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以非磁化及磁化离子交换树脂为载体的果胶酶固定化研究

陈姗姗  
【摘要】:果胶酶是催化果胶物质分解的一类酶的总称。果胶普遍存在于各种水果中,是水果细胞中层和初生壁的主要成分,果汁中的果胶对其粘度和浊度有较大影响。在果汁加工中,加入果胶酶进行酶解工艺,可以提高出汁率,加速果汁过滤,促进澄清。因此,果胶酶成为水果加工中应用最重要的酶。 由于果胶酶的价格相对较高,因此,果胶酶的回收和重复利用对水果加工业是非常有利的。为了达到这个目的,常常将果胶酶固定到载体上。果胶酶固定化技术是实现酶重复连续使用和稳定性改善的有效手段。 许多有机物和无机物都可以用来固定酶,离子交换树脂是工业上使用最广的载体材料之一,它价格低廉,机械强度好,理化性能稳定,作为固定化载体有着广阔的应用前景。近年来磁性高分子微球在生物医学、细胞学及生物工程等领域的应用受到越来越广泛的关注。与其它载体相比,磁性载体更利于分离和回收。 本文以非磁化和磁化离子交换树脂为载体对果胶酶进行固定化研究,确定了两种载体固定化果胶酶的最适条件,用扫描电镜对固定化酶进行了表征,并研究了非磁化和磁化固定化果胶酶的酶学性质。主要试验结果如下: (1)通过以广泛应用于工业上的十种吸附树脂和离子交换树脂为载体,进行果胶酶固定化筛选试验,确定固定化的最佳载体为D380大孔弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂。 (2)对以D380树脂为载体的果胶酶固定化方法及条件进行了研究和优化。最终确立了最佳固定化参数为:固定化温度36~40℃,加酶量0.75mL/1.0g树脂,固定化时间6h,固定化pH值5.5,戊二醛交联浓度0.1%,戊二醛交联温度3℃~4℃,戊二醛交联时间4h,在此条件下,固定化酶活回收率达到81.67%。。 (3)对以D380树脂为载体的固定化果胶酶的酶学性质进行了研究,并与游离果胶酶进行了比较,研究发现:经固定化后,果胶酶的最适温度较游离果胶酶有所提高,游离酶的最适温度为50℃,而固定化酶的最适温度为60℃,其热稳定性明显高于游离酶;固定化果胶酶的最适pH为4.0,游离果胶酶的最适pH为3.5,固定化酶较游离酶有较宽的pH稳定范围。研究还得知:固定化酶有较好的重复使用性,在使用10次后,还能保留较高的酶活力,达50‰;在4℃下,其贮藏稳定性较游离酶有明显提高。 (4)对以磁化D380树脂为载体的果胶酶固定化方法及条件进行了研究和优化。最终确立了最佳固定化参数:固定化温度27~30℃,加酶量0.5~0.65mL/1.0g树


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