交联脂肪酶聚集体(CLEAs)的制备及其粒径影响因素研究

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作为一类新型的无载体固定化酶,交联酶聚集体以其制备方法简单、单位体积酶活高以及稳定性好等受到广泛的关注。目前对交联酶聚集体的研究主要集中在制备及其性能考察方面,但对交联酶聚集体粒径的调控及其对CLEAs性能的影响关注很少。然而,CLEAs的粒径大小不仅影响传质效率,还关系到CLEAs的稳定性,因此,粒径调控对CLEAs研究和应用来说至关重要。鉴此,本研究以假丝酵母脂肪酶(Candida sp.1619)为对象,探索并优化了其交联酶聚集体的制备条件,在此基础上通过不同调控手段得到了不同粒径的CLEAs,并研究了不同粒径CLEAs在性能方面的差异。主要研究结果如下:(1)利用无载体固定化酶技术,以三倍酶液体积的丙酮为沉淀剂,2.08%的戊二醛为交联剂,在交联时间为120min、交联温度20℃、离心转速为4000r·min-1时能得到活性和稳定性均较游离酶理想的CLEAs。(2)利用表而活性剂Tween-20和牛血清蛋白BSA对CLEAs进行改性,其活性分别提高了7%和22%。酶学性能分析显示,CLEAs最近pH值范围为6.0-9.0,在50℃下热处理2h能保留60%以上的活性,与游离酶相比稳定性得到了显著提高。对比CLEAs和游离酶的Km和Kmax分析发现,CLEAs对底物的亲和力较游离酶要弱,但单位时间内的催化效果要优于游离酶。(3)对影响CLEAs粒径因素分析表明,交联过程是决定粒径大小的关键步骤。在交联过程加入超声方式可使CLEAs粒径明显减小,但颗粒形状不明显;加入vortex方式或添加适量BSA可有效地将CLEAs粒径从151-180nm降低到19-26nm。同时,交联剂的分子量及其浓度越大,则制得的CLEAs粒径也相应增大。
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