酶生物反應器操作中防范酶的變性失活
時間:2022.09.13
在酶的催化反應中,酶是反應的主體,所以在反應器的操作過程中應當特別注意防止酶的變性失活。一般而言,引起酶變性失活的主要因素是溫度、pH、重金屬離子、剪切力等。因此從這些關鍵因素進行分析,防止在酶生物反應器的操作過程中,由于不當操作引起酶的變性失活。
1、溫度
溫度是影響酶催化作用的重要因素之一,較高的溫度可以提高酶的催化反應速度,從而增加產(chǎn)物的產(chǎn)率。然而通常酶的催化反應一般在60 ℃以下進行,過高的溫度反而會加速酶的變性失活、縮短酶的半衰期和使用時間。
2、pH
通常酶的催化反應一般在pH4~9范圍內(nèi)進行,過高或過低的pH環(huán)境都會降低酶的催化效率,甚至引起酶的變性失活。此外,在調(diào)節(jié)pH的過程中,應注意要一邊攪拌一邊緩慢地加入稀酸或稀堿溶液,以防局部過酸或過堿而引起酶的變性失活。
3、重金屬離子
重金屬離子如鉛離子、汞離子等會與酶分子結合,從而引起酶的不可逆變性失活。因此在酶生物反應器的操作中,應盡量避免重金屬離子的添加或進入。此外,為了避免從原料或反應器系統(tǒng)中帶進某些重金屬離子給酶分子造成的不利影響,必要時可添加適量的金屬螯合劑。
4、剪切力
在攪拌罐式反應器中,要防止過高的攪拌轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的剪切力對酶特別是固定化酶結構的破壞。在流化床式反應器和鼓泡式反應器中,要注意控制流體的流速,防止由于固定化酶顆粒的過度翻滾和碰撞引起酶結構的破壞。
除去以上幾個角度的防護措施外,在酶生物反應器的操作過程中,還可以通過添加保護劑的方式來提高酶的穩(wěn)定性。此外,酶作用時的底物的存在往往對酶具有保護作用,所以在操作時一般先將底物溶液先加入反應器中,再將酶加到底物溶液中進行催化反應。
1、溫度
溫度是影響酶催化作用的重要因素之一,較高的溫度可以提高酶的催化反應速度,從而增加產(chǎn)物的產(chǎn)率。然而通常酶的催化反應一般在60 ℃以下進行,過高的溫度反而會加速酶的變性失活、縮短酶的半衰期和使用時間。
2、pH
通常酶的催化反應一般在pH4~9范圍內(nèi)進行,過高或過低的pH環(huán)境都會降低酶的催化效率,甚至引起酶的變性失活。此外,在調(diào)節(jié)pH的過程中,應注意要一邊攪拌一邊緩慢地加入稀酸或稀堿溶液,以防局部過酸或過堿而引起酶的變性失活。
3、重金屬離子
重金屬離子如鉛離子、汞離子等會與酶分子結合,從而引起酶的不可逆變性失活。因此在酶生物反應器的操作中,應盡量避免重金屬離子的添加或進入。此外,為了避免從原料或反應器系統(tǒng)中帶進某些重金屬離子給酶分子造成的不利影響,必要時可添加適量的金屬螯合劑。
4、剪切力
在攪拌罐式反應器中,要防止過高的攪拌轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的剪切力對酶特別是固定化酶結構的破壞。在流化床式反應器和鼓泡式反應器中,要注意控制流體的流速,防止由于固定化酶顆粒的過度翻滾和碰撞引起酶結構的破壞。
除去以上幾個角度的防護措施外,在酶生物反應器的操作過程中,還可以通過添加保護劑的方式來提高酶的穩(wěn)定性。此外,酶作用時的底物的存在往往對酶具有保護作用,所以在操作時一般先將底物溶液先加入反應器中,再將酶加到底物溶液中進行催化反應。
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