окисление глюкозы ферментом

[ruta]

Добрый день форумчане.

Требуется обмозговывание техники получения глюконовой кислоты из глюкозы, окислением глюзооксидазой и кислородом воздуха. Надо получить на выходе раствор хотя бы 20%-ый. Проблема, как мне кажется, в том, что при окислении образуется до хрена перекиси, которая начинает окислять глюконовую кислоту и фермент, поэтому пока выход шишный. Везде в статьях тестируют иммобилизованный фермент, поэтому берут сильно разбавленный раствор глюкозы (4-5 %) и им начхать на перекись, которой тоже образуется соответственно мизер. Где-то нашла, что нужна каталаза при таких концентрациях как у меня, чтобы расщеплять перекись, не отходя от кассы. Каталазу только заказали, ещё не получили, поэтому не пробовала.

Нигде по-человечески не пишут подробную технологию, хотя методика известная. Я сама не органик и не могу прикинуть, где ещё могут быть тут подводные камни. Вот, надеюсь, на вашу помощь, наверняка кто-нибудь такое вытворял.

[Phobos]

Имхо, ферментативные синтезы больше относятся к области биохимии. Я вот за всю жизнь ни разу не сталкивался.

[ximi]

Как верно заметили ферментативные синтезы это ближе к биохимии и микробиологии .... там насколько знаю проблемы с активностью фермента. Т.е. фермент сорбируют на неком носителе а затем прогоняют раствор глюкозы.

1. Как правило уровень конверсии невысок.
2. Проблемы с разделением исходика и готового продукта.
3. Со временем фермент на носителе деградирует и его активность сильно падает.

Фермент это белок а белки штука нежная ...денатурация ..денативация и пр.
Кислород ..УФ ..перекиси ..свободные радикалы и пр. убивает активность.

Не все так просто .....

Было бы просто все бы давно перешли на ферментативные синтезы.

Допустим для получения этанола не гноили бы глюкозу-сахарозу дрожжами а пропустили бы через колонку с ферментом.

[ruta]

Имхо, ферментативные синтезы больше относятся к области биохимии. Я вот за всю жизнь ни разу не сталкивался.

Фермент покупается в виде порошочка, в реакцию так же запускается, отмеряв его количество в граммах. Если абстрагироваться, то это просто каталитическая реакция с капризным катализатором.

Этим ферментов очень широко пользуются в пищевой промышленности, где надо убрать избыточную глюкозу (производство яичного порошка, безалкогольных вин).

[ruta]

Т.е. фермент сорбируют на неком носителе а затем прогоняют раствор глюкозы.

Да, много статей с поиском на чем бы ее иммобилизовать, но и в неиммобилизованном виде ее тоже широко используют в пищевой промышленности.

Не все так просто .....

Публикаций навалом. Особенно китайских. Даже увидела, что китайцы продают технологию получения глюконата натрия из глюкозы (они же и основные мировые продавцы глюконата в мире). Значит, в принципе это возможно и экономически целесообразно.

Другое дело, что прочитав их все, я не смогла получить то, что требуется. Потому что либо там низкие концентрации, либо... что-то не договаривают. Или я делаю не так.

[ximi]

Публикаций навалом. Особенно китайских

Публикаций навалом ...только ничего из них не воспроизводится
А так да навалом конечно

Приходит девушка устраиваться на работу секретаршей. Шеф спрашивает " А
с какой скоростью вы можете печатать на машинке? "

Девушка " Ну... 1000-1200 знаков в минуту....
" Шеф: " Разве можно стакой скоростью печатать?!!
" Девушка: " Печатать-то можно, но такая фигня получается !!!! "

[ximi]

Другое дело, что прочитав их все, я не смогла получить то, что требуется. Потому что либо там низкие концентрации, либо... что-то не договаривают.

А вы думаете вам просто так возьмут и все карты раскроют ?
Забесплатно ... берите наши ноухау .....

Поймите простую штуку никто не будет раскрывать секреты коммерчески эффективных технологий.

В нашем циничном мире наживы и чистогана !

[ximi]

Даже увидела, что китайцы продают технологию получения глюконата натрия из глюкозы

Тут ключевое слово ПРОДАЮТ !
не дарят ..а именно продают готовую отлаженную технологию !

[ruta]

не дарят ..а именно продают готовую отлаженную технологию !

Мне не технология промышленного производства нужна, а в колбе раствор.

[kika]

Проблема, как мне кажется, в том, что при окислении образуется до хрена перекиси, которая начинает окислять глюконовую кислоту и фермент, поэтому пока выход шишный.

Вы в СФ смотрели информацию по этому поводу?

У меня была проблема в уксусной, которая образовывалась в избытке при разложении ацетангидрида энзимом CAL-B, а потом эта уксусная убивала энзим. Помог буффер (прибавили натриевую соль) для регулировки рН. Энзим очень чувствителен к рН.

[kika]

Требуется обмозговывание техники получения глюконовой кислоты из глюкозы, окислением глюзооксидазой и кислородом воздуха. Надо получить на выходе раствор хотя бы 20%-ый.

Попробуйте измерить рН Вашей смеси. Каждый энзим имеет свой инервал рН, при котором он может работать. У глюконовой кислоты какое значение рКа? Может, она Вам и портит рН? Значит, надо ее в соль переводить. Это так, мысли вслух, предположения.

[ximi]

У каждого фермента есть свой диапазон работы как в области температуры это как правило от 25 до 38С (но у разных ферментов они разные) и область pH (и она довольно узкая). Поэтому применяют буферные растворы (как правило фосфатные буферы).
Часть ферментов это метало протеины и для их активации нужны микродозы солей металлов.
Для каждого фермента свой. Это может быть цинк ...магний ...железо и пр.

[Phobos]

Проблема в том, что в отличие от химической реакции с известными реагентами, закономерностями и правилами в реакции ферментативной мы не можем заглянуть внутрь фермента и понять, что там не так с селективностью или конверсией. Это черный ящик со входом и выходом, у химика-органика обычно нет представления и понимания таких процессов.

[ruta]

Вы в СФ смотрели информацию по этому поводу?
У меня была проблема в уксусной, которая образовывалась в избытке при разложении ацетангидрида энзимом CAL-B, а потом эта уксусная убивала энзим. Помог буффер (прибавили натриевую соль) для регулировки рН. Энзим очень чувствителен к рН.

Я про это вычитала в каком-то из обзоров, что перекись начинает окислять сам фермент, и тому приходит кирдык. рН контролирую - об этом написано в сопроводиловке к ферменту, да и во всех методиках, которые я вычитывала (там или буер брали, или периодически соду добавляли).

[ruta]

У глюкооксидазы кофактор (т.е. органический активный центр) флавинадениндинуклеотид (ФАД). Но встречала упоминание, что добавление небольшого количества глюконата кальция положительно влияет на скорость и выход.

[Nickolas]

Энзим очень чувствителен к рН.

А к уксусному ангидриду (в буфере) он оказался не чувствителен?

[kika]

У глюкооксидазы кофактор (т.е. органический активный центр) флавинадениндинуклеотид (ФАД). Но встречала упоминание, что добавление небольшого количества глюконата кальция положительно влияет на скорость и выход.

.

[kika]

А к уксусному ангидриду (в буфере) он оказался не чувствителен?

Вы об энзиме?
Такой быстрой реакции, как энзим раскладывает уксусный ангидрид на "косточки" (УК и НУК), я в жизни не видела!
Но образовавшаяся УК, достигая своего определенного процента, останавливает действие энзима.
Вот тогда помогает подсыпать немного ацетата, который понижает рН, и реакция продолжается.
С уксусным ангидридом энзим начинает работать не в буфере, и не в водной среде у меня было дело.
Мне от работы энзима нужна была только НУК в неводной среде, а она образовывалась мгновенно.

[kika]

Проблема в том, что в отличие от химической реакции с известными реагентами, закономерностями и правилами в реакции ферментативной мы не можем заглянуть внутрь фермента и понять, что там не так с селективностью или конверсией. Это черный ящик со входом и выходом, у химика-органика обычно нет представления и понимания таких процессов.

В принципе согласна!
Поэтому когда стоит выбор синтез или ферментативная реакция, лучше, конечно, первое.

Надо получить на выходе раствор хотя бы 20%-ый.
... Вот, надеюсь, на вашу помощь, наверняка кто-нибудь такое вытворял.

Посмотрела, оказывается глюконовая кислота сильнее уксусной (по pKa это 3.72 против 4.75),
а Вам надо 20%-ный раствор кислоты! У меня энзим прекращал работу при концентрации уксусной около 10%.
Вот еще ссылки, там вроде неплохие выходы.

А можно вопрос? Вам обязательно ферментативный способ нужен?
Целлюлоза с похожей формулой, как глюкоза, замечательно окисляется в окисленную целлюлозу с NaOCl, например.

[ximi]

. Надо получить на выходе раствор хотя бы 20%-ый.

А с чего вы решили что это возможно даже в теории ?

К примеру дрожжи перестают работать при 12% этанола +-

Далеко не факт что ваш фермент будет работать при 20% растворе вашей глюконовой кислоты .... как с точки зрения pH так и с точки зрения субстрата. Избыток этой кислоты может угнетать фермент ....