淀粉酶系偶聯(lián)固定化技術(shù)研究.pdf

1、生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，每年都需要消耗大量的生物酶制劑。淀粉酶，作為一類重要的生物催化劑，在醫(yī)藥、精細(xì)化工產(chǎn)品、糖基化學(xué)品、食品及飼料添加劑等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，其產(chǎn)量幾乎占據(jù)整個(gè)酶制劑總產(chǎn)量的50％，且需要量越來(lái)越大。然而游離淀粉酶對(duì)作用環(huán)境比較敏感，在各種物理及化學(xué)因素下易失活，并且回收較難，使用成本較高，限制了它的重新使用和高效催化，因此如何高效利用淀粉酶，成為一大研究熱點(diǎn)。固定化技術(shù)的出現(xiàn)，將淀粉酶重新利用和高效催化從理論變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)

2、。通過(guò)固定化技術(shù)制備的固定化酶，相對(duì)游離酶來(lái)說(shuō)，可呈顯出較多的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)固定化處理穩(wěn)定性有較大提高。
　　 課題基于此，對(duì)淀粉酶系的固定化展開(kāi)研究，包括制備良好的固定化載體—多孔陶瓷球、淀粉酶多酶體系的構(gòu)建、偶聯(lián)固定化條件研究、固定化體系理化性質(zhì)及穩(wěn)定性研究。所作工作如下：
　　 首先，以增鈣渣粉煤灰為原料，以適當(dāng)比例添加玻璃粉，以炭黑為成孔劑，并以羧甲基纖維素為粘結(jié)劑來(lái)制備多孔陶瓷球載體，并以α-淀粉酶為固定化測(cè)試對(duì)象

3、，對(duì)自制的陶瓷球進(jìn)行固定化性能測(cè)試。結(jié)果表明，在配料為粉煤灰(g):玻璃粉(g):炭黑(g):羧甲基纖維素(g)=19.7:65:0.3:15，且使用普通玻璃粉、燒結(jié)溫度為800℃條件下，制備出的多孔陶瓷球氣孔率達(dá)到57.8％，對(duì)生物酶展現(xiàn)出良好的固定化性能，適合作為酶固定化的新型載體。
　　 其次，對(duì)淀粉酶多酶體系進(jìn)行了構(gòu)建，分別構(gòu)建雙酶體系、三酶體系以及四酶體系，對(duì)比它們催化淀粉酶水解的效果，并最終確定如下結(jié)論：最佳多酶體系

4、酶由α-淀粉酶、β-淀粉酶、γ-淀粉酶與異淀粉酶構(gòu)成的四酶體系，且它們之間的酶活比例為為1.2:1.2:1.6:1.0。
　　 第三，以自制的多孔陶瓷球?yàn)檩d體，以構(gòu)建好的四酶體系為固定化對(duì)象，采用戊二醛作為交聯(lián)劑，對(duì)淀粉酶多酶體系進(jìn)行偶聯(lián)固定化，并對(duì)影響固定化酶活回收率的幾個(gè)關(guān)鍵因素進(jìn)行單因素和正交實(shí)驗(yàn)，以酶活回收率為觀測(cè)指標(biāo)，結(jié)果顯示，固定化溫度、固定化pH、戊二醛濃度、載體與酶的比例都對(duì)固定化酶活回收率有一定的影響，其中戊二

5、醛濃度是最關(guān)鍵的因素，溫度次之。研究探索了最佳的固定化工藝條件為：在固定化溫度為38℃、固定化pH為4.7、戊二醛濃度為2.2％、載體酶用量比為0.8:1的條件下，得到的固定化酶酶活回收率達(dá)到82.67％。
　　 最后，對(duì)固定化多酶體系的理化性質(zhì)及穩(wěn)定性進(jìn)行研究，結(jié)果顯示：固定化淀粉酶系的最適作用溫度為55℃；固定化淀粉酶系的最適作用pH為5.4；通過(guò)雙倒數(shù)法作圖，計(jì)算得到固定化淀粉酶系的Vmax=8.34mmol/L.min，