Средоварка

Сайт о промышленной биотехнологии

Понедельник, 21.01.2019, 03:10
Меню сайта
Категории раздела
Биотехнология [13]
Микробиология [23]
Разные статьи [15]
Пищевая промышленность [25]
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Главная » Статьи » Биотехнология

Где применяют иммобилизованные ферменты?

Где применяют иммобилизованные ферменты?


Что такое промышленная биотехнология?
Определения биотехнологии в Интернете
Объекты биотехнологии: от вирусов до человека
Биореакторы
Словарь терминов биотехнологии
Сайты о биотехнологии
Как получают иммобилизованные ферменты?


Иммобилизованными называются ферменты, ис­кусственно прикрепленные к носителю и сохраня­ющие при этом все свойства. Иммобилизованные ферменты имеют ряд преимуществ по сравнению с обычными. После завершения реакции их можно извлечь из реакционной среды и использовать повторно. Такие ферменты более долговечны, более устойчивы к нагреванию, кислым и щелочным средам. Кроме того, свойства фермента можно изменять, подбирая носитель и способ прикрепления.

 

Промышленное применение

Иммобилизованные ферменты необходимы таким отраслям, как органический синтез, медицина, биоэнергетика, пищевая и фармацевтическая промышленность. Наибольшее распространение получили четыре технологии на их основе.

1. Фруктоза из глюкозы

В США и Японии повсеместно используется в качестве подсластителя кукурузный сироп. Его добавляют в лимонады и фруктовые напитки вместо более дорогой сахарозы. Сироп получают из отходов сельского хозяйства – кукурузных кочерыжек.

Их перемалывают, получая кукурузный крахмал. Этот крахмал под действием ферментов амилаз превращается в глюкозный сироп. После осветления и сгущения его можно использовать в сладостях и напитках. Американская промышленность ежегодно потребляет 4 миллиона тонн такого сиропа.

Но и эту дешевую добавку можно сделать еще выгоднее. Если превратить содержащуюся в нем глюкозу в фруктозу, сироп станет значительно слаще. Такого подсластителя требуется намного меньше для достижения того же вкуса. При этом калорийность готового напитка окажется меньше, ведь фруктоза и глюкоза содержат одинаковое количество калорий.

Как это осуществляется технически? Глюкозу преобразуют в смесь из равных долей глюкозы и фруктозы. Для этого ее пропускают через колонку с ферментом глюкозоизомеразой, иммобилизованном на целлюлозе. Со временем фермент теряет свою активность, поэтому на практике используют целую батарею колонок. Иммобилизованная глюкозоизомераза намного устойчивее свободной. Она работает в течение года, а свободная полностью разлагается за несколько часов.

2. Аминокислоты

Аминокислоты широко востребованы в пищевой промышленности и медицине. Добывать их из природных источников невыгодно – гораздо удобнее получать химическим путем. Но сложность заключается в том, что животные и люди могут потреблять только левовращающие аминокислоты – именно такие, как встречаются в природе. А любые химические превращения дают смесь из равного количества лево- и правовращающих аминокислот.

Эту сложность устраняет фермент аминоацилаза. Он преобразует правовращающие молекулы в левовращающие. Аминоацилаза и была первым иммобилизованным ферментом промышленного применения. Производство на ее основе появилось в 1969 году в Японии. Оно выпускало аминокислоты для добавления в корм животным. Фермент прикрепляли ионными связями к носителю и насыпали его в колонку. Через колонку пропускали раствор аминокислот, нагретый до 50°. Такая установка могла работать непрерывно 30 дней, после чего активность фермента снижалась и его надо было заменять. При этом иммобилизация сокращала затраты аминоацилазы на 40%.

3. Пенициллин

Всем известен антибиотик пенициллин, помогающий бороться с болезнетворными микробами.

К сожалению, микробам он тоже хорошо знаком, и они становятся все более устойчивы к его действию. Чтобы сбить их с толку, приходится видоизменять боковые группы молекулы пенициллина. Этим и занимается фермент пенициллинацилаза, иммобилизованный на полимерной матрице.

4. Молочный сахар

Лактаза – это фермент, который расщепляет молочный сахар на глюкозу и галактозу. В промышленности с его помощью перерабатывают молочную сыворотку. Для этого лактазу прикрепляют к частицам кремнезема, которые затем легко отделяются от раствора.

 

Ферменты будущего

Управляемые Активностью иммобилизованных ферментов можно управлять. Воздействуют на него через носитель, облучая его ультразвуком, светом или подвергая механическим нагрузкам. Без носителя такие воздействия могли бы разрушить фермент. Но для иммобилизованного фермента носитель становится посредником. Он передает ферменту внешние сигналы, изменяя его активность.

Объединенные Новая ступень развития иммобилизованных ферментов – создание ферментных комплексов. Несколько ферментов, включенных в микрокапсулу, смогут работать сообща – так же, как они это делают в живой клетке. Каждый фермент обрабатывает субстрат и передает его следующему, как на конвейере.

Теплоустойчивые В большинстве современных производств используются высокие температуры. И хотя иммобилизованные ферменты переносят нагревание лучше обычных, слишком высокие температуры для них губительны. По-настоящему жаростойкие ферменты встречаются у термофильных микроорганизмов. Эти бактерии обитают в горячих источниках и отлично себя чувствуют при 50-93°. Полученные из них термофильные ферменты – будущее биотехнологической промышленности.

 

Источники:agros.at.ua, biotechnolog.ru, do.gendocs.ru, meduniver.com, uoguelph.ca, vseslova.ru, xumuk.ru

 

 

Категория: Биотехнология | Добавил: Irina (19.08.2013)
Просмотров: 2150 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *:
Вход на сайт
Поиск
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz