[發明專利]果膠酶的固定化載體與制備和固定化果膠酶的方法

有效

• 申請號: 201110303735.8
• 申請日: 2011-10-10
• 公開（公告）號: CN102337258A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 王寶維;盧燕燕;葛文華;張名愛;岳斌
• 申請（專利權）人: 青島農業大學
• 主分類號: C12N11/10
• 分類號: C12N11/10
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司 37201
• 代理人: 張中南

技術領域

本發明涉及一種果膠酶的固定化載體與制備方法和固定化果膠酶的方法，屬酶工程領域。

背景技術

磁性高分子微球是一類性能優良的功能高分子材料，是以合成高分子或生物高分子為載體，通過吸附和包埋Fe₂O₃、Fe₃O₄或其它磁性粒子，形成具有磁性的功能高分子材料。磁性高分子微球是核殼式結構的微小膠囊，制備磁性微球的磁核主要是Fe₃O₄等金屬氧化物，殼層主要由兩類物質組成：一類是合成高分子，主要有聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酞胺、聚乙烯醇、硝化纖維及聚乙烯醉縮丁醛等，不可生物降解；另一類是生物高分子，主要有淀粉、明膠、白蛋白、聚乳酸、藻酸鈣等，可生物降解。磁性高分子微球的殼層與磁核的結合主要是通過范德華力、氫鍵、配位鍵的作用，高分子借助于這些作用力，牢牢地束縛于金屬氧化物晶體表面，形成堅實的球狀結構，作為固定化酶載體的順磁性高分子微球。

果膠酶(Pectinase，PE)由于反應條件溫和，專一性強，催化效率高，反應容易控制，被廣泛用于食品、釀酒、環保、醫藥及紡織工業領域，已成為世界四大酶制劑之一。游離果膠酶在使用過程中易隨環境的變化變性失活，且不易從反應體系中分離重復使用。酶固定化技術是實現酶重復連續使用和改善其穩定性的有效手段。

酶工程領域中果膠酶的固定化載體和制備方法向來是重要研究課題。其中固定化載體主要有一、化學方法的水解法(即共沉淀法)，將一定比例的FeCl₃和FeCl₂和到合成高分子溶液中，加上堿性溶液，使生成Fe₃O₄磁性粒子，該方法制得的磁性高分子微球粒子的粒徑分布較寬，不均勻；二、物理方法中包括高能球磨方法、懸浮聚合法與反相懸浮再生法的三種，其獲得磁性高分子材料中的磁性粒子互相作用，極易團聚，難以實現超順磁性能。

關于果膠酶的研究有CN102010858A(一種果膠酶固定化的載體及固定化方法)，主要是以海藻酸鈉磁性微球為載體，該載體有Fe₃O₄磁粉、海藻酸鈉、戊二醛三部分組成，由于專門加入Fe₃O₄磁粉，屬物理方法合成，因此極易團聚，粒徑較大，難以實現超順磁性能，外部形貌成片狀，不利于果膠酶的結合，官能團特征不明顯，不利于定向選擇交聯劑。所以尋求更加實用和有效的果膠酶固定化載體，進一步優化酶固定化工藝是非常必要的。

又，由于鵝源草酸青霉果膠酶是從鵝腸道提取的一種草酸青霉發酵產生的果膠酶，是屬于動物源果膠酶，與由黑曲霉發酵產生的市售果膠酶來源不同，已有技術至今未有更適合的載體，為鵝源草酸青霉果膠酶的科學利用提供依據。

發明內容

本發明目的是提供一種果膠酶的固定化載體及其制備方法，以彌補現有技術的不足。

本發明的另一目的是將該載體應用于果膠酶的固定化，特別是將其應用于鵝源草酸青霉果膠酶的固定化，為動物源果膠酶的科學高效利用提供新方法，以用來彌補傳統技術的不足。

本發明是對共沉淀法的改進，即利用混合共沉淀法制備納米級磁性淀粉微球載體，在溶解有Fe²⁺、Fe³⁺的混合溶液中加入沉淀劑堿溶液，并與淀粉乳混合反應，生成組分均勻的沉淀，沉淀熱分解得到納米級磁性淀粉微球。以達到其一通過溶液中的各種化學反應直接得到組分均一的納米粉體，其二是容易制備粒度小而且分布均勻的納米粉體，以增大比表面積，利于載體官能團與果膠酶非活性基團的緊密結合，利于和果膠酶的緊密結合。

本發明中又利用超聲波作用，不但彌補共沉淀法中粒徑不均勻的不足，而且可以通過改變超聲波處理時間、頻率、功率條件來有效控制粒徑的大小，從而得到需要的目標粒徑的納米級磁性淀粉微球，以進一步提高微粒作為載體的靶向性，實現有目的的選擇不同粒徑的載體進行不同種酶的固定。處理難以固定化的果膠酶，如鵝源草酸青霉果膠酶等.

本發明的載體還能對鵝源草酸青霉果膠酶進行固定化，鵝源草酸青霉果膠酶是青島農業大學優質水禽研究所從鵝盲腸篩選到1株真菌F67(2006年)，經中國科學院微生物研究所鑒定為草酸青霉，以該菌為發酵菌種制備的果膠酶，由于制酶菌種不同，最適溫度、最適pH等理化條件不同。研究鵝源草酸青霉果膠酶的固定化，研究其固定化后的重復使用率及最適作用條件，對于經濟高效、科學合理的利用鵝源草酸青霉果膠酶有重大意義。