酶生物反应器操作中防范酶的变性失活
时间：2022.09.13
在酶的催化反应中，酶是反应的主体，所以在反应器的操作过程中应当特别注意防止酶的变性失活。一般而言，引起酶变性失活的主要因素是温度、pH、重金属离子、剪切力等。因此从这些关键因素进行分析，防止在酶生物反应器的操作过程中，由于不当操作引起酶的变性失活。
1、温度
温度是影响酶催化作用的重要因素之一，较高的温度可以提高酶的催化反应速度，从而增加产物的产率。然而通常酶的催化反应一般在60 ℃以下进行，过高的温度反而会加速酶的变性失活、缩短酶的半衰期和使用时间。
2、pH
通常酶的催化反应一般在pH4～9范围内进行，过高或过低的pH环境都会降低酶的催化效率，甚至引起酶的变性失活。此外，在调节pH的过程中，应注意要一边搅拌一边缓慢地加入稀酸或稀碱溶液，以防局部过酸或过碱而引起酶的变性失活。
3、重金属离子
重金属离子如铅离子、汞离子等会与酶分子结合，从而引起酶的不可逆变性失活。因此在酶生物反应器的操作中，应尽量避免重金属离子的添加或进入。此外，为了避免从原料或反应器系统中带进某些重金属离子给酶分子造成的不利影响，必要时可添加适量的金属螯合剂。
4、剪切力
在搅拌罐式反应器中，要防止过高的搅拌转速产生的剪切力对酶特别是固定化酶结构的破坏。在流化床式反应器和鼓泡式反应器中，要注意控制流体的流速，防止由于固定化酶颗粒的过度翻滚和碰撞引起酶结构的破坏。
除去以上几个角度的防护措施外，在酶生物反应器的操作过程中，还可以通过添加保护剂的方式来提高酶的稳定性。此外，酶作用时的底物的存在往往对酶具有保护作用，所以在操作时一般先将底物溶液先加入反应器中，再将酶加到底物溶液中进行催化反应。
1、温度
温度是影响酶催化作用的重要因素之一，较高的温度可以提高酶的催化反应速度，从而增加产物的产率。然而通常酶的催化反应一般在60 ℃以下进行，过高的温度反而会加速酶的变性失活、缩短酶的半衰期和使用时间。
2、pH
通常酶的催化反应一般在pH4～9范围内进行，过高或过低的pH环境都会降低酶的催化效率，甚至引起酶的变性失活。此外，在调节pH的过程中，应注意要一边搅拌一边缓慢地加入稀酸或稀碱溶液，以防局部过酸或过碱而引起酶的变性失活。
3、重金属离子
重金属离子如铅离子、汞离子等会与酶分子结合，从而引起酶的不可逆变性失活。因此在酶生物反应器的操作中，应尽量避免重金属离子的添加或进入。此外，为了避免从原料或反应器系统中带进某些重金属离子给酶分子造成的不利影响，必要时可添加适量的金属螯合剂。
4、剪切力
在搅拌罐式反应器中，要防止过高的搅拌转速产生的剪切力对酶特别是固定化酶结构的破坏。在流化床式反应器和鼓泡式反应器中，要注意控制流体的流速，防止由于固定化酶颗粒的过度翻滚和碰撞引起酶结构的破坏。
除去以上几个角度的防护措施外，在酶生物反应器的操作过程中，还可以通过添加保护剂的方式来提高酶的稳定性。此外，酶作用时的底物的存在往往对酶具有保护作用，所以在操作时一般先将底物溶液先加入反应器中，再将酶加到底物溶液中进行催化反应。
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