生物催化劑

生物合成的具有催化作用的物質

生物催化技術是利用酶或微生物細胞或動植物細胞作為生物催化劑進行催化反應的技術。酶作為生物催化劑比化學催化劑有許多優點:酶催化反應一般在常溫、常壓和近於中性條件下進行,所以投資少、能耗少且操作安全高;生物催化劑具有極高的催化效率和反應速度,比化學催化反應的催化效率可高107~1013倍。

定義


廣義是指由生物產生用於自身新陳代謝,維持其生物的各種活動。
酶
工業用生物催化劑是遊離或固定化的酶或活細胞的總稱。它包括從生物體,主要是微生物細胞中提取出 的遊離酶或經固定化技術加工后的,以上統稱為;也包括統稱為的遊離的、以整體微生物為主的活細胞及固定化活細胞。酶催化劑用於催化某一類反應或某一類反應物(在酶反應中常稱為底物或基質),其過程則稱為;而以整個微生物用於系列的串聯反應的過程稱為。死的細胞或幹細胞製劑也具有催化作用,但其細胞已無新陳代謝能力,往往不能進行輔酶輔基(酶的組成部分)的再生,只能進行簡單的酶反應,屬於一種不純的酶催化劑。

優勢


催化劑可分為生物催化劑和與非生物催化劑。
與非生物催化劑相比,生物催化劑具有很大的優勢,能在常溫常壓下反應,反應速率快,催化作用專一,價格較低等優點,但缺點是易受熱、受某些化學物質及雜菌的破壞而失活,穩定性較差,反應時的溫度和pH範圍要求較高。用作固定化酶固定化細胞時,使用壽命一般應不少於30批或連續使用3個月,否則經濟上很難過關。
酶是生物催化劑。活的生物體利用它們來加速體內的化學反應。如果沒有酶,生物體內的許多化學反應就會進行得很慢,難以維持生命。大約在37℃的溫度中(人體的溫度),酶的工作狀態是最佳的。如果溫度高於50℃或60℃,酶就會被破壞掉而不能再發生作用。因此,利用酶來分解衣物上的污漬的生物洗滌劑,在低溫下使用最有效。
舉例:對於H2O2分解為水和氧氣的反應,活化能為74kJ/mol;若用I-催化,活化能為59kJ/mol;若用酶催化,活化能為25kJ/mol。可見生物催化劑效果之明顯。