[发明专利]一种碱性果胶酶的高效率固定化方法

说明书

本发明公开了一种碱性果胶酶的高效率固定化方法，具体步骤为：首先制备纳米氧化硅分散液；将丙烯酰胺、N，N‑二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸和去离子水混合搅拌得到单体水溶液，将其加入到分散液中，再加入引发剂，制得高分子包覆的纳米氧化硅微球，之后用戊二醛溶液处理，得到活化的高分子包覆的纳米氧化硅微球；配制质量浓度为1.5‑3.5％碱性果胶酶溶液，并和缓冲溶液混合后加入活化的高分子包覆的纳米氧化硅微球，500r/min转速下搅拌固定1‑5h，然后过滤，沉淀用去离子水洗涤感觉后，真空冷冻干燥，得到固定化碱性果胶酶。该方法制得的固定化果胶酶热稳定性好，酶失活小，且酶不易从载体脱落。

技术领域：

本发明涉及生物酶制剂制备领域，具体的涉及一种碱性果胶酶的高效率固定化方法。

背景技术：

酶是由生物体产生的具有催化活性的化合物，它有许多如催化效率高，催化条件温和，专一性强，反应产物污染小，能耗低，反应易控制等其它化学催化剂无法比拟的优点。但在工业使用中，它又有一些不足之处。因为大多数酶的化学本质是蛋白质，其生物活性容易受到外界环境的影响，对酸、碱、热及有机溶液等外界环境的改变反应敏感，容易发生酶蛋白的变性作用，降低或失去其生物活性。而且酶催化反应通常是在溶液中进行，会有回收困难以及产品生化分离提纯操作上的困难，增加生产工艺步骤，提高生产成本。而使用游离酶，酶反应只能分批进行，难于连续化、自动化操作。这严重地阻碍了酶工程的发展应用。将游离酶固定化是克服上述缺点的方法之一。

固定化酶技术是把从生物体内提取出来的酶，用人工方法固定在载体上或用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内，仍能进行其特有的催化反应、并可回收及重复使用的一类技术。酶固定化技术于20世纪60年代产生，并在近几十年中得到迅速发展。

与游离酶相比，固定化酶具有以下优点：(1)固定化酶一般对温度和pH的适应范围增大，稳定性提高，对抑制剂和蛋白酶的敏感性降低；(2)反应完成后固定化酶可通过简单的方法回收，回收的固定化酶可重复使用，同时固定化酶不易游离到产品中，便于产品的分离和纯化；(3)固定化酶的研究使批量或连续操作模型的实现成为可能，更适于连续化、自动化、产业化生产。

随着果胶酶的应用越来越广泛，果胶酶的需求量不断增大以及工业化生产的需要，研究果胶酶的固定化方法对于提高产品质量和提高经济效益具有重要意义。目前，关于果胶酶的固定化方法研究越来越多。

中国专利(CN201310104631.3)公开了一种利用新型纳米硅材料固定化果胶酶的方法，其采用逐层自组装技术制备新型纳米硅材料，并对该材料进行活化，改性和包被，通过戊二醛交联实现果胶酶的高效固定化。但是交联反应条件一般比较苛刻，容易使酶失活。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种碱性果胶酶的高效率固定化方法，其以自制的高分子包覆的纳米氧化硅微球为载体，表面具有较多的活性基团，可以在温和的条件下与酶发生交联，制得的固定化酶不易脱落，热稳定性好，重复使用性能佳。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种碱性果胶酶的高效率固定化方法，包括以下步骤：

(1)以环己烷为溶剂，加入无水乙醇、冰醋酸搅拌混合均匀后转移至带有冷凝管的三口烧瓶中，往三口烧瓶中缓慢滴加正硅酸乙酯，滴加完毕后缓慢升温至60-70℃，继续往三口烧瓶中滴加三乙胺，滴加完毕后，升温至100-120℃，回流反应8-13h，反应结束后将反应产物在70℃下浓缩处理10min，得到的浓缩物和去离子水混合，滴加硅烷偶联剂，500W功率下超声处理1-4h，得到分散液；