[发明专利]一种固定化单宁酶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种固定化单宁酶的制备及应用工艺，具体来说是一种耐用型固定化单宁酶的制备，及采用固定化单宁酶水解单宁酸，制备没食子酸的工艺方法。本发明的固定化单宁酶，在生产没食子酸时，能解决原有单宁酶应用时，催化批次少、单宁酸残留高、转化率低等问题，本发明提供了一种耐用型固定化单宁酶的制备，及在没食子酸生产中的应用新工艺。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体来说是一种耐用型固定化单宁酶的制备及采用固定化单宁酶制备没食子酸的新工艺。

背景技术

中国是五倍子种植大国，五倍子提取物的产量位居世界前列。五倍子提取物中的主要成分为单宁酸。单宁酸分子是葡萄糖与没食子酸形成的酯结构。

没食子酸是一种重要的化工中间体，通常是由没食子酸水解制备而来。由单宁酸制备没食子酸的工艺主要有：(1)酸或碱性条件下，加热水解；(2)生物发酵法；(3)酶法。目前国内几个主要厂家的生产工艺仍是以酸或碱性条件下加热水解，但这种工艺能耗高、污水多、单宁酸转化率低、安全性差。而生物发酵法生产周期较长，且单宁酸通常水解不完全。酶法则是使用单宁酶进行催化水解。单宁酶(Tannase,EC3.1.1.20)，全称单宁酯酰水解酶，能将单宁酸水解为没食子酸和葡萄糖。

采用酶法也有两个明显的问题：(1)采用游离的单宁酶，使用成本较高；(2)采用固定化的单宁酶，使用成本低，但单宁酸转化率也低。

如何解决固定化单宁酶单宁酸转化率低的问题，既需要改进固定化方法，也需要更合适的应用工艺。本发明的耐用型固定化单宁酶，解决了固定化单宁酶的耐用性问题，降低了使用成本，同时，发明了一种新的应用方法，大大提高了单宁酸的转化率。本发明的固定化单宁酶催化反应方程式如下：

发明内容

针对现有固定化单宁酶，催化批次少、单宁酸残留高、转化率低等问题，本发明提供了一种耐用型固定化单宁酶的制备，及在没食子酸中的应用新工艺。

为了实现上述目的，本申请采取的技术手段如下：

一种固定化单宁酶，采用胺基型载体。

制备所述的固定化单宁酶的方法，具体步骤如下：

(1)胺基型载体的制备；

将单体和交联剂利用悬浮聚合法，制备环氧型基球，再将环氧型基球与有机胺进行反应，得到胺基型载体；

具体步骤为：将分散剂和去离子水作为分散相；将单体、交联剂、致孔剂、引发剂混合均匀，为有机相。将有机相加入至分散相中，调节粒度，在一定温度下进行悬浮聚合。聚合反应结束，用丙酮或乙醇淋洗致孔剂。筛分出合适的粒度，得环氧型基球。将有机胺配置一定浓度，加入环氧型基球，在一定温度下进行胺化反应。反应结束，洗净残液，得胺基型载体。

所述的大孔吸附树脂环氧型基球在悬浮聚合中所选用的单体是甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇二甲基丙烯酸酯、葡萄糖五甲基丙烯酸酯、葡萄糖四甲基丙烯酸酯、葡萄糖三甲基丙烯酸酯、葡萄糖二甲基丙烯酸酯中的一种或几种组合；

所述的大孔吸附树脂环氧型基球在悬浮聚合中所选用的交联剂是二乙烯苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、衣康酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三聚异氰酸烯丙酯中的一种或多种组合；

所述的环氧型基球的环氧值在300～500umol/g(环氧值高说明载体上的固定化基团较多，有利于酶的固定化，但环氧值过高，导致载体功能基团太多而交联度不够，影响载体的强度)；孔径在50～100nm(孔径大有利于底物在孔道内的扩散，但孔径过大，载体强度低)；强度测试时，浊度小于200(浊度越大，载体强度越差，影响固定化酶的使用寿命)；粒径在100-1000um；含水量在35-85％。