肉桂醛/壳聚糖功能化碳纳米管的制备及其固定脂肪酶的研究

发布时间：2021-08-19 23:51

　　肉桂醛改性处理的壳聚糖对碳纳米管表面进行修饰,制得一种新型的肉桂醛/壳聚糖/碳纳米管复合材料。用傅立叶红外光谱（FT-IR）、X射线衍射仪（XRD）、热分析系统（TGA）、透射电镜（TEM）对该肉桂醛/壳聚糖/碳纳米管复合材料及相应中间产物进行表征与分析。以猪胰脂肪酶为模型,探究该肉桂醛/壳聚糖/碳纳米管复合材料固定化酶的性质。结果表明:在肉桂醛与壳聚糖中游离氨基的物质的量之比为4:1、pH 7.0及脂肪酶浓度为5 mg/mL时,该复合材料最大负载量为248 mg/g,酶活性为8 064U/g,重复利用7次后,酶活性仍然保持69%。 

【文章来源】：食品与机械. 2017,33(03)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图６肉桂醛与壳聚糖中游离氨基的物质的量之比对固定化酶负载量的影响

对功能化碳纳米管固定化酶的影响由图７可知，在ｐＨ＝７．０时，负载脂肪酶的效率最大，偏酸或偏碱都会影响脂肪酶的负载量，可能是溶液酸碱性影响了脂肪酶与复合材料间氢键的形成而导致的。２．３．３功能化碳纳米管固定化过程的吸附动力学由图８可知，在酶浓度较低（１ｍｇ／ｍＬ）时，４ｈ后吸附效率几乎可以达到１００％，随着酶浓度的增加，吸附效率逐渐降低，吸附平衡的时间缩短，这是由于酶浓度增加，增大了碳纳米管与蛋白酶分子的接触频率。通过计算吸附平衡时固定化酶的最图７ＰＢＳ缓冲液ｐＨ对固定化酶负载量的影响Ｆｉｇｕｒｅ７ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐＨｏｆＰＢＳｂｕｆｆｅｒｏｎｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｅｎｚｙｍｅ图８在不同酶浓度下负载脂肪酶的动力学过程Ｆｉｇｕｒｅ８Ｔｈｅｋｉｎｅｔｉｃｐｒｏｃｅｓｓｏｆｌｏａｄｉｎｇｌｉｐａｓｅｕｎｄｅｒｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｎｚｙｍｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ大负载量可知，１，２，５，１０，１５ｍｇ／ｍＬ酶溶液所对应负载量分别为７５，１３７，２４８，２５０，２５４ｍｇ／ｇ，当酶浓度为５ｍｇ／ｍＬ以上时，酶浓度增加，负载量几乎不变，因此当酶浓度为５ｍｇ／ｍＬ时，负载量已达到最大，考虑到酶的利用效率以及负载量的最大化，后续酶活性探究试验中，酶浓度均为５ｍｇ／ｍＬ。２．３．４３种碳纳米管材料固定化酶性质的比较由表１可知，在３种碳纳米管材料中，碳纳米管负载脂肪酶量最小以及酶的相对活性最低，肉桂醛／壳聚糖／碳纳米管对脂肪酶的负载量以及酶的相对活性均最高，可能是壳聚糖和改性壳聚糖分子改善

肉桂醛与壳聚糖中游离氨基的物质的量之比对固定化酶负载量的影响Ｆｉｇｕｒｅ６Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｍｏｌａｒｒａｔｉｏｏｆｃｈｉｔｏｓａｎｔｏｃｉｎｎａｍ－ａｌｄｅｈｙｄｅｏｎｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｅｎｚｙｍｅ２．３．２ｐＨ对功能化碳纳米管固定化酶的影响由图７可知，在ｐＨ＝７．０时，负载脂肪酶的效率最大，偏酸或偏碱都会影响脂肪酶的负载量，可能是溶液酸碱性影响了脂肪酶与复合材料间氢键的形成而导致的。２．３．３功能化碳纳米管固定化过程的吸附动力学由图８可知，在酶浓度较低（１ｍｇ／ｍＬ）时，４ｈ后吸附效率几乎可以达到１００％，随着酶浓度的增加，吸附效率逐渐降低，吸附平衡的时间缩短，这是由于酶浓度增加，增大了碳纳米管与蛋白酶分子的接触频率。通过计算吸附平衡时固定化酶的最图７ＰＢＳ缓冲液ｐＨ对固定化酶负载量的影响Ｆｉｇｕｒｅ７ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐＨｏｆＰＢＳｂｕｆｆｅｒｏｎｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｅｎｚｙｍｅ图８在不同酶浓度下负载脂肪酶的动力学过程Ｆｉｇｕｒｅ８Ｔｈｅｋｉｎｅｔｉｃｐｒｏｃｅｓｓｏｆｌｏａｄｉｎｇｌｉｐａｓｅｕｎｄｅｒｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｎｚｙｍｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ大负载量可知，１，２，５，１０，１５ｍｇ／ｍＬ酶溶液所对应负载量分别为７５，１３７，２４８，２５０，２５４ｍｇ／ｇ，当酶浓度为５ｍｇ／ｍＬ以上时，酶浓度增加，负载量几乎不变，因此当酶浓度为５ｍｇ／ｍＬ时，负载量已达到最大，考虑到酶的利用效率以及负载量的最大化，后续酶活性探究试验中，酶浓度均为５ｍｇ／ｍ

【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纳米管改性及其在食品检测中的应用进展[J]. 王坤,李忠海.  食品与机械. 2016(03)



本文编号：3352378