现代生物化工中酶工程技术研究与应用

我国酶工程技术包括酶源开发,酶制剂生产,酶分离提纯和固定化技术、酶反应器与酶的应用。生物化工中酶的应用已涉及到人民生活的方方面面。随着生物化工上游技术——生物工程技术的进步以及化学工程、信息技术(IT)和生物信息学等学科技术的发展,生物化工中酶的应用又迎来一个崭新的发展时期。为现代生物化工中酶的开发研究与应用提供参考。     

酶固定化技术评议会在我院召开

一九八三年,湖南省委科、湖南省教委将酶固定化技术的研究课题下达给我院生化教研室,在罗泽民教授的主持下,与有机化学教研室合作,经过两年多的努力研究,在酶固定化技术方面已取得初步成果。他们筛选并研制出适宜于作酶固定化的新型载体“壳聚糖”,并对糖化酶的固定进行了研究。今年二月二十八日,由省科委主持在我院召开了酶固定化技术评议会,省教委、省食品办、湖南师大、湖南医学院、湖南农科院、长沙矿冶研究院以及有关研究所、厂等十六个单位派代表参加了评议会,会上组成了一个由湖南医学院袁恬莹教授为组长的专家评议小组。会上我院生化教研室和有机化学教研室参与该项研究的人员宣读了《甲壳素/壳聚糖的制备及其应用》、《糖化酶的固定》及《壳聚糖尿素酶PH电极研制初报》三篇论文,与会代表参观了实物。酶固定化技术是酶工程的重要内容之一,固定化酶在轻工食品、医药、化工等多项工业     

固定化酶在食品工业中的应用研究

固定化酶技术是酶工程的核心,该技术使酶反应的连续生产成为现实,简化了下游分离纯化步骤,利于实现酶的重复利用及产物与酶的分离。目前已经广泛应用于食品、发酵、制药等行业,经济效益显著。     

固定化pXJ128酰化酶工程菌酶学特性研究

脱乙酰鸟氨酸酶是酶法生产L -蛋氨酸的关键酶。为了获得高效表达的脱乙酰鸟氨酸酶工程菌株 ,在工程菌技术改造及其固定化研究做了进一步的研究和探讨 ,表达产物脱乙酰鸟氨酸酶酶活可达 2 0 0 0 0 μ/g以上。对此工程菌酶学特性进行了研究 ,确定最佳酶作用条件及酶活影响因素。采用固定化细胞技术 ,使酶的利用率大幅度提高 ,固定化细胞酶活的半衰期达 2 0d以上 ,可连续拆分使用生产 2 4d ,L -Met产率可达 75 %以上     

纤维素酶固定化的最新研究进展

由于自然界中游离的纤维素酶活力比较低,不耐热,所以其应用受到限制,而把游离的纤维素酶制成固定化酶制剂后,与游离纤维素酶相比具有可重复操作,比游离酶耐温,与底物亲和力提高等特点。因此,酶的固定化可以改善游离酶的性质并提高其稳定性。近年来对纤维素酶固定化的研究比较多,文章主要对近年纤维素酶固定化的研究进展作一综述。     

壳聚糖作载体固定木聚糖酶的研究

以壳聚糖为材料,用戊二醛作交联剂,制备了2种不同形态固定化酶的载体,对木聚糖酶进行了固定.研究了固定化酶的酶学性质,并与游离酶进行了比较,且对固定化木聚糖酶在饲料工业中的应用进行了探究.结果表明:游离酶、固定化酶Ⅰ、固定化酶Ⅱ的Km值分别为1.27、0.259、0.524 g/L,固定化酶的稳定性较游离酶有很大的提高,且适用于饲料加工工业.     

海藻酸钠固定化果糖基转移酶的催化特性及其合成低聚果糖的研究

果糖基转移酶是酶法生产低聚果糖的关键催化剂,固定化酶具有催化特性稳定、重复使用及节省用酶成本的优势,开展固定化果糖基转移酶催化特性的研究对其工业化应用提供数据依据。以海藻酸钠为载体,采用包埋法固定化果糖基转移酶,探究其最适催化温度、热稳定性,最适反应pH及pH稳定性、酶催化动力学等催化特性,并对固定化果糖基转移酶催化合成低聚果糖的应用进行初步研究。结果表明：海藻酸钠包埋法固定化果糖基转移酶的最适催化温度为50℃,pH值为5.0,酶学动力学米氏常数K_m值为0.03 mg·mL^-1,采用该固定化酶以蔗糖为底物可制得48.03%纯度的低聚果糖。海藻酸钠固定化果糖基转移酶相对游离酶具备更好的与蔗糖底物的亲和性、更佳的温度与pH稳定性,具备更好的工业应用潜力。     

海藻酸钠固定化中性蛋白酶的研究

探讨了中性蛋白酶在海藻酸钠中的固定化技术,并对影响固定化酶的固定化率和固定化酶活性的 因素进行了研究。结果表明,固定化酶的质量受海藻酸钠浓度、固定化酶量、固定化时间以及CaCl2浓度的影响,其 最佳工艺条件为:海藻酸钠浓度3．0％,固定化酶液量与海藻酸钠体积比1:2,固定化时间2．5 h,CaCl2浓度 3．0％,由此制得的固定化酶的固定化率可达97．5％,固定化酶活性为3 600 U／g,其热稳定性、pH值稳定性均极显 著高于游离酶。     

生物工程专业酶工程课程教学改革研究与实践

“酶工程”是生物工程专业的主干课,其教学内容涵盖酶学理论基础知识、酶制剂生产工艺及酶的应用.为了使酶工程教学适合创新型人才培养模式,通过优化课程教学内容、改进实践教学方法和手段等措施,有效地提高了酶工程教学的课堂效率和学生的自学能力,加强了学生对综合知识运用、分析解决实际问题的能力及自主创新意识     

酶工程综合性实验项目的设计与实践

酶工程实验作为生物技术的主要课程之一,具有很强的实用性和应用性。本课程的目的是锻炼学生运用酶知识和技术解决问题。为此,设计了一个综合性实验项目——木瓜蛋白酶酶反应器的设计及应用,将酶的制备、酶学性质分析、酶的修饰固定、酶反应器的设计及应用等知识点进行整合,选取南方特征水果木瓜为实验对象,包括木瓜蛋白酶的制备、木瓜蛋白酶活力的测定、激活剂对木瓜蛋白酶活力的影响、壳聚糖凝胶颗粒固定化木瓜蛋白酶、酶反应器设计及酪蛋白水解物的制备等6个部分。这项实验可以培养学生综合运用酶学知识和实验技能解决问题的能力。     

微波/超声波及固定化酶技术在食品蛋白质高效水解中的应用研究进展

近年来,微波/超声波物理辅助技术和固定化酶技术在蛋白质高效水解制备多肽中得到越来越多的应用。综述了微波/超声波辅助酶解技术及新型固定化酶技术的原理、优点及其在食品蛋白质水解中的应用。同时展望了这两种技术在油料作物蛋白质高效/连续化酶解生产活性多肽工业中的应用前景。     

聚乙烯醇固定化胆固醇氧化酶的研究

【目的】探讨类芽孢杆菌胆固醇氧化酶（COD）的固定化,为COD的应用研究提供参考依据。【方法】以不同浓度的聚乙烯醇、硼酸为主要材料制备固定化酶,并通过试验确定制备固定化酶的最适浓度、最佳反应温度、最适pH、热稳定性、酸稳定性、米氏常数及操作稳定性。【结果】选用12％聚乙烯醇、5％硼酸制备的固定化酶形状好、强度适中、易操作、固定化率高,其最适反应温度60℃,最适反应pH7．0,热、酸稳定性比游离酶好,且稳定范围较游离酶宽,表观米氏常数Km（2．55×10^-5mol／L）相对游离酶变小,重复使用5次后酶活力仍能保持在67．8％以上,半衰期为8．91次。【结论】聚乙烯醇制备的同定化COD稳定性好,与底物亲和力较强,可重复回收利用,具有良好的应用前景。     

植酸酶后处理技术对植酸酶理化特性的影响

植酸酶后处理技术常采用酶的固定化技术,通过物理吸附作用将酶固定在载体上形成致密微丸植酸酶;或通过将无毒无害的耐热物质包被在微丸植酸酶的表面,形成包被型植酸酶,进一步提高了酶的稳定性和抗逆性,使植酸酶的应用效果更加明显。试验比较了普通植酸酶、微丸植酸酶及包被植酸酶单体保存及添加到饲料中保存的稳定性,并且分别考察了他们对高温、高湿的抗性。结果说明微丸植酸酶、包被植酸酶无论是单体还是添加到饲料中,都比普通植酸酶具有明显的稳定性,对高温、高湿的抗性也强。     

D301大孔阴离子树脂固定化β-淀粉酶的研究

［目的］对β-淀粉酶的固定化工艺进行探讨。［方法］以D301大孔阴离子树脂为载体,采用离子交换吸附法固定化β-淀粉酶,测定酶活性。［结果］加酶量为500 U/g（树脂,湿重）,pH值为5.6,在45 ℃下恒温振荡3 h,固定化酶的酶活可达180 U/g载体。［结论］制备的固定化酶,其温度稳定性、pH稳定性、储藏稳定性和操作稳定性较好。     

反胶束技术及其应用

反胶束是表面活性剂是非极性溶剂中形成的与正常胶束结构相反的含水聚合体。反胶束技术可用于非极性体系中极性物质的分离，也可用于酶的固定化，目前主要用于生物大分子物质的分离，是一种新型的生物分离技术。就该技术的原理、方法、应用及最新研究进展进行了介质。     

海藻酸钙固定麦芽寡糖基海藻糖水解酶的研究

研究了一种用海藻酸钙包埋麦芽寡糖基海藻糖水解酶(maltooligosyltrehalosetrehalohydrolase,MTHase)的固定化新技术,比较了原酶与固定化酶的最适反应温度、最适反应pH值和热稳定性。结果显示:固定化酶的最适反应温度和稳定温度都由原酶的60℃提高到65℃;固定化酶的最适反应pH值较原酶的5.5降低到5.0。表明MTHase的固定化能有效地提高它的耐热性及耐酸性。这对在未来的海藻糖工业生产中,降低微生物的污染和增加淀粉的溶解度,在更高的反应温度条件下进行海藻糖的合成,提供了一个新思路。     

新型纳米凝胶包被生物炭基固定化酶研究

[目的]探讨一种新型的脂肪酶固定化载体。[方法]采用酶底物类似物油酸分子修饰的纳米凝胶包被生物炭表面,首次制备出一种新型高效的纳米凝胶包被生物炭基质作为脂肪酶酶固定化载体。[结果]通过油/水界面的活化效应激活脂肪酶分子的催化活性位点,并通过凝胶的溶胀/退溶胀作用增强脂肪酶的固定化效果,所制备的新型固定化脂肪酶的催化活性和催化稳定性都得到了充分提高。[结论]新型固定化脂肪酶为酶固定化技术研究提供了材料。     

壳聚糖/海藻酸钠固定木聚糖酶的研究

[目的]研究游离酶和固定化酶的酶学性质,并对壳聚糖固定木聚糖酶进行优化研究。[方法]以海藻酸钠和壳聚糖2种载体对木聚糖酶进行固定化,测定游离酶和固定化酶的活力。[结果]结果表明,壳聚糖吸附交联法、海藻酸钠包埋法固定木聚糖酶的固定率分别为51.8%、31.8%,Km值分别为0.524、0.748 g/L,游离酶的Km值为0.687 g/L。2种载体固定化木聚糖酶的酸碱稳定性均明显提高,最适反应温度和最适贮藏温度虽均与游离酶相同(最适反应温度是50℃,最适贮藏温度是30℃),但前者的适宜温度范围明显变宽;并且固定化酶提高了游离酶的贮藏稳定性。[结论]采用壳聚糖吸附交联法、海藻酸钠包埋法固定化木聚糖酶具有一定的工业应用价值。     

固定化细胞技术的研究与进展

综述了近年来固定化细胞技术的固定化制备、载体的特性及对固定化技术在有机废水中的应用前景与目前所存在的问题