纖維素酶的固定化及其應用.pdf

1、纖維素酶不只是一種酶體系，是降解纖維素的多組分酶系的總稱，在紡織、發(fā)酵、釀酒、食品、新能源等領域已被廣泛應用。由于纖維素酶易失活、難回收，成本較高，故對酶進行固定化能增強酶的穩(wěn)定性，實現(xiàn)酶的回收和重復利用。本文主要研究了固定化載體的選擇與制備、固定化纖維素酶的制備與優(yōu)化、固定化酶性質表征及其應用等方面。在研究過程中，以固定化收率和效率為指標，探討了反應時間、反應溫度、反應pH、酶載量、離子濃度等因素對固定化過程的影響;比較了游離纖維素酶

2、和固定化纖維素酶的最適溫度、最適pH、熱穩(wěn)定性、米氏常數(shù)等方面，研究了固定化纖維素酶的重復利用性，全面的概括研究了固定化纖維素酶的相關酶學性質。
　　第二章制備了以纖維素酶為模板的分子印跡磁性納米材料Fe3O4@SiO2，通過物理吸附的方法固定化纖維素酶。通過此方法，固定化酶的最適溫度(60℃)比游離酶的最適溫度(50℃)提高了10℃，熱穩(wěn)定性增強;固定化酶的半衰期(777 min)是游離酶半衰期(223 min)的3.3倍。另一

3、方面，研究了分子印跡法對于纖維素酶特異性吸附的影響，結果表明，纖維素酶分子印跡的磁性納米載體對纖維素酶的吸附具有較強的特異性，不僅操作簡單，而且很好的一步完成了纖維素酶的純化與固定化。
　　第三章制備了功能化氧化石墨烯載體，以Hummers法制備氧化石墨烯，β-硫酸酯乙砜基苯胺(SESA)為活化劑，制備ABSE-GO，再進行重氮化，以共價耦合法快速制備固定化纖維素酶。經過固定化過程優(yōu)化，固定化最優(yōu)時間為10min，實現(xiàn)了纖維素酶的

4、快速固定化，大大縮短了固定化時間，為開發(fā)固定化酶的新工藝提供了實驗依據(jù)。同時，固定化酶在50℃半衰期(533 min)約為游離酶半衰期（89 min）的6倍，大大提高了酶的熱穩(wěn)定性;固定化酶在pH3.0-4.0的耐酸性也得到了很大的增強，對底物的親和力更好，具有很好的催化性能。
　　第四章制備了磁性Fe3O4@SiO2-GO復合載體，以碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)和羥基丁二酰亞胺(NHS)為催化劑，將磁性材料與氧化石墨烯共價結合，以戊

5、二醛為交聯(lián)劑，共價交聯(lián)法固定化纖維素酶。固定化收率與效率均可高達90％;在50℃，固定化酶的半衰期(722 min)是游離酶半衰期(216 min)的3.34倍，熱穩(wěn)定性顯著增強;固定化之后，固定化酶的最適溫度與游離酶相同，均為50℃，而最適pH從5.0偏移到4.0，表明固定化酶對酸性介質的耐受性增強。該復合材料實現(xiàn)了材料的磁性響應，有利于固定化酶的回收與利用。
　　第五章研究了三種不同固定化酶對不同底物的水解性能，結果表明上述三