Gepubliceerd op 01-12-2020

geïmmobiliseerde enzymen

betekenis & definitie

enzymen die op chemische of fysische wijze aan een vaste drager zijn gehecht of achter of in een semi-permeabel membraan zijn opgesloten, waardoor hun beweeglijkheid sterk beperkt is. Immobilisatietechnieken die voor enzymen kunnen worden toegepast zijn: adsorptie van het enzym aan een drager (fysisch), adsorptie en cross-linking (fysisch en chemisch), covalente binding aan een drager (chemisch), opsluiting in een membraan (fysisch) en copolymerisatie (chemisch).

Het aantal immobilisatietechnieken voor enzymen is in de jaren zeventig sterk toegenomen. Men zag hierin mogelijkheden om te komen tot hergebruik van de enzymen en tot vereenvoudiging van de scheiding van het produkt en de enzymen, waardoor de produktiekosten konden worden verminderd. Een nadeel van enzymimmobilisatie is de lagere activiteit, veroorzaakt door de verminderde bereikbaarheid van het geïmmobiliseerde enzym voor de om te zetten moleculen. Hierdoor is enzymimmobilisatie alleen economisch interessant bij processen waarin relatief kleine moleculen worden omgezet en waarbij of het verbruikte enzym (als geen hergebruik wordt toegepast) en/of de zuivering van het eindprodukt tot hoge kosten zou leiden.

Bijkomende voordelen van enzymimmobilisatie zijn de veelal sterk verbeterde stabiliteit (ook bij hogere temperatuur), de veelal afgenomen gevoeligheid voor een lage zuurgraad alsmede voor de aanwezigheid van inactiverende substanties (b.v. chemische oplosmiddelen). Ook de mogelijkheid om andere reactortypes toe te passen in plaats van de bij vrije enzymen gebruikelijke goed geroerde tanks (de zgn. bioreactor of fermentor), kan een voordeel zijn.

Een belangrijk proces waarbij van geïmmobiliseerde enzymen gebruik wordt gemaakt, is het HFCS-proces (high fructose corn syrup). Hierbij wordt glucosestroop verkregen uit de zure of enzymatische hydrolyse van maïszetmeel, d.m.v. geïmmobiliseerde glucose-isomerase, omgezet in een 40-50 % fructosehoudende stroop. Deze heeft dezelfde zoetkracht als saccharose, maar een lagere kostprijs en wordt daarom steeds meer toegepast. In WestEuropa (EG) wordt de kostprijs om politieke redenen d.m.v. heffingen hoog gehouden en is dit proces daardoor niet economisch.