[发明专利]一种高比表面花状固定化酶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高比表面花状固定化酶的制备方法，具体涉及以配位作用、沉淀析出、晶体生长为过程，磷酸锌(Zn₃(PO₄)₃)为骨架的新型花状固定化酶的制备方法。

背景技术

固定化酶相较于游离酶，提高了储存稳定性、增强了使用环境耐受性的同时，保持了酶的高效专一及温和的酶催化反应特性，更重要的是固定化酶具有分离回收容易、可多次重复使用、操作连续可控、工艺简便等优点，因此成为酶催化领域研究的热点，同时也是当今酶产业主流发展方向。传统的固定化酶是将酶通过包被或化学偶联的方法连接到载体表面，从而实现固定化的。被用作固定化的载体材料很多，包括多孔聚合物树脂(CN200810010347.9；CN201110343288.9)、磁性复合微球(CN201110138426.X；CN201210441986.7；CN201110201473.4)、多孔复合膜(CN201010285964.7；CN200810059776.5)、无机纳米颗粒(CN201310004507.X；CN201210133875.X)等。随着技术的发展及研究的深入，出现了一种新的固定化酶，它是纯酶的聚集体的交联体，无需使用载体，这种固定化酶为无载体固定化酶(CN201210571820.7；CN201310680404.5)。但无论是上述哪种固定化酶方式，虽然部分已经是目前的成熟的工业化技术，仍然存在固定化过程繁琐、固定化工艺路线较长、能耗较高等问题。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种高比表面花状固定化酶的制备方法。

技术方案

一种高比表面花状固定化酶的制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：以磷酸盐缓冲溶液为溶剂，配制0.2～1g/L的酶溶液为溶液I；所述磷酸盐缓冲溶液的pH值范围为7.2～7.4；

步骤2：配制浓度为0.2～0.5mol/L的可溶性锌盐水溶液为溶液II；

步骤3：在磁力搅拌下向溶液I中加入溶液II，其中溶液I与溶液II的体积比为5～25:1；

步骤4：在磁力搅拌下，室温反应2～6h后，经过离心、水洗、冷冻干燥即得高比表面花状固定化酶。

所述酶为：胃蛋白酶、胰蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶或木瓜蛋白酶。

所述磷酸盐缓冲溶液为：磷酸二氢钠、磷酸氢二钠和水或磷酸二氢钾、磷酸氢二钾和水或磷酸二氢钠、磷酸氢二钾和水或磷酸二氢钾、磷酸氢二钠和水。

所述可溶性锌盐为：醋酸锌及其水合物、硝酸锌及其水合物、氯化锌及其水合物、硫酸锌及其水合物中的一种或几种的任意比混合。

有益效果

本发明提出的一种高比表面花状固定化酶的制备方法，依靠酶上的胺基及羧基与锌离子配位作用，在实现磷酸锌(Zn₃(PO₄)₃)沉淀的同时将酶固定在Zn₃(PO₄)₃上，进而得到一种具有高比表面积的新型花状固定酶。该发明的优势在于整个反应过程条件温和、固定化酶表面积高，可以较高的保持酶的活性，且工艺简单、能耗低、对设备要求低，因此易于工业化。本发明通过配位作用、沉淀析出、晶体生长过程，制备了一种以Zn₃(PO₄)₃为骨架的新型花状固定化酶，该发明整个反应过程条件温和、固定化酶表面积高，可以较高的保持酶的活性，且工艺简单、能耗低、对设备要求低，因此易于工业化。

附图说明

图1：高比表面花状固定化酶的制备工艺流程图

图2：高比表面花状固定化脂肪酶的SEM照片

图3：高比表面花状固定化木瓜蛋白酶的SEM照片

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

实施例1：高比表面花状固定化木瓜蛋白酶的制备

配制0.5g/L、溶剂为磷酸盐缓冲溶液(pH＝7.2)的木瓜蛋白酶溶液，该溶液为溶液I；配制浓度为0.3mol/L的硝酸锌水溶液，该溶液为溶液II；将溶液I加入到三角瓶中，磁力搅拌下加入溶液II，溶液I与溶液II的体积比为15:1；磁力搅拌下，室温反应2h后，经过离心、水洗、冷冻干燥即得新型高比表面花状固定化木瓜蛋白酶。

实施例2：新型高比表面花状固定化木瓜蛋白酶的制备