固定化細胞的原理及固定化酶應用介紹

細胞的種類多種多樣，大小和特性個不相同，故此細胞固定化的方法有很多種。歸結起來，主要可以分為吸附法和包埋法兩大類。

吸附法

利用各種吸附劑，將細胞吸附在其表面而使細胞固定的方法稱為吸附法。

用于細胞固定化的吸附劑主要有硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、多孔塑料、金屬絲網、微載體、和中空纖維等。

酵母細胞帶有負電荷，在pH3~5的條件下能夠吸附在多孔陶瓷、多孔塑料等載體的表面，制成固定化細胞，用于酒精和啤酒等的發酵生產；在環境保護領域內使用的活性污泥中含有各種各樣的微生物，這些微生物可以沉積吸附在硅藻土、多孔玻璃、多孔陶瓷、多空塑料等載體的表面，用于各種有機廢水的處理，降低廢水中的化學需氧量（COD)和生化需氧量（BOD）；各種霉菌會長出菌絲體，這些菌絲體可以吸附纏繞在多空塑料、金屬絲網等載體上用于生產有機酸和酶等；植物細胞可吸附在中空纖維外壁，用于生產色素、香精、藥物和酶等次級代謝產物；動物細胞大多屬于貼壁細胞，必需依附在固體表面才能正常生長，故可吸附在容器壁、微載體、中空纖維外壁等載體上，制成固定化細胞，用于各種蛋白質的生產。

包埋法

將細胞包埋在多空載體內部而制成固定化細胞的方法稱為包埋法。包埋法可分為凝膠包埋法和半透膜包埋法。凝膠包埋法是應用最guang泛的細胞固定方法。

固定化酶及應用

1．由于酶的分離與提純有許多技術性難題，造成酶制劑來源有限、成本高、不利于大規模使用。因此，酶在大規模生產中，使酶能反復使用，是很有經濟價值的課題。固定化酶的使用，推動了酶在生產上的應用。固定化酶，就是將酶分子結合在特定的支持物上且不影響酶的功能。用于固定酶的底物有瓊脂糖、丙烯酰胺、藻酸鈉等。固定化酶技術的應用，一是可循環反復使用酶制劑。據報道，在某些情況下可使用上千次，極大地降低生產成本。二是在生產中，可通過離心法或過濾法把酶與反應液相互分開，在大規模的生產中所需工藝設備比較簡單易行。三是穩定性能好等。

2．采用固定化酶技術生產L-氨基酸。1969年日本利用固定化氨基酰酶，由乙?；?DL-氨基酸連續生產L-氨基酸獲得成功，是世界上固定化酶大規模應用的首lie。1974年以來，已能將米曲霉的氨基?；腹台在DEAE-Sephadex上生產出L-蛋氨酸、L-苯丙氨酸等。工業成本降低約40％，產品廣泛應用于食品、醫療、農業等等。

3．采用固定化酶生產高果糖漿。用α-淀粉酶將玉米粉水解生成寡糖，再用葡萄糖淀粉酶處理產生95％～97％葡萄糖。由于葡萄糖的甜度比蔗糖低得多，所以利用葡萄糖異構酶將葡萄糖異構化轉變成果糖，就可以解決這一問題?，F通過α-淀粉酶、糖化酶和固定化葡萄糖異構酶，將玉米粉轉化成含葡萄糖50％、果糖42％、其它糖8％的反應物，稱為高果糖漿或果葡糖漿。它雖然是一種混合物，但甜度與蔗糖相當，比葡萄糖高出許多。因此，在飲料、食品生產中大量應用?，F在，一些發達國家高果糖漿的年產量已達幾百萬噸，高果糖漿在許多飲料的制造中已經逐漸代替了蔗糖。