固定化葡萄糖异构酶的研究——Ⅱ.固定化葡萄糖异构酶的性质

固定化葡萄糖异构酶能连续地使葡萄糖异构化成为果糖,生产葡果糖浆,其甜度近似于蔗糖,为生产食用糖源提供了一条新途径.它具有能反复使用,适于自动化、管道化生产,不会给产品带进杂质等优点.目前在国外已大规模投入生产。在国内也在葡萄糖连续异构化的扩大试验中取得了较为满意的结果。本文比较研究了固定化葡萄糖异构酶与自然酶的一些性质。因自然酶经明胶包埋、     

固定化葡萄糖异构酶的制备和性质

引言酶是蛋白质,是具有高度专一性与高效率的生物催化剂。由于酶有容易失活,不能多次使用等缺点,因此使酶的应用受到限制。将酶固定在不溶性载体上,即制成固定化酶,则稳定性增加,并可反复使用。固定化酶技术已为许多国家研究和应用。由于酶的纯化比较麻烦,而且费用较高,近年来又发展了直接将酶固定在菌体内或将产酶菌体固定在载体上,即固定化细胞。使用固定化细胞或固定化酶,能达到同一目的,而前者可以最大限度地提高酶的效率,能降低成本,因此目前对固定化细胞的研究不断深入,品种也不断增加。葡萄糖异构酶可以把葡萄糖转化为果糖。许多国家为了解决食糖供应不足的困难,正在利用淀粉作原料,用葡萄糖异构酶进行转化,生产异构糖,这种糖含有45%的果糖和55%的葡萄糖,甜度与蔗糖相仿,类似蜂蜜香味,可以代替蔗糖用于食品工业。这种糖此蔗糖更     

固定化双酶体系（葡萄糖淀粉酶—葡萄糖异构酶）的性质研究

采用大孔型阴离子交换树脂吸附与戊二醛交联法相结合,制备固定化双酶.该酶是将葡萄糖淀粉酶(GA)和葡萄糖异构酶(GI)同时固定在同一载体上,其酶作用的最适pH为6.8,最适温度为55℃,最适底物浓度为15％,热稳定性在50℃以下较稳定.     

DEAE—纤维素固定化葡萄糖异构酶

DEAE—纤维素阴离子交换剂经预处理,再用磷酸缓冲液平衡,然后加入葡萄糖异构酶溶液,搅拌吸附半小时.把上清液滤去,得DEAE—纤维素—葡萄糖异构酶复合物,用磷酸缓冲液洗三次.每克固定化酶活性为5,000—6,000单位.如果适当增加酶浓度,或把异构酶初步纯化,DEAE—纤维素吸附葡萄糖异构酶的量可以增加,固定化酶活性能高达10,000单位/克左右.     

碱性ABSE接枝淀粉固定化葡萄糖异构酶

以2'-氯乙基二乙胺盐酸盐（DEAE）为载体修饰剂,对β-硫酸酯乙砜基苯胺（SESA）为载体活化剂,制备多孔球状碱性氨基苯磺酰乙基接枝淀粉（ABSE接枝淀粉）载体,采用重氮化方法固定化葡萄糖异构酶．测定DEAE基团量对固定化葡萄糖异构酶pH-活力的影响,同时对葡萄糖异构酶的最佳固定化条件和性质进行详细的研究．结果表明,DEAE基因虽然并没有使固定化异构酶的最适pH发生移动,但却使其加宽,于pH6仍保持最大活力85％．葡萄糖异构酶经固定化后pH稳定性明显提高,但是温度稳定性却有所下降．该固定化葡萄糖异构酶于4℃储存2个月,活力没有明显改变．     

双酶体系(葡萄糖淀粉酶—葡萄糖异构酶)固定化的研究

利用正交试验L_(16)(4~4×2~3)对大孔型阴离子交换树脂D_(290)、D_(296)、D_(370)制备固定化双酶(葡萄糖淀粉酶—葡萄糖异构酶)的不同条件进行筛选的结果表明:对制备固定化双酶影响的七个因素中,以树脂的转型、葡萄糖异构酶量影响最大,其次是葡萄糖淀粉酶量及交联剂的最终浓度,而所选用的缓冲液种类、P~H、离子强度等影响甚小。采用正交试验获得的最佳条件分别固定两种单酸和同时固定双酶进行比较,其固定化双酶的酶活性约高于两种固定单酶(混合或串联使用)的酶活性。     

蔗糖异构酶PalI包埋和交联固定化方法比较

采用海藻酸钠包埋法和戊二醛交联法两种固定化方法,对来源于Klebsiella sp. LX3的蔗糖异构酶PalI的稳定性和可重复利用性进行研究。结果发现,海藻酸钠包埋法在海藻酸钠、CaCl2 质量分数为1.5%、2%时,所得固定化酶的酶活最高,其最适反应温度为40℃,最适pH值为6;戊二醛交联法在(NH₄)₂SO₄质量分数为90%,戊二醛体积分数为2.5%时得到的固定酶酶活最高,交联酶的最适反应温度为50℃,最适pH值为5。通过对酶的稳定性比较,两种方法酶稳定性都优于游离酶。4℃保存20d后游离酶的酶活降低到30%,而戊二醛交联酶活性在95%以上,海藻酸钠固定化酶残余酶活仍在60%左右。戊二醛交联法固定酶活性优于海藻酸钠固定化酶,重复利用12次戊二醛交联酶,其残余酶活仍为80%。     

磁场影响固定化葡萄糖异构酶活性的研究

采用丹麦Novo公司测固定化葡萄糖异构酶 (SweetzymeT)活力的反应体系 ,用半胱氨酸 -咔唑法评价酶的活性 ,研究了磁场在不同条件下对酶活力的影响。实验发现 :在不同磁化时间、温度、磁场强度和pH条件下磁化底物 ,使其活性增加可达 2 8 6 % ,并且具有可逆性 ,但磁化固定化酶或磁场作用于酶—底物反应体系 ,未见酶活力的明显变化。     

大孔树脂固定化葡萄糖异构酶及其动力学研究

研究了用大孔径聚丙烯腈树脂固定化葡萄糖异构酶的方法及固定化酶的性质．固定化酶活力达到４．６２９６×１０－６ｍｏｌ·ｇ－１·ｓ－１左右．同时研究了固定化酶的反应动力学，测得其米氏常数Ｋｍ＝６．００ｍｏｌ·Ｌ－１，最大反应速度Ｖｍａｘ＝１．４０×１０－５ｍｏｌ·ｇ－１·ｓ－１．     

明胶—戊二醛固定化双酶体系的研究

采用明胶包埋、戊二醛交联相结合的方法制备固定化葡萄糖淀粉酶—葡萄糖异构酶双酶体系.该酶制备的最适条件是温度50℃pH值6.5.该酶反应的最适温度为50℃,最适pH为5.4,最适底物浓度为15％,热稳定性在50℃以下.     

固定化葡萄糖异构酶的研究

本文报道了链霉菌菌体经热处理、明胶包埋、戊二醛交联制备固定化葡萄糖异构酶的力法。经反复实验,筛选出了明胶包埋配比和戊二醛最佳交联条件,从而为工业化生产果葡糖浆开辟了一个新途径。     

以明胶为载体的固定化葡萄糖氧化酶的研究

1.研究了明胶经戊二醛处理后,酶经渗透制备固定化葡萄糖氧化酶的方法。采用这种方法制备的固定化葡萄糖氧化酶活力高、使用稳定。2.酶固定化后,表观米氏常数有所增加,热稳定性有所提高,其他葡萄糖氧化酶性质几乎没有改变。固定化酶提高了酶的稳定性和利用效率,促使近十几年来固定化酶的方法和技术的飞跃发展。固定化葡萄糖异构酶生产果葡糖浆、固定化青霉素酰胺酶生产半合成青霉素中间体6APA等一系列工业应用的成功,已使固定化酶成为新兴的酶工艺的重要组成部分。固定化葡萄糖氧化酶可用于制葡萄糖酸,近年来还用于血糖的分析。明胶是一种优良载体,适用于多种酶的固定化。本文报导了作者用渗透法制备明胶固定化酶的方法及固定化葡萄糖氧化酶的酶学性质等方面的工作。     

葡萄糖异构酶的双层固定化及其在高果糖浆工业化生产中的应用

在对多孔三甲铵甲基聚苯乙烯(TMPS)载体的合成研究基础上，运用分子沉积技术，完成葡萄糖异构酶(GI)200ks双层固定化试验，并在万吨生产线上进行1700t果葡糖浆生产试验。结果表明，开发的双层固定化葡萄糖异构酶(IGI)活力可达到2200μmol/min·g于胶，活力回收率达68．5%。载体机械强度良好，双层IGI的活力比单层IGI活力提高114%，IGI的半衰期45d左右，3个半衰期的转化力为11840kg干基葡萄糖/kgIGI。这一结果与普通IGI相比，相同高果糖浆生产能力的异构化装置可缩小1倍，载体用量可减少1倍。     

固定化脲酶的制备及其在废水处理上的应用

固定化酶和固定化细胞近年来获得迅速发展,虽然早在1916年已有固定化酶的研究报导,但作为工业上的生产应用是在七十年代才开始的,目前较大量生产应用的固定化酶主要有葡萄糖异构酶,氨基酸酸化酶,蛋白质水解酶和脲酶等.目前固定化脲酶主要应用于医疗和制备脲酶膜电极.应用于含尿素废水处理报导极少,主要有荷兰的报导,是关于用砂子作为载体的固定化脲酶的逆流多层床应用于已解吸氨的含尿素废水处理.目前国际上应用于化肥厂尿素废水处理的方法主要是高温高压水解法,我国也进口了一套这种装置,但至今尚未正常运行,主要原因是消耗能源较多.所以化肥厂的含尿素废水处理问题至今仍未基本解决.本文主要介绍固定化脲酶性质与载体结构关系及其应用于含尿素废水处理的部分结果.     

固定化葡萄糖淀粉酶的研究

本文报导了甲壳素—戊二醛固定化葡萄糖淀粉酶的一些研究结果,着重研究了葡萄糖淀粉酶与甲壳素的比例,戊二醛的最适浓度以及p~H值对固定化酶制备的影响因素同时,比较研究了固定化酶与自然酶的一些性质,结果表明两者的最适温度相同皆是50℃;固定化酶的最适P~H值高于自然酶,前者最适p~H为4.4,后者最适p~H为4.0.固定化酶与自然酶对热的稳定性无显著差异。     

分子筛固定化葡萄糖淀粉酶的制备

以改性分子筛作为固定化酶的载体,用固定化葡萄糖淀粉酶生产葡萄糖。一种新的基于多次吸附多次戊二醛交联的固定化方法增加了固定化葡萄糖淀粉酶的稳定性,另讨论了该方法的机理。制备的固定化葡萄糖淀粉酶在柱反应器中水解淀粉连续使用２２ｄ,产物ＤＥ值维持在９５左右基本保持不变。     

用蕉芋淀粉酶法制造果葡糖浆

本文研究了以蕉芋淀粉为原料,用淀粉酶和固定化葡萄糖异构酶生产果葡糖浆的各种最适条件,包括pH、酶浓度、底物浓度、金属离子、温度、时间等因素。结果表明,α-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶水解蕉芋淀粉的葡萄糖值可达95一99%。固定化葡萄糖异构酶转化葡萄糖为果糖的转化率可达45-54%,其甜度超过同浓度的蔗糖。通过与木薯、甘薯淀粉比较实验表明,蕉芋淀粉是制造果糖的良好原料,而且,它在长江以南均可普遍栽培。     

重组毕赤酵母生产β-葡萄糖苷酶发酵条件优化及固定化研究

为了实现绿色木霉菌Trichoderma viride来源的β-葡萄糖苷酶在重组毕赤酵母中的高效表达,对重组菌P.pastoris KM71/pPIC9K-bgl1/pPICZ A-pdi进行3.6L罐发酵培养条件优化。结果表明,当诱导温度28℃,初始诱导菌体浓度50g/L,诱导阶段甲醇体积分数1.0%时,酶活力最高,能达到1452U/mL。同时以壳聚糖为载体、戊二醛为交联剂,采用吸附交联法对β-葡萄糖苷酶进行固定化。结果表明,当壳聚糖质量浓度0.03g/mL,戊二醛质量浓度0.008g/mL,游离酶添加量400U/g(1g壳聚糖微球加酶量为400U),固定化吸附时间20h时,固定化酶酶活回收率最高,达到65.4%。以800g/L葡萄糖为底物,优化的转化条件下连续转化6次,低聚龙胆糖产率仍达到15.2%,显示出该固定化酶具有较好的持续利用性及较高的低聚龙胆糖生产能力。     

链霉菌M1033葡萄糖异构酶的分离纯化及其性质的研究

链霉菌M1033菌株所产的葡萄糖异构酶培养液经二级(NH_4)_2SO_4沉淀、DEAE-Sephadex A50,Sephadex-G150柱层析分离纯化,可得到电泳均一的纯酶。该酶的全分子量为91000左右,由两个相同的亚基组成。其pI为4.3,经糖染色后证明并非糖蛋白;最适反应温度70℃,在该温度下分别以D-木糖和D-葡萄糖为底物,测得最适pH分别为8.0和8.3。该酶为金属激活酶。Co~(2 )和Mg~(2 )对该酶有激活作用,Ca~(2 )则使之几乎失活。金属离子的激活作用随底物而异。动力学研究表明,该酶对D-木糖有更大的亲和性。     

纳米磁性微粒固定化纤维素酶及水解秸秆的研究

采用共沉淀法制备出纳米聚乙二醇磁性微粒,扫描电镜观察表明微粒呈近似球形、表面粗糙,粒径均匀(100～200 nm),无磁场下稳定分散于水中,有磁场时迅速沉降.以戊二醛为交联剂,采用吸附交联法将纤维素酶固载到纳米磁性微粒上,制备出磁性固定化纤维素酶,考查了不同固定化条件对固定化酶的影响,确定最佳固定化条件为:0.2 g微粒,20 mg纤维素酶,0.15%戊二醛.动力学研究表明磁性固定化纤维素酶的最适温度为50℃,最适pH值为4.5,表观米氏常数Km和最大反应速度Vmax分别为Km=4.48 mg/mL,Vmax=2.38 mg/(mL h 1).稳定性试验表明磁性固定化纤维素酶较游离酶热稳定性有所提高,pH值稳定性增加,磁性固定化酶连续使用10批次后,其活性仍可保持59%.磁性固定化纤维素酶对盐酸、液氨/硫氰酸氨预处理后的玉米秸秆及滤纸水解得糖率分别为23.6%、20.9%和32.0%.