Основы биохимической инженерии Часть 1 - Бейли Дж., Оллис Д. 1989
Применение реакций, катализируемых ферментами
Другие области применения ферментативных реакций в растворах
Применение негидролитических ферментов в промышленности и перспективы расширения сферы их использования
Только что упоминавшийся фермент глюкозооксидаза применяется и в тех случаях, когда возникает необходимость в деструкции глюкозы или в связывании кислорода. Так, сухой яичный порошок при хранении темнеет в результате взаимодействия глюкозы с белками. Добавление глюкозооксидазы предотвращает эту реакцию, обычно называемую браунинг-реакцией или реакцией Майяра. Обескислороживание с помощью глюкозооксидазы применяется также в производстве и при хранении безалкогольных напитков на основе апельсинового сока, консервированных напитков, порошкообразных сухих пищевых продуктов, майонеза, соусов для салатов и расфасованного сыра. В последнем случае в присутствии кислорода образуются продукты окисления, имеющие неприятный запах; для связывания кислорода в упаковку с сыром добавляют не только глюкозооксидазу, но и глюкозу. Такие ферментные добавки в течение длительного времени связывают кислород, проникающий через упаковочные материалы, и тем самым способствуют увеличению срока годности расфасованных пищевых продуктов, так как при температуре их хранения ферментативная активность сохраняется достаточно долго.
Образующийся в процессе катализируемой глюкозооксидазой реакции пероксид водорода обладает бактерицидными свойствами. Если же его наличие по каким-либо причинам нежелательно, то в систему добавляют еще один фермент — каталазу, которая катализирует реакцию:
2Н2O2 —> 2Н2O + O2
В присутствии каталазы эта реакция протекает очень быстро [vmах/е0= 1,2∙107(c∙M)-1, Кm= 10-7 М]. Способность каталазы быстро разлагать пероксид водорода используется в некоторых средствах для крашения волос.
В табл. 4.8 перечислены некоторые другие области применения негидролитических ферментов; соответствующие процессы находятся в стадии разработки или промышленного внедрения. Одним из перспективных ферментов, в частности, является глюкозоизомераза, превращающая глюкозу во фруктозу. Поскольку этот и ряд других приведенных в таблице процессов часто осуществляются с помощью иммобилизованных ферментов, мы рассмотрим их подробнее в следующих разделах.
Таблица 4.8. Некоторые разработанные в последние годы области применения негидролитических ферментов и наиболее перспективные сферы их использованияа
Производство L-яблочной кислоты из фумаровой с применением фумаразы Производство L-аспарагиновой кислоты из фумаровой кислоты с помощью аспартазы Производство АТР из аденина в присутствии ферментов из микроорганизмов Производство NAD из аденина и никотинамида в присутствии ферментов из микроорганизмов Производство фруктозы из глюкозы с помощью глюкозоизомеразы Производство фруктозы из сорбита с помощью сорбитдегидрогеназы Разделение DL-аминокислот с помощью иммобилизованной аминоацилазы Производство L-тирозина и L-дигидроксифенилаланина с помощью тирозин — фенол-лиазы Производство L-дигидроксифенилаланина из соответствующей а-кетокислоты с помощью трансаминазы Ферментативный синтез L-триптофана из индола, пировиноградной кислоты и аммиака Ферментативный синтез L-лизина из а-амино-ε-капролактама Трансформация насыщенных жирных кислот в полиненасыщенные жирные кислоты с помощью десатуразы жирных кислот Производство галактонолактозы из сыворотки с помощью глюкозооксидазы и галактозооксидазы |
a Воспроизведено нз работы: Pye Е. К., Wingard L. В. (eds.), Enzyme Engineering, р. 365, Plenum Press, New York, 1973.