Cố định enzyme bằng phương pháp bao gói trong khuôn gel

Cố định enzyme phương pháp bao gói khn gel - Đây phương pháp vật lý cố định enzym hòa tan Nguyên tắc: Tạo màng bọc hay polymer không tan nước để giữ enzym Cơ chất xuyên qua polymer để tiếp xúc với enzym xảy phản ứng thẩm thấu enzym giữ nguyên khn gel Đặc điểm: -Do enzyme bị nhốt vào gel , gel bao lấy phân tử enzyme tạo thành vật cản enzyme với chất làm cho tiếp xúc trung tâm hoạt động enzyme với chất gặp khó khăn -Gel ngăn cản khuếch tán tự phân tử, từ ảnh hưởng đến hiệu xúc tác enzyme -Tốc độ khuếch tán chất, sản phẩm phân tử khác phụ thuộc vào kích thước lỗ gel, trọng lượng phân tử chất chênh lệch nồng độ môi trường xung quanh enzyme với dung dịch tự 2.1 Gói gel dạng hạt: - Enzym hòa tan dung dịch monome Sau đó, monome trùng hợp tạo polymer giữ phân tử enzym mạng lưới khuôn gel polymer - Kích thước hạt quan trọng hạt bị teo khó tái sử dụng hiệu suất thấp - Nồng độ CaCl2 làm bền hạt, khơng có hạt dễ bị hịa tan - Khơng đồng hoạt tính tất vị trí - Các chất mang: poliacrylamid, alginat, caraghehan, agarose, gelatin, … 2.2.Gói gel dạng sợi: - Enzym cho vào dung dịch phân tán sợi collagen dung môi nước - metanol có khuấy từ Các protein phía catot nhận mạng collagen có "nhốt" enzym - Có thể nhốt enzym lỗ nhỏ sợi tổng hợp cách cho dòng lỏng chảy tuần hoàn bên sợi - Khả xúc tác phản ứng tốt nhốt enzym gel - Các sợi dùng để nhốt enzym thường sợi nhân tạo (Cellulose acetate, cellulose, PVC, polysulphone,…) có độ bền với acid, kiềm, loại ion dung môi hữu hịa tan 2.3.Gói bao vi thể (Microcapsule): - Giới hạn màng bán thấm Màng có tính chất cho chất sản phẩm qua lại tự trình phản ứng - Nguyên liệu tạo vi thể: nitro cellulose, nylon, polyurea, collodion, polysyrene,… - Có thể gói enzym bao vi thể cách: Polime hóa bề mặt liên pha, sấy lỏng hay tách pha 2.4.Gói phương pháp tiền polymer: - Tạo liên kết chéo tiền polymer chiếu quang để gói enzym: Khi chiếu tia cực tím gần (360nm) lên dung dịch có chứa chất tiền polyme, enzym chất nhạy quang (benzoin etylete, benzoin izobutylete) tạo liên kết chéo gốc tiền polyme Từ gel hình thành bao lấy enzym - Các chất tiền polyme thường sử dụng: ENT (metacrylat), PEGM (polyetylenglycoiđimetacrylat), ENTP(tổng hợp từ hydroxyetylacrylat) - Tiến hành điều kiện nhẹ nhàng tránh thay đổi kiềm acid thời gian ngắn - Các tính chất hóa lý gel định hướng trước cách chọn tiền polyme thích hợp Ưu nhược điểm: 3.1 Ưu điểm: - Khơng địi hỏi phải có nhóm phản ứng protein nên thích hợp với nhiều enzym - Toàn lượng enzym gói khn hay microcapsule nhận bề mặt tiếp xúc enzym chất lớn thể tích nhỏ - Có thể gói đồng thời nhiều enzym khuôn (các enzym phải có điều kiện hoạt động tối ưu gần nhau) - Enzym loại không độc - Mạng lưới trùng hợp kích thước nhỏ khả giữ chặt enzyme tốt 3.2 Nhược điểm: - Chỉ thích hợp cho phản ứng mà chất có khối lượng phân tử nhỏ - Cản trở việc tiếp xúc enzym với chất làm giảm tốc độ hiệu phản ứng - Có thể làm thất enzym (do kích thước lỗ xốp cần đủ lớn chất sản phẩm qua) làm hoạt tính enzym (nếu sử dụng đại phân tử để cải thiện lỗ xốp gây cản trở không gian) - Các điều kiện tiến hành polyme hóa, tạo gốc tự thường làm biến tính enzym - Gel bền với tác nhân hóa học - Dễ bị đơng đặc nên khó sử dụng reactor kích thước nhỏ - Khơng tái sử dụng chất mang tạo thành gel liên kết khơng thể phục hồi Ví dụ: Sản xuất L-aspartic: L-aspartate axit amin glycogen thúc đẩy sản xuất lượng thơng qua q trình trao đổi chất chu trình Krebs Cố định tế bào vi khuẩn Brevibacterium flavum (chứa enzym aspartate) phương pháp vật lý gói gel polyacrylamide Sản xuất siro fructose: Cố định enzyme glucose isomerase dạng kết hợp với collagen, hay vài tác nhân gắn kết khác Sản xuất Acrylamide: Acrylamide hợp chất có thành polyAcrylamide Acrylamide copolymer phần Trong cấu công tạo nghiệp, actylamide sử dụng nhiều sản xuất giấy, nhuộm, làm chất dẻo, sản xuất loại polyme khác hay sử dụng xử lý nước thải, điện di gel Cố định enzym gel polyacryamit/ dimethylaminoethylmetacrylat 10% liên kết chéo, dạng hạt Sản xuất sữa sữa whey khơng có lactose (LACTAID): Sử dụng β-galactosidase (lactase) từ Saccharomyces lactis, Kluiveromyces fragillis cố định cách “gói” sợi cellulose triaxetat, sợi cắt sử dụng thiết bị phản ứng gián đoạn STR 5°C) dùng cho sữa whey Còn enzym lactase từ Aspergillus niger cố định silic dioxit rỗng đường kính 0,5mm dùng cho sản xuất sữa chua… Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Đức Lượng cộng (2004) Công nghệ Enzym, NXB Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh [2] Đặng Thị Thu cộng (2012) Công nghệ Enzym, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [3].Slide công nghệ enzym truy cập từ https://www.slideshare.net/luongnguyenthanh/cn-enzyme [4] Phạm chiến Yêu cầu phương pháp cố định enzym tế bào Truy cập từ https://h2hglobal.org/ky-thuat-co-dinh-enzyme-va-tebao/#phuong-phap-hoa-hoc ... đổi chất chu trình Krebs Cố định tế bào vi khuẩn Brevibacterium flavum (chứa enzym aspartate) phương pháp vật lý gói gel polyacrylamide Sản xuất siro fructose: Cố định enzyme glucose isomerase... https://www.slideshare.net/luongnguyenthanh/cn -enzyme [4] Phạm chiến Yêu cầu phương pháp cố định enzym tế bào Truy cập từ https://h2hglobal.org/ky-thuat-co-dinh -enzyme- va-tebao/#phuong-phap-hoa-hoc ... polysyrene,… - Có thể gói enzym bao vi thể cách: Polime hóa bề mặt liên pha, sấy lỏng hay tách pha 2.4 .Gói phương pháp tiền polymer: - Tạo liên kết chéo tiền polymer chiếu quang để gói enzym: Khi chiếu