固定化β-葡聚糖苷酶轉(zhuǎn)化三七莖葉廢棄物的研究.pdf

1、三七是我國傳統(tǒng)的中藥，為五加科人參屬多年生草本植物三七的根，主產(chǎn)于我國云南、廣西。因其與名貴藥材人參同科同屬，也是可用于保健食品的藥材。隨著其人工栽培的成功，每年都產(chǎn)生成千上萬噸的三七莖葉廢棄物，既占用了土地又污染了環(huán)境。此外，三七莖葉廢棄物傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)化方法主要是酸水解法，從原料制備到反應(yīng)的過程中均向環(huán)境中排放了大量的有機溶劑及廢酸堿，對環(huán)境造成很大程度的污染。因此，本研究采用環(huán)境友好技術(shù)——酶技術(shù)，并結(jié)合固定化技術(shù)進(jìn)行了三七莖葉廢棄物中

2、有用物質(zhì)的轉(zhuǎn)化研究。 本研究選擇PVA-硼酸法和海藻酸鈣法兩種包埋方法首次對β-葡聚糖苷酶(β-glucanase)進(jìn)行了固定化研究。在操作簡單、顆粒易成型、機械強度較好的前提下，以溫度和pH作為評價指標(biāo)，初步確定了PVA-硼酸法和海藻酸鈣法的配方。PVA-硼酸法的膠凝劑配方為：PVA:海藻酸鈉:活性炭:水=7:1.5:4:100(w/w/w/v)，交聯(lián)劑配方為：飽和硼酸+2％的氯化鈣溶液；海藻酸鈣包埋法的膠凝劑配方為：海藻酸

3、鈉:水=3：100(w/v)，交聯(lián)劑配方為：7％的CaCl<,2>溶液。 對PVA-硼酸法固定化β-葡聚糖苷酶轉(zhuǎn)化三七葉總皂苷進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)PVA-硼酸法中活性炭的有無對轉(zhuǎn)化產(chǎn)物——抗腫瘤活性成分人參皂苷Compound K(簡稱C-K)的產(chǎn)量有很大的影響，因此膠凝劑配方進(jìn)一步優(yōu)化為PVA：海藻酸鈉：水=7：1.5：100(w/w/v)。并對PVA-硼酸法反應(yīng)工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳反應(yīng)條件如下：最佳反應(yīng)時間為48h；最佳反應(yīng)溫

4、度為57℃；最佳反應(yīng)pH為pH=6～7。 對海藻酸鈣包埋法固定化β-葡聚糖苷酶轉(zhuǎn)化三七葉總皂苷進(jìn)行研究，優(yōu)化固定化參數(shù)得到：最佳包酶濃度為10％(v/v)，最佳交聯(lián)時間為4～6h，交聯(lián)劑最佳濃度為6～7％；優(yōu)化固定化反應(yīng)工藝得到：最佳反應(yīng)時間為48h，最佳反應(yīng)溫度為53℃，最佳反應(yīng)pH為pH=6，最佳底物濃度為20mg/mL。 此外，還進(jìn)一步研究了超聲、有機溶劑以及金屬離子激活劑等對固定化酶活性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：超

5、聲對固定化酶活性幾乎無促進(jìn)作用：不同濃度乙醇對海藻酸鈣法固定化酶的影響結(jié)果表明：乙醇濃度為3％左右時游離酶活性最高，當(dāng)乙醇濃度大于5％時游離酶活性隨著乙醇濃度的增加而迅速降低；而固定化酶活性則在乙醇濃度為5％左右時達(dá)到最高，高于游離酶活性最佳時的乙醇濃度(3％)，并且固定化酶活性始終比較穩(wěn)定，說明固定化酶對乙醇等有機溶劑毒性的耐受力較游離酶強。金屬離子對固定化酶活性激活作用實驗表明：Ca<'2+>離子對酶活性的激活作用最好，且始終為激活

6、劑；Mg<'2+>離子和Co<'2+>離子次之，均在低離子濃度時促進(jìn)酶活性而高離子濃度時抑制酶活性；Fe<'3+>離子對固定化酶活性不但沒有促進(jìn)作用，反而有明顯的抑制作用。其次，無論哪種離子激活劑，都是在低離子濃度時對酶活性促進(jìn)效果好：Ca<'2+>離子最佳濃度為5×10<'-3>mol/L，Mg<'2+>離子最佳濃度為5～10×10<'-3>mool/L，Co<'2+>離子最佳濃度為5～10×10<'-3>mol/L?？傊?葡聚糖