[發明專利]一種酶分布位置可控的pH響應性載酶淀粉顆粒及其制備方法

有效

• 申請號: 202110398295.2
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113151244B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 羅志剛;周玉靜;雷介青;齊亮
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;廣州現代產業技術研究院
• 主分類號: C12N11/10
• 分類號: C12N11/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 殷妹

本發明公開了一種酶分布位置可控的pH響應性載酶淀粉顆粒及其制備方法。本發明將淀粉糊化后，與交聯劑和具有pH響應性化合物進行自由基接枝反應，再進行乙醇造粒得到pH響應性淀粉納米顆粒，最后將pH響應性淀粉納米顆粒與脂肪酶溶液混合反應，得到酶分布位置可控的pH響應性載酶淀粉顆粒。本發明所述酶分布位置可控的pH響應性淀粉載酶顆粒，在乳液中實現界面催化，并且通過調節pH就能實現催化劑的回收再利用，酶分布在顆粒表面實現高效催化。

技術領域

本發明屬于酶催化領域，具體涉及一種酶分布位置可控的pH響應性載酶淀粉顆粒及其制備方法及其制備方法。

背景技術

Pickering乳液體系的催化過程中，作為酶的載體，高分子材料以其綠色環保的特性備受青睞，為了使高分子材料滿足固定化酶的要求和具備一些特殊性質，往往通過化學方法對高分子材料進行改性，這就不可避免的會使用到一些化學試劑，對環境造成一定程度的破壞，淀粉作為一種高分子材料，有著綠色環保，可降解等優點，淀粉分子鏈上豐富的羥基為淀粉分子具備一些特殊性質提供了可能。

Pickering乳液催化后的催化劑分離回收一直是難點，最常用的方式是通過高速離心使乳液油水分離，達到破乳的目的，然后取出催化劑，循環使用，這一過程不僅耗能嚴重，而且繁瑣，有些通過使得載體顆粒具有磁性，用磁體實現回收催化劑的目的，但是要讓顆粒帶有磁性這本身就是一件不容易的事，從而制約了磁性顆粒的發展，也制約了乳液催化體系的催化劑回收的發展。

使用載體固定化酶，我們往往通過共價鍵結合或者物理結合的方式，兩種方式各有優劣。固定化酶的目的主要是方便酶的回收利用和實現酶的高效催化，酶在顆粒上的分布方式往往是決定催化效果的主要因素之一，酶如果存在于顆粒表面，對于一般的界面催化反應，方便底物與酶的接觸，當酶存在于顆粒內部時，會產生較大的傳質阻力，不利于酶的高效催化。

發明內容

為解決現有技術的缺點和不足之處，本發明的首要目的在于提供一種酶分布位置可控的pH響應性載酶淀粉顆粒的制備方法。

本發明對糊化后的淀粉進行接枝交聯劑和具有pH響應性基團，使得淀粉分子具有pH響應性，然后淀粉糊通過乙醇造粒，所得納米級顆粒可以穩定形成Pickering乳液，由于交聯劑和具有pH響應性基團的存在，本發明成功實現了通過調節pH即可進行乳液油水分離，方便催化劑回收。由于淀粉分子鏈上豐富的羥基，可以與酶形成氫鍵結合，因此該納米級顆粒與酶混合后即可實現固定化酶的目的，這一結合方式不僅牢固，而且有著很高的催化效果，無需使用任何化學改性方法即可成功固定化了酶，固定化酶得到的載酶納米顆粒，隨著酶濃度的變化，顆粒上呈現出不同的酶分布，本發明制備出一種酶高度集中分布于納米顆粒表面且具有很高催化活性的載酶顆粒，從而高效地利用了酶，對研究該酶結合方式、分布方式的優勢和工業化前景具有重要指導意義。

本發明的另一目的在于提供上述方法制備的一種酶分布位置可控的pH響應性載酶淀粉顆粒。

本發明目的通過以下技術方案實現：

一種酶分布位置可控的pH響應性載酶淀粉顆粒的制備方法，包括以下步驟：

(1)將淀粉糊化后，與交聯劑和具有pH響應性化合物進行自由基接枝反應，再進行乙醇造粒得到pH響應性淀粉納米顆粒；

(2)將pH響應性淀粉納米顆粒與脂肪酶溶液混合反應，離心洗滌，得到酶分布位置可控的pH響應性載酶淀粉顆粒。

優選的，步驟(1)所述淀粉糊化指將淀粉與水按照30～50mg/ml的比例混合后，于95℃糊化30分鐘。

優選的，步驟(1)所述淀粉、交聯劑和具有pH響應性化合物的比例為(3～5)g：(0.1～0.3)g：(2～6)ml。