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本文主要研究了棉纤维对甲苯磺酰氯活化法固定化菊粉酶技术。菊粉酶是一种菊糖水解酶,系统名称为β-D果糖水解酶。本实验室保存的一株Aspergillus ficuum SK004菌株能产菊粉酶,在优化的发酵条件下制备菊粉酶,采用对甲苯磺酰氯活化法使菊粉酶共价连接在棉纤维上。通过对15种不同种类织物的固定化试验筛选出纯棉绒布为固定化载体,并用SEM观察了酶固定化前后棉纤维表面超微结构的变化。棉织物固定化菊粉酶有较好的储存稳定性,4℃缓冲液中保存8周,固定化酶活几乎没有降低。固定液中剩余的游离酶经透析,超滤浓缩后,可再次用于制备固定化酶;棉织物经再生活化后,可重新作为酶的固定化载体。通过单因素和正交实验得出最佳的固定化条件:NaOH浓度0.5 mol/L,处理时间3 h;干吡啶:棉布=10mL:1g,处理时间3 h;对甲苯磺酰氯:干吡啶=1g:1mL,处理时间3 h;缓冲液pH值4.5,离子强度0.2 mol/L,加酶量80 U/g,固定化温度25℃,固定化时间12 h,在此条件下得到固定化酶活回收率达到83.60%。将Aspergillus ficuum SK004菌株所产菊粉酶进行部分分离纯化,先后通过活性炭脱色、硫酸铵分级沉淀及透析,纯化倍数5.67,活力回收率83.73%。在此基础上固定化菊粉酶,动力学常数Km为167.14 mg/mL(菊糖),酶经固定化后对菊糖或蔗糖的Km值均上升,I/S比值略有下降。固定化菊粉酶的最适反应温度为60℃,与游离菊粉酶的相同;最适反应pH值5.0,与游离酶相比向碱性方向偏移0.5个单位。固定化酶温度稳定性稍有提高,pH稳定性基本不变。酶经固定化后,Ca2+ ,Na+,Zn2+较大地提高了酶的活力,EDTA等也由原来的抑制剂变为激活剂。在50℃、进料速度0.2 mL/min的操作条件下,固定化酶填充床反应器酶解5%菊糖溶液,水解率可达到100%,定容产率为43 g·L-1·h-1;酶解10%菊糖溶液水解率70%,定容产率为53 g·L-1·h-1。10%的菊糖溶液在分批式反应器酶解,当底物与固定化酶比例100mL:1g时,反应4 h,产率242.36 mg·L-1·h-1,转化率96.94%。填充床反应器中固定化菊粉酶具有较好的操作稳定性,40℃下,固定化酶的操作半衰期32 d;50℃下其操作半衰期为19 d。