酶制剂的来源、贮存与固定化

1.酶制剂要求

酶制剂是一种复合产品，含一种或多种成分以及稀释剂、稳定剂和其他物质。不同来源的酶制剂，其组成可以选用原材料的整细胞、部分细胞或细胞提取液。制剂形式为固体、半固体或液体，颜色从无色至褐色。一般来说，对酶制剂的贮存要求，宜根据具体酶的性质而定。由于酶的稳定性相对较差，易受各种因素的影响而失去活力。要使酶长期贮存而不失去活力的基本要求是干燥和低温。酶制剂水分越高，越易失去活力，一般粉状酶制剂易于贮存和运输。热和日光照射都极易使酶失去活力，因此酶制剂应密闭贮存于低温避光处。酶的底物和某些物质具有保护酶的作用，如淀粉对淀粉酶有保护作用，所以往往将淀粉酶吸附在淀粉上来贮存。有时也可加入对淀粉酶有保护作用的碳酸钠。此外，还应注意贮存容器的材料，因为有些金属离子也能引起酶失去活力。

2.毒性与安全

来自动植物、微生物的酶制剂一般不存在毒性问题，特别是许多传统用于食品工业（如酒、酱油的生产制造）的生物酶种，如来自酵母、乳杆菌、乳酸链球菌、黑曲霉、米曲霉等属，以及非致病性菌株（如大肠杆菌、枯草杆菌），一般也认为是安全的。为保证安全，FAO/WHO在制订每种酶制剂的ADI值同时，也规定该酶制剂的来源，如只有米曲霉、黑曲霉、根霉、枯草杆菌和地衣芽孢杆菌等可作为食品加工用酶制剂的原料基础。

3.质量指标

食品工业使用的酶制剂首先必须符合食品卫生要求，再根据生产的原料、工艺过程的各种参数，包括温度、pH、底物浓度及所要得到的产品选择相宜的酶制剂。对各种酶制剂产品其自身性质和使用特点的了解非常重要。在选用酶制剂之前应查阅和掌握相关的技术信息。不仅需要通过产品的说明了解其活力特点，而且还应该借助相关的技术手册与使用标准，了解其对不同生产来源的酶制剂与相应催化特性、可能的干扰因素以及相适宜条件的要求。部分食品工业用酶制剂的主要性质和特点见表11-2。(www.xing528.com)

从表11-2中可以看出，在食品用酶制剂中占多数的是水解酶类，主要是碳水化合物酶，其次是蛋白酶和脂酶。涉及氧化还原反应的酶以及异构酶制品，相对较少。在最适宜的使用条件中，对体系酸碱度和温度的控制是最重要的两个因素。此外，一般的酶催化反应体系是含水量超过50%的水相介质。更稀的溶液有时会使反应缓慢或成本增加。

4.固化酶技术的应用与发展

在食品加工中所使用的酶制剂，基本为亲水性的，而且只能使用一次，反应结束后不易与产物分离。自20世纪60年代以来，随着酶制剂技术的发展，逐渐发展了固定化酶、含固定化酶的休止细胞和固定化增殖细胞，这些统称为固定化生物催化剂。所谓固定化，就是把水溶性的酶或含酶的细胞，用物理的、化学的方法加以处理，使之变成不溶于水的酶制剂产品。这种固定化技术的优点是：酶制剂与产物的分离很方便，有利于精制和纯化，可有效地提高产品质量。

固定化酶制剂具有一定的机械强度，可以置于专门的反应器里进行不间断地催化生产，如此运行更加便于连续化和自动化的操作和控制。传统酶制剂一般使用一次就丢弃，而经固定化后的酶制剂可以反复多次使用，使用寿命长达数月，甚至1年以上，使原料成本和生产成本降低而实现节约增效。固定化酶制剂的使用稳定性可用半衰期表示，即酶促反应产物生成量降低到起始时的一半所需的时间。