固定化酶在食品生产中的应用及前景

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1、固定化酶在食品生产中的应用及发展前景林泽超生工"4班2011221114【摘要】：固定化酚技术室酚工程的核心，渗透在现代各种工艺Z中，成为不可或缺的工具，本文对其概念、性质，以及固定化卿在食品工业中的应用进行了总结，绘厉对其将來的应用和发展进行了展望。【关键字】：固定化酹，食品生产，发展前景所谓固定化酶，即是用同体材料将酶束缚或限制在一定的空间内，但其仍能进行特有的催化反应，并可回收及重复使用的一类技术。系统的固定化酶技术的研究开始于20世纪50年代，徳国的Grubhofer和Schleith率先将聚氨棊苯乙烯树脂重氮化，

2、然后•淀粉醐、胃蛋白酶等结合，制成最早的固定化酶刁但直到1971年笫一届国际陋工程(EnzymeEngineering)会议，这种技术才被正式命名为固定化酶技术】。1固定化酶的优缺点1.1优点固定化酶与游离酶相比有以下优点：①固定化酶可重复使用，且酶的稳定性普遍高于游离酶，因而单位底物所需的催化酶量减少，节约了生产成本；②固定化所用的载体一般是某种惰性材料，对酸、碱、温度等环境条件具有一定的耐受性，较之游离酶，更好地保护了酶的稳定性和活力⑵；③固定化酶可重复使用的特性，使之可应用于连续生产，进而提高生产过程的自动化和管道化

3、控制水平，节约人力，节省反应器储罐等的用量；④固定化酶形式多样，有柱状、膜状、管状、微胶囊状等，既可满足不同反应的需求，又可根据具体情况制成不同粒度的颗粒，再集约为各种形式，目前可见报道的固定化酶颗粒最小的可达到纳米级⑶。1.2缺点与此同时，固定化酶也存在一些缺点：①酶在固定化过程中易受pH、温度、离子强度等因素的影响而损失部分酶活，若酶活损失太多，且重复使用次数少的话，成本反而会提高;②为了最大限度地保留酶活及提高重复使用次数，固定化过程中所用的试剂、设备等都要达到一定的标准，提高了操作难度、增加了成本。2固定化酶的固定

4、方法依据游离酶的理化特性和用途，酶的固定化方法可分为物理方法和化学方法。物理方法主要包括包埋法、吸附法；化学方法主要有化学交联法和共价键法⑷。2.1包埋法包埋法是将酶包埋于半透性的载体中，从而将酶固定化，可选的半透性材料有凝胶高聚物和高分子半透膜，采用凝胶高聚物载体可将酶固定化成块形、管形、膜等各种形状；而高分子半透膜一般用作微胶囊的包埋载体⑸。2.2吸附法吸附法是利用离子键或物理吸附等方法，将酶固定在纤维素、琼脂糖等多糖类或多孔类玻璃和树脂等载体上的固定化方法。吸附法对酶的活性中心及空间构想没有影响，但酶与载体之间的吸附

5、易受缓冲液种类、pH、离子强度等因素的影响，有发生脱落的情况，因而在操作和使用中需十分注意。⑹2.3交联法交联法亦称架桥法,是通过多功能试剂和酶分子之间的共价键，得到三向交联网状结构,从而达到固定化的效果。交联法反应比较激烈，固定化后酶活回收率一般较低，通过降低交联剂浓度和缩短反应时间可以提高酶活的保留率2.4共价键法共价键法是利用化学方法将载体活化，再与酶分子上的某些基团反应，形成共价的化学键，从而使酶分子结合到载体上z此法酶与载体之间连接牢固，不易发生酶脱落，有良好的稳定性及重复使用性，是目前研究最多的一类酶固定化方法

6、。⑻3固定化酶在食品工业中的应用3.1在乳品加工业中的应用乳糖是乳品中所含的一种多糖，在乳糖酶的作用下，乳糖被分解为半乳糖和葡萄糖⑼。何俊培何研究了固定化乳糖酶的制备及其在低乳糖牛奶生产中的应用，探讨了乳糖酶的固定化参数，并就其水解效率进行了分析，最终建立了低乳糖奶的生产技术体系。尹桂山等w采用固定化胰酶水解牛乳中的酪蛋白，降低了牛乳中酪蛋白的含量，从而降低了牛乳中酪蛋白与清蛋白的比例，使牛乳更易消化吸收，增加了营养价值，经过60个婴儿为期3个月的喂养检验，用固定化胰酶水解后的牛乳较之原牛乳，更能促进婴儿身高、体重及其他各

7、项体质的发育。3.2固定化酶在油酯工业中的应用脂肪酶可以催化酯交换、酯转移、水解等反应，所以在油酯工业中有广泛应用o1,3-特异性脂肪酶可酶促酯交换反应，将棕禍油改性为代可可酯。代可可酯是生产巧可力的原料,价格甚高,而棕搁油价廉，因此该工艺受到重视。Blooner［，2］等用脂肪酶将棕禍油转化成代可可酯,Goto等劇用表面活性剂处理固定化酶,使酶活性大幅度提高，并延长固定化酶的寿命。2.3在淀粉加工业中的应用淀粉是人们日常生活中常见的食物原料，通过酶的水解，淀粉可转化为更好吸收利用的短链糖类。常见的淀粉酶有卜淀粉酶、R-淀

8、粉酶、葡糖淀粉酶、支链酶和异淀粉酶等。通过这些酶的作用，使淀粉转化，生产乙醇、糖果、调味品等产品，丰富了人们的生活。人们对淀粉酶的固定化研究开始得较早，Dinelli［，4黎膏翔等丽研究了糖化酶的固定化方法,Walton等we研究了卜淀粉酶的固定化方法。随着科技的不断进步，固定化酶在淀粉加工技术领域的