SẢN XUẤT ENZYME CỐ ĐỊNH 1 Phương pháp điều chế enzyme cố định

C hỉnh pH 5,5 ụ đặc dịch

4. SẢN XUẤT ENZYME CỐ ĐỊNH 1 Phương pháp điều chế enzyme cố định

4.1. Phương pháp điều chế enzyme cố định

Có nhiờ̀u phương pháp điờ̀u chờ́ enzyme khụng tan. Dựa vào mụ́i quan hợ̀ giữa chṍt mang và enzyme có thờ̉ phõn ra làm 2 nhóm chính sau:

- Gúi enzyme trong khuụn gel - Tạo liờn kờ́t với chṍt mang

Hỡnh 4.10. Sơ đồ cỏc phương phỏp cố định enzyme

4.1.1 Tạo liờn kết với chất mang bằng cỏc loại liờn kết yếu

Phõn tử enzyme có thờ̉ gắn với chṍt mang bằng các loại liờn kờ́t yờ́u như liờn kờ́t hydro, liờn kờ́t ion, tương tác kỵ nước, liờn kờ́t Van der Wall.

Các chṍt mang sử dụng trong trường hợp này có thờ̉ là những chṍt có điợ̀n tích trái dṍu với enzyme hay có các nhóm chức có thờ̉ tạo liờn kờ́t yờ́u với phõn tử enzyme. Chṍt mang phải khụng tương tác với cơ chṍt và các sản phõ̉m tạo thành. Chṍt mang lý

Liờn kết ion Hấp phụ Tạo liờn kết yếu Liờn kết đụ̀ng hóa trị Tạo liờn kết đụ̀ng hóa trị Kết mạng phõn tử enzym Liờn kết với chất mang Enzym tan

Gúi trong bao vi thể Gói bằng tiền polymer Gói trong gel dạng sợi

Gói trong gel dạng hạt Gúi trong khuụn gel

tưởng là những chṍt mang khụng gõy bṍt kỳ mụ̣t ảnh hưởng xṍu nào đờ́n khả năng xúc tác, với cơ chṍt và sản phõ̉m.

Mụ̣t sụ́ chṍt mang sử dụng đờ̉ cụ́ định bằng hṍp phụ như: cellulose, dextran, tinh bụ̣t, chitin, các chṍt vụ cơ như oxyt kim loại, thủy tinh xụ́p, silic, vv... Chṍt mang sử dụng đờ̉ cụ́ định bằng cách tạo liờn kờ́t ion hay dùng là các loại nhựa trao đụ̉i ion như DEAE-cellulose, DEAE-sephadex, người ta đã cụ́ định thành cụng enzyme glucoamylase trờn 2 loại cơ chṍt này.

Nờ́u chṍt mang khụng có đụ̣ xụ́p thì enzyme sẽ bám lờn trờn bờ̀ mặt của chṍt mang tạo thành từng lớp , lớp ngoài yờ́u hơn lớp trong . Nờ́u chṍt mang có đụ̣ xụ́p thì các phõn tử enzyme có thờ̉ đi vào các lụ̃ xụ́p , như vọ̃y diợ̀n tích bờ̀ mặt cụ́ định sẽ lớn hơn. Nờ́u chṍt mang có điợ̀n tích thì giữa enzyme và chṍt man g có thờ̉ tạo liờn kờ́t ion , những liờn kờ́t ion này sẽ làm tăng đụ̣ bờ̀n vững.

Hỡnh 4.11. Sơ đồ tạo liờn kết yếu hoặc hấp phụ giữa enzyme và chất mang

Ưu điờ̉m của phương pháp cụ́ định này là dờ̃ thực hiợ̀n, chỉ cõ̀n cho chṍt mang và enzyme tiờ́p xúc với nhau (khuṍy trụ̣n), rửa đờ̉ loại bỏ những phõn tử gắn kờ́t yờ́u, sau đó thực hiợ̀n hoàn thành sản phõ̉m.

Yờ́u tụ́ ảnh hưởng đờ́n khả năng cụ́ định:

- Khả năng cụ́ định phụ thuụ̣c vào bản chṍt của enzyme và bản chṍt của chṍt mang. Chṍt mang có đụ̣ mịn cao hay có đụ̣ xụ́p thì diợ̀n tích bờ̀ mặt tăng nờn lượng enzyme hṍp phụ cao . Tuy nhiờn các hạt chṍt mang nhỏ thì diợ̀n tích hṍp phụ tuy lớn nhưng dờ̃ gõy ra tắc nghẽn trong thiờ́t bị. Người ta thṍy rằng nờ́u chṍt mang chứa nhiờ̀u nhúm hydrophile thì khả năng hṍp phụ sẽ tụ́t hơn là chṍt mang chứa nhiờ̀u nhóm hydrophobe.

- Tỉ lợ̀ giữa lượng enzyme cụ́ định và lượng chṍt mang.

- pH mụi trường. Sự thay đụ̉i pH mụi trường ảnh hưởng đờ́n khả năng cụ́ định, đặc biợ̀t là trong trường hợp cụ́ định bằng liờn kờ́t ion.

- Sự có mặt của của các ion muụ́i trong dung dịch. Các ion muụ́i ở nụ̀ng đụ̣ thṍp có thờ̉ làm tăng khả năng tan của enzyme (vỡ enzyme có bản chṍt protein), còn ở nụ̀ng đụ̣ cao thì làm kờ́t tủa enzyme, gõy ảnh hưởng đờ́n khả năng cụ́ định.

Nhược điờ̉m của phương pháp cụ́ định này là do lực tương tác giữa chṍt mang và enzyme yờ́u nờn trong quá trình sử dụng dờ̃ làm đứt liờn kờ́t dõ̃n đờ́n giảm sụ́ lượng phõn tử enzyme liờn kờ́t với chṍt mang, dõ̃n đờ́n giảm sụ́ lõ̀n tái sử dụng.

4.1.2 Tạo liờn kết đồng húa trị

Có hai cách tạo liờn kờ́t đụ̀ng hóa trị: