Преимущества использования иммобилизованных клеток в биотехнологии.

Иммобилизованные клетки имеют ряд преимуществ как перед иммобилизованными ферментами, так и перед свободными клетками:

1) отсутствие затрат на выделение и очистку ферментов;

2) снижение затрат на выделение и очистку продуктов реакции;

3) более высокая активность и стабильность;

4) возможность создания непрерывных и полунепрерывных автоматизированных процессов;

5) способность к длительному функционированию полиферментных систем без экзогенных кофакторов.

Характеристика используемых носителей, способы иммобилизации клеток и ферментов.

Способы иммобилизации ферментов:

а - адсорбция на нерастворимых носителях,

б – включение в поры геля.

в – отделение фермента с помощью полупроницаемой мембраны,

г – использование двухфазной реакционной среды .

Для получения иммобилизованных ферментов используют большое количество различных органических и неорганических носителей.

Основные требования, предъявляемые к материалам, которые могут служить для иммобилизации ферментов, следующие:

1) высокая химическая и биологическая стойкость;

2) высокая механическая прочность;

3) достаточная проницаемость для фермента и субстратов, большая удельная поверхность, высокая пористость;

4) возможность получения трубок, листов и т.п.;

5) легкая активация (переведение в реакционноспособную форму);

6) высокая гидрофильность, позволяющая проводить реакции связывания с ферментом в водной среде;

7) невысокая стоимость.

В зависимости от природы носители делятся на органические и неорганические материалы.

Органические полимерные носители: природные и синтетические полимерные носители.

Среди природных полимеров выделя­ют белковые, полисахаридные и липидные носители, а среди синтетических - полиметиленовые, полиамидные и полиэфир­ные.

К преимуществам природных носителей следует отнести их доступность, полифункциональность и гидрофильность, а к недо­статкам - биодеградируемость и достаточно высокую стоимость

Наиболее часто из природных полимеров для иммобилизации ферментов используют полисахариды:

1) целлюлоза,

2) хитин (производное - хитозан),

3) декстран (товарные названия "сефадекс" (Швеция) и "молселект" (Венгрия)),

4) крахмал,

5) агароза,

6) альгиновые кислоты

Носители белковой природы:

1) структурные протеины (кератин, фиброин, коллаген)

2) продукт переработки коллагена — желатина.

Эти белки широко распространены в природе, поэтому доступны в значи­тельных количествах, дешевы и имеют большое число функцио­нальных групп для связывания фермента.

Белки способны к био­деградации, что очень важно при конструировании иммобилизо­ванных ферментов для медицинских целей.

К недостаткам белков как носителей в этом случае следует отнести их высокую иммуногенность.

Носители неорганической природы.

Применяют материалы из стекла, глины, керамики, графитовой сажи, силикагеля, оксиды ме­таллов.

Их можно подвергать химической модификации, для чего носители покрывают пленкой оксидов алюминия, титана, гаф­ния, циркония или обрабатывают органическими полимерами.

Основное преимущество неорганических носителей — легкость регенерации.

Подобно синтетическим полимерам неорганическим носителям можно придать любую форму и получать их с любой степенью пористости.

Преимущество использование ферментов перед неорганическими катализаторами.

1) Благодаря своему разнообразию ферменты потенциально способны катализировать множество промышленно важных химических реакций.

2) Действуют при нормальном давлении, температуре от 20 до 70 ºС, рН от 4 до 9.

3) Имеют высокую субстратную специфичность, что позволяет в сложной смеси субстратов направленно воздействовать только на определенные соединения.

4) Специфичность ферментов позволяет получать очень чистые продукты, что важно для фармакологической, пищевой и сельскохозяйственной промышленности

51. Промышленные технологические процессы с использованием иммобилизованных ферментов.

Промышленные техноло­гические процессы с использованием иммобилизованных ферментовотносятся в основном к производству пищевых продуктов и лекарственных препаратов.

1. Получение глюкозофруктозных сиропов.

2. Получение оптически активных L-аминокислот из их раце­мических смесей.

3. Синтез L-аспарагиновой кислоты из фумарата аммония.

4. Синтез L-аланина из L-аспарагиновой кислоты.

5. Синтез L-яблочной кислоты из фумаровой кислоты.

6. Получение безлактозного молока.

7. Получение сахаров из молочной сыворотки.

8. Получение 6-аминопенициллановой кислоты.

---

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 1785; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!