前言

早在80年前，一些權(quán)威專家發(fā)覺(jué)吸咐在骨炭粉上的酶具備生物活性，啟迪了業(yè)內(nèi)專家學(xué)者對(duì)固定化的探尋。1953年，N.Grubhofer等將聚乙烯環(huán)氧樹(shù)脂重氮化后做為媒介與胃蛋白酶、胃蛋白酶、羧肽酶、核糖核酸酶共價(jià)鍵融合，做成了最初的固定化。1969年，日本的千畑一郎將固定化酶的羥基乙?；?該固定化的成本費(fèi)用比分散酶低60%)取得成功運(yùn)用于D-碳水化合物、L-碳水化合物的電子光學(xué)剖析，發(fā)展了全球上運(yùn)用固定化開(kāi)展持續(xù)工業(yè)生產(chǎn)的路面，這也是酶運(yùn)用在歷史上的一次杰出轉(zhuǎn)型.1970年，中科院細(xì)胞生物學(xué)研究室和中科院微生物所逐漸科學(xué)研究固定化，解開(kāi)了在我國(guó)探尋固定化的帷幕。接著，中國(guó)多所科研機(jī)構(gòu)逐漸科學(xué)研究固定化，發(fā)展?jié)摿︿J不可當(dāng)。文中在概述固定化以及特點(diǎn)的根基上，具體描述了固定化在食品工業(yè)儲(chǔ)藏(奶制品生產(chǎn)加工、水產(chǎn)加工、植物油脂改性材料、葡萄酒存儲(chǔ))、食用添加劑(高果糖漿、低聚果糖、L-阿拉伯糖、L-天冬氨酸、阿斯巴甜)生產(chǎn)制造、生物活性肽(opo結(jié)構(gòu)脂磷酸肽(CPP)、高F值寡肽)制取和食品安全檢測(cè)中的使用現(xiàn)況，并指明了將來(lái)的研究?jī)?nèi)容，以求為固定化在食品行業(yè)中的運(yùn)用給予參照和新理念。

1 固定化

選用人力對(duì)策將酶從生物內(nèi)獲取出來(lái)并固定不動(dòng)到對(duì)應(yīng)的媒介上，就可以制取在一定室內(nèi)空間內(nèi)具備催化反應(yīng)效用的固定化。固定化關(guān)鍵有線框、顆粒物、塑料薄膜、酶管等樣子，在其中，顆粒物固定化的使用極其普遍，它和線框固定化關(guān)鍵用來(lái)發(fā)醇工業(yè)化生產(chǎn)，可進(jìn)一步提高發(fā)醇的反映高效率;塑料薄膜固定化關(guān)鍵用以酶電級(jí);酶管固定化的沖擊韌性比較大，關(guān)鍵適用于食品類檢。固定化除開(kāi)具備酶的一般催化反應(yīng)特點(diǎn)(如底物非特異、反映柔和、高效率等)外，還具備如下所示優(yōu)勢(shì):可增強(qiáng)對(duì)溫度、p H值的適應(yīng)能力，及其對(duì)胰蛋白酶、緩聚劑的抗;可利用簡(jiǎn)潔的方式回收利用再運(yùn)用，且酶魅力耗損少;事后與物質(zhì)、底物的分離純化較非常容易;可批量操作并具備持續(xù)性，適用持續(xù)化、自動(dòng)化技術(shù)的工業(yè)化生產(chǎn)。殊不知，固定化在固定化酶解決、分離出來(lái)等環(huán)節(jié)中有著如下所示缺陷:工業(yè)生產(chǎn)項(xiàng)目投資比較大;固定化酶預(yù)分離出來(lái)時(shí)酶魅力的損害比較大，在其中胞內(nèi)酶尤其顯著;不容易開(kāi)展多酶反映，第二信使在一些酶的化學(xué)反應(yīng)中起主導(dǎo)作用;小分子水底物易與固定化反映，生物大分子底物與其說(shuō)反映幾率較低，且只對(duì)水溶底物具備催化反應(yīng).

固定化的確定辦法具體包含包埋法、吸咐法、共價(jià)鍵法和化學(xué)交聯(lián)法。在其中，包埋法不涉及到酶的構(gòu)像和酶分子結(jié)構(gòu)的化學(xué)反應(yīng)，生成簡(jiǎn)易，但存有擴(kuò)散限制、對(duì)流傳熱遇阻等難題，不宜催化反應(yīng)生物大分子底物[17];吸咐法加工工藝簡(jiǎn)易，標(biāo)準(zhǔn)柔和，媒介挑選覆蓋面廣且能再生，關(guān)鍵根據(jù)一些較差的作用力(如共價(jià)鍵、范德華力、親疏有別水功效、電子效應(yīng)等)完成酶的固定化酶;共價(jià)鍵法和化學(xué)交聯(lián)法歸屬于有機(jī)化學(xué)固定不動(dòng)方式，所建立的離子鍵因?yàn)閯?dòng)能較高而無(wú)法破裂，故這二種固定不動(dòng)方式不可逆.

近些年，固定化被普遍使用于食品類、藥業(yè)、化工廠等領(lǐng)域，因其具備節(jié)約能源和電力能源、降低或預(yù)防環(huán)境污染的綠色生態(tài)環(huán)境效應(yīng)而合乎當(dāng)今可持續(xù)發(fā)展觀的策略規(guī)定。王歡等運(yùn)用氨基化網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)介孔Si O2固定不動(dòng)葡萄糖氧化酶，用以檢驗(yàn)血清蛋白和飲品中的葡萄糖水，該固定化多次重復(fù)使用36次之上仍具備80%的相對(duì)性酶魅力。該辦法使用便捷、精確度高，提升 了酶的p H可靠性和耐熱性，減少了檢驗(yàn)成本費(fèi)。N.Marjan等應(yīng)用多醛偶聯(lián)劑制取了帶磁金納米顆粒固定不動(dòng)果膠酶，提升 了果膠酶的利用率和酶魅力。M.M.D.Júlia等運(yùn)用固定化酶殼聚糖酶生產(chǎn)制造幾丁聚糖，與β-葡萄糖苷酶、纖維素酶對(duì)比，該固定化主要表現(xiàn)出較高的可靠性，在水解反應(yīng)6個(gè)周期時(shí)間后，仍可維持70%的原始酶魅力。

2 固定化在食品工業(yè)儲(chǔ)藏中的運(yùn)用

2.1 奶制品生產(chǎn)加工

奶制品是大家日常所需蛋白等的主要來(lái)源于，其對(duì)固定不動(dòng)化酶的需求較高，因此，怎樣運(yùn)用固定化生產(chǎn)制造優(yōu)質(zhì)的奶制品是科研工作人員一直關(guān)心的關(guān)鍵。1998年底，我國(guó)食用添加劑規(guī)范化聯(lián)合會(huì)將乳糖酶列入食用添加劑的優(yōu)良品種，使乳糖酶在奶制品工業(yè)生產(chǎn)中的使用愈發(fā)普遍。固定化酶乳糖酶可降解性乳清蛋白、生產(chǎn)制造奶酪，關(guān)鍵運(yùn)用于液態(tài)奶制品(如低乳糖牛奶)、冷藏奶制品(如冰淇淋、冰淇淋、冷凍酸乳酪)、糖的取代添加物(如低聚半乳糖)等層面。牛乳中的乳清蛋白成分一般為4.3%～4.5%，乳糖酶可將其溶解為葡萄糖水和半乳糖，防止乳糖不耐癥病人造成肚脹、拉肚子等副作用。固定化酶乳糖酶可以持續(xù)水解反應(yīng)奶制品中的乳清蛋白，進(jìn)一步提高乳清蛋白的溶解高效率。李燕等選用聚合硫酸鐵疑膠包埋米曲霉制取了固定化酶乳糖酶，該固定化的耐熱性明顯提高且適合的溫度范圍擴(kuò)大，酶魅力損害較少，沖擊韌性也有些擴(kuò)大。應(yīng)用該固定化水解反應(yīng)牛乳，不僅可以維持牛乳原來(lái)的口味，還能提升糖度，降低別的糖原的增加量。將固定化酶乳糖酶運(yùn)用于冰激凌產(chǎn)品的生產(chǎn)中，既可提高冰激凌產(chǎn)品的口味和糖度，還可填補(bǔ)乳清蛋白在超低溫的時(shí)候容易結(jié)晶體的缺陷.

2.2 水產(chǎn)加工

酶工程是對(duì)水產(chǎn)加工危害較大的一種生物科技，固定化不但可改進(jìn)海產(chǎn)品的質(zhì)量，還可提高海產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)成分。海叁是一種營(yíng)養(yǎng)成分較高的海產(chǎn)品商品，因?yàn)榉硼B(yǎng)密度過(guò)大、日常管理方法不合理、水池自然環(huán)境中氮量較高、人力復(fù)合型魚(yú)餌科學(xué)研究落后等難題，海叁的各種病發(fā)癥日益凸顯。在魚(yú)餌中適當(dāng)加上益生菌粉和有利于海叁消化吸收的酶制劑是處理以上情況的重要。李向陽(yáng)等選用包埋法，將細(xì)菌α-胃蛋白酶固定化酶在環(huán)境保護(hù)、無(wú)毒性、便宜的海藻酸鈉上做成海叁魚(yú)餌添加物，提升 了海參腸道內(nèi)木薯淀粉的吸收使用率，降低了新陳代謝產(chǎn)品的排除量。固定化也可使一些低增加值海產(chǎn)品副產(chǎn)品獲得更加有效的運(yùn)用。鰱魚(yú)是比較常用的漁業(yè)養(yǎng)殖魚(yú)種，在水產(chǎn)品加工層面主要是用以魚(yú)肉的生產(chǎn)制造，其副產(chǎn)品一般作為精飼料或化肥，使用率很低。瞿葉輝選用吸咐法制取殼聚糖埃洛石(CS/HNTs)復(fù)合型脂質(zhì)體并用以固定不動(dòng)蛋白酶k，該固定化存儲(chǔ)性更強(qiáng)，可靠性高些，可進(jìn)一步提高蛋白酶k的使用使用價(jià)值。運(yùn)用該固定化從鰱魚(yú)副產(chǎn)品中提煉的抗氧化性活性肽，可做為添加物運(yùn)用于食品類、護(hù)膚品等領(lǐng)域。

2.3 植物油脂改性材料

淀粉酶是一種可以明顯提升植物油脂催化反應(yīng)高效率的翠綠色微生物金屬催化劑，在植物油脂工業(yè)生產(chǎn)中使用普遍，可根據(jù)水解反應(yīng)、醇解、酯遷移等反映做到植物油脂改性材料的目地，比如，1,3-非特異淀粉酶可開(kāi)展酶促酯交換反應(yīng)，將食用油催化反應(yīng)改性材料為制作巧克力的代可以酯。殊不知，淀粉酶易受水、溫度、p H值、酶液濃度值、底物濃度值、酶的伴侶蛋白或緩聚劑等要素危害，造成 酶降解、總體目標(biāo)物產(chǎn)豐富率減少。為了更好地徹底解決以上難題，R.Rao等應(yīng)用固定化酶的淀粉酶M60催化反應(yīng)鱈魚(yú)肝油，得到 了含有w-6或w-3系列多不飽和脂肪等脂質(zhì)化學(xué)物質(zhì);J.B.Lyu等根據(jù)共價(jià)鍵接口方式，將用醛標(biāo)識(shí)的枯草枯草芽孢菌淀粉酶A固定不動(dòng)在Fe3O4單分散化赤鐵礦脂質(zhì)體上，反復(fù)反映10次能，該固定化酶淀粉酶的酶魅力仍能維持在90%，與此同時(shí)，酶的耐熱性和溶解性進(jìn)一步提高，酶凝結(jié)在一起的幾率也被減少。

2.4 葡萄酒貯藏

在儲(chǔ)存歷程中，葡萄酒中的活性多肽和花青素成份會(huì)造成縮聚反應(yīng)，導(dǎo)致葡萄酒發(fā)生混濁狀況。番木瓜胰蛋白酶能夠水解反應(yīng)葡萄酒中的活性多肽和蛋白，但因?yàn)樗舛鹊母叩涂梢灾苯佑绊懙狡咸丫频呐菽芰峡煽啃?，因此必須操縱水解程度。溫燕梅等選用吸咐-化學(xué)交聯(lián)法使蛋白酶先吸咐于帶磁膠體溶液顆粒表層，隨后運(yùn)用戊二醛雙作用實(shí)驗(yàn)試劑化學(xué)交聯(lián)產(chǎn)生固定化，該固定化對(duì)防止葡萄酒混濁有顯著的實(shí)際效果。趙炳超等以戊二醛為偶聯(lián)劑、介孔碳分子篩MCM-48作媒介固定不動(dòng)蛋白酶k，所得的固定化的耐熱性明顯提升，p H可靠性和貯藏可靠性也是有大大提高。經(jīng)固定化解決的葡萄酒，既可維持貯藏歷程中保持良好的回應(yīng)度，也可確?？谖渡吓c傳統(tǒng)式葡萄酒無(wú)顯著差別。