[发明专利]一种聚氨酯纳米纤维膜固定化酶及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种聚氨酯纳米纤维膜固定化酶及其制备方法与应用，由柚苷酶和聚氨酯纳米纤维载体组成，包括如下步骤：（1）用静电纺丝制备聚氨酯纳米纤维膜；（2）将聚氨酯纳米纤维膜加入到柚苷酶溶液中，晾干备用；（3）将晾干的聚氨酯纳米纤维膜加入到海藻酸钠溶液中，晾干备用；（4）重复步骤（2）和（3）即可。本发明采用层层自组装法，制备的固定化酶机械性能好，在一定PH，温度范围内能保持较高酶活性，对柚子果汁中苦味物质具有良好的脱苦效果，制备工艺简单。固定化酶可用于脱除果汁中的苦味物质，相较于游离酶可多次重复利用降低生产成本，便于与底物分离，储存稳定性好，在食品加工领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及食品加工领域，具体地说，涉及一种聚氨酯纳米纤维膜固定化酶。

背景技术

柚苷酶在食品行业、医药领域等具有重要的应用价值，它不仅在柚柑类水果加工以及给食品增添香味中发挥作用，还可以用于生产抗生素、生物转化类固醇和皂苷等。在使用过程中，游离柚苷酶会对周围环境更为敏感，在极端pH值、温度等因素的作用下容易失活，因此游离柚苷酶在果汁脱苦过程中存在耐受性差的问题，而使用后不可回收重复利用、与果汁难以分离等问题，造成资源浪费，增加成本。而固定化柚苷酶一方面可以使得酶保持着高效性、稳定性和活性，另一方面又可以方便使用后的回收再度利用，降低生产成本。载体的材质直接影响固定化酶催化底物的活性，构造性能优越的酶固定载体一直是固定化酶领域的研究热点。随着纳米材料的兴起，研究者们尝试用纳米级载体固定化酶，通过静电纺丝技术制备的纳米纤维膜具有孔隙率高，比表面积大，便于改性等优点而受到研究者们的青睐，能够有效的提高载酶量和酶活性，纳米纤维膜也很容易从反应体系中分离回收，提高其可重复利用率，降低生产成本。

发明内容

发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种多层可控、负载量大、稳定性高的聚氨酯纳米纤维膜固定化酶及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种聚氨酯纳米纤维膜固定化酶，由柚苷酶和聚氨酯纳米纤维载体组成。

上述聚氨酯纳米纤维膜固定化酶的制备方法，包括如下步骤：

(1)用静电纺丝制备聚氨酯纳米纤维膜：在18～24kV的静电压，纺丝针头距离接收滚筒18～24cm的条件下，将电纺溶液以0.3～0.5ml·h^-1流速纺丝，即得聚氨酯纳米纤维膜；其中，所述的电纺溶液的质量分数为10％～14％；

其中，所述的电纺溶液是由10～14重量份的聚氨酯和86～90重量份的溶剂组成，所述溶剂由体积比为67:33的N,N-二甲基甲酰胺和丙酮组成。室温下于磁力搅拌器上搅拌24h；在pH为4的条件下，聚氨酯纳米纤维膜表面带负电荷。

(2)将聚氨酯纳米纤维膜加入到柚苷酶溶液中，置于恒温摇床振荡后取出用去离子水冲洗，晾干备用；其中，柚苷酶溶液的pH为4，浓度为1～2mg/ml，振荡时间为20～60min；在pH为4，浓度为1～2mg/ml的条件下，柚甘酶溶液带正电荷。

(3)将晾干的聚氨酯纳米纤维膜加入到海藻酸钠溶液中，置于恒温摇床振荡后取出用去离子水冲洗，晾干备用；其中，海藻酸钠溶液的pH为4，浓度为1～2mg/ml，振荡时间为20～60min；在pH为4，浓度为1～2mg/ml的条件下，海藻酸钠溶液带负电荷。

(4)重复步骤(2)和(3)即可制备得到聚氨酯纳米纤维膜固定化酶。

利用上述聚氨酯纳米纤维膜固定化酶对柚子果汁中苦味物质进行脱苦的方法，包括如下步骤：向聚氨酯纳米纤维膜固定化酶中加入柚皮苷反应液并控制反应液的pH为3～7、反应时间为30min～150min、反应温度为30℃～70℃，充分反应后测量柚皮苷的含量。