[發(fā)明專利]一種固定化單寧酶及其制備方法和應用

有效

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• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107312768B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設計）人: 林炳旺;劉學
• 申請（專利權）人: 山東森久生物材料有限公司
• 主分類號: C12N11/089
• 分類號: C12N11/089;C12P7/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種固定化單寧酶的制備及應用工藝，具體來說是一種耐用型固定化單寧酶的制備，及采用固定化單寧酶水解單寧酸，制備沒食子酸的工藝方法。本發(fā)明的固定化單寧酶，在生產沒食子酸時，能解決原有單寧酶應用時，催化批次少、單寧酸殘留高、轉化率低等問題，本發(fā)明提供了一種耐用型固定化單寧酶的制備，及在沒食子酸生產中的應用新工藝。

技術領域

本發(fā)明屬于生物技術領域，具體來說是一種耐用型固定化單寧酶的制備及采用固定化單寧酶制備沒食子酸的新工藝。

背景技術

中國是五倍子種植大國，五倍子提取物的產量位居世界前列。五倍子提取物中的主要成分為單寧酸。單寧酸分子是葡萄糖與沒食子酸形成的酯結構。

沒食子酸是一種重要的化工中間體，通常是由沒食子酸水解制備而來。由單寧酸制備沒食子酸的工藝主要有：(1)酸或堿性條件下，加熱水解；(2)生物發(fā)酵法；(3)酶法。目前國內幾個主要廠家的生產工藝仍是以酸或堿性條件下加熱水解，但這種工藝能耗高、污水多、單寧酸轉化率低、安全性差。而生物發(fā)酵法生產周期較長，且單寧酸通常水解不完全。酶法則是使用單寧酶進行催化水解。單寧酶(Tannase,EC3.1.1.20)，全稱單寧酯酰水解酶，能將單寧酸水解為沒食子酸和葡萄糖。

采用酶法也有兩個明顯的問題：(1)采用游離的單寧酶，使用成本較高；(2)采用固定化的單寧酶，使用成本低，但單寧酸轉化率也低。

如何解決固定化單寧酶單寧酸轉化率低的問題，既需要改進固定化方法，也需要更合適的應用工藝。本發(fā)明的耐用型固定化單寧酶，解決了固定化單寧酶的耐用性問題，降低了使用成本，同時，發(fā)明了一種新的應用方法，大大提高了單寧酸的轉化率。本發(fā)明的固定化單寧酶催化反應方程式如下：

發(fā)明內容

針對現有固定化單寧酶，催化批次少、單寧酸殘留高、轉化率低等問題，本發(fā)明提供了一種耐用型固定化單寧酶的制備，及在沒食子酸中的應用新工藝。

為了實現上述目的，本申請采取的技術手段如下：

一種固定化單寧酶，采用胺基型載體。

制備所述的固定化單寧酶的方法，具體步驟如下：

(1)胺基型載體的制備；

將單體和交聯劑利用懸浮聚合法，制備環(huán)氧型基球，再將環(huán)氧型基球與有機胺進行反應，得到胺基型載體；

具體步驟為：將分散劑和去離子水作為分散相；將單體、交聯劑、致孔劑、引發(fā)劑混合均勻，為有機相。將有機相加入至分散相中，調節(jié)粒度，在一定溫度下進行懸浮聚合。聚合反應結束，用丙酮或乙醇淋洗致孔劑。篩分出合適的粒度，得環(huán)氧型基球。將有機胺配置一定濃度，加入環(huán)氧型基球，在一定溫度下進行胺化反應。反應結束，洗凈殘液，得胺基型載體。

所述的大孔吸附樹脂環(huán)氧型基球在懸浮聚合中所選用的單體是甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸縮水甘油酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇二甲基丙烯酸酯、葡萄糖五甲基丙烯酸酯、葡萄糖四甲基丙烯酸酯、葡萄糖三甲基丙烯酸酯、葡萄糖二甲基丙烯酸酯中的一種或幾種組合；

所述的大孔吸附樹脂環(huán)氧型基球在懸浮聚合中所選用的交聯劑是二乙烯苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、衣康酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三聚異氰酸烯丙酯中的一種或多種組合；

所述的環(huán)氧型基球的環(huán)氧值在300～500umol/g(環(huán)氧值高說明載體上的固定化基團較多，有利于酶的固定化，但環(huán)氧值過高，導致載體功能基團太多而交聯度不夠，影響載體的強度)；孔徑在50～100nm(孔徑大有利于底物在孔道內的擴散，但孔徑過大，載體強度低)；強度測試時，濁度小于200(濁度越大，載體強度越差，影響固定化酶的使用壽命)；粒徑在100-1000um；含水量在35-85％。