葡萄糖氧化酶-過氧化氫酶共催化生產(chǎn)葡萄糖酸鹽.pdf

1、葡萄糖酸及其鹽類衍生物被廣泛應(yīng)用于化工、食品、醫(yī)藥等行業(yè)中，是重要的化工產(chǎn)品之一。目前葡萄糖酸（鹽）的制備方式主要有化學(xué)催化法、生物發(fā)酵法和酶催化法?；瘜W(xué)催化法以重金屬為催化劑，污染大、廢水多、生產(chǎn)成本高;生物發(fā)酵法發(fā)酵周期長，副產(chǎn)物多，分離工藝復(fù)雜;酶催化法的反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)品易分離，純度高。但是游離酶催化生產(chǎn)葡萄糖酸時，游離酶只能使用1批，無法重復(fù)利用，酶的成本高，使其成為限制酶法制備葡萄糖酸的關(guān)鍵因素。本文旨在在研究游離酶催化制備

2、葡萄糖酸的基礎(chǔ)上，探究一種能降低酶成本，提高酶穩(wěn)定性和催化效果的綠色催化工藝。主要研究內(nèi)容如下:
　　1、雙酶共固定化催化合成葡萄糖酸（鹽）。分別對固定化載體的選擇、游離酶量和固定化條件進行了優(yōu)化，選擇陰離子交換樹脂D301T為載體，GOD∶CAT為5∶1(v/v)，交聯(lián)時間為2h，采用NaOH溶液對載體進行活化處理后，固定化酶的酶活提高20％。固定化酶在300 L反應(yīng)器中催化合成葡萄糖酸的轉(zhuǎn)化率為94％。通過酸堿處理實現(xiàn)載體再生

3、利用。
　　2、針對固定化酶催化反應(yīng)過程中存在的問題進行分析，嘗試采用生物交聯(lián)劑制備交聯(lián)酶提高酶的穩(wěn)定性和反應(yīng)催化效果。通過對交聯(lián)劑類型和交聯(lián)條件的優(yōu)化，得到谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶（TG酶）交聯(lián)效果最佳，交聯(lián)條件為:0.05 g TG酶，0.2 mlCAT和8.8 ml水混合之后添加0.1g明膠，然后再加入1 ml GOD，在30℃下交聯(lián)3h后，GOD（交聯(lián)酶）的活性提高30％。將交聯(lián)酶用于催化15％的葡萄糖，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率比等蛋白的游離酶的

4、轉(zhuǎn)化率高10％。通過對交聯(lián)酶和游離酶的熱穩(wěn)定性及H2O2耐受性的研究，在60℃水浴中放置36 h后，交聯(lián)酶酶活保留57.8％，而游離酶僅保留15.0％，而且交聯(lián)酶耐受過氧化氫的能力增強。
　　3、酶催化合成葡萄糖酸（鹽）反應(yīng)的調(diào)控。通過對雙酶催化合成葡萄糖酸（鹽）的反應(yīng)pH和溶氧的研究，發(fā)現(xiàn)其恒定pH為5.00左右時，葡萄糖的轉(zhuǎn)化率比不控制pH時高20％，反應(yīng)32h后，30％的葡萄糖100％完全轉(zhuǎn)化。流加過氧化氫能提高體系溶氧，加