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天然酶在食品、医药等领域应用较为广泛,能够改善食品的品质、风味和色泽,具有很重要的实用价值。然而天然酶存在着对热不稳定、稳定性差、来源有限、昂贵不易得等缺陷导致其应用受到限制,因此寻找一种能够替代天然酶的无机纳米人工酶具有重要的意义,人工酶的引入可以消除天然酶本身的缺陷,从而扩大酶在食品中的应用。本文采用一步合成了牛血清白蛋白-二氧化铈纳米材料,并对其存在的模拟酶活性进行评价研究。本论文主要开展了以下研究工作:1.在室温条件下通过简单的混匀和搅拌可以一步合成牛血清白蛋白-二氧化铈纳米复合材料,并通过紫外可见光谱、透射电子显微镜、傅里叶变换中红外光谱、X射线衍射表征、X射线光电子能谱、热重分析等常规手段证明了纳米复合材料的合成,且其平均粒径为2.29 nm,X射线衍射表明牛血清白蛋白-二氧化铈为萤石立方结构。在中性条件下测得其电动电势为-25 mV。经过X射线光电子能谱表征可知,牛血清白蛋白-二氧化铈纳米复合材料中的铈为Ce3+和Ce4+并存,且Ce3+浓度为44%左右。2.研究了纳米材料的模拟氧化酶的稳态动力学分析。可知其米氏常数为0.0544 mM,与作用于相同底物的辣根过氧化物酶而言,对底物3,3、,5,5、-四甲基联苯胺(TMB)具有更强的亲和力。和天然酶不同,牛血清白蛋白-二氧化铈纳米材料有很好的稳定性。通过不同温度条件的处理,可知纳米材料的模拟氧化酶活性有很好的稳定性,即使温度高达95℃仍然保持了60%以上的有效活性。在酸性条件下,模拟酶表现出比在中性和碱性条件下更强的氧化酶活性。主要是原因如下:(1)溶液pH的减小,会增强Ce4+的氧化能力,从而使得酸性条件下的模拟氧化酶活性增强。(2)酸度对底物TMB的影响导致了TMB的氧化产物为TMB二亚胺盐,即TMB的终极氧化产物。(3)牛血清白蛋白-二氧化铈纳米人工酶的催化活性可能与其表面的电荷有关。因此,我们得出结论,牛血清白蛋白-二氧化铈纳米材料具有良好的有效模拟氧化酶活性,且具有广泛的温度和pH适用范围。3.基于黄嘌呤氧化酶偶联反应体系和WST-1的原理测定了牛血清白蛋白-二氧化铈纳米材料的模拟超氧化物歧化酶活性,当材料浓度为5μM时,酶活力为11.975 U/mL。热稳定研究表明,当温度在4℃-65℃之间时,抑制率的变化范围较小,维持在50%左右;当温度为75℃时,抑制率有所下降;当温度达到95℃时,酶仍然保留着25%左右的抑制率,说明在高温条件下,纳米材料的模拟超氧化物歧化酶仍保持了一定的活性。酸碱稳定性研究结果表明,不同pH条件的处理对牛血清白蛋白-二氧化铈纳米材料的模拟超氧化物歧化酶活性没有太大的影响。因此牛血清白蛋白-二氧化铈纳米材料具有广泛的pH变化范围和很好的热稳定性。