Chapter 5 固定化技术及其应用 Section 1 固定化技术 1、发展历史: 1953 年,德国的格鲁布霍费(Grubhofer)和施莱思(Schleith)首次制成固定化酶。 1969~1973年,日本的千畑一郎首次在工业生产上连续生产 L-氨基酸、L-天冬氨酸,开创了固定化酶和固定化微生物细胞应用于工业生产的先例; 1976 年,法国首次用固定化酵母细胞生产啤酒和酒精。 1978 年,日本固定化枯草杆菌细胞生产α-淀粉酶的研究取得成功。 1986 年,我国用固定化枯草杆菌原生质体生产碱性磷酸酶,用固定化黑曲霉原生质体生产葡萄糖氧化酶,用谷氨酸棒杆菌原生质体生产谷氨酸脱氢酶。 2、优势 固定化细胞和固定化原生质体以酶等各种代谢产物的生产为目的,可以代替游离细胞进行酶的发酵生产,具有提高产酶率、缩短发酵周期并可连续发酵生产等优点,在酶的发酵生产中有广阔的发展前景。 3、现状 在工业上使用的固定化酶还仅限于葡萄糖异构酶、葡萄糖氧化酶和青霉素酰化酶等为数不多的十几个酶种,仍需大力研究开发使更多的固定化酶和细胞能适用于工业规模生产。 Section 2 酶的固定化 为了解决酶的稳定性较差、酶的一次性使用、酶的分离纯化等困难,获得的改善方法之一就是固定化技术的应用。固定化酶(Immobilized Enzyme):固定在一定载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶。 酶的固定化:采用各种方法,将酶与水不溶性载体结合,制备固定化酶的过程。 (一)制备方法 固定化酶的制备方法很多,常用的有吸附法、包埋法、结合法和交联法。根据酶自身的性质、应用目的、应用环境来选择固定化载体和方法。 1)吸附法(adsorption):利用各种固体吸附剂将酶吸附在其表面上固定的方法,是固定化中最简单的方法。可分为物理吸附法和离子吸附法。 ◆ 物理吸附法(physical adsorption):通过物理方法将酶直接吸附在水不溶性载体(纤维素、淀粉、面筋、活性炭、多孔玻璃、硅胶等)表面而使酶固定化的方法,是制备固定化酶最早采用的方法。 ◆ 离子吸附法(ion adsorption):通过离子键使酶与载体相结合的固定化方法。常用载体有DEAE-纤维素、四乙氨基乙基(TEAE)-纤维素、CMC 等。吸附容量一般大于物理吸附法。 吸附法制备固定化酶,操作简便,条件温和,载体廉价易得,且可反复使用。但结合力较弱,酶与载体结合不牢固而容易脱落。 2)包埋法(entrapment):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。根据载体材料的不...