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淀粉来源广泛,价格低廉,改性后可作为各种酶固定化的载体具有良好的应用前景,特别是双醛淀粉,固定化脲酶后,可制成尿素口服吸附剂,治疗尿毒症,具有较大意义。
本课题先采用中温a-淀粉酶和糖化酶对淀粉进行预处理,然后再将其用高碘酸钠进行氧化,制备出高性能的酶解双醛淀粉载体。该载体具有醛基和微孔结构,在固定化酶时,可通过醛基的化学交联和微孔的吸附两种作用,是一种性能优良的酶固定化载体。
通过正交实验得出淀粉酶解的最佳工艺为：酶添加量0.25g,反应时间16h,反应温度55℃,反应pH5.0。四个因素对淀粉水解率的影响主次顺序为：酶添加量＞反应时间＞反应温度＞反应pH。反应时间和酶添加量对淀粉水解率的影响显著。
利用响应面分析得出酶解双醛淀粉载体的最佳工艺的模型Y=-192.46-17.03x1+9.79x2+12.14x3+333.95x4+2.40x1x3+2.27x12-0.14x22-2.47x32-272.06x42,利用最小二乘法求解,得出最佳工艺：反应时间4h,反应温度35℃,反应pH值4.0,高碘酸钠摩尔浓度0.6mol/L。其中模型的一次项X1、X3,极显著；二次项X12、X22、X32、X42,极显著。X2、X4和交互项x1x3不显著。
通过对三种载体固定化脲酶的应用实验研究,得出酶解淀粉固定化脲酶的最佳工艺条件为：反应pH7.0,反应时间5h,反应温度25℃,载体与脲酶的比例为1:1(g/mL),淀粉水解率为50％。双醛淀粉固定化脲酶的最佳条件为：载体醛基含量80％,反应pH值6.0,反应温度25℃,反应时间25h,酶与载体的配比为1:1(mL/g)。酶解双醛淀粉载体固定化脲酶的最佳条件为：载体醛基含量80％的,反应pH值7.0,反应温度25℃,反应时间25h,酶与载体的配比为2:1(mL/g)。
制备得到的酶解双醛淀粉固定化脲酶的最适pH为6.0,最适温度为70℃,储存稳定性比酶解淀粉固定化脲酶和双醛淀粉固定化脲酶更好；三种载体固定化脲酶的Km都比游离脲酶高,说明固定化以后脲酶亲和性降低。脲酶的固载量酶解双醛淀粉最高,酶解淀粉最低。通过体外模拟实验,得出酶解双醛淀粉载体对尿素的吸附性能较好。研制的尿素口服吸附剂具有一定的尿素吸附能力。