一種微生物溶菌酶的特性及其微膠囊化工藝研究.pdf

1、微生物溶菌酶區(qū)別于目前廣泛應(yīng)用于商品的蛋清溶菌酶,它是由微生物分泌產(chǎn)生的,是具有溶解細(xì)菌細(xì)胞壁活性的堿性蛋白質(zhì),除了具有蛋清溶菌酶的優(yōu)點外,其有著更為廣泛的抑菌譜及更強的抑菌效果,因此正逐步受到研究者的重視,在食品、化工、醫(yī)療等領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
　　本課題從一種微生物溶菌酶的性質(zhì)入手,研究將其微膠囊化的工藝條件,以開發(fā)出一種微生物溶菌酶微膠囊制品,為解決微生物溶菌酶在應(yīng)用過程中穩(wěn)定性不足等問題,及在飼料應(yīng)用中實現(xiàn)動物腸

2、胃中靶向緩釋的目的。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)微生物溶菌酶酶學(xué)性質(zhì)及抑菌特性研究
　　通過溶菌酶試劑盒對微生物溶菌酶某些酶學(xué)性質(zhì)進行了研究,并采用抑菌圈法分析了對某些革蘭氏陽性菌(G+)、革蘭氏陰性菌(G-)及真菌的抑菌特性。結(jié)果表明微生物溶菌酶的最適pH值約為7.0;最適溫度為40℃;溫度在40～70℃之間,其濕熱穩(wěn)定性較高;pH在2.5~6.0的范圍中顯示出較好的耐酸性,而堿性處理對酶活有抑制作用;微生物溶

3、菌酶對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、酵母菌均有抑菌作用,表現(xiàn)出較廣的抑菌譜和較強的抑菌力。Cu2+、檸檬酸、硼酸、吐溫80、糊精、果膠、刺槐豆膠對微生物溶菌酶活性有促進作用,Zn2+、Mn2+、黃原膠對其酶活有抑制作用;4℃保存條件下,微生物溶菌酶溶液可保存60天以上;在25℃保存條件下,濃度大于0.4mg/mL的微生物溶菌酶溶液可保存2周左右。
　　(2)微生物溶菌酶微膠囊壁材及制備工藝研究
　　利用銳孔-凝固浴法包被微生物

4、溶菌酶,首先探討了單一海藻酸鈉為壁材制備微膠囊的最佳工藝參數(shù),其后比較了添加與不添加輔助壁材卡拉膠或殼聚糖,在此結(jié)論的基礎(chǔ)上,利用一步法與二步法靜電絡(luò)合殼聚糖制得的微膠囊的強度性能、載酶量和酶活包埋率。結(jié)果確定最佳工藝參數(shù)為:海藻酸鈉濃度2.0％;微生物溶菌酶濃度0.2%;氯化鈣濃度2.0%;固定化時間1h。另外,添加輔助壁材卡拉膠或殼聚糖均有利于增加微膠囊的機械強度及載酶量,然而添加卡拉膠與不添加卡拉膠制得的微膠囊抑菌效果無明顯差異。

5、而殼聚糖一步法酶活包埋率最高,兩步法最低。
　　(3)響應(yīng)面分析法優(yōu)化微生物溶菌酶微膠囊制備工藝
　　以海藻酸鈉、殼聚糖為壁材,在單因素實驗的基礎(chǔ)上,采用響應(yīng)面法的中心組合對微生物溶菌酶微膠囊制備工藝進行了優(yōu)化。選取7種因素進行Plackett-Burman篩選,得出海藻酸鈉濃度、殼聚糖濃度及醋酸濃度是影響包埋率的三個主要因素。然后進一步進行最陡爬坡實驗逼近中心區(qū)域。最后,通過Box-Behnken中心組合實驗建立回歸方程,

6、獲得各因素的最佳水平,即濃度取值分別為:海藻酸鈉2.00%、殼聚糖0.35%、醋酸0.33%,在此工藝條件下,微生物溶菌酶微膠囊包埋率94.64%,實際測得的包埋率為92.10%,與理論預(yù)測值基本一致。(4)微生物溶菌酶微膠囊釋放性及穩(wěn)定性研究
　　研究了優(yōu)化條件下制備的微生物溶菌酶微膠囊在不同 pH值緩沖液及模擬胃腸液中的釋放特性及其對干熱、濕熱、耐酸堿的穩(wěn)定性。結(jié)果可知微膠囊在pH8.0的PBS緩沖液中釋放率最高,釋放率在6小

7、時后趨于穩(wěn)定;在模擬胃液環(huán)境中2h釋放率很低,在模擬腸液環(huán)境中3小時后微生物溶菌酶釋放趨于徹底;微膠囊分別在70℃、85℃、100℃環(huán)境下干熱處理60min,其包埋的微生物溶菌酶酶活基本無損失,表明干熱穩(wěn)定性較好;而70℃、85℃、100℃環(huán)境下濕熱處理5min,酶活保留率在81.82%以上,但會隨著處理時間的延長而降低,另外,濕熱溫度越高,酶活下降越快。微生物溶菌酶微膠囊在pH1.0-13.0處理一定時間,越偏離中性環(huán)境,酶活保留越低