简答题

固定化细胞发酵产酶有哪些特点?

正确答案

固定化细胞发酵产酶与游离细胞发酵产酶相比,具有下列显著特点:
(1)提高酶产率:细胞经过固定化后,在一定的空间范围内生长繁殖,细胞密度增大,因而使细胞反应加速,从而提高酶产率。例如,固定化枯草杆菌生产淀粉酶,在分批发酵时,其体积产酶率达到游离细胞的122%,在连续发酵时,产酶率更高。再如,转基因大肠杆菌细胞生产酰胺酶,经过固定化后的细胞比没有选择压力时游离细胞的产酶率提高10~20倍。
(2)可以反复使用或连续使用较长时间:固定化细胞固定在载体上,不容易脱落流失,所以固定化细胞可以进行半连续发酵,反复使用多次;也可以在高稀释的条件下连续发酵较长时间。例如,固定化细胞进行酒精、乳酸等厌氧发酵,可以连续使用半年或者更长的时间;固定化细胞发酵产生淀粉酶等,也可以连续地使用30d以上。
(3)基因工程菌的质粒稳定,不易丢失:基因工程菌经过固定化后,由于有载体的保护作用,质粒的结构稳定性和分裂稳定性都显著提高。
(4)发酵稳定性好:细胞经过固定化后,由于受到载体的保护作用,使细胞对温度、PH的适应范围增宽;对蛋白酶和酶抑制剂等的耐受能力增强,所以能够比较稳定地进行发酵生产。这一特点使固定化细胞发酵的操作控制变得相对容易,并有利于发酵生产的自动化。
(5)缩短发酵周期,提高设备利用率:固定化细胞,如果经过预培养,转入发酵培养基以后,很快就可以发酵产酶,而且能够较长时间维持产酶特性,所以可以缩短发酵周期,提高设备利用率。若不经预培养,第一批发酵时,周期与游离细胞基本相同,但是第二批以后,其发酵周期将明显缩短。例如,固定化黑曲霉细胞半连续发酵生产糖化酶,第一批发酵时,周期为120h,与游离细胞发酵周期相同,但是从第二批发酵开始,发酵周期缩短至60h。若采用连续发酵,则可以在高稀释的条件下连续稳定地产酶,这就更加提高设备利用率。
(6)产品容易分离纯化:固定化细胞不溶于水,发酵完成后,容易与发酵液分离,而且发酵液中所含的游离细胞很少,这就有利于产品的分离纯化,从而提高产品的纯度和质量。
(7)适用于胞外酶等胞外产物的生产:由于固定化细胞与载体结合在一起,所以固定化细胞一般只是用于胞外酶等胞外产物的生产。

答案解析

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