[发明专利]β-葡萄糖苷酶的固定化方法

说明书

本发明属于生物酶的固定化技术领域，具体涉及一种β‑葡萄糖苷酶的固定化方法，包括以下步骤：制备纳米碳化硅载体；将β‑葡萄糖苷酶、所述纳米碳化硅载体与交联剂混合后，得到固定化β‑葡萄糖苷酶；将所述固定化β‑葡萄糖苷酶与Fe₃O₄纳米颗粒混合，得到纳米碳化硅@β‑葡萄糖苷酶@Fe₃O₄复合体。本发明提高了β‑葡萄糖苷酶的活性，并解决β‑葡萄糖苷酶重复利用率低及酶活保留率低的技术难题。

技术领域

本发明属于生物酶的固定化技术领域，具体涉及一种β-葡萄糖苷酶的固定化方法。

背景技术

β-葡萄糖苷酶(β-D-Glucosidase，EC3.2.1.21)，又称β-D-葡萄糖苷葡萄糖水解酶，别名龙胆二糖酶、纤维二糖酶和苦杏仁苷酶。它属于纤维素酶类，是纤维素分解酶系中的重要组成成分，主要作用于β-(1,4)糖苷键，能够水解结合于末端非还原性的β-D-葡萄糖键，同时释放出β-D-葡萄糖和相应的配基。β-葡萄糖苷酶还能够作用于糖基原子团与芳香基或烃基之间的糖苷键,使相应的糖苷类化合物降解，生成配基和葡萄糖。β-葡萄糖苷酶的另一主要应用是用于降解纤维素，通过破解富含纤维的细胞壁，使其包含的蛋白质、淀粉等营养物质释放出来并加以利用，同时又可将纤维降解为可被畜禽机体消化吸收的还原糖。此外，在食品开发上，其作为特殊的风味酶应用在果汁、茶汁、果酒等制备上，能起到较好的增香效果。

纳米碳化硅是由微小尺度的金刚石晶粒组成的，尺度在(1～100)纳米以内。纳米碳化硅保留了金刚石在力学方面的优异性能，同时，纳米尺度所带来的较大的比表面积和高表面活性能等特点；此外，纳米碳化硅高表面活性，松装密度低，具有极好的力学，热学，电学和化学性能，因此在生物固载材料方面具有较好的发展前景。

磁性纳米材料在光、电、热、磁、敏感特性等方面表现优异的性能，已被广泛应用于磁流体、催化剂、生物工程和生物医学和环境保护等领域。其中，Fe₃O₄磁性纳米粒子具有超顺磁性、小尺寸效应、表面效应、量子隧道效应等优良特性，同时，Fe₃O₄磁性材料粒径小且分布窄、磁性优良、表面性能稳定和生物相容性好。

固定化β-葡萄糖苷酶的性质主要取决于所使用固定化载体材料和固定化方法。吸附法固定化酶的结合不牢，条件变化时酶易脱落；交联法形成的固定化酶颗粒太细，不利于操作使用。共价法在固定时形成共价键，发生的化学反应可能会导致酶部分失去活性，并且成本较高；包埋法仅适用于小分子底物和产物的酶，而且由于底物和产物扩散受阻，酶的反应速率可能受到影响。

为了解决上述问题，本发明结合纳米碳化硅与Fe₃O₄磁性纳米磁性材料作为酶的固定化材料，提供了一种新的β-葡萄糖苷酶的固定化方法。

发明内容

本发明的一个目的是提供了一种β-葡萄糖苷酶的固定化方法，其提高β- 葡萄糖苷酶的活性并解决β-葡萄糖苷酶重复利用率低及酶活保留率低的技术难题。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明提供了一种β-葡萄糖苷酶的固定化方法，包括以下步骤：

制备纳米碳化硅载体；

将β-葡萄糖苷酶、所述纳米碳化硅载体与交联剂混合后，得到固定化β- 葡萄糖苷酶；

将所述固定化β-葡萄糖苷酶与Fe₃O₄纳米颗粒混合，得到纳米碳化硅@β- 葡萄糖苷酶@Fe₃O₄复合体。

本发明提供的固定化方法，操作简单，制备耗时短，对酶的活性影响小，增强了酶的生化性质。

优选的是，所述制备纳米碳化硅载体包括以下步骤：