酶的固定化。
固定化酶是20世纪60年代开始发展起来的一项新技术。
最初主要是将水溶性酶与不溶性载体结合起来,成为不溶于水的酶的衍生物,所以曾称为“水不溶酶”和“固相酶”。
但后来发现也可以将酶包埋在凝胶内或置于超滤装置中,高分子底物与酶在超滤膜一边,而反应产物可以透过膜逸出,在这种情况下,酶本身仍是可溶的。
因此,用水不溶酶和固相酶的名称就不恰当了。
在1971年第一届国际酶工程会议上,正式建议采用“固定化酶”(immobilized enzyme)的名称。
所谓固定化酶是指固定在一定载体上并有一定的空间范围内进行催化反应的酶。
固定化酶既保持了酶的催化特性,又克服了游离酶的不足之处,具有提高酶的催化效率、增加稳定性、可反复或连续使用以及易于和反应物分开的显著优点。
二、酶的固定化技术采用各种方法,将酶固定在水不溶性的载体上,制备成固定化酶的过程成为酶的固定化(enzyme immobilization)。
酶的固定化方法很多,一般有吸附法、包埋法、结合法、交联法和热处理法。
1、吸附法吸附法是指利用各种固体吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面上,而使酶固定化的一种方法。
吸附法又可以分为物理吸附法和离子交换吸附法二种。
物理吸附法指通过氢键、疏水作用和π电子亲和力等物理作用,将酶固定于水不溶载体上。
从而制成固定化酶。
其常用的载体有①有机载体。
纤维素、骨胶原、火棉胶及面筋、淀粉等。
②无机载体。
氧化铅、藻土、白土、高岭土、多孔玻璃和二氧化钛等。
这种方法操作简单,反应条件温和,载体可反复使用,但结合不牢固,酶易脱落。
离子交换吸附法是将酶与含有离子交换基的水不溶载体相结合而达到固定化的一种方法。
常用的载体有①阴离子交换剂。
如二乙基氨基乙基-纤维素、混合胺类-纤维素、乙氨基乙基(TEAE)—纤维素、DEAE—葡聚糖凝胶、Amberlite IRA—93、410、900等。
②阳离子交换剂基。
如羧甲基(CM)—纤维素、纤维素柠檬酸盐、Amberlite CG50、IRC—50、IR—200、Dowex—50等。
离子交换吸附的酶吸附较牢,在工业上颇有广泛的用途。
吸附法的不足之处在于酶量的选择全凭经验,pH值、离子强度、温度、时间的选择对每一种酶和载体都不同,酶和载体之间结合力不强而导致催化活性的丧失和玷污反应产物等。
因此其应用受到限制,一般的科研人员都将此法于其他方法联用。
2、包埋法将酶或含酶菌体包埋在各种多孔载体中,使酶固定化的方法称包埋法。
包埋法又分为凝胶包埋法和微囊化法⋯。
凝胶包埋法是将个别酶分子包在高聚物格子中,可以将块状聚合形成的凝胶切成小块,也可以直接包埋在珠状聚合物中,后者可以使固定化酶机械强度提高10倍,并改进酶的脱落情况。
常用的凝胶有天然凝胶如琼脂凝胶和合成凝胶如聚丙烯酰胺凝胶等。
天然凝胶条件温和。
操作简便,对酶活性影响甚小,但强度较差;合成凝胶强度高,对问题、pH变化的耐受性强,但需要一定的条件下进行聚合反应,且此过程中酶往往部分变性。
微囊化法是将酶溶液或悬浮液包裹在膜内,膜既能使酶存在于类似细胞内的环境中,又阻止酶的脱落或直接与微囊外环境接触。
小分子底物则能迅速通过膜与酶作用,产物也能扩散出来。
因此,此法适用于底物和产物都是小分子物质的酶的固定化如天冬酰胺酶等。
另外,此法包埋的酶量很多,在医学上具有很大的应用可能性,因此越来越受到人们的注意。
3、结合法选择适宜的载体,使之通过共价键或离子键与酶结合在一起的固定化方法称为结合法。
根据酶与载体结合的化学键不同又可以把结合法分为离子键结合法和共价键结合法。
离子键结合法是通过离子键使酶与载体结合地固定化方法。
常用的载体是某些水不溶的离子交换剂,如DEAE-纤维素、TEAE-纤维素、DEAE-葡聚糖凝胶等。
离子键结合法进行酶固定化,条件温和,操作简单。
只需在一定的pH、温度和离子强度等条件下,将酶液与载体混合搅拌几个小时,或者将酶液缓慢地流过处理好的例子交换住就可以使酶结合在离子交换剂上,制备得到固定化酶。
此法制备的固定化酶,酶的催化效率损失较少,但离子键结合力较弱,酶与载体的结合不牢固,在pH和离子强度等条件改变时,酶容易脱落。
共价键结合法是酶蛋白的侧链基团和载休表面上的功能基团之间形成共价键而固定的方法。
其常用的载体有纤维素、琼脂糖凝胶、氨基酸共聚物等。
其优点是:酶与载体结合牢固,酶不易脱落,但反应条件较激烈,酶易失活,同时,制作手续亦较繁琐。
目前已建立的共价键结合法有①叠氮法。
将含有苯氨基的不溶性载体与亚硝基反应,生成重氮盐衍生物,使载体引进了活泼的重氮基团。
跌但集团可以酶分子中的酚基或咪唑基发生偶联反应制成固定化酶。
②叠氮法。
将含有酰肼基团的载体可用亚硝酸活化,生成叠氮化合物。
叠氮衍生物与酶分子中的氨基形成肽键,使酶固定化。
也可以与酶分子中的烃基、巯基等反应制成固定化酶。
③溴化氯法。
含有羟基的载体,如纤维素、琼脂糖凝胶等可以用溴化氯活化生成亚氨基碳酸衍生物。
亚氨基碳酸基团在微碱性的条件下可与酶分子上的氨基反应制成固定化酶。
④烷基化法。
含烃基的载体可用三氯-均三嗪等多卤代物进行活化生成含卤素基团的活化载体。
卤素基团可与酶分子上的氨基、巯基、烃基等发生烷基化反应制成固定化酶。
4、交联法使酶与带两个以上的多官能团试剂进行交联反应,生成不溶于水的二维交联聚集体,交联形成的固定化酶称为交联酶。
与共价结合法一样,都是靠化学结合的方法使酶固定化。
其区别在于交联法使用了交联剂。
常用的交联剂有戊二醛、鞣酸啪。
交联法制备的固定化酶或固定化菌体结合牢固,可以长时间使用。
但由于交联反应条件较激烈,酶分子的多个基团被交联,致使酶活力损失较大,而且制备成的固定化酶或固定化菌体的颗粒较小,给使用带来不便。
为此,可将交联法与吸附法或包埋法联合使用,以取长补短。
5、热处理法热处理法是将含酶细胞在一定温度下加热处理一段时间,使酶固定在菌体内,而制备得到固定化菌体的方法。
热处理只适用于那些稳定性较好的酶的固定化,在加热处理时,要严格控制好加热问题和时间,以免引起酶的变性失活。
热处理法也可以与交联法或其他固定化联合使用,进行双重固定化。
6、其他方法[1](1)物理方法。
将酶限制在半透膜或超滤膜中,使酶仍以天然状态(可溶的)长期连续使用。
用此方法固定的酶有蔗糖酶、酰胺酶等。
(2)利用可溶性一不溶性载体。
1989年,Masayuki等报道了肠溶衣聚合物(Enteric coating polmer )Eudragit L,当pH<4.0时,呈不可溶性(有利于酶的回收),当pH>5.0时,呈可溶性(有利于酶接近不容性底物)。
三、固定化酶的特性将酶固定化制成固定化酶后,受到载体的影响,酶的特性发生了很大的变化。
主要体现在:1.稳定性固定化酶一般具有较好的耐热、耐酸碱、对蛋白酶抵抗增强、耐变性剂等稳定性2.最适温度固定化酶比原来的游离酶的最适催化温度有或高或低的变化,在工业应用中具有很大的应用价值3.最适pH据报道,最适pH的变化是由载体的静电荷决定的,用聚合阳离子作载体,其最适pH比固定化前向酸性一侧偏移1个pH单位。
这可解释为:当酶被结合到聚合阳离子载体上时,酶蛋白的阳离子数增多,从而造成固定化酶反应区域pH值比外部溶液偏碱。
这样,实际上酶的反应是在反应液的pH偏碱的一侧进行的,从而使最适pH值转移到了酸性一侧,若用聚合阴离子作载体,则与上述情况相反,最适pH值移向碱性一侧。
[2]4.底物特异性由于载体的空间位阻导致底物特异性的变化。
酶固定在载体上以后,大分子底物难于接近酶分子而使催化速度大大降低,而分子质量较小的底物受空间位阻影响较小或不受影响,与游离酶的作用无显著差别。
四、固定化酶的应用相比游离酶,固定化酶具有一系列其不能比的特性,固定化酶已经广泛应用于食品、轻工、医药、化工、分析、环保、能源和科学研究等各个领域。
1. 固定化酶在食品工业中的应用[3]1.1固定化酶在乳制品生产中的应用牛奶中含有一定量的乳糖,有些人体内缺乏乳糖酶,在饮用牛奶后常出现腹泻、腹胀等症状;另外,由于乳糖难溶于水,常在炼乳、冰淇淋中呈沙样结晶析出,影响风味。
乳糖酶可将乳糖分解为半乳糖和葡萄糖,如将牛奶用乳糖酶处理则可解决上述问题。
Fernandes等研究用琼脂糖作载体,固定来源于南极的冷适应菌Pseudoalterom onas sp的β- 半乳糖苷酶,并应用于牛奶中乳糖的降解,生产低乳糖牛奶;Caterina等运用固定化技术,研究牛奶中碱性磷酸酶的耐热性;Mona等研究用离子吸附法固定来源于B acillus licheniform is 5A1的牛奶凝结酶,并用于干酪生产。