固定化木瓜蛋白酶研究进展

木瓜蛋白酶是一种重要的生化产品,已广泛应用于食品、医药工业中。固定化木瓜蛋白酶是近年来酶工程研究的热门课题,本文总结近年来固定化木瓜蛋白酶的研究进展,将近年来应用各种方法制备的固定化木瓜蛋白酶的酶活性、稳定性及回收率等酶学特性进行比较。     

壳聚糖/卵磷脂复合微球固定木瓜蛋白酶的研究

以壳聚糖和卵磷脂为材料,采用乳化-交联法制备壳聚糖/卵磷脂复合微球,并用光学显微镜和红外光谱对微球进行表征;再以此微球作为载体固定木瓜蛋白酶,以固定率为指标,应用正交试验法优选固定化酶的制备工艺,并对固定化酶的半衰期、米氏常数(Km)、操作稳定性进行研究.结果表明,制备的壳聚糖/卵磷脂复合微球呈完整的圆球形或椭球形;固定化酶的优化制备工艺为:m(壳聚糖)=250 mg,m(壳聚糖):m(卵磷脂)=1:2,V(戊二醛水溶液)=300 μL,m(木瓜蛋白酶)=20 mg,此时制备的固定化酶的固定率达61.94％,半衰期为86.27 h,米氏常数为6.37 mg/mL,固定化酶有很好的操作稳定性.     

银/二氧化硅复合载体固定木瓜蛋白酶的研究

以沉积了银纳米粒子的二氧化硅微球为载体,戊二醛为交联剂共价固定了木瓜蛋白酶。研究了戊二醛用量以及载体中银纳米粒子质量分数对酶负载率、相对活力和酶活回收率的影响,考察了温度和pH值对固定酶的影响。结果表明,戊二醛的适宜质量分数为5%;当载体的银负载量(质量分数)为0.68%时,固定木瓜蛋白酶活回收率最高,比使用未负载银载体提高了131%;固定酶的最适反应温度为75℃,与游离酶基本相同;最适pH值为7.5,与游离酶相比向碱性方向移动了1个单位。     

固定化木瓜蛋白酶载体的研究

本文主要概述了近年来国内外对于固定化木瓜蛋白酶载体的研究情况。木瓜蛋白酶是100％纯天然产物，也是一种有着广泛用途的重要生化试剂，在我国有着诱人的开发应用前景。目前，被用做固定木瓜蛋白酶的载体已从有机高分子载体、无机载体发展到了复合载体。用这些载体对木瓜蛋白酶进行固定化大多取得了较好的效果。相信对固定化木瓜蛋白酶载体的研究将会加快木瓜蛋白酶的工业化应用进程。     

壳聚糖载体柔性固定化木瓜蛋白酶

用酶柔性固定化模型,以壳聚糖为载体,双醛淀粉为柔性链,对木瓜蛋白酶进行柔性固定化. 通过对固定化条件的优化,得出选用壳聚糖、双醛淀粉制得的柔性载体(Chitosan-DAS50)在酶用量为14.4 mg/g(酶/干球)、pH 8的条件下,固定木瓜蛋白酶18 h,所得的固定化酶活力回收率达72%,相当于采用壳聚糖-戊二醛(Chitosan-GA)手臂载体的3倍. 结果表明,酶的柔性固定化模型可以改善传统共价结合法固定化及手臂固定化酶活力回收率不高的缺陷.     

有机溶剂中尼龙布固定化木瓜蛋白酶动力学性能研究

利用尼龙布固定化木瓜蛋白酶,在14种有机溶剂的不同浓度(10%,20%)中,以酪蛋白为底物,于温水浴中反应,在275nm中测定其OD值变化,通过一定的数量关系转化成MichaeLis-Menten公式,求出K_m与v_max参数。结果表明,酶活性在有机介质中有一定的变化,其中20%乙酸乙酯、10%和20%的丁醇、20%的戊醇对酶与底物的结合有促进作用,而其他的有机溶剂环境则表现削弱作用。在乙醇、甲醇、1,4-二氧六环、四氢呋喃、二甲基亚砜、环己环的反应环境中,酶与底物的亲和力随着有机溶剂浓度的升高而下降,最大反应速度上升;在正丙醇、乙腈、乙酸乙酯、丁醇、戊醇、己醇、苯、正十二醇的反应环境中,酶与底物的亲和力随着有机溶剂浓度的升高而升高,最大反应速度下降。     

表面活性剂改性磁性氧化石墨烯共价固定脂肪酶CRL

采用化学共沉淀法制备磁性氧化石墨烯（MGO）,直接在反应体系中加入Span系列表面活性剂,一锅法制备得到表面活性剂改性磁性氧化石墨烯（SMGO）。X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）表征结果表明SMGO制备成功,且具有良好的磁分离性能。以1,5-戊二醛（GA）为交联剂,褶皱假丝酵母脂肪酶（CRL）为模型酶,共价固定CRL于SMGO载体上。Span40 MGO固定化酶酶活回收率为116.5%±1.7%,为MGO固定化酶的6倍;比活可达32.5U/mg,为游离酶的1.6倍;k_cat/K_m也有较大的提升,高于游离酶50%。储存稳定性及热稳定性得到提高,用于水解反应6批次后仍然保留73.6%的相对酶活力。初步分析认为MGO经改性后表面从亲水性转为强疏水性,使得共价固定化过程中同时发生疏水性界面活化,这是酶活性提高的原因之一。文章所报道的改性策略可为类似载体改性提供新思路。     

银纳米粒子在木瓜蛋白酶固定化中的应用

通过超声条件下正硅酸四乙酯与g-氨丙基三乙氧基硅烷的同步水解,一步制备了带氨基的二氧化硅微球,并在其表面沉积了银纳米粒子. 以此负载银的二氧化硅微球作为载体固定木瓜蛋白酶,研究了银纳米粒子负载量对木瓜酶固定化的影响,考察了固定化木瓜蛋白酶的性能. 结果表明,当载体的银负载量为0.68%时,固定木瓜蛋白酶活回收率达到最高,比使用未负载银的载体提高了188%;该固定酶比游离酶具有更好的热稳定性,在重复使用20次后仍保持原有酶活的43%,4℃下储存2个月后酶活基本没有下降.     

溶胶-凝胶法固定化木瓜蛋白酶的活性保护

选择糖和脂质体作为溶胶-凝胶法固定木瓜蛋白酶(Papain)过程中的保护剂. 研究了蔗糖、葡萄糖、海藻糖、木糖、麦芽糖及构成脂质体的正癸烷溶液中胆固醇含量、卵/胆比等因素对固定化酶活性的影响. 结果表明,80 mL 20 mg/mL Papain溶液与15 mg木糖、500 mL正癸烷溶液[溶有1.5%(w)胆固醇,卵磷脂/胆固醇质量比为4.5:1]充分混合后制备的固定化酶活性最高. 在优化条件下制备的固定化酶包封率为42.0%,活力回收率为61.2%. SEM分析表明,固定化酶形态呈球状且大小均匀,内孔分布呈蜂窝状. 破膜剂对固定化酶活性发挥的影响研究表明,TritonX-100的效果最好.     

介孔分子筛SBA-16固定化木瓜蛋白酶性质的研究

以介孔分子筛SBA-16为载体采用物理吸附的方法对木瓜蛋白酶进行了固定化,研究了固定化条件对酶的相对活性的影响及在不同pH值下游离酶和固载酶的pH稳定性。实验结果表明当1 g载体的給酶量为30 mg,固定化时间为2.5 h,pH值为7.0时,固定化木瓜蛋白酶的相对活性最好。与游离酶相比,固定化酶的pH稳定性有明显改善。     

改性竹纤维增强聚丙烯复合材料的性能研究

以聚丙烯为基体材料,不同处理工艺改性的竹纤维为增强材料,采用密炼-注塑工艺制备聚丙烯/竹纤维复合材料。通过红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、万能试验机等对复合材料的化学结构、表面形态、热性能、力学性能等进行表征和测试。结果表明:偶联剂与碱处理均可改变竹纤维的表面特性,改善复合材料的界面相容性,其力学性能、热性能均随处理工艺有所改善。当偶联剂KH-550含量为2%时,复合材料有较好的力学性能,其断裂伸长率为14.5%,拉伸强度为30.48 MPa,冲击强度为22.4 kJ/m2。     

改性纳米陶土对竹粉/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

采用三聚氰胺对纳米陶土进行表面改性,研究了改性纳米陶土对竹粉/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料综合性能的影响。结果表明:三聚氰胺能促进纳米陶土在HDPE基体中均匀分散,改善其界面相容性;当改性纳米陶土用量小于15份时,随其用量增加,复合材料的拉伸强度、冲击强度和弯曲性能显著提高,耐水性也得到改善。     

聚丙烯/竹粉发泡复合材料的性能研究

通过注塑法制备了聚丙烯(PP)/竹粉发泡复合材料,研究了铝酸酯、竹粉和AC发泡剂用量对复合材料密度和物理力学性能的影响.结果表明:添加适量的铝酸酯可提高材料大部分的力学性能和加工流动性,其最佳用最为竹粉用量的1%.竹粉对材料有一定增强作用.随着竹粉用量增加,弯曲强度先增后降,断裂伸长率下降、维卡软化点增大、拉伸和冲击强度下降.AC发泡剂的最佳用量为0.5份,此时材料的密度为0.864 g/cm、比未发泡材料下降12.5%;比弯曲和比拉伸强度分别为50.74 MPa·g-1·cm3和26.99 MPa·g-1·cm3,仅比未发泡材料下降11%和1.9%;而比冲击强度为10.823 kJ·m-2g-1·cm3,增大5.6%.     

竹原纤维/可生物降解塑料复合材料的性能研究

通过热压成型制备了竹原纤维增强可生物降解塑料复合材料,研究了材料的力学性能、热稳定性、断裂面的微观结构等,以及复合材料的微生物降解性能。研究结果表明,复合材料的拉伸强度和弯曲强度随竹原纤维含量增加而增加,当竹原纤维质量分数为16.67%时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度较纯可降解塑料分别增加46.9%和93.1%,但断裂伸长率和冲击强度随着竹原纤维含量增加而降低。复合材料的热稳定性比纯可降解塑料和竹原纤维更好。在土壤微生物的作用下,复合材料在20 d时间的降解率可达19.4%。     

微发泡PP/竹塑复合材料发泡行为及性能研究

采用注塑成型方法,在二次开模条件下制备微发泡聚丙烯(PP)/竹粉复合材料,分析了不同含量的竹粉对微发泡PP复合材料力学性能和发泡行为的影响。结果表明:随着竹粉用量的增加,泡孔平均直径逐渐减小,泡孔密度逐渐增加。竹粉用量为30%时,泡孔直径最小,为23.4μm,泡孔密度达到10.4×106个/cm3,具有理想的发泡效果。竹粉用量在20%时,发泡材料的冲击强度和纯PP基本相同,在性能不降低情况下,节约了原材料成本。     

One-Step Fractionation of the Main Components of Bamboo by Formic Acid-based Organosolv Process Under Pressure

To promote the efficient utilization of lignocellulosic materials, one-step fractionation by formic acid-based organosolv process under pressure has been studied for converting lignocellulose in its main components. Lignin and hemicelluloses were selectively dissolved, while cellulose was not obviously degraded. Under optimized conditions (85% formic acid, a liquor-to-solid ratio of 7:1, and a temperature of 145°C for 45 min), this process provided a high efficient way to separate the main components of bamboo, obtaining 42.2% cellulose pulp, 31.5% lignin, 8.5% hemicellulose-rich fraction, 3.56% furfural and 3.80% acetic acid. Cellulose pulp with satisfying viscosity could easily be bleached to a high brightness of over 87% ISO with a short bleaching sequence, and had an acceptable paper strength properties. The recovered lignin fraction contained a small amount of carbohydrates and a considerable part of proteins and p-hydroxycinnamates. Additionally, the organic substances in hemicellulose-rich fraction obtained was composed of 95% carbohydrates, most of which was monosaccharides, as well as 5% lignin.     

超氧化物歧化酶的固定化及其酶学性质

目的制备固定化超氧化物歧化酶(SOD),并分析其酶学性质。方法以壳聚糖为载体,戊二醛为交联剂,制备固定化超氧化物歧化酶。以邻苯三酚自氧化法分别测定溶液酶与固定化酶的活力,并计算回收率。对固定化酶的温度和pH稳定性、半衰期、重复使用的回收率及米氏常数(Km)进行测定。结果固定化超氧化物歧化酶活力为333U/g,酶活回收率为86.32%,半衰期为43.8d;固定化酶室温保存5d后,相对酶活力仍保持在80%以上,最适反应温度为45℃,使用一次后回收率为70.12%,重复使用两次后回收率为51.72%;固定化酶与溶液酶在pH6时活性最强,Km分别为0.18mmol/L和0.16mmol/L。结论该固定化酶较溶液酶的稳定性得到提高,便于贮存,在食品、药品、日用品等领域有良好的应用前景。     

苯酚作用下竹粉微波液化的工艺研究

以苯酚为液化剂,浓硫酸为催化剂,采用微波加热的方式对竹粉进行了液化处理,探讨了酚／竹固液比、催化剂用量、反应时间等因素对液化的影响。结果表明,当微波功率为500W、酚／竹固液比为4：1、浓硫酸为8％、液化温度为150℃、反应时间为8min时,液化效果最优,所得产物的残渣率仅为O．289％。采用红外光谱对竹粉液化前后官能团变化进行了分析,结果表明,经过苯酚液化后芳环被引入到竹粉的分子结构中。     

竹材剩余物纳米纤维素晶体的制备及性能表征

以竹材加工剩余物为原材料,通过硫酸酸解法成功制备了竹纳米纤维素晶体（竹CNC）,考察酸解时间对竹CNC产率、形态及稳定性的影响。透射电镜（TEM）观察表明,竹CNC为刚性棒状结构,长度为160nm左右,直径为5-15nm;Zeta电位测试结果表明,竹CNC悬浮液具有较好的储存稳定性。随着酸解时间的延长,竹CNC产率出现先上升后下降的变化,酸解时间为60min时竹CNC产率最大,为34．4％。采用Simha理论,采用乌氏黏度计测定竹CNC悬浮液的特性黏数,估算了竹CNC的长径比为20左右,所得结果与TEM观察结果基本一致。