层状材料—水滑石固定化木瓜蛋白酶的研究

【摘要】：本文以阴离子型层状材料—水滑石（LDHs）作为载体，经过戊二醛活化处理后采用共价结合的方法固定化木瓜蛋白酶。 首先，讨论了层板电荷密度对固定化酶活的影响，并优化固定化时间、温度、pH值、给酶量和戊二醛浓度等固定化条件，实验结果显示：木瓜蛋白酶的最佳固定化条件是给酶量为每0.5克载体固定16mL10g/L的溶液酶，固定化温度15℃，pH7.0，固定化时间12~24h，与2mL质量分数为0.5%的戊二醛交联，所得固定化木瓜蛋白酶活力回收率平均可达55%左右。 其次，对此固定化酶的性质进行了研究。比较了溶液酶及固定化酶的催化特性，结果表明：固定化酶的最适反应pH值为8.0～9.0，最适反应温度为65℃；固定化酶的pH稳定性、热稳定性、贮藏稳定性与溶液酶相比都有显著的提高，并且固定化酶具有较好的操作稳定性，连续反应11批后，酶活未见下降。 第三，利用氨基酸插层组装载体，并制得固定化酶，对此固定化酶性质进行研究，包括对尿素和有机溶剂稳定性、贮藏稳定性、操作稳定性。 第四，对上述几种载体和固定化酶进行了XRD分析。测定了固定化酶木瓜蛋白酶和溶液酶的米氏常数，其值分别为溶液酶Km＝97.78mmol/L，CO32-水滑石固定化酶Km(app)=18.01mmol/L，GLU插层水滑石固定化酶Km(app)=5.36mmol/L。 最后，尝试了固定化木瓜蛋白酶在啤酒工业中的应用。用固定化酶处理啤酒，结果发现，固定化酶对防止啤酒的冷浑浊现象具有明显的效果，处理后的啤酒仍可保持啤酒原有的风味和理化性质，且处理后的啤酒在4℃冷藏保存120天后未见有明显浑浊。