Ем возможно разрушение довольно мягких частиц геля. Оригинальна кон-
струкция биореактора «корзиночного» типа, в котором для предотвраще-
Ния разрушения гранул перемешивание осуществляется за счет вращаю-
щейся проволочной «корзины», в ячейках которой иммобилизованы гра-
нулы с включенным ферментом. В данном варианте реализованы два типа
иммобилизации: полимерные гранулы с включенными молекулами фер-
Мента сами иммобилизованы в ячейках проволочной сетки. Применяются
Также биореакторы периодического действия, без протока, в которых
Фермент, включенный в гель в виде монолитного блока, заполняет весь
Объем аппарата. В толще геля в процессе иммобилизации и формирования
Монолита или после завершения этого процесса для осуществления газо- и
Массообмена формируют вертикальные каналы.
Эра биореакторов для иммобилизованных биокатализаторов только
Начинается; их конструкции непрерывно совершенствуются применитель-
Но к различным биотехнологическим процессам, реализуемым на их базе.
Эти процессы относятся к сфере органического синтеза и медицины, кон-
Версии растительного сырья и преобразования энергии, производства пи-
Щевых веществ и напитков.
Иммобилизованные ферменты
В пищевой промышленности
В истории пищевой технологии, насчитывающей тысячелетия, иммо-
Билизованные биокаталитические системы (ферменты, клетки) за послед-
ние 20–25 лет вписали совершенно новые страницы, обозначив принципи-
Альные сдвиги в области самих технологий и в улучшении качества пище-
Клапан
Выхода
Газообразных
Продуктов
Клапан выхода
Газообразных
Продуктов
Сетка
А Б В
Рис. 3.3. Типы реакторов с иммобилизованными катализаторами (по Дж. Вудворду, 1988).
А – реактор колоночного типа, Б – Реактор с перемешиванием,
В – модифицированный реактор колоночного типа.
Вых продуктов. Все большее применение в развитых странах находят био-
Технологических процессы получения глюкозо-фруктозных сиропов, оп-
Тически активных L-аминокислот из рацемических смесей, диетического
Безлактозного молока, сахаров из молочной сыворотки, синтеза L-
Аспарагиновой и L-яблочной кислот из фумаровой кислоты.
Получение глюкозо-фруктозных сиропов, важный с точки зрения дието-
Логии процесс, впервые был реализован в промышленности в 1973 г. амери-
канской компанией «Клинтон Корн». В настоящее время это самый круп-
Ный промышленный процесс на основе иммобилизованных ферментов.
Фруктоза по сравнению с глюкозой, обладая более приятным вкусом,
на 60–70 % слаще, то есть ее потребляется меньше обычного сахара,
Кроме того, метаболизм фруктозы в организме человека не связан с пре-
Вращением инсулина, она менее вредна для зубов и т.д. Технологии по-
Лучения глюкозо-фруктозных сиропов за короткий срок были разрабо-
Таны и освоены в промышленных масштабах многими западными стра-
Нами. В 1980 г. их выпуск составил 3.7 млн. тонн. Продукт с товарным
названием «изоглюкоза» поступает на рынок в виде сиропов, содержа-
щих глюкозу и фруктозу в соотношении, близком к 1:1; с использовани-
ем разделительных процессов типа жидкой хроматографии содержание
фруктозы может быть повышено до 90 %.
Биохимическая сущность процесса сводится к превращению (изоме-
Ризации) глюкозы, предварительно полученной в результате гидролиза
Кукурузного или картофельного крахмала, во фруктозу под воздействием
Иммобилизованной глюкозоизомеразы. Реакция протекает в одну стадию
До тех пор, пока в реакционной смеси соотношение глюкозы и фруктозы
Практически не уравняется. Конечным продуктом может быть данный
раствор; фруктоза может быть отделена из раствора, а глюкоза – подверг-
Нута дальнейшей изомеризации. Процесс протекает непрерывно в реакци-
онных колоннах высотой 5 м, заполненных слоем катализатора – иммоби-
Лизованного фермента в виде полимерных гранул, полых волокон, кусоч-