固定化α-淀粉酶的制备及性能研究-论文.pdf

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1、第8卷第2期材料研究与应用Vo1．8，NO．22014年6月MATERIALSRESEARCHANDAPPLICAT10NJun．2014文章编号：1673—9981(2014)02—0121—04固定化O(一淀粉酶的制备及性能研究耿志杰，林松柏，陈军，许少波，刘群峰，张泽荣，张锦1．广东省医疗器械研究所国家医疗保健器具工程技术研究中心，广东广州510500；2．华侨大学，福建厦门361021；3．黎明大学，福建泉州362000摘要：以P(DMAA—co-AM)凝胶为载体，制备了固定化a一淀粉酶，

2、并对其性能进行了研究．研究结果表明：a一淀粉酶被载体固定化后活性受温度和pH的影响降低；固定化酶重复操作6次后，酶活仍可达到73％；在4℃环境中储存7O天，酶活性由固定前的26提高到约6O；固定化酶和游离酶的米氏常数K分别为1．33，5．16mg／mL，最大反应速率⋯分别为0．52，2．56mg／min．关键词：a一淀粉酶；固定化酶；酶促反应动力学；P(DMAA—CO-AM)凝胶中图分类号：O63l_3文献标识码：Aa一淀粉酶用于水解淀粉，切断a-1，4葡萄糖苷键产生麦芽糖、葡萄糖、寡糖和糊精等，

3、作为一种重1主要实验试剂要的生物催化剂，具有高效、专一，反应条件温和的优良特性，广泛应用于生物医药、食品加工、啤酒酿丙烯酰胺(AM，广东汕头西陇化工厂)；N，N一造、石油化工等领域El-3]．但游离酶对外界环境(有机二甲基丙烯酰胺(DMAA，南通沃兰化工有限公溶剂、酸碱、热等)极其敏感，易失活变性，并且在工司)；a一淀粉酶(广东环凯生物科技有限公司)；过硫业生产中游离酶混入产品后，分离、纯化困难，难以酸铵(APS，广东汕头西陇化工厂)；N，N一亚甲基双回收重复利用．由于游离酶存在这些缺陷，限制了其

4、丙烯酰胺(MBA，国药集团化学试剂有限公司)；可在工业生产中的广泛应用I4]．选用合适的载体材溶性淀粉(广东汕头西陇化工厂)．料，采用物理或化学的方法进行酶的固定化，所得固定化酶不仅保留了酶原有的高活性、高选择性，克服2固定化o【一淀粉酶的制备了游离酶的缺点，而且有益于反应的连续化和自动化，在工业生产上具有极高的应用价值，因而具有广分别取一定量的N，N一二甲基丙烯酰胺阔的发展前景[6]．(DMAA)和丙烯酰胺(AM)溶于去离子水中，配成采用传统的无机／有机复合材料或天然高分子混合溶液，然后加入适量

5、a一淀粉酶溶液充分搅拌，固体材料为载体进行a一淀粉酶的固定化，由于受到使其形成均匀的混合液，再加入一定量的交联剂载体材料的影响，实现a一淀粉酶重复利用性的同(N，N一亚甲基双丙烯酰胺(MBA))和引发剂(过硫时，酶活性却大大降低．基于水凝胶具有三维网络结酸铵(APS))，搅拌均匀便得到反应混合液．于5O℃构，能够吸收大量的水，溶胀而不溶解的性质，能够水浴锅中充分反应一定时间，即可得到P(DMAA-提供酶催化反应所需的微环境，保证酶分子的活性CO—AM)固定化a一淀粉酶凝胶粗样．最后用缓冲溶构象运动

6、．本文以具有生物相容性的P(DMAA—CO—液充分冲洗制得的固定化一淀粉酶凝胶粗样，把附AM)凝胶为载体固定a一淀粉酶，提高了a一淀粉酶着在固定化酶凝胶表面的游离a一淀粉酶冲洗掉，即的使用性能．得固定化a一淀粉酶．收稿日期：2013-l2—05作者简介：耿志杰(1987一)，女，河南周口人。硕士122材料研究与应用3结果与讨论移．在可溶性淀粉的分解中，a一淀粉酶的催化能力对pH很敏感，当反应液pH值高于最适pH值后，3．1温度对固定化a一淀粉酶活性的影响游离酶的活性明显降低，游离酶的催化能力急剧下

7、图1为温度对固定化a一淀粉酶和游离酶活性降．而a一淀粉酶被P(DMAA-co-AM)凝胶固定后，的影响．由图1可见，在3O～90℃范围内，随着温度a一淀粉酶分子结构受到凝胶网络的保护，使其在较的升高，固定化酶和游离酶的活性均呈先升后降的高的pH范围仍具有较好的活性，说明固定化酶活趋势．游离酶的活性在5O℃时达到最大，而固定化性对pH具有很好的稳定性．酶的最大活性温度提高10℃．当反应温度超过固定化酶和游离酶各自的最大活性温度后，随着温度升高，游离酶活性降低的趋势较固定化酶活性降低的趋势更显著，说明

8、在较高温度下固定化酶较游离酶具有较好的稳定性．这是因为，a一淀粉酶被载体!}gP(DMAA-co—AM)凝胶固定后，载体对a一淀粉酶分靛子构象具有一定的保护作用，使固定化酶的活性受罂避温度的影响降低．图2pH对a一淀粉酶活性的影响刻Fi9．2InfluenceofpHonrelativeactivityofa—amylase烬莨器3．3酶促反应动力学龆在相同的反应时间内，适宜的反应温度和pH条件下，a一淀粉酶分解不同浓度的可溶性淀粉底物，酶促反应速率和底物浓度的关系可用如下米氏温度