用于与活性污泥共固定化的蛋白核小球藻在不同碳源下的培养研究

在蛋白核小球藻与活性污泥共固定化条件下，采用不同碳源对蛋白核小球藻进行了小型培养和扩大培养．结果显示，测定蛋白核小球藻藻液细胞密度的最佳波长为680nm；含10g/L葡萄糖的Bold培养基培养时表现出适应期较短(20h)、对数期较长(25h)、藻细胞最大生长率高(kmax=0．098h^-1)，且最大生长率出现时间早(第37．5h)等特点．扩大培养研究证实，经过72h培养可以得到10^8个细骨包／mL的藻液．该培养方式可以满足相关的藻类污水生物处理技术研究对藻液的需求．     

金属有机骨架载体固定化生物酶的研究进展

金属有机骨架（Metal-Organic Frameworks, MOFs）是金属中心与有机配体通过配位作用自组装形成的多孔晶态材料。MOFs具有稳定性强、大比表面积、高孔隙率、可重复使用等特点,作为一种新型固定化载体材料,具有广泛的应用前景。本文主要从MOFs载体固定化生物酶的合成方法、MOFs-生物酶复合材料的特性和应用等方面进行总结分析,并对MOFs载体固定化生物酶的将来研究方向进行了展望,为后续开发研究和在生物与医药行业应用提供了理论依据。     

共固定化纳米酶的制备及其在级联催化反应中的应用研究进展

级联酶复合体可通过构建底物通道的方式加快催化效率,已经成功应用在合成医药、化妆品、功能性食品等不同工业领域。生物酶可参与的催化反应种类丰富而且是现代合成化学中的绿色经济型可持续生产工具,但在工业化生产中,固定化级联酶复合体更适合大规模生产,因为固定化技术不仅能够提高酶催化反应效率,还有利于提高酶稳定性以及简化生物催化剂的回收使用。最值得注意的是,酶催化性能、固定化方法、相关反应动力学特性均是酶复合体的活性和稳定性的关键影响因素。综合生物学和材料学领域的研究进展,如兼具纳米特性和稳定性能的载体材料的研发,级联酶共固定化技术将充分平衡各催化组分,从而设计出理想的酶复合体催化机器。因此,该研究结合键联方式和载体材料就近年来多酶的共固定化技术研究发展和相关领域应用进行了综述。     

酵母菌与糖化酶共固定化木薯酒精连续发酵工艺研究

采用聚乙烯醇(PVA)为载体共固定化酵母菌细胞和糖化酶制剂,并以木薯为原料进行酒精连续 发酵工艺研究。实验结果表明,木薯酒精连续发酵的最佳工艺条件为:硫酸铵添加量为原料量的0.5%,α-淀 粉酶用量为5u/g,糖化酶的用量为150u/g,适宜pH值4.5,酵母菌细胞与糖化酶制剂共固定化凝胶颗粒填装 量为50%。在稀释速率为0.155h$C1、糖化醪总糖为119.8g·L-1、还原糖为80.33g·L-1、醪液在反应器中 停留时间为3.1h时,发酵醪酒精浓度为12.3%,成熟发酵醪残余总糖为2.72g·L-1,残余还原糖为0.6g· L-1,总糖利用率达96.91%。     

共固定化单宁酶和β-葡萄糖苷酶对茶饮料增香和除混效果的研究

以海藻酸钠为载体,采用交联-包埋-交联的方法共固定化了单宁酶和β-葡萄糖苷酶,2种酶的活力回收率分别为67·3%和46·0%。将共固定化酶应用于茶饮料的除混和增香,结果表明,经共固定化酶处理后,绿茶、红茶、乌龙茶3类茶的香精油总量均有所增加,其中以绿茶的香精油总量增加最多,增长率达20·69%,乌龙茶和红茶分别为10·30%,6·79%;3类茶的非酯型儿茶素含量增加,增幅依次为绿茶(52·17%)>红茶(12·94%)>乌龙茶(8·83%),而酯型儿茶素的含量下降,降幅依次为绿茶(20·0%)>乌龙茶(16·68%)>红茶(5·04%);实验中还研究了用共固定化酶处理绿茶饮料的抗沉淀效果,未经共固定化酶处理的绿茶饮料低温时的浊度比经共固定化酶处理的要高,贮藏3个月,经共固定化酶处理的绿茶的澄清度一直很高,而未经共固定化酶处理的绿茶在60d后有少许沉淀产生。     

磁性生物活性玻璃共固定葡萄糖氧化酶-过氧化氢酶的研究

生物活性玻璃具有良好的生物相容性和生物活性,利用其进行酶的固定化是一种新的实验理念。本文对生物活性玻璃进行改性,加入一定量乙二醇利用溶胶-凝胶的方法制备了表面具一定磁性的磁性生物活性玻璃微球,并利用该微球对葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶进行固定。实验表明,同时固定两种酶比单独固定效果更为显著。之后将GOD-CAT以一定的比例分别在传统水相和有机相二恶烷中进行共固定化,比较水相共固定化酶和有机相共固定化酶的酶比活力和酶学性质,找到了最佳的固定介质。实验表明,戊二醛浓度为0.4%,加酶活力比GOD:CAT为1:2,二恶烷含水量1.5%时,GOD的表观酶活回收率达到90.25%;而传统水相中,GOD的表观酶活回收率最大仅为72.18%。连续使用10次后,有机相固定化酶活为初始值的67.30%,而传统水相中酶活仅为初始值的44.33%。     

Multienzyme co-immobilization-based bioelectrode:Design of principles and bioelectrochemical applications

Enzyme cascade reactions play significant roles in bioelectrochemical processes because they permit more complex reactions. Co-immobilization of multienzyme on the electrode could help to facilitate substrate/intermediate transfer among different enzymes and electron transfer from enzyme active sites to the electrode with high stability and retrievability. Different co-immobilization strategies to construct multienzyme bioelectrodes have been widely reported, however, up to now, they have barely been reviewed. In this review, we focus on recent state-of-the-art techniques for constructing co-immobilized multienzyme electrodes including random and positional co-immobilization. Particular attention is given to strategies such as multienzyme complex and surface display. Cofactor co-immobilization on the electrode is also crucial for the enhancement of catalytic reaction and electron transfer, yet, few studies have been reported. The up-to-date advances in bioelectrochemical applications of multienzyme bioelectrodes are also presented. Finally, key challenges and future perspectives are discussed.     

酵母菌与糖化酶的共固定化研究

以海藻酸铝为载体,用包埋法共固定酵母菌和糖化酶,探讨了此双酶体系的储存稳定性和重复使用稳定性,研究了共固定化酶的双酶比例及pH和温度对酒精发酵的影响,结果表明,酵母菌和糖化酶的最佳加入量分别为2.5 g和300 U/g;固定化酶重复使用10次后,残余活力仍能保持最初活力的83.47%;共固定化酶的半衰期可达205.1 d;pH为4.0~4.5、温度为37℃时,其活性可达最高。     

海藻酸钠-聚丙烯酰胺联合固定化腈水合酶产生菌株

采用聚丙烯酰胺(pAM)以及海藻酸钠(SA)-PAM对腈水合酶产生菌株Rhodococcus sp HUST-3进行了固定化研究,考察了固定化条件对PAM固定化以及SA-PAM联合固定化的影响。实验结果表明,相同反应条件下,SA-PAM联合固定化细胞的相对酶活(即相同菌悬液浓度的固定化细胞酶活力与游离态细胞酶活力的比值)高于PAM固定化法;SA-PAM联合固定化法的最佳条件为:SA溶液质量分数3.5%,菌悬液质量浓度1g/L,PAM溶液质量分数6%,SA溶液、PAM溶液与腈水合酶菌悬液的体积比20:1.5:1,交联剂戊二醛体积分数2%,4℃下固定化6h;此时相对酶活高达92.7%。SA-PAM联合固定化细胞重复使用9次时,相对酶活仍为50 1%,表明SA-PAM联合固定化的腈水合酶具有较高的稳定性。     

蒙脱石固定化α-淀粉酶和糖化酶的研究

以蒙脱石为载体,利用吸附法分别固定α-淀粉酶、糖化酶以及共固定化α-淀粉酶和糖化酶。α-淀粉酶和糖化酶最佳固定化温度分别是20℃和30℃,最佳固定化pH是6.5和4.5。共固定化最佳条件为淀粉酶(U):糖化酶(U):蒙脱石(g)为15:7.5:0.2,pH为5.5;温度为20℃。固定化α-淀粉酶、固定化糖化酶和共固定化酶的最适pH分别为6.0、4.5和5.5,最适反应温度分别是60、60℃和55℃。蒙脱石固定化α-淀粉酶、固定化糖化酶和共固定化酶的稳定性均较好,尤其是共固定化酶表现突出。