海藻酸钠固定化α-淀粉酶的研究
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海藻酸钠固定化α—淀粉酶的研究
作者：郑璐 雷明科 张瑞等
来源：《湖北农业科学》2013年第23期
摘要：以海藻酸钠为载体，采用包埋交联法制备固定化α-淀粉酶，通过单因素试验和正交试验确定最优的固定化α-淀粉酶的条件。利用聚乙二醇4 000作为制孔剂，进一步制备具有多孔结构的固定化酶。结果表明，最优工艺为海藻酸钠1.6%，α-淀粉酶0.4%，羧甲基纤维素钠0.2%，CaCl2 2%，在此条件下，固定化α-淀粉酶的固定效率可达92.43%。在体系中添加浓度为2.5%的聚乙二醇4 000能使酶活性提高37.61个百分点，得到的固定化酶的温度稳定性以及pH稳定性均优于游离酶。
关键词：海藻酸钠；固定化；α-淀粉酶；聚乙二醇
中图分类号：Q814.2；TQ925+.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）23-5845-05
α-淀粉酶（α-1，4-D-葡萄糖-葡萄糖苷水解酶）普遍存在于动物、植物和微生物中，它能以随机作用的方式切断淀粉、糖原、寡聚或多聚糖分子内的α-1，4葡萄糖苷键，产生麦芽糖、低聚糖和葡萄糖等，被广泛应用于食品加工、粮食工业、乙醇工业、发酵和纺织业等多种行业，是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一[1，2]。
固定化酶与游离酶相比，具有热稳定性高、保存稳定性好、对变性剂耐受性强等优点，可重复或连续使用，且易于与产品分离，是食品、医药、化工等领域的研究热点之一[3，4]。依据酶的性质和用途，酶的固定化方法主要可以分为以下4种：吸附法、交联法、包埋法和共价结合法[5]。
酶的固定化可以使用多种载体，其中海藻酸钠是一种从海藻中提取的亲水性胶态多聚糖，它是由β-（1，4）-D-甘露糖醛酸和α-（1，4）-L-古罗糖醛酸组成的线性高分子化合物，其分子含有自由的羧基和羟基，可溶于不同温度的水中，生物相容性好，稳定、无毒、成膜性或成球性好，是常用的囊材与载体材料，也常被用作固定化酶的载体[6]。聚乙二醇是一种无毒的高分子聚合物，与水有极好的互溶性，它的相对分子质量可从几千到几万，控制其相对分子质量的大小以及用量，可调节海藻酸钙中孔的尺寸、体积和密度[7]。以聚乙二醇为海藻酸钠制孔剂，两者在水溶液中形成均一体系，将两者混入氯化钙溶液中时，海藻酸钠转化为交联的网状大分子，海藻酸钙形成固态，聚乙二醇可以从固态的海藻酸钙中溶出，即形成多孔结构的海藻酸钙。当聚乙二醇相对分子质量为4 000时，海藻酸钙支架中可形成蓬松均匀的多孔结构，适用于组织工程多孔材料的应用[8]。