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二氧化硅载体的成型及在PVDF-SiO_2复合球上的脂肪酶固定化研究

谭艳丽  
【摘要】:脂肪酶(EC3.1.1.3,甘油酯水解酶)作为一种生物催化剂,广泛地应用于纺织、食品、医药、精细化工等领域。游离酶容易丧失生物活性,且不易回收利用。脂肪酶固定化可以提高酶的稳定性、降低能耗、绿色环保、实现回收利用和连续化生产,工业应用时多采用将其固定化的方法。因此,酶的固定化是酶催化技术工业化过程中的重要内容。 载体性质会对酶负载量、酶活及酶流失率影响显著。目前,用于固定化酶的载体很多,其中二氧化硅具有成本低、耐酸碱、寿命长、对微生物无毒性、不易被微生物分解等特性,而且其具有较大的比表面积,蛋白吸附量较大,因而是一类重要的载体材料。但是,二氧化硅载体的缺点在于容易团聚、难于成型加工,不宜填充在大型反应器中应用于工业生产。所以载体的成型成为解决这一问题的关键。 本论文的主要工作和取得的主要成果如下: 1.以柱状假丝酵母脂肪酶为研究对象,选取了亲疏水性不同的二氧化硅颗粒作为固定化载体,用吸附法制备了固定化脂肪酶,探究了不同亲疏水性载体对脂肪酶固定化的影响。研究结果表明,载体接触角在90-100°左右时,对CRL吸附量最大,更亲水或更疏水的载体的吸附量都有所下降,接触角为94°的疏水二氧化硅载体吸附量最大,最高可达160mg/g,筛选出优良的载体。 2.实验中制备了包裹二氧化硅(SiO_2)的聚偏氟乙烯(PVDF)-二氧化硅(SiO_2)的复合球用作载体,固定化假丝酵母脂肪酶(CRL)。研究结果表明,纯PVDF球、PVDF-SiO_2复合球用作酶固定化载体,对CRL的吸附量都比较大。PVDF-SiO_2复合球中,随着SiO_2含量增多,酶的吸附量和活力回收率都有所提高。PVDF与SiO_2质量比为1:1的复合球有最高的酶活力回收率,可达50.98%,该复合球是实验中最优的固定化载体。固定化CRL后,PVDF-SiO_2复合球比SiO_2更容易实现固液分离,并且对底物溶液无污染。


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