固定化酶產(chǎn)葡萄糖酸的技術(shù)研究.pdf

1、葡萄糖氧化酶是一種氧化還原酶。葡萄糖氧化酶可利用空氣中的氧氣將底物葡萄糖氧化為葡萄糖酸內(nèi)酯并生成過(guò)氧化氫，而葡萄糖酸內(nèi)酯可迅速在水溶液（或有適量?jī)?nèi)酯酶作用）中快速水解為目的產(chǎn)物葡萄糖酸或葡萄糖酸鹽。葡萄糖氧化酶在食品、藥品以及工業(yè)生產(chǎn)中均有著廣泛的應(yīng)用。但游離酶的酶學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，可操作性差，半衰期短等缺點(diǎn)在一定程度上限制了葡萄糖氧化酶的推廣。因此，固定化酶在上世紀(jì)50年代應(yīng)運(yùn)而生。所謂固定化，就是在不影響酶催化性能的前提下使用一種載體將

2、酶固定其上，使固定化酶在耐熱性、耐極端pH性以及回收利用穩(wěn)定性方面較游離酶有顯著提升。
　　本研究首先通過(guò)初篩和復(fù)篩，從實(shí)驗(yàn)室保藏的黑曲霉菌株中篩選獲得一株高產(chǎn)葡萄糖氧化酶的菌株，并以此菌株作為研究對(duì)象進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酶培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件的優(yōu)化。運(yùn)用Design-Expert8.0優(yōu)化后,葡萄糖氧化酶酶活由優(yōu)化前的116.34U/g提高到227.93 U/g，提高了95.9％，具有顯著的提高效果。對(duì)粗酶液進(jìn)一步分離純化,以備下一步與固定化

3、載體的結(jié)合。
　　本研究成功合成了一種具磁性的球形無(wú)機(jī)載體。在生物活性玻璃配方(50% SiO2，46%CaO，4% P2O5)的基礎(chǔ)上,通過(guò)添加不同量的Fe2O3替代 CaO，并以聚乙二醇(PEG-2000)為模板對(duì)其進(jìn)行改性，合成一種具一定磁響應(yīng)性的載體微球。通過(guò)掃描電子顯微鏡(TEM)、原子力顯微鏡(AFM)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)和JS94H微電泳儀對(duì)載酶前后的合成材料進(jìn)行表征。結(jié)果顯示，F(xiàn)e2O3添加量為20%

4、(即配方為50%SiO2，26%CaO，20%Fe2O3，4% P2O5)時(shí),載體酶偶聯(lián)量達(dá)到最大。在最適條件(50℃，pH6.0)下,固定化酶的表觀酶活回收率為90.3%；連續(xù)使用10次活性仍保持初始值的67.3%。
　　另外,本研究又合成了一種具環(huán)氧基的磁性球形高分子載體。選取的功能單體為本章選取的功能單體為Glycidyl methacrylate（含有功能性基團(tuán)環(huán)氧基）(以下簡(jiǎn)稱GMA),交聯(lián)劑為 N，N′-Methyle

5、nebisacrylamide(以下簡(jiǎn)稱 MBAA)，穩(wěn)定劑為Polyvinylpyrrolidone(簡(jiǎn)稱 PVP)，引發(fā)劑為2,2'- Azodiisobutyronitrile(以下簡(jiǎn)稱AIBN)，分散介質(zhì)為乙醇水溶液。并加入四氧化三鐵磁流單體,通過(guò)反相懸浮聚合成功合成了大孔Ferrofluid-GMA-MBAA共聚物載體(以下簡(jiǎn)稱FGM)。通過(guò)調(diào)節(jié)磁流體和交聯(lián)劑用量,進(jìn)行載體比表面積、孔徑和溶脹性能的測(cè)試。最佳固定化條件下，固定