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。但游離酶存在價格昂貴、反應(yīng)后酶回收困難等問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。磁性殼聚糖微球具有易回收，表面易修飾等優(yōu)點，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)對酶負(fù)載量和游離性的影響，同時接枝化修飾也可以提高殼聚糖在水中的分散性。本文重點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為

2、載體固定化豬胰腺脂肪酶，采用響應(yīng)面試驗設(shè)計對固定化條件進(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)時間和攪拌速率對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)時間1.5h、攪拌速率500r/min時，為制備磁性殼聚糖微球的最佳工藝條件；對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，得到酰肼化時間為8h時，載酶量達(dá)到最大。
　　接著，以疊氮化磁性殼聚糖微球為載體，進(jìn)行豬胰腺脂肪酶固定化研究，采用Design Expert軟件對酶固定化進(jìn)行試驗設(shè)計，以酶濃度、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度和pH值為考察因素，以載酶量和相對酶活為響應(yīng)值，設(shè)計出四因素三水平

4、的29組試驗，并對實驗數(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，最優(yōu)的固定化條件為酶濃度4.0mg/mL，反應(yīng)時間8.4h，反應(yīng)溫度39.3℃和pH7.0，酶負(fù)載量預(yù)測值68.6mg/g。為了驗證預(yù)測結(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，三次結(jié)果平均值為64.37mg/g，與預(yù)測值接近；對相對酶活的考察中，說明該模型可用于實驗預(yù)測。以相對酶活為考察指標(biāo)時，優(yōu)化的最佳條件為酶濃度3.0mg/mL，反應(yīng)時間4