固定化酶的制备方法有4种：吸附法、包埋法、共价结合法和交联法。图8-1 固定化酶的制备方法具体选择固定化方法时，遵循的原则：必须维持酶的构象，特别是活性中心的构象。固定化酶应有最小的空间位阻。固定化酶应有最大的稳定性。固定化酶的成本较低。物理吸附法主要用于有机溶剂中催化反应的酶，关键是找到适当的载体，不同的载体影响固定化酶的对映体选择性、操作稳定性和酶活力。......
2023-11-22
食品生物技术：酶的固定化与酶反应器
【摘要】：交联法的反应条件较激烈，固定化的酶活力回收率较低，降低交联剂浓度和缩短反应时间，有助于固定化酶比活力的提高；③包埋法。（二）酶反应器为适应酶的生物反应特点而设计制造的反应设备称为酶反应器。
（一）酶的固定化
1.酶固定化的方法
酶的固定化即将酶束缚在特殊的相上，让它既能保持酶的特有活性，又能长期稳定反复使用，同时又可以实现生产工艺的连续化和自动化。酶固定化的方法主要有3种。①载体结合法。通过一定的方法使酶与载体结合，反应条件温和，但结合不太稳定，酶容易脱落。主要包括物理吸附法、离子吸附法、共价结合法、金属离子螯合等；②共价交联法。通过双功能或多功能试剂（交联剂），在酶分子之间或酶分子与微生物细胞之间形成共价键的连接方法。交联法的反应条件较激烈，固定化的酶活力回收率较低，降低交联剂浓度和缩短反应时间，有助于固定化酶比活力的提高；③包埋法。将酶或微生物包埋在高分子凝胶网格中的称为凝胶网格包埋型，将其包埋在高分子半透膜中的称为微囊型。该法较少改变酶的高级结构，酶活力的回收率较高，但仅适用于小分子底物和产物的酶。
2.固定化酶的性质
固定化酶所用载体的某些物理性质不仅减少了底物与酶的接触面积，而且使酶的性质发生了改变。①酶活力的变化。酶经固定化后，分子构象可能改变，导致了酶与底物结合能力或催化底物能力发生变化；②酶稳定性的变化。经固定化后，大多数酶的稳定性提高了；③最适pH的变化。如果酶反应产生酸或消耗酸时，pH曲线会发生显著变化，最适pH也会相应变化；④最适温度变化。在一般情况下，固定化后的酶失活速度下降，所以最适温度也随之提高；⑤动力学常数的变化。(www.chuimin.cn)
酶固定于电中性载体后，表观米氏常数往往比游离酶的米氏常数高，而最大反应速度变小；而当底物与带有相反电荷的载体结合后，表观米氏常数往往减小，这对固定化酶实际应用是有利的。此外，在高离子强度下，酶的动力学常数几乎不变。
（二）酶反应器
为适应酶的生物反应特点而设计制造的反应设备称为酶反应器。这种生物催化反应可以是单酶反应，也可以是增殖细胞内的多酶反应；可以是游离酶（细胞）反应，也可以是固定化酶（细胞）反应。由于催化反应非常多样，所以酶反应器的种类很多，常见的酶反应器的类型有间歇式搅拌罐、连续式搅拌罐、多级连续式搅拌罐、带循环的固定床、列管式固定床、多釜串联半连续操作等。
近几十年来，酶工程技术有了长足的发展，但是在已知的酶中已被利用的酶还是少数。目前工业上大规模使用的酶，仅限于水解酶和异构酶两大类中的一部分，而且大多是单酶系统，这就需要在生物反应器上花大力气。酶反应器的研制也在提高层次，第二代生物反应器的研制，主要包括以下几种类型：①辅因子再生反应器；②产物迅速移去的酶反应器；③两相或多相反应器；④多酶反应器。其中多相反应器进展较快，如可以利用脂肪酶的特点来合成具有重要医疗价值的大环内酯和光学聚酯。就第二代酶反应器的整体水平来看，多属实验室研究阶段，仍待发展和提高。由于酶蛋白具有高度的分子识别功能，固定化酶柱或酶管又有能被重复使用的优点，因而可以被开发成用于生产分析和临床化学检测的酶传感器。
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2023-11-22
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