Imobilisasi enzim melibatkan pengekangan molekul enzim pada pendukung padat atau matriks sambil mempertahankan aktivitas katalitiknya. Enzim yang diimobilisasi menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan enzim bebas dalam pengolahan makanan industri: enzim dapat diperoleh kembali dan digunakan kembali berkali-kali, memungkinkan pemrosesan berkelanjutan dan pengurangan biaya yang signifikan; mereka sering kali menunjukkan peningkatan stabilitas termal dan operasional; pemisahan produk disederhanakan karena enzim tertahan di dalam reaktor; dan produk akhir tidak mengandung sisa enzim, sehingga menghilangkan kebutuhan akan langkah inaktivasi termal yang dapat merusak kualitas produk.
Metode imobilisasi diklasifikasikan menjadi pendekatan fisik dan kimia. Metode fisik meliputi adsorpsi, dimana enzim berikatan dengan bahan pendukung melalui interaksi hidrofobik, gaya van der Waals, atau interaksi elektrostatik, dan penjebakan, dimana enzim secara fisik tertutup dalam matriks polimer seperti gel alginat atau poliakrilamida atau dienkapsulasi dalam membran semipermeabel. Metode kimia melibatkan pengikatan kovalen melalui gugus fungsi pada permukaan enzim (biasanya gugus amino, karboksil, atau tiol) ke pendukung teraktivasi, atau ikatan silang menggunakan reagen bifungsional seperti glutaraldehid untuk membuat agregat enzim ikatan silang (CLEA).
Bahan pendukung untuk imobilisasi enzim harus inert, stabil dalam kondisi pemrosesan, kuat secara mekanis, dan tersedia dengan harga terjangkau. Polimer alami termasuk alginat (kalsium alginat manik-manik), kitosan, agarosa, dan karagenan. Polimer sintetik termasuk resin poliakrilamida, poliuretan, dan polimetakrilat. Pendukung anorganik termasuk silika, zeolit, dan nanopartikel magnetik. Pilihan bahan pendukung bergantung pada enzim, kondisi reaksi, dan konfigurasi reaktor. Nanopartikel magnetik menawarkan keuntungan tambahan berupa pemulihan yang mudah menggunakan medan magnet eksternal, sehingga menghilangkan kebutuhan akan sentrifugasi atau filtrasi.
Aplikasi industri utama dari enzim amobilisasi mencakup isomerase glukosa untuk produksi berkelanjutan sirup jagung fruktosa tinggi dari glukosa, yang merupakan proses enzim berskala terbesar dalam industri makanan; laktase imobilisasi (beta-galaktosidase) untuk hidrolisis laktosa dalam susu dan whey untuk menghasilkan produk susu bebas laktosa; lipase yang diimobilisasi untuk produksi lipid terstruktur, ester rasa, dan lemak bebas trans; dan invertase yang diimobilisasi untuk produksi gula invert yang berkelanjutan. Jenis reaktor termasuk reaktor unggun padat untuk aliran substrat melalui kolom enzim yang diimobilisasi, reaktor unggun terfluidisasi untuk meningkatkan perpindahan massa, dan reaktor membran yang menggabungkan retensi enzim dengan pemisahan produk. Imobilisasi meningkatkan kegunaan enzim industri dan dapat dikombinasikan dengan rekayasa enzim untuk kinerja yang optimal. Aplikasinya mencakup produksi sirup glukosa berkelanjutan yang digunakan dalam pembakaran dan pembuatan bir.
