纖維素酶水解殼聚糖及其磁性固定化工藝研究.pdf

1、殼聚糖與纖維素在結(jié)構(gòu)上存在相似性，纖維素酶對殼聚糖具備水解活力。殼聚糖是一種高分子多糖，其反應(yīng)體系粘度高，目前研究較多的反應(yīng)器主要是間歇式液固流化床，對于高粘度體系存在傳質(zhì)系數(shù)低、反應(yīng)效率差的缺點，將磁場三相流化床應(yīng)用于高粘度反應(yīng)液體系，可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)、提高底物降解效率、方便固定化酶的回收。本文研究了可應(yīng)用于磁場三相流化床的磁性固定化酶載體，選用生物相容性好的淀粉作為磁性高分子顆粒的殼層材料，以磁響應(yīng)性較好的Fe3O4作為磁核，制備磁

2、性淀粉顆粒。通過吸附、共價結(jié)合、交聯(lián)等方法將纖維素酶與磁性淀粉載體結(jié)合，制備磁性固定化酶顆粒，可以借助外加磁場方便簡單的分離回收。
　　 首先對游離纖維素酶水解殼聚糖的酶反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化，采用3，5-二硝基水楊酸（DNS）比色法測定酶水解液中還原糖含量，選取底物濃度、加酶量及反應(yīng)時間考察其對酶水解產(chǎn)物的影響，五因素四水平正交實驗得出最佳反應(yīng)條件為：反應(yīng)pH5.8，反應(yīng)溫度55℃，底物濃度20 mg/mL，加酶量100 U/g底物

3、，酶反應(yīng)時間4 h，薄層層析分析證實有殼寡糖的產(chǎn)生。
　　 采用共沉淀法制備鐵磁流體，選取氧化磁化法、共沉淀磁化法、反相懸浮交聯(lián)法三種不同的磁化工藝制備磁性淀粉，其中反相懸浮交聯(lián)法制備所得磁性淀粉顆粒未被氧化，磁響應(yīng)性好，是一種合適的磁化工藝。其制備工藝條件為：乳化劑濃度2％、交聯(lián)溫度40℃、每克淀粉加0.375 g Fe3O4、交聯(lián)劑濃度為每克淀粉添加0.3 mL環(huán)氧氯丙烷、交聯(lián)反應(yīng)時間6 h。
　　 選用吸附-交聯(lián)法

4、、碳二亞胺（EDC）交聯(lián)法、雙醛（氧化）淀粉共價結(jié)合法，在磁性淀粉載體表面固定纖維素酶，結(jié)果顯示雙醛（氧化）淀粉共價結(jié)合法制備所得磁性固定化酶的酶活回收率較高，并得出雙醛（氧化）磁性淀粉固定化纖維素酶的反應(yīng)條件為：10℃、pH6.5、加酶量10 μL、反應(yīng)20 h。
　　 對磁性固定化酶的酶學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究，結(jié)果表明：與游離纖維素酶比較，經(jīng)過磁性淀粉固定化后，纖維素酶的熱穩(wěn)定性、pH穩(wěn)定性得到提高，固定化酶重復(fù)使用三次后其酶活回收