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1、固定化蔗糖酚的研究摘要:利用海藻酸钙凝胶球的包埋作用制备固定化蔗旃酶,并对其性质进行了初步研究,结果表明,游离酶被固定化后,最适pH值为4.0,虽适温度为60°Co在高pH值(pH8)和高温下,固定化酶比游离酚更稳定;固定化酶的米氏常数(K〜49.()5mmol/L)略大于游离酶(K一45・45erotol/L);同时固定化酶明显提高了游离酶的储藏稳定性和操作稳定性。关键词:蔗糖酶;固定化;稳定性蔗糖酶从酵母屮提取,蔗糖在蔗糖晦的作用下,能得到比蔗糖溶解度更高、不易有结晶析出的高浓度转化糖浆,还原力增加,甜度增加。蔗
2、糖輛主要应用于制备蔗糖转化糖浆,还可用于软糖和巧克力糖软芯屮防止出现蔗糖结晶,另外蔗糖酶还可丿IJ于从棉籽糖制备蜜二糖和从菊粉屮制备果糖,以及降低果汁屮蔗糖含杲等。对酶进行I古I定化开辟了酶的许多新用途。蔗糖酶的固定化国内外研究相对较少。包埋法是酶固泄化的一种常见方法,条件温和,操作简单,对陋活性影响小,有利于小分子量底物的进入和小分子量产物的扩散,适合固定化。本文利用包埋法就蔗糖酶的固定化及固定化酶的性质作了初步研究。1材料与方法1•1材料蔗糖酶(实验室从酵母中提取),明胶,海藻酸钠,氯化钙,戊二醛等。1.2仪器磁
3、力搅拌器,酸度计,恒温水浴锅等。1.3方法1.3.1蔗糖酶的固定化3.5mg蔗糖臨0.4g氯化钙,0.5g明胶溶JTOmL醋酸钙缓冲溶液(25mmol/L,pH4.4)中,充分溶解,并降温至5°C〜10°C,通过6号注射器的针头将上述冷却液以5cm的高度滴入到lOOmL的1%(w/v)的海藻酸钠溶液(用NaOH调pH8)中,过滤约得~1!2()()个微球。微球在醋酸钙缓冲溶液(25mmol/L,pH4.4)中硬化3()min后,将微球置入到2()°C、1%戊二醛溶液中进一步硬化2h,用醋酸钙缓冲溶液(25mmol/L
4、,pH4.4)洗涤后,固定化酶置于用酷酸钙缓冲溶液(25mmol/L,pH4.4)中,贮存在0°C-5°C冰箱中准备在实验中使用。132蔗糖酶的活力测定12mL酶液(稀释率1:300,w/v)与108mL蔗糖溶液(120g/L,pH5.5醋酸溶液)混合均匀,37°C反应lOmino用DNS法测定反M液屮还原糖的量。以煮沸酶液作对照,以lmin内催化释放lumol还原糖的醜量为1个酶活单位(U)。固定化酶醜活测定的反应体系同游离醜,取适量固定化酶•底物混合,均匀搅拌反应lOrnin,离心后取上清液,用DNS法测反应液屮
5、还原糖的量。2结果与讨论2.1蔗糖酶的固定化2.1.1固定化酶活力回收率与加酶量的关系固定化酶活力回收率(%)指固定化酶总活力与用于固定化的游离酶总活力的百分比,如图1示。固定化陆活力回收率与所用的廉糖腮的量有关,当廉糖腮用量较低时,固定化陆活力回收率较高,这对能是由于蔗糖在微球膜上的扩散限制,并不能使所有的蔗糖酶都能发挥作用。图1蔗糖酶用虽对固定化酶冋收率的影响1.1.2固定化pH值的选择选择不同的pH值进行蔗糖酶固定化,分别测定固定化他活力回收率(%),结果如图2所示。当pH4.4时,蔗糖酶活力冋收率最高。蔗糖酶
6、的等电点为pH5,pH4.4时蔗糖酶带正电荷。同时海藻酸钠是糖醛酸的钠盐聚合物,在高pH值(pH8)T,将有更多白由的竣基与钙、蔗糖酶等结合。综合分析,pH4.4时,蔗糖酶活力冋收率最高。图2不同pH值对酶活力回收率的影响2.2固定化酶的性质2.2.1最适pH值在不同的pH值条件下,于40%分别测定在各利
7、pH值下的游离酶与固定化酶的酶活,其酶活以不同pH值下的酶活占最适pH值酶活的比率表示,结果见图3。从图3可知,蔗糖醜在pH4.0时何最高水解速度,在pH5.0时蔗糖酶仍保持较高的水解速度,在中性或微碱条件下腮水解
8、速度迅速降低,pH8.0时,游离酶水解速度仅为最高时的10%。固定化陆在pH3.0时亦有最高水解速度,pH5.0、pH6.0时,固定化酶仍保持较高的水解速度,当pH8.()时,凝胶变软,酶水解速度仅为最高时的4()%。由于在pH3.()时容易引起蔗糖的自然水解,所以应在pH4.0和4.5时进行酶解反应。由此可见,虽然游离酶与固定化醜的最适pH值均为4.0,但固定化陋的pH值范围比游离臨要宽图3pH值、温度对游离酶和I古I定化酶活力的影响2.2.2最适温度在pH4.0和不同的温度情况下,分别测定游离酶与固定化酶的酶活,
9、结果见图3。从图3可知,游离晦和固定化猶的最适温度都为60°C,同吋固定化晦稳定的温度范围比游离陋要宽,说明固定化酶対温度的耐受能力增强。2.2.3米氏常数(Km)与最人反应速度用蔗糖作底物,分别以不同浓度(20mmol/L—lOOmmoVL),在60°C、pH4.0下测定酶活力,以lmin时测定的酶活力代表酶促反应初速度,按Lincwcavc