[发明专利]一种用醋酸纤维素/聚四氟乙烯复合膜固定化脂肪酶的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种固定化脂肪酶的方法。

背景技术：

脂肪酶是一类特殊的酰基水解酶，在动植物各种组织及许多微生物中普遍存在，是人类最早研究的酶类之一。它的天然底物是油脂，具有对油-水界面的亲和力，能催化酯水解或醇解、酯合成、酯交换、多肽合成等反应，在制药、试剂、食品加工、生物能源等方面有着很大的应用潜力。但脂肪酶是水溶性的，不易回收重复使用，粉末状脂肪酶分散于有机溶剂中容易失活，于酶的固定化有利于酶的分散、回收和再利用，减少了酶的损耗和残余酶产生的再次污染。科学家们一直对酶的固定化技术进行研究，但迄今为止，几乎没有一种固定化技术能普遍适用于每一种酶，所以要根据酶的应用目的和特性，来选择其固定化方法。目前已建立的固定化方法一般可分为：包埋法、吸附法、交联法及共价偶联法等。

从20世纪50年代膜分离技术进入工业化以来，经过几十年的发展，它已广泛渗透到化工、冶金、环保、生物工程等领域。分离膜不仅能对气体、有机物、各类生物制剂等进行有效的分离、浓缩、纯化，而且还能作为固定化酶的载体，实现酶的膜固定化。固定化酶膜可将酶的催化特性和膜的分离、载体和分隔功能等结合起来，从而构成酶膜生物反应器，具有其他载体不可比拟的优点。近年来酶的膜固定化技术己经成为研究的热点领域。醋酸纤维素/聚四氟乙烯复合膜具有一定的吸附性、化学稳定性好、疏水性、机械性能优异等优点，根据复合膜的吸附特性固定化脂肪酶，提高了酶在反应体系中的活性和稳定性，调节和控制酶的活性与选择性，从而有利于酶的回收和产品的生产。

发明内容

本发明是针对单膜法固定化脂肪酶效果不理想的问题，而提出的用醋酸纤维素/聚四氟乙烯复合膜来进行固定化脂肪酶的方法。用醋酸纤维素/聚四氟乙烯复合膜固定化脂肪酶的方法通过以下步骤实现：一、复合膜的制备。二、脂肪酶的固定化。三、酶活力的测定。四、固定化条件的优化。五、固定化酶酶学性质的讨论。六、通过固定化酶膜的SEM图像进一步解释利用醋酸纤维素/聚四氟乙烯复合膜固定化脂肪酶的优势。

利用醋酸纤维素/聚四氟乙烯复合膜固定化脂肪酶中，酸纤维素/聚四氟乙烯复合膜具有一定的吸附性、化学稳定性好、疏水性、机械性能优异等优点，根据复合膜的吸附特性固定化脂肪酶，提高了酶在反应体系中的活性和稳定性，调节和控制酶的活性与选择性，从而有利于酶的回收，最终得到的固定化酶活为17.2U/cm²，明显高于文献中单膜法固定化脂肪酶的活力。

具体实施方式

具体实施方式一：用醋酸纤维素/聚四氟乙烯复合膜固定化脂肪酶的方法通过以下步骤实现：一、复合膜的制备：将15g醋酸纤维素60℃下溶于85g二甲基甲酰胺中得到铸膜液。将聚四氟乙烯膜先用0.1mol/L的NaOH溶液和0.1mol/L的HCl溶液清洗，然后用去离子水清洗，真空干燥后，平铺在洁净的玻璃板上。将醋酸纤维素铸膜液用特制的刮刀涂在聚四氟乙烯膜表面，控制厚度，在室温下挥发适当的时间完成干相转换后，浸入去离子水完成湿相转换。12h后用去离子水清洗，自然干燥待用；二、脂肪酶的固定化：取若干份1cm²的醋酸纤维素/聚四氟乙烯复合膜于三角瓶中，分别加入一定量的酶液和pH7.5的磷酸氢二钠/磷酸二氢钾缓冲液，恒温搅拌吸附一定时间(25℃，170r/min)。再加入一定量戊二醛进行交联反应，反应结束后取出酶膜，用去离子水冲洗，放于干燥处待其风干后测定酶活。三、酶活力的测定：采用橄榄油乳化法；四、固定化条件的优化：分别在温度5～35℃，吸附时间0.5～3h，酶液浓度0.005～0.03g/mL，交联时间1～6h，交联剂浓度0.05～0.3％的条件下，通过测定固定化酶活力得到最佳的固定化条件。五、固定化酶酶学性质的讨论：在温度15～55℃，pH 5.5～9.5范围内，通过测定固定化酶和游离酶的活力，得出固定化酶的最适温度，最适PH值。并通过5～12次重复使用固定化酶水解橄榄油来讨论固定化酶的使用稳定性。六、通过固定化酶膜的SEM图像进一步解释利用醋酸纤维素/聚四氟乙烯复合膜固定化脂肪酶的优势。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤四中将醋酸纤维素/聚四氟乙烯复合膜与酶液在温度20～30℃的条件下进行脂肪酶的吸附固定。其它步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤四中将醋酸纤维素/聚四氟乙烯复合膜与酶液在温度5～35℃的条件下，吸附固定2～3h。其它步骤与具体实施方式一相同。