[發(fā)明專利]一種海藻酸鈉-殼聚糖固定木聚糖酶的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610057210.3
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN107012137A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 蔡青和;米雁;李明明;馮濤;朱琳娜;程媛媛
• 申請（專利權）人: 上海歐耐施生物技術有限公司
• 主分類號: C12N11/10
• 分類號: C12N11/10
• 代理公司: 上海天翔知識產(chǎn)權代理有限公司31224
• 代理人: 呂伴

技術領域

本發(fā)明涉及一種海藻酸鈉-殼聚糖固定木聚糖酶的方法

背景技術

木聚糖酶在飼料工業(yè)中應用廣泛。小麥、玉米等基礎飼料中含有大量的木聚糖，木聚糖具有較強的持水性、小分子吸附活性和表面活性，造成基礎飼料對單胃或無胃動物具有強烈的抗營養(yǎng)作用。而木聚糖酶作為飼料添加劑使用，可有效消除木聚糖的抗營養(yǎng)作用。飼料中添加木聚糖酶可以降解植物細胞壁結構，降低畜禽腸道內(nèi)容物黏度，提高內(nèi)源性消化酶活性，減少腸道有害微生物數(shù)量，從而改善動物對養(yǎng)分的消化吸收以及飼料轉(zhuǎn)化率，最終提高生長性能。

但游離態(tài)的木聚糖酶在實際應用中也存在一些問題如穩(wěn)定性差、易失活等，導致利用率較低，成本較高。因此，可根據(jù)酶的固定化原理，利用生物技術以期解決上述問題。酶的固定化是用固體材料將酶束縛或限制于一定區(qū)域內(nèi)仍能進行其特有的催化反應并可回收重復使用的技術。與游離酶相比,固定化酶不但可保持其高效、專一及溫和的酶催化反應特性并且其貯存穩(wěn)定性高、分離回收容易、可多次重復使用、操作連續(xù)及可控、工藝簡便等一系列優(yōu)點,不僅在化學、生物學及生物工程、醫(yī)學及生命科學等學科領域得到迅速發(fā)展而且因為具有節(jié)省資源與能源、減少或防治污染的生態(tài)環(huán)境效應而符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。

近年來國內(nèi)外關于固定化木聚糖酶的載體選擇逐漸轉(zhuǎn)向于性能優(yōu)越的天然高分子材料和有機合成材料。其中天然高分子材料具有無毒,成本低廉,傳質(zhì)性能好等特點,主要有海藻酸鈉、殼聚糖等。目前如何改進木聚糖酶的穩(wěn)定性,提高酶的活性回收率,找到應用于不同領域的固定化載體及合適的和新的方法對木聚糖酶進行固定化,是今后研究發(fā)展的方向和趨勢。而海藻酸鈉，殼聚糖是最為常見的天然高分子材料，因此，本方法選用海藻酸鈉為 載體，通過與鈣離子和殼聚糖作用表面形成不溶于水的致密膜，以改進木聚糖酶的穩(wěn)定性，同時優(yōu)化最佳條件，以提高酶活回收率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種海藻酸鈉-殼聚糖固定木聚糖酶的方法，以解決游離木聚糖酶在實際應用中存在的穩(wěn)定性差、易失活變性、利用率低等問題。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術方案如下：

海藻酸鈉-殼聚糖固定木聚糖酶的方法，通過以下步驟完成：

(1)原料混合步驟

稱取一定量的海藻酸鈉充分溶解于蒸餾水中形成一膠體溶液，向該膠體溶液中加入適量的木聚糖酶液，調(diào)節(jié)pH至6.0～7.0，充分攪拌混勻，得到混合液1；

分別稱取一定量的殼聚糖和氯化鈣溶解于蒸餾水中，調(diào)節(jié)pH至3.0～6.0，充分攪拌混勻，得到混合液2；

(2)微球成形及包覆步驟

采用帶有針頭的蠕動泵將步驟(1)所得混合液1，滴入至步驟(1)所得混合液2中，得到直徑2～3mm的光滑微球；

(3)低溫固化步驟

將步驟(2)中所得光滑微球置于3℃-10℃環(huán)境中進行低溫固化得到固化微球，其中低溫固化時間為1～4h；

(4)洗脫過濾步驟

將步驟(3)制備的固化微球以蒸餾水沖洗去除表面殘留雜質(zhì)得到洗脫微球；

(5)低溫干燥步驟

將洗脫微球置于35～45℃的恒溫干燥箱內(nèi)進行低溫干燥得到近似球型顆粒，干燥時間4～8h；

(6)顆粒成型

篩選步驟(5)得到的近似球型的固定化酶顆粒。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述步驟(1)中，所述海藻酸鈉質(zhì)量百分比濃度為1.0～3.0％，所述殼聚糖質(zhì)量百分比濃度為0.5～4.5％,氯化鈣質(zhì) 量百分比濃度為0.5～2.5％。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述步驟(1)中，所述混合液1制備過程中的pH值采用質(zhì)量百分比濃度為5％的醋酸溶液進行調(diào)節(jié)。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述步驟(1)中，所述混合液2制備過程中的pH值采用質(zhì)量百分比濃度為5％的醋酸溶液進行調(diào)節(jié)。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述步驟(2)中，所述混合液1以3滴/秒的速度滴入至步驟(1)所得混合液2中。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述步驟(3)重復三次。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，步驟(6)得到的近似球型顆粒的固定化木聚糖酶進行包埋率、穩(wěn)定性及酶活回收率測定方法如下：

固定化酶的包埋率測定：固定化酶的包埋率(％)＝固定化酶量(g)/酶總添加量(g)×100％；

固定化酶活回收率測定：酶活回收率(％)＝固定化酶的總活力/游離酶的總活力×100％