Question

葡萄糖异构酶经固定化后，可用于工业化生产高果糖浆。请回答下列问题。

（1）戊二醛是一种交联剂，能与葡萄糖异构酶通过化学键交联。将酶液、 戊二醛溶液先后加入到海藻酸钠溶液中搅拌均匀， 用注射器将混合液注入到_______溶液中可得到凝胶珠粒，此过程所用的固化酶方法为 ______________________________________。

（2）海藻酸钠的浓度影响会到凝胶珠粒的形状，若珠粒呈“蝌蚪”状，有明显的拖尾现象，说明_________，此珠粒中固化酶活力较低，原因是 ______________。

（3）1个葡萄糖异构酶活力单位常定义为每分钟产生 1μmol_________所需的酶量。下图是温度对葡萄糖异构酶的固化酶和游离酶活力的影响曲线，该曲线表明______________。

（4） 在用葡萄糖异构酶凝胶反应柱生产高果糖浆时，若糖液在1次流经反应柱后果糖的浓度低于产品标准，对此你提出的改进方案是____________（答出2点）。

Answer

CaCl2 CaCl2包埋法、 化学结合法 海藻酸钠浓度过高 （交联后的）葡萄糖异构酶易从海藻酸钠中漏出 果糖 固化酶和游离酶的最适温度相同； 低于或高于最适温度时， 固化酶的酶活力高于游离酶 增加葡萄糖异构酶凝胶的装载量（或凝胶柱高）； 降低糖液流速；将流出液再次加入反应柱；更换直径较细的柱筒等

【解析】

固定化酶（固定化细胞）技术是指将酶或细胞固定于载体上，便于与反应物分离，并能重复使用的技术，固定化酶一般采用化学结合法，固定化细胞多采用包埋法、物理吸附法，如用海藻酸钠进行包埋。固定化酶固定的是一种具体的酶，不能催化一系列化学反应；与直接使用酶相比，固定化酶使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以被反复利用。

（1）戊二醛是一种交联剂，能与葡萄糖异构酶通过化学键交联。将酶液、戊二醛溶液先后加入到海藻酸钠溶液中搅拌均匀，用注射器将混合液注入到CaCl2溶液中可得到凝胶珠粒，此过程所用的固定化酶方法为CaCl2包埋法、化学结合法。
（2）海藻酸钠的浓度影响会到凝胶珠粒的形状，若珠粒呈“蝌蚪”状，有明显的拖尾现象，说明海藻酸钠的浓度过高。此珠粒中活化酶活力较低的原因是：交联后的葡萄糖异构酶易从海藻酸钠中漏出，影响酶与底物的结合。此种固定化酶技术具有的优点是酶可以回收，能进行反复利用；节约成本；酶与产物分离等。
（3）高果糖浆生产需要的酶是葡萄糖异构酶，1个葡萄糖异构酶活力单位常定义为每分钟产生1μmol果糖所需的酶量。通过分析温度对相对酶活力影响的曲线图可知，固化酶和游离酶的最适温度相同，均对应横坐标上同一点，低于或高于最适温度时，固化酶的酶活力都高于游离酶。
（4）固定化酶与游离酶的酶促反应相比，固定化酶的不足之处是与底物接触面积减小；产物不易扩散；单位时间内反应速率相对低或酶的活力降低等。改进方案主要有增加葡萄糖异构酶的装载量；降低糖液流速；将流出液再次加入反应柱；更换直径更细的柱筒等。