基于磁性壳聚糖复合材料对耐高温酶的固定化研究

生物催化剂酶对环境较为敏感，在各种物理、化学和生物因素中，高温对酶的失活效应尤为显著。构建耐热的特异性基质，对酶进行固定化，既有利于提高酶在高温条件下的稳定性，又可实现催化剂的重复使用，极大提升了酶的工业应用价值。以壳聚糖和海藻酸钠为原料，利用碱性溶液冷冻条件下的溶解及氢键重排的方法，制备出力学性质优良且耐高温的壳聚糖复合水凝胶，进一步采用化学交联法制备固定化耐高温酶。通过单因素实验确定最优的固定耐高温酶的条件：壳聚糖质量分数5%,海藻酸钠质量分数0.5%,ZnSO₄溶液质量浓度20 g/L,交联剂乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)体积分数0.8%。与游离酶相比，固定化酶的抗酸碱能力和热稳定性提高，最适温度升高5℃(从90℃升高到95℃),并在较宽pH和温度范围内也能保持较高酶活。在80℃下，重复反应8次以后，相对酶活仍能保持在75%以上。利用热重分析(TGA)研究了此类水凝胶中水的状态和热稳定性。建立的固定化酶制备方法，有助于解决工业酶高温情况下易失活，且难以连续使用的问题。