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，從而增加產物的產率。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范圍內進行，過高或過低的pH環境都會降低酶的催化效率，甚至引起酶的變性失活。此外，在調節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速產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，從而增加產物的產率。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范圍內進行，過高或過低的pH環境都會降低酶的催化效率，甚至引起酶的變性失活。此外，在調節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速產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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