酶膜反應(yīng)器應(yīng)用及研究進(jìn)展總

1、酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用及研究進(jìn)展司慧娟吳倩倩周燕袁小寧主要內(nèi)容主要內(nèi)容1.研究背景2.酶膜反應(yīng)器的定義及基本原理3.酶膜反應(yīng)器的特點(diǎn)及分類4.應(yīng)用及研究進(jìn)展5.酶膜反應(yīng)器的瓶頸問(wèn)題和解決辦法6.酶膜反應(yīng)器的展望酶膜反應(yīng)器產(chǎn)生的背景酶膜反應(yīng)器產(chǎn)生的背景實(shí)例：利用蛋白水解生產(chǎn)功能性活性肽一直是功能性食品研究的熱點(diǎn)，因?yàn)楣δ苄曰钚噪木哂邢铡⒖蛊?、抗氧化、抗高血壓和促進(jìn)腸道益生菌的生長(zhǎng)等生物功能活性，所以將蛋白酶解成活性多肽，添加到日常的飲食中，具有良好的保健作用。 目前日本就開(kāi)發(fā)出含有 ACE 抑制肽的產(chǎn)品上市。 但是當(dāng)前工業(yè)上水解蛋白都是采用間歇式的生產(chǎn)方式， 它是當(dāng)?shù)鞍走_(dá)到預(yù)期水解程度后，經(jīng)過(guò)

2、滅酶，脫鹽和 分離這幾個(gè)工序后得到產(chǎn)品。間歇式水解蛋白有很多 不足之處：如酶不能重復(fù)使用、生產(chǎn)成本高、每批次 的產(chǎn)品品質(zhì)難控制、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)和生產(chǎn)效率低等。 膜反應(yīng)器最早應(yīng)用于微生物的培養(yǎng)，1958 年 Stem 用透析裝置培養(yǎng)出了牛痘苗細(xì)胞，1968 年 Blatt 第一次提出膜反應(yīng)器概念，從此膜反應(yīng)器應(yīng)用到了許多領(lǐng)域，包括生物、化工、環(huán)境、農(nóng)業(yè)和食品等領(lǐng)域。 20 世紀(jì) 60年代興起的固定化酶技術(shù)可以解決酶的重復(fù)性使用問(wèn)題，但是它本身有很多缺點(diǎn)，限制了它的應(yīng)用。其中酶活的損失是最重要原因，基于固定化方法的不同，酶活損失高達(dá) 10%90%。其原因可能是由于在固定化過(guò)程中，酶的空間構(gòu)型發(fā)生變化或

3、者酶的接觸面減小而造成的。所以為了能夠降低蛋白水解的工業(yè)成本，克服以上 2 種方法的不足，現(xiàn)在提出了一種新的蛋白水解裝置酶膜反應(yīng)器。定義定義是將酶催化反應(yīng)和膜分離耦合在一起的裝置，集反應(yīng)、產(chǎn)品分離和酶回收再利用于一體，它是在膜反應(yīng)器上改進(jìn)而成的。酶膜反應(yīng)器是膜和生物化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合的系統(tǒng)或操作單元,依靠酶的專一性、催化性及膜特有的功能,集生物反應(yīng)與反應(yīng)產(chǎn)物的原位分離、濃縮和酶的回收利用于一體,能夠改變反應(yīng)過(guò)程、控制反應(yīng)進(jìn)程,從而實(shí)現(xiàn)減少副產(chǎn)物的生成、提高產(chǎn)品收率等目的。近年來(lái),酶膜反應(yīng)器在生物、醫(yī)藥、食品、化工、環(huán)境等領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。隨著基因工程、材料科學(xué)特別是高分子材料科學(xué)的發(fā)展,高

4、效固定化技術(shù)的開(kāi)發(fā)以及過(guò)程設(shè)計(jì)的不斷優(yōu)化,酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用效率將會(huì)逐步提高,應(yīng)用領(lǐng)域也將會(huì)越來(lái)越廣泛。 生物催化作用包括在均相或多相體系中酶促底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的過(guò)程。同其他化學(xué)過(guò)程一樣,產(chǎn)物的分離及酶的再利用是涉及到操作費(fèi)用的一個(gè)重要步驟。膜反應(yīng)器試圖將催化轉(zhuǎn)化、產(chǎn)物(產(chǎn)品)的分離、濃縮及催化劑的回收等結(jié)合成為一個(gè)操作單元?；驹砘驹?膜反應(yīng)器是基于利用選擇性的半透膜來(lái)分離酶及產(chǎn)物(或者底物),利用膜兩側(cè)的推動(dòng)力(化學(xué)勢(shì)、壓差、電勢(shì)差等),將可滲透的溶質(zhì)從反應(yīng)體系中分離出來(lái)的原理。在近年來(lái)的研究工作中,半透膜不僅起到分離的作用,而且還用于作為界面催化劑的支撐體。對(duì)于成功的連續(xù)操作酶膜反應(yīng)器

5、而言,最基本且最重要的要求是將反應(yīng)體系中的酶完全截留。 國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/* 在酶膜反應(yīng)器中,酶以兩種形態(tài)存在:(1)溶于或不溶于膜表面;(2)存在于膜相的微孔或膜基質(zhì)中。利用包埋、靜電作用等技術(shù),或者物理的、化學(xué)的方法,將酶固定于某種媒介上(如惰性蛋白質(zhì)、凝膠、脂質(zhì)體等),酶處于膜的一側(cè),這樣,酶以自由的形態(tài)存在。國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*三、酶膜反應(yīng)器的特點(diǎn)三、酶膜反應(yīng)器的特點(diǎn)集催化反應(yīng)、產(chǎn)物分級(jí)、分離與濃縮以及催化劑回收于一體的酶膜反應(yīng)器具有以下特點(diǎn):( 1) 與化學(xué)催化劑相比, 酶催化劑的選擇性和催化效率要高得多; 這些酶呈現(xiàn)出較高的反應(yīng)速率、更加溫和的反應(yīng)條

6、件和更好的專一性.國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*v( 2) 膜作為酶的固定化載體可以使酶在類似生物膜的環(huán)境中高效發(fā)揮作用.( 3) 反應(yīng)產(chǎn)物及時(shí)從反應(yīng)區(qū)域移出, 消除了不利動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)( 4) 可實(shí)現(xiàn)對(duì)流傳質(zhì)代替自由擴(kuò)散, 強(qiáng)化了傳質(zhì)速率, 提高了反應(yīng)速率.國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*v( 5) 膜作為相分離器和相接觸器, 避免了乳化和破乳等問(wèn)題, 也擺脫了液泛的限制.( 6) 易于連續(xù)化和自動(dòng)控制.( 7) 設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)均低.國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*四、酶膜反應(yīng)器的分類四、酶膜反應(yīng)器的分類v 根據(jù)酶的存在狀態(tài)、相數(shù)、膜組件型式、膜材料類型、耦合方式、傳質(zhì)推動(dòng)力等

7、的不同, 酶膜反應(yīng)器有不同的分類方式國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*v( 1) 根據(jù)酶的存在狀態(tài), 可以把酶膜反應(yīng)器分為游離態(tài)和固定化酶膜反應(yīng)器. 游離態(tài)酶膜反應(yīng)器中,酶均勻地分布于反應(yīng)物相中, 酶促反應(yīng)在等于或接近于本征動(dòng)力學(xué)的狀態(tài)下進(jìn)行, 但酶容易發(fā)生剪切失活或泡沫變性, 濃差極化和膜污染顯著地影響著這類反應(yīng)器的性能. 國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*v 固定化酶膜反應(yīng)器中, 酶通過(guò)吸附、交聯(lián)、包埋、化學(xué)鍵合等方式被束縛在膜上, 酶的裝填密度較高, 反應(yīng)器的穩(wěn)定性和生產(chǎn)能力大, 產(chǎn)品純度和質(zhì)量高, 廢物生成量少. 但酶的分布不均勻,傳質(zhì)阻力往往較大.國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究

8、/*v( 2) 根據(jù)相數(shù)的不同, 可以把酶膜反應(yīng)器分為單液相( 超濾式) 和雙液相酶膜反應(yīng)器. 但液相酶膜反應(yīng)器多用于底物相對(duì)分子質(zhì)量比產(chǎn)物大得多、產(chǎn)物和底物能夠溶于一種溶劑( 具有類似的溶解行為) 的場(chǎng)合. 國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*v 當(dāng)酶促反應(yīng)涉及兩種或兩種以上的底物, 而底物之間或底物與產(chǎn)物之間的溶解行為相差很大時(shí),雙液相酶膜反應(yīng)器則較為適宜.國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*v( 3) 根據(jù)膜組件的型式不同,可以把酶膜反應(yīng)器分為板框式、螺旋卷式、管式和中空纖維式酶膜反應(yīng)器. 以上4 種型式的組件在結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、裝填密度、膜的更換、抗污染能力、清洗難易、料液要求、成本等方面存

9、在一定的差別, 需要根據(jù)具體情況選用. 相比之下, 中空纖維式酶膜反應(yīng)器應(yīng)用較多.國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*v( 4) 根據(jù)膜材料的不同, 可以把酶膜反應(yīng)器分為有機(jī)酶膜反應(yīng)器和無(wú)機(jī)酶膜反應(yīng)器. 有機(jī)膜材料種類多, 制作方便, 但物理化學(xué)穩(wěn)定性差; 無(wú)機(jī)膜材料造價(jià)較高, 脆性大, 彈性小, 但物理化學(xué)穩(wěn)定性好, 抗污染能力強(qiáng).國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*v( 5) 根據(jù)反應(yīng)與分離的耦合方式的不同, 可以把酶膜反應(yīng)器分為一體式和循環(huán)式酶膜反應(yīng)器. 對(duì)于一體式酶膜反應(yīng)器, 系統(tǒng)通常包含一個(gè)攪拌槽式反應(yīng)器加上一個(gè)膜分離單元. 循環(huán)式酶膜反應(yīng)器, 膜既作為生物催化劑的載體, 同時(shí)又構(gòu)成

10、分離單元.國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*v( 6) 根據(jù)傳質(zhì)推動(dòng)力的不同, 可分為化學(xué)位差驅(qū)動(dòng)和電位差驅(qū)動(dòng)的酶膜反應(yīng)器. 前者又可進(jìn)一步分為壓差驅(qū)動(dòng)和濃差驅(qū)動(dòng)兩種形式.國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*v 另外, 還可以根據(jù)膜的親水疏水性以及膜的結(jié)構(gòu)形態(tài)( 對(duì)稱膜、非對(duì)稱膜、復(fù)合膜) 對(duì)酶膜反應(yīng)器進(jìn)行分類.國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用及研究進(jìn)展酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用及研究進(jìn)展v生物大分子的分解v輔酶或輔助因子的再生v低聚肽的合成v有機(jī)相酶催化v手性拆分與手性合成v反膠團(tuán)中的酶催化國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*生物大分子的分解生物大分子的分解v用于酶膜反應(yīng)器的生物

11、大分子包括蛋白質(zhì)、多糖等, 主要工作集中在淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等的水解。v利用膜的篩分作用, 可以將相對(duì)分子質(zhì)量較大的生物大分子與相對(duì)分子質(zhì)量較小的水解產(chǎn)物實(shí)現(xiàn)原位分離, 以部分甚至全部消除產(chǎn)物抑制, 酶膜反應(yīng)器還可以用來(lái)控制反應(yīng)的深度。國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例v(1) 通過(guò)果膠水解來(lái)降低果汁粘度; v(2) 通過(guò)乳糖轉(zhuǎn)化降低牛奶和乳清中乳糖 的含量; v(3) 通過(guò)多酚化合物和花色素的轉(zhuǎn)化來(lái)進(jìn)行白酒的處理等；國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*vSlominska 通過(guò)膜反應(yīng)器水解馬鈴薯淀粉, 并初步研究了酶的添加量、過(guò)膜壓力、停留時(shí)間和不同切割分子量的膜對(duì)葡萄糖

12、生產(chǎn)的影響, 使其生產(chǎn)的葡萄糖最終DE 值可達(dá)到94%-96% 。他還試圖將酶膜反應(yīng)器應(yīng)用于環(huán)糊精的生產(chǎn)中, 研究發(fā)現(xiàn)使用酶膜反應(yīng)器可大大提高生產(chǎn)效率。國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*v任等通過(guò)研究酶膜反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)酶活的影響，可知酶膜反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)堿性蛋白酶具有很好的保留效果。通過(guò)利用Design Expert 6.0.5 設(shè)計(jì)四因素三水平的響應(yīng)面分析試驗(yàn)，求得酶膜反應(yīng)器制備燕麥蛋白質(zhì)ACE 抑制肽的最佳工藝條件為底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%、加酶量3.5%、料液流量45 L/h、操作壓力0.07 MPa、溫度61 、pH 8，在該條件下產(chǎn)物的ACE 抑制率可達(dá)67.86%。國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性

13、研究/*v楊等采用酶膜生物反應(yīng)器(EMBR)制備抗凝血酶蛋清水解物，并用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法優(yōu)化工藝。結(jié)果表明，在底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%、酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%、pH8.0、溫度55、濾過(guò)液流速10mL/min、水解時(shí)間4h 時(shí)，產(chǎn)物的最低抗凝血酶IC50 預(yù)測(cè)值為10.43mg/mL，與實(shí)測(cè)值僅相差4.03%，說(shuō)明采用EMBR制備蛋清酶解物的方法可行，并經(jīng)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法優(yōu)化得到了抗凝血酶蛋清水解物的最優(yōu)制備條件。國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*v熊等以花生蛋白為原料，Alcalase 堿性蛋白酶為水解酶，研究了利用酶膜反應(yīng)器連續(xù)酶解花生蛋白的最佳工藝條件。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)選取實(shí)驗(yàn)因素與水平，并確定了操作壓

14、力為0.02MPa。再選取水解度(DH) 為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)了四因素( pH、溫度、底物濃度和加酶量) 三水平的中心組合響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)。得出最佳工藝條件為: pH 9.6，溫度54，底物濃度2%，加酶量7440u /g。通過(guò)在最佳水解條件下進(jìn)行水解，實(shí)際得到DH 為26.13%。國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/* 輔酶或輔助因子的再生輔酶或輔助因子的再生v氧化還原酶屬于酶工程中的重要酶種, 該類酶可以催化共價(jià)合成、能量轉(zhuǎn)移、基團(tuán)轉(zhuǎn)移、氧化還原等多種類型的反應(yīng), 但催化作用大多需要昂貴的輔酶或輔助因子, 如NAD+ 、NADP+ 、ATP 或輔酶A 的參加。因此, 凡是有輔酶和輔助因子參與的反應(yīng), 必

15、須設(shè)有輔酶再生反應(yīng)系統(tǒng), 以通過(guò)輔酶和輔助因子的反復(fù)利用降低生產(chǎn)成本。國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例v例如對(duì)于NADP(H)的截留,Ikemi等人用NTR-7410 膜截留率為87% ,Giorno等人用NTR-7450 膜得到的截留率為95%。對(duì)于NAD(H)的截留,NTR-7430 膜、Y05 膜和DS5膜的截留率分別達(dá)到99%、89%、98%。v伴有輔酶和輔助因子再生系統(tǒng)的酶膜反應(yīng)器已經(jīng)成功地用于NADPH、氨基酸、羧酸、醇、6-磷酸葡萄糖、乳酸、醛、內(nèi)酯等物質(zhì)的生產(chǎn)國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*vFuji等人采用了細(xì)管式中空纖維反應(yīng)器成功地實(shí)現(xiàn)了NAD 的循

16、環(huán)再生。反應(yīng)器型式如圖所示。該反應(yīng)器主要是一根有固定化酶的超濾膜管。在細(xì)管內(nèi)，丙氨酸脫氫酶（AlaDH）配合NAD循環(huán)構(gòu)成丙氨酸的生產(chǎn)體系。而乳酸酯脫氫酶（LDH）則被用作NAD 的再生。國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*低聚肽的合成低聚肽的合成v低聚肽在生化和醫(yī)藥領(lǐng)域是一種比較重要的物質(zhì)，它可制成人工營(yíng)養(yǎng)品、激素和抑制劑等。用蛋白酶合成低聚肽，較之傳統(tǒng)的合成方法，可避免外消旋作用，并能保護(hù)具有三功能性氨基酸的側(cè)鏈。酶膜反應(yīng)器則為蛋白酶催化的合成反應(yīng)提供了廣闊的發(fā)展空間。國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例v徐等研究酶膜反應(yīng)器中超濾壓力及循環(huán)流速對(duì)分離酪蛋白生物活性肽的影響。

17、研究結(jié)果表明：增大超濾壓力會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)回收率的大幅度提高，但會(huì)促使酶大量泄漏并對(duì)膜造成嚴(yán)重的污染；提高循環(huán)流量為140 mLmin時(shí)，酶泄漏較少，膜污染程度相對(duì)降低，并可獲得較高的蛋白質(zhì)回收率。國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*v盧等研究了酶和水解條件對(duì)乳清蛋白水解度和水解物DPPH自由基清除率的影響。研究結(jié)果表明，酶膜反應(yīng)器和二級(jí)超濾分離聯(lián)用是制備具有抗氧化活性的乳清蛋白肽的有效方法。分別研究分批反應(yīng),酶膜反應(yīng)以及酶膜反應(yīng)與超濾濃縮聯(lián)用得到的水解物的對(duì)熱,pH和貯藏穩(wěn)定性。結(jié)果表明它們以凍干的狀態(tài)在環(huán)境溫度下都具有好的貯藏穩(wěn)定性,并且在酸性條件(pH 6.3)下具有高的抗氧化活性,耐高溫(

18、63下30 min)。它們?cè)谥行詶l件下具有好的溶解性。國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用有機(jī)相酶催化有機(jī)相酶催化有機(jī)相酶催化研究最多的是脂肪酶,脂肪酶可在水溶液中催化油脂的水解反應(yīng), 在有機(jī)介質(zhì)中催化酯化反應(yīng), ?；D(zhuǎn)移反應(yīng), 硫代酯基轉(zhuǎn)移反應(yīng), 酯交換反應(yīng)及內(nèi)酯合成反應(yīng)。脂肪酶的這種廣譜催化能力使得它在有機(jī)相酶催化中獲得了廣泛的應(yīng)用。但是, 脂肪酶催化反應(yīng)的最大問(wèn)題是底物油脂不溶于水, 因而可以使脂肪酶固定化于膜上成為酶膜反應(yīng)器，從而與底物分子緊密接觸。 國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用有機(jī)相酶催化有機(jī)相酶催化Tsai等人

19、用三種疏水性的高分子膜通過(guò)物理吸附法固定脂肪酶,在帶有攪拌的擴(kuò)散反應(yīng)器中進(jìn)行了橄欖油水解實(shí)驗(yàn)?？疾炝嗣负偷孜餄舛葘?duì)水解速率的影響,發(fā)現(xiàn)酶活性在6 d左右的時(shí)間內(nèi)活性下降很大,判斷是由于酶的失活、產(chǎn)物抑制以及產(chǎn)物在膜與有機(jī)相界面處的吸附所致。國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用手性拆分與合成手性拆分與合成光學(xué)純對(duì)映體的制備方法主要有化學(xué)拆分法、酶促拆分法和不對(duì)稱合成法。酶促拆分法具有立體選擇性高、環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)而日益受到重視。酶膜反應(yīng)器具有酶高效立體選擇性催化和膜分離的連續(xù)性兩大特點(diǎn)，在手性拆分與手性合成中日益受到重視。國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*酶膜反

20、應(yīng)器的應(yīng)用酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用手性拆分與合成手性拆分與合成姜忠義等以溶解于正辛醇中的N-乙酰-D,L-苯丙氨酸乙酯消旋混合物為底物,以磷酸鹽緩沖溶液為萃取劑,將從蜂蜜曲霉中提取的氨基?；腹潭ㄓ诰郾╇嬷锌绽w維膜上作為催化劑,通過(guò)膜反應(yīng)萃取過(guò)程,實(shí)現(xiàn)了L-苯丙氨酸的高效手性合成。國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用手性拆分與合成手性拆分與合成尚雁等利用乳液酶膜反應(yīng)器將柱狀假絲酵母脂肪酶 固定于中空纖維超濾膜上,進(jìn)行外消旋萘普生甲酯的水解反應(yīng),從膜的透過(guò)側(cè)分離出產(chǎn)物(S)-萘普生,實(shí)現(xiàn)反應(yīng)分離一體化。結(jié)果表明:固定化酶引起的傳質(zhì)阻力遠(yuǎn)大于膜本身的阻力;透過(guò)側(cè)的產(chǎn)物濃度

21、與水相滲透通量密切相關(guān),通量較低時(shí),產(chǎn)物濃度較高;固定化酶的初始反應(yīng)速率為3.660umol/(h.g),為自由酶的20倍以上,固定化酶的對(duì)映體過(guò)剩值99%-100% ,遠(yuǎn)高于自由酶的選擇性,表明該反應(yīng)體系為脂肪酶催化拆分反應(yīng)提供了良好環(huán)境。國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用反膠團(tuán)中酶催化反膠團(tuán)中酶催化反膠團(tuán)：表面活性劑，在有機(jī)溶劑中會(huì)形成親水基（頭）朝內(nèi)，疏水基團(tuán)（尾）朝外的含有水分子內(nèi)核的聚集體。反膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)特征使酶在有機(jī)溶劑中能溶入很小的水環(huán)境中。酶膜反應(yīng)器能將反膠團(tuán)內(nèi)的酶保留在反應(yīng)器內(nèi), 又能將產(chǎn)物分離。反應(yīng)器利用微孔膜將酶截留, 而反應(yīng)介質(zhì)能透過(guò)膜流

22、出。國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用反膠團(tuán)中酶催化反膠團(tuán)中酶催化J.M.S.Cabral等人將胰蛋白酶包囊化于TTAB/庚烷/正辛醇反膠團(tuán)中,以易溶于水中的亮氨酰胺和易溶于有機(jī)相的乙酰苯丙氨酸乙酯為底物,在膜反應(yīng)器中進(jìn)行了二肽AcPheLeuNH2的合成。由于二肽能夠選擇性地從反應(yīng)體系中沉淀析出,從而實(shí)現(xiàn)了酶促反應(yīng)與產(chǎn)物分離的有效集成,二肽收率達(dá)到70%80% ,純度92% ,產(chǎn)率為20g/g enzyme.d,酶的催化活性在7d內(nèi)基本不衰減。國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用反膠團(tuán)中酶催化反膠團(tuán)中酶催化Prazeres 等研究了截留分子量為10000的超濾膜對(duì)平均分子量為30000D的脂肪酶B的截留,發(fā)現(xiàn)截留系數(shù)幾乎為100%。Serraiheiro利用同樣的膜截留A-胰凝乳蛋白酶,初始酶的質(zhì)量濃度為1mg.mL-1時(shí),24h后酶被截留94%。這說(shuō)明,根據(jù)酶分子的大小,選擇合適的超濾膜,可以將酶截留。國(guó)家精品課程網(wǎng)上資源的可用性研究/*酶膜反應(yīng)器的瓶頸問(wèn)題和解決辦法目前,以下方面的問(wèn)題嚴(yán)重制約了酶膜反應(yīng)器的推廣應(yīng)用:(1) 酶分子和小分子激活劑(金屬離子或輔助因子等)的泄漏，導(dǎo)致催化活