絲瓜絡(luò)載體固定木瓜蛋白酶.pdf

1、固定化酶與游離酶相比,具有下列優(yōu)點:固定化酶容易與底物、產(chǎn)物分開;能夠較長時間內(nèi)進行裝柱連續(xù)反應和反復分批反應;通常情況下,可以提高酶的穩(wěn)定性;能夠嚴格控制酶的反應過程;酶沒有在產(chǎn)物溶液中殘留,提純工藝得到簡化;比起游離酶更加適合多酶反應;產(chǎn)物的收率得到極大的提高;酶使用效率的提高使生產(chǎn)成本降低。酶的固定化方法通?？梢苑譃槿箢?即非化學結(jié)合法,化學結(jié)合法和包埋法。而非化學結(jié)合法包括結(jié)晶法,分散法,物理吸附法和離子結(jié)合法等;化學結(jié)合法則

2、包括共價結(jié)合法,交聯(lián)法;包埋法可分為網(wǎng)絡(luò)型和微囊型兩種類型。其中利用共價結(jié)合法制備的固定化酶有以下優(yōu)勢:酶與載體的緊密結(jié)合,使酶不易從載體上流失或分離;酶在載體表面局部結(jié)合讓固定化酶可以與底物充分接觸;因為酶和載體材料之間強有力的相互作用,所以酶的穩(wěn)定性增加。
　　纖維素是自然界中存在數(shù)量最多的大分子化合物之一,是由β-1,4連接的 D-葡萄糖基組成的直鏈分子,具有來源豐富、價格低廉、易改性、生化性質(zhì)穩(wěn)定、有一定的強度等優(yōu)點,可應

3、用于固定化酶載體。而其織物狀形態(tài)不僅能為酶的固定化提供足夠的比表面積,與傳統(tǒng)的顆?；蚍垠w載體相比,其固定化酶更易于與產(chǎn)物分離。絲瓜絡(luò)是葫蘆科植物的成熟果實的硬質(zhì)纖維管束網(wǎng)絡(luò),主要由纖維素、半纖維素及木素組成。絲瓜絡(luò)已被用于各種生物細胞的固定,但將其用于酶的固定化,到目前為止還很少這樣的報道。
　　木瓜蛋白酶又稱木瓜酶,是有由212個氨基酸組成的單鏈蛋白質(zhì),相對分子質(zhì)量為23406的含巰基肽鏈的內(nèi)切酶,具有蛋白酶和酯酶的活性,有較廣

4、泛的特異性,對動植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有較強的水解能力,同時,還具有合成功能,能把蛋白水解物合成為類蛋白質(zhì)。因此木瓜蛋白酶作為一種重要的生化試劑,在各個行業(yè)上有廣泛的應用。
　　在本文中,通過氧化劑高碘酸鈉把堿活化后的絲瓜絡(luò)纖維素分子上 C2和 C3位置的羥基碳氧化成醛基,生成含有醛基的雙醛基氧化纖維素。食品工業(yè)中重要的生物催化劑木瓜蛋白酶,與絲瓜絡(luò)上氧化后形成的醛基發(fā)生西夫堿反應,可獲得絲瓜絡(luò)固定化木瓜蛋白酶。堿溶法測定絲瓜

5、絡(luò)上醛基的生成量和傅里葉變換紅外光譜的分析可以驗證高碘酸鈉氧化絲瓜絡(luò)的結(jié)果;用正交試驗選出氧化和固定的最優(yōu)條件及研究了固定化木瓜蛋白酶的酶學性質(zhì)和穩(wěn)定性,并與游離酶進行了比較。通過正交試驗選出使醛基含量較高時的最優(yōu)反應條件:絲瓜絡(luò)0.5 g,反應時間4.5 h,反應溫度40℃,高碘酸鈉濃度4.5％。而固定化后酶活較高時的最優(yōu)反應條件:反應時間6 h,給酶濃度1.0 mg/mL,氧化絲瓜絡(luò)給量0.2 g,酶的給量7 mL。而在最優(yōu)的氧化與

6、固定化條件下,固定化木瓜蛋白酶的最大活力為42.6 U/g載體;固定化木瓜蛋白酶在50℃,pH7.5的條件下表現(xiàn)為最大的活力,而游離木瓜蛋白酶則在40℃,pH7.0的條件下表現(xiàn)為最大的活力;固定化木瓜蛋白酶的米氏常數(shù)為7.90×10-3 mol/L,而游離酶則為7.74×10-3 mol/L;在4℃條件下放置21 d后,固定化酶的剩余活力仍保持在70%;操作八批次后,酶活保留60.6%。跟游離酶相比,固定化木瓜蛋白酶表現(xiàn)出的 pH穩(wěn)定性

7、、熱穩(wěn)定性、貯存穩(wěn)定性和可重復利用性都有了較大的改善。在最優(yōu)的固定化條件下制得的固定化木瓜蛋白酶改良啤酒的品質(zhì),分別研究了黃啤和黑啤的蛋白質(zhì)降解效果。固定化木瓜蛋白酶處理黃啤和黑啤之后,黃啤混濁度降低了0.13個單位,蛋白質(zhì)含量下降21.3%;黑啤混濁度降低了0.05個單位,蛋白質(zhì)含量下降了9.9%。這與其它類似應用的對比表明,啤酒的混濁度下降比較明顯。
　　本實驗的研究說明了氧化絲瓜絡(luò)材料是木瓜蛋白酶固定化的良好載體,研究其對黃