固定化植酸酶反應微球制備及催化性能研究.pdf

1、飼料作物中“磷”元素主要以植酸鹽為貯藏形式，但由于單胃動物不能有效吸收植酸磷，使植酸鹽隨畜禽糞污直接釋放進入環(huán)境介質，形成重要的農(nóng)業(yè)“磷”污染負荷。
　　近年來研究發(fā)現(xiàn)植酸酶能夠特異性催化植酸鹽水解為可吸收的無機磷，應用自由植酸酶改善畜禽養(yǎng)殖業(yè)“磷”污染問題逐漸受到廣泛關注。因此，本文進一步結合固定化酶技術，通過調控制備固定化植酸酶反應微球以有序優(yōu)化酶穩(wěn)定性及催化性能，以期遵循“綠色可持續(xù)化”原則，溯源性減量化農(nóng)業(yè)“磷”污染，具有

2、明確的科學意義及實際應用前景。主要圍繞以下幾方面展開：
　?。?）改性海藻酸鈉-植酸酶-二氧化硅復合反應微球構建及其催化性能考察：結合掃描電鏡、X-射線衍射、熱重及壓汞等表征手段表明，相應反應微球依據(jù)交聯(lián)多糖分子軟模板，通過硅化反應構建穩(wěn)定的大孔、介孔多維微觀孔道結構，引入均勻分布的鐵親和活性位點，以高效固載植酸酶分子。面向自由植酸酶瓶頸問題，固定化酶熱穩(wěn)定性、抗蛋白酶水解能力、pH適應性和重復利用性能均得到明顯改善，反應微球重復

3、利用8次后仍保留有94％的初始酶活（182.5 U mg-1）。
　?。?）基于不同骨架結構的納米沸石晶粒的固定化植酸酶反應基質及其催化效能：通過吸附法研究了四種骨架結構（MFI、BEA、MOR及 LTA）納米沸石對于植酸酶的固定化效果，優(yōu)化得到固定化最佳介質pH為4.5，固定化均符合擬二級動力學模型?；诹姿峄竽c桿菌植酸酶，向沸石陽離子交換位中引入Fe3+及Ga3+離子，有效提高酶固定化量及穩(wěn)定性。疏水型 Beta及 ZSM-

4、5沸石表現(xiàn)出對植酸酶更優(yōu)越的固定化效果，通過Langmuir模型擬合得到Ga-ZSM-5沸石酶固定化量最高達1.54 mg mg-1。
　?。?）應用天然硅鋁酸鹽及廢棄石油催化裂化（FCC）催化劑固定化植酸酶改善生物有機肥“磷”利用度：系統(tǒng)考察了蒙脫石及斜發(fā)沸石和兩種FCC催化劑材料對于植酸酶的固定化效果，相應固定化酶復合添加劑可作為微型反應器催化分解畜禽排泄物體系中的植酸鹽，其效能是自由酶的1.2-1.8倍，重復使用8次平均酶活