Fe3O4磁性殼聚糖微球固定化脂肪酶研究.pdf

1、脂肪酶是一種重要的生物催化劑，可催化水解、酯交換等多種化學(xué)反應(yīng)，應(yīng)用十分廣泛。但游離酶存在價(jià)格昂貴、反應(yīng)后酶回收困難等問(wèn)題制約著脂肪酶的工業(yè)化應(yīng)用。于是酶的固定化研究成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。磁性殼聚糖微球具有易回收，表面易修飾等優(yōu)點(diǎn)，在固定化酶的研究中應(yīng)用十分普遍。采用接枝化的方法能夠減少空間位阻效應(yīng)對(duì)酶負(fù)載量和游離性的影響，同時(shí)接枝化修飾也可以提高殼聚糖在水中的分散性。本文重點(diǎn)研究了疊氮化的磁性殼聚糖微球載體的制備，并以磁性殼聚糖微球?yàn)?/p>

2、載體固定化豬胰腺脂肪酶，采用響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)固定化條件進(jìn)行優(yōu)化，旨在為脂肪酶的工業(yè)化應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。
　　首先，制備以Fe3O4和殼聚糖為基質(zhì)的磁性殼聚糖微球，考察殼聚糖與Fe3O4質(zhì)量比、戊二醛用量、反應(yīng)時(shí)間和攪拌速率對(duì)磁性殼聚糖微球的粒徑的影響。結(jié)果表明：Fe3O4與殼聚糖質(zhì)量比為1:1.5、戊二醛用量1mL、反應(yīng)時(shí)間1.5h、攪拌速率500r/min時(shí)，為制備磁性殼聚糖微球的最佳工藝條件；對(duì)制備出的磁性微球進(jìn)行接枝，優(yōu)化得

3、到接枝率最大時(shí)的反應(yīng)條件為丁二酸酐加入量0.6g，4-二甲基氨基吡啶加入量0.5g，反應(yīng)時(shí)間8h。最后，將接枝后的磁性殼聚糖微球進(jìn)行疊氮化，并以載酶量為依據(jù)考察酰肼化條件，得到酰肼化時(shí)間為8h時(shí)，載酶量達(dá)到最大。
　　接著，以疊氮化磁性殼聚糖微球?yàn)檩d體，進(jìn)行豬胰腺脂肪酶固定化研究，采用Design Expert軟件對(duì)酶固定化進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以酶濃度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度和pH值為考察因素，以載酶量和相對(duì)酶活為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)出四因素三水平

4、的29組試驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出最優(yōu)固定化條件。結(jié)果表明：以載酶量為考察指標(biāo)時(shí)，最優(yōu)的固定化條件為酶濃度4.0mg/mL，反應(yīng)時(shí)間8.4h，反應(yīng)溫度39.3℃和pH7.0，酶負(fù)載量預(yù)測(cè)值68.6mg/g。為了驗(yàn)證預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，在最佳條件下進(jìn)行酶固定化重復(fù)試驗(yàn)，三次結(jié)果平均值為64.37mg/g，與預(yù)測(cè)值接近；對(duì)相對(duì)酶活的考察中，說(shuō)明該模型可用于實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)。以相對(duì)酶活為考察指標(biāo)時(shí)，優(yōu)化的最佳條件為酶濃度3.0mg/mL，反應(yīng)時(shí)間4