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:

2O2 —> 2Н2O + O2

В присутствии каталазы эта реакция протекает очень быстро [vmах0= 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.