[发明专利]丝瓜络接枝环糊精在醋酸可的松催化反应中的循环利用

说明书

技术领域：

本发明属于生物催化技术领域，具体涉及一种经半纤维素酶处理的丝瓜络接枝环糊精后在醋酸可的松生物催化中的循环利用技术。

背景技术：

甾体底物的低水溶性使得甾体底物与酶的有效接触非常困难，严重制约着甾体转化反应的速度和产率，环糊精外环亲水，内环亲脂的特殊结构使其能作为超分子主体化合物包结疏水性底物，从而提高底物的溶解度。环糊精与客体形成的包结物能对微生物具有较好的生物相容性，这种性质推动其在醋酸可的松的微生物转化领域得到广泛的研究。随着环糊精及其衍生物在生物转化领域的应用，环糊精在生物转化方面的作用已相当明显，应用也逐渐成熟，逐步走向工业生产阶段。但是，环糊精的价格相对较高限制其在生物催化技术中的应用。在环糊精体系中，如何实现环糊精介质的循环利用，是环糊精类介质在工业应用中亟待解决的重要科学和技术问题。

双金玲等在《纤维素固载β-环糊精的研究进展》(《纤维素科学与技术》2007年12月，15(4))中指出，将环糊精与高分子机制连接起来，形成固化环糊精材料，既保留了环糊精的独特性质，又具有高分子材料的特征如良好的机械性能、稳定性和化学可调性，这给环糊精的应用提供了更广阔的空间。而纤维素作为自然界中储量最丰富的天然高分子具有很多优势，将纤维素和环糊精这两种环境友好材料通过适当的方法结合起来，制备出特殊性能的材料，将在环境保护、食品、包装、医疗、日化等领域发挥重要的作用。而目前，纤维素固载环糊精已经在纤维纺织工业、污水处理、医疗保健、空气净化等方面。

中国专利CN102352557A公布了一种环糊精固载醋酸纤维素的方法及应用。所述方法包括以下步骤：a、醋酸纤维素改性整理液的配制；b、浸轧工艺；c、烘培工艺；d、水洗除杂；e、干燥。利用本方法制备出的环糊精接枝固载醋酸纤维素可应用于卷烟滤嘴材料上，可降低卷烟主流烟气中苯及苯系物、挥发性酚类化合物、多环芳烃以及重金属等有害成分，或提高卷烟醋酸纤维丝束的染色稳定性和可染性，或延长卷烟滤嘴留香以及香气的缓释。本发明采用柠檬酸作为交联剂，首次将环糊精接枝于醋酸纤维素上，采用的柠檬酸为常用的食品添加剂，具有更好的安全性；对于卷烟生产厂家而言，采用具有选择性减害效果的改性醋酸纤维滤嘴，不需要另购置昂贵的复合成型机，可降低成本，具有显著的经济效益。

丝瓜络作为植物载体，不仅可以增加细胞的稳定性，还能保持菌体的活性。其结构中含有半纤维素、木质素和大量的纤维素，不仅价廉易得，还有增加细胞稳定性、保持菌体活性的作用。采用生物酶代替传统的化学方法，利用半纤维素酶对丝瓜络纤维中的半纤维素进行充分溶解，同时使缠绕在半纤维素上的木质素随之降解，最终去除木质素，使纤维素纤维呈单纤维分离状态暴露于天然丝瓜络表面，能充分利用纤维素与环糊精进行接枝，形成固载环糊精的高分子材料，这样既可以保留环糊精的独特性质，又具有高分子材料的特性，如良好的机械性能、化学可调性和稳定性。这给环糊精的应用提供了更广阔的空间。

但是目前关于以丝瓜络作为载体，以纤维素固载环糊精的形式作为促溶剂运用于难溶化合物的生物转化，并对环糊精进行循环利用的技术尚未可见。

发明内容：

本发明提供一种醋酸可的松生物催化中环糊精介质的循环利用方法，具体如下：在醋酸可的松的生物催化体系中，以接枝丝瓜络的环糊精为促溶剂，所述丝瓜络预先经半纤维素酶酶解，反应结束后，将接枝环糊精的丝瓜络取出，使用缓冲液洗涤丝瓜络2-5次，50℃-80℃烘干后重新用于醋酸可的松的生物催化，从而实现环糊精介质的循环利用，；

所述半纤维素酶酶解的方法具体如下：

取市售丝瓜络，每克丝瓜络加水50mL，半纤维素酶的用量为0.01-0.20g/mL，调节pH为5-7，30-90℃条件下水浴震荡反应1-5h后，抽滤烘干，称重备用；所述接枝环糊精的丝瓜络可在不补加环糊精的条件下循环使用6次以上；

所述缓冲液为磷酸盐缓冲溶液，pH7.2；

所述缓冲液的用量为每次每克丝瓜络60-100ml；

所述接枝丝瓜络的环糊精的制备方法如下：

(1)环氧化：将半纤维素酶酶解后的丝瓜络置于蒸馏水中，并按丝瓜络干重与环氧氯丙烷按重量比为1:6-1:20加入环氧氯丙烷、以及丝瓜络干重2倍的10mol/LNaOH溶液进行环氧化，在45-60℃下反应3-6h；

(2)接枝：将环氧化丝瓜络先后用蒸馏水和丙酮清洗、烘干后投入到其重量40-70倍的浓度为10mol/L的氢氧化钠溶液中，再加入环氧化丝瓜络干重0.9-2.0倍的环糊精，在40-60℃下进行接枝反应3-6h；