[发明专利]一种海藻酸钠-壳聚糖固定木聚糖酶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海藻酸钠-壳聚糖固定木聚糖酶的方法

背景技术

木聚糖酶在饲料工业中应用广泛。小麦、玉米等基础饲料中含有大量的木聚糖，木聚糖具有较强的持水性、小分子吸附活性和表面活性，造成基础饲料对单胃或无胃动物具有强烈的抗营养作用。而木聚糖酶作为饲料添加剂使用，可有效消除木聚糖的抗营养作用。饲料中添加木聚糖酶可以降解植物细胞壁结构，降低畜禽肠道内容物黏度，提高内源性消化酶活性，减少肠道有害微生物数量，从而改善动物对养分的消化吸收以及饲料转化率，最终提高生长性能。

但游离态的木聚糖酶在实际应用中也存在一些问题如稳定性差、易失活等，导致利用率较低，成本较高。因此，可根据酶的固定化原理，利用生物技术以期解决上述问题。酶的固定化是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内仍能进行其特有的催化反应并可回收重复使用的技术。与游离酶相比,固定化酶不但可保持其高效、专一及温和的酶催化反应特性并且其贮存稳定性高、分离回收容易、可多次重复使用、操作连续及可控、工艺简便等一系列优点,不仅在化学、生物学及生物工程、医学及生命科学等学科领域得到迅速发展而且因为具有节省资源与能源、减少或防治污染的生态环境效应而符合可持续发展的战略要求。

近年来国内外关于固定化木聚糖酶的载体选择逐渐转向于性能优越的天然高分子材料和有机合成材料。其中天然高分子材料具有无毒,成本低廉,传质性能好等特点,主要有海藻酸钠、壳聚糖等。目前如何改进木聚糖酶的稳定性,提高酶的活性回收率,找到应用于不同领域的固定化载体及合适的和新的方法对木聚糖酶进行固定化,是今后研究发展的方向和趋势。而海藻酸钠，壳聚糖是最为常见的天然高分子材料，因此，本方法选用海藻酸钠为 载体，通过与钙离子和壳聚糖作用表面形成不溶于水的致密膜，以改进木聚糖酶的稳定性，同时优化最佳条件，以提高酶活回收率。

发明内容

本发明目的在于提供一种海藻酸钠-壳聚糖固定木聚糖酶的方法，以解决游离木聚糖酶在实际应用中存在的稳定性差、易失活变性、利用率低等问题。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

海藻酸钠-壳聚糖固定木聚糖酶的方法，通过以下步骤完成：

(1)原料混合步骤

称取一定量的海藻酸钠充分溶解于蒸馏水中形成一胶体溶液，向该胶体溶液中加入适量的木聚糖酶液，调节pH至6.0～7.0，充分搅拌混匀，得到混合液1；

分别称取一定量的壳聚糖和氯化钙溶解于蒸馏水中，调节pH至3.0～6.0，充分搅拌混匀，得到混合液2；

(2)微球成形及包覆步骤

采用带有针头的蠕动泵将步骤(1)所得混合液1，滴入至步骤(1)所得混合液2中，得到直径2～3mm的光滑微球；

(3)低温固化步骤

将步骤(2)中所得光滑微球置于3℃-10℃环境中进行低温固化得到固化微球，其中低温固化时间为1～4h；

(4)洗脱过滤步骤

将步骤(3)制备的固化微球以蒸馏水冲洗去除表面残留杂质得到洗脱微球；

(5)低温干燥步骤

将洗脱微球置于35～45℃的恒温干燥箱内进行低温干燥得到近似球型颗粒，干燥时间4～8h；

(6)颗粒成型

筛选步骤(5)得到的近似球型的固定化酶颗粒。

在本发明的一个优选实施例中，所述步骤(1)中，所述海藻酸钠质量百分比浓度为1.0～3.0％，所述壳聚糖质量百分比浓度为0.5～4.5％,氯化钙质 量百分比浓度为0.5～2.5％。

在本发明的一个优选实施例中，所述步骤(1)中，所述混合液1制备过程中的pH值采用质量百分比浓度为5％的醋酸溶液进行调节。

在本发明的一个优选实施例中，所述步骤(1)中，所述混合液2制备过程中的pH值采用质量百分比浓度为5％的醋酸溶液进行调节。

在本发明的一个优选实施例中，所述步骤(2)中，所述混合液1以3滴/秒的速度滴入至步骤(1)所得混合液2中。

在本发明的一个优选实施例中，所述步骤(3)重复三次。

在本发明的一个优选实施例中，步骤(6)得到的近似球型颗粒的固定化木聚糖酶进行包埋率、稳定性及酶活回收率测定方法如下：

固定化酶的包埋率测定：固定化酶的包埋率(％)＝固定化酶量(g)/酶总添加量(g)×100％；

固定化酶活回收率测定：酶活回收率(％)＝固定化酶的总活力/游离酶的总活力×100％