高碘酸钠氧化法固定化脂肪酶的研究.pdf

2012年4月
中国粮油学报
Vol 27 No4
第27卷第4期
Journal of the Chinese Cereals and Oils Association
Ap.2012
高碘酸钠氧化法固定化脂肪嗨的研究
刘晶王雪张佳宁李越王校红2于殿宇
(东北农业大学食品学院,哈尔滨150030)
(黑龙江省粮食科研所2,哈尔滨150030)
摘要研究了以醋酸纤维素/聚丙烯复合膜为載体的高碘酸納氣化法固定化脂肪酶的固定化条件,采
用响应面分析法对固定化条件进一步优化,并对固定化酶膜的酶学性质进行了讨论。結果表明,以国定化酶
活力为指标,当高碘酸钠浓度为0.15ml/L,活化为60min时,浓度为0.013g/mL的酶液与pH8.0的舜酸盐
冲溶液于戊二飈质量分数0.24%,温度4℃下,进行交联反应,反应3.1h后,获得的固定化酶活最高,为
0.52U/cm2。固定化酶膜的酶学性质为;固定化酶最适温度35℃,最适pH为9.0
关键词高碘酸钠猎酸纤维素/聚丙烯复合膜脂肪酶固定化
中图分类号:TS229文献标识码:A文章编号:1003-0174(2012)04-0068-06
脂肪酶是一种广泛分布于动物、植物和微生物中所要应用的环境来选择最适合的方法?。
的海,能够进行可逆的甘油酷键水解或合成。在
本试验以碏酸纤维素/聚丙烯复合膜为载体,由
的条件下,脂肪酶可以主要催化合成反应,即可以用来于纤维素表面有大量的羟基,因此用高碘酸钠氧化
合成生物柴油。无论在小规模的实验还是工业规模的法米氧化活化载体膜,进而更好的固定化脂肪酶,再
醉合成中,作为催化剂,脂肪酶已经得到成功应以交联的固定化方式,采用响应面分析法确定了最
用。固定化酶技术,就是将酶结合在载体上,或将佳的固定化条件。
其限制在有限空间内的一类技术,晦仍能进行相应催
化活性,开方使国收利用。一股将酶的故定化技术1材料与方法
1.1试验材料
物理吸附、离子吸附、共价鍵结合及交联法等-?。
脂肪酶: Sigma公司;聚丙烯,上海硕光电子科技
固定化方法是否成功很大方面取决于选择合适
的载体。固定化载体的选择主要考虑足否拥有固定
有限公司;高碘酸钠,氢硼化钩:分析纯,广东东莞市
化所需的最佳性能,如机械强度、稳定性、亲水疏水
大岭山公司;磷酸二氢钾,僯酸氢二钠:天津市光复
性、孔隙度、反应性、再生性及经济性等方面?。常
精细化工研究所;聚乙烯醇:国药集团化学试剂有限
用的载体主要有微品纤维素、硅藻土、砫胶等。而以公司;橄榄油:中国医药上海化学试剂;其余试剂均
膜为载体,不仅结合了膜的分离功能,还结合了载体为分析纯。
功能和分隔功能,具有其他载体不可比拟的优点?。
1.2试验仪器
醋酸纤维素/聚丙烯复合膜具有一定的吸附性、化学
磁力搅拌器85-2型:江苏中大仪器厂;LG10
稳定性好、疏水性、机械性能优异等优点,根据复合24A型高速离心机:北京市医用离心机J厂;电子天
膜的吸附特性固定化脂肪酶,提高了晦在反应体系半:梅特軌一托利多仪器(上海)有限公司。
巾的活性和稳定性,调节和控制酶的活性与进择性,1,3试验方法
从而有利于酶的回收和产品的牛产。传统的固定化1.3醋酸纤维素/聚丙烯复合膜的制备
方法都有自己的优缺点,因此不能绝对说哪种方法
将5g酸纤维素溶于100mL丙酮中,待溶解完
优于其他的方法,要针对固定化对象本身的特点和全成均一的膜液后,取试验前制备好的聚丙烯膜浸于
溶有醋酸纤维素的丙溶液中,自然成膜,以去离子水
基金项目:国家科技支撑计划(2011RADO2BO1
收稿口期;2011-08-24
冲洗醋酸纤维素/聚丙烯复合膜数次干燥备用?。
作者简介:刘晶,女.1986出生,硕士,粮食油脂及植物蛋白工科1.3.2高碘酸钠氧化法
通讯作者:于殿宇,男,1964年?生,教投,大豆油脂加工技术
取一张醋酸纤维素/聚丙烯复合膜悬浮于10mL
万方数据
第27卷第4期
刘晶等高碘酸钠氧化法固定化脂肪酶的研究
不同浓度的高碘酸钠溶液中,室温下置于摇床中摇动
由图1可知,当NaIO4(高碘酸钠)浓度为0.15
定时间,取出立即用去离子水洗至中性,吸下水分,moL/L时,氧化时间为60min时,所获得的固定化酶
与酶的磷酸盐缓冲溶液于28℃进行交联反应。交联的酶活最高,而随着氧化的时间延长,固定化酶的活
反应后取出,悬浮于10mL1%氧硼化钠溶液中于4℃力减弱。氧化程度通常由膜表面上的羟基被氧化成
反应30min,然后用0.1ml的HJ溶液、2mol的KCl醛基的量来表示。由于醋酸纤维素/聚丙烯复合膜
溶液和水分别洗涤3次,取出测定酶活0-4。
表面有大量的羟基,易于高碘酸钠氧化羟基成醛基,
1.3.3脂肪酶活力测定(橄榄油乳化法
利于下一步的交联反应。
将一定量的聚乙烯醇溶液和敝榄油按照一定的2.1.2交联剂浓度对固定化酶活的影响
体积比(3:1)混合,再用超声波乳化成乳状液。取
分别选取0.15%~0.4%不同浓度的交联剂(戊
4mL乳化液和5mL一定pH的缓冲液加入一定量二醛)对固定化海活进行考察,结果如图2所示。
的酶,预热5min后,同时在另ー三角瓶中加入乳化
液作空白样,反应15min后,向两瓶中加入15m
0.50
95%乙醇,终止反应,用0.05mol/L的标淮氢氧化钠
(1.45
溶液滴定,计算可得脂肪酶的分解活力。测定固定
二0.40
化酶酶活时将已固定化酶的滤纸剪碎,平均分威两
E0.35
份,其中一份做空白"3?。
水解橄榄油每min产生1pml游离的脂肪酸定
E0.25
义为一个酶活力(U)。
0.20
).100.150.20)0.250.30(0.350.40
(vー
x 50 Xn
交联剂质量分数/%
式中:为样品所消耗破的体积/mlL;V。为空白
图2戊二醛浓度对固定化酶活的影响
样品所消耗碱的体积/mL;t为反应时间;n为稀释倍
由图2可知,当交联剂质量分数为0.25%时固
数:50为1mL0.05mol/L氢氧化钠的徽摩尔数。
定化酶活力最大,当交联剂质量分数低于0.25%时,
固定化酶活定义为:每平方厘米固定化酧膜在固定化酶活随交联剂浓度的增大而增加,而高于此
37℃,pH9.0的条件下,水解脂肪毎分钟产生值后固定化酶活力逐渐下降。
1ml的脂肪酸所消耗的酶量,用U/em2表示。
2.1.3交联时问对固定化酶活的影响
交联时间是一个需要严格控制的操作条件,试
验选取1~6h对交联时间进行考察,结果如图3所
2结果与分析
2.1固定化条件对固定化酶活的影响
2.1.1不同高碘臉钠浓度及活化时间对固定化酶
活的影响
,50
分别选取不同高碘酸钠浓度和不同活化时间对
固定化酶活进行考察,结果如图1所示。
0.35
偎0.30
4.5
4.0
0.20
-0.50 mol/l
0.05 mo/L
交联时间/h
-0.25m]n
2.0
-*()10 moll
图3交联时同对固定化酶活的影响
由图3可知,