固定化酶法生产葡萄糖酸钠研究

发布时间：2017-12-08 12:13

  本文关键词：固定化酶法生产葡萄糖酸钠研究

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【摘要】：葡萄糖酸钠在食品、建筑、纺织染料等领域有着广泛的应用,国内外对其需求量逐年增加。酶法生产葡萄糖酸钠因其环境友好、经济节约,而越来越受到人们的青睐。但酶在实际应用中也存在诸多缺陷,难以从反应体系中回收,最终导致生产成本的提高。本文采用固定化酶法生产葡萄糖酸钠,通过研究不同固定化方法对酶固定化效果影响以及固定化酶法生产葡萄糖酸钠的工艺优化,达到了葡萄糖酸钠的经济高效生产。本文首先对戊二醛交联法、海藻酸钠包埋法、环氧树脂共价法固定化效果进行研究,通过比较固定化酶的单位酶活、酶活回收率,最终选择环氧树脂共价法作为酶固定化的方法。确定了固定化葡萄糖氧化酶(GOD)和固定化过氧化氢酶(CAT)的最佳固定化条件分别为：ES-41g,加酶量1.0 mL和0.8 mL；pH为6.5和6.0；磷酸钠浓度均为1.0 M；温度为20℃和30℃；固定时间24 h和32 h。将GOD和CAT分别固定在环氧树脂ES-4上,并对其酶学性质进行研究。研究了温度、pH、金属离子、储存时间对酶和固定化酶活力的影响。固定化GOD的最适反应温度38℃,较游离酶分别提高6℃,最适反应pH为6.5比游离酶高0.5。60℃保温1h,固定化GOD残留酶活在80%以上,游离酶残留酶活急剧下降至12%。Zn2+对固定化GOD酶活性具有显著的激活作用,Cu2+、Ag+、Hg+抑制酶活性。经过7周的储存之后,固定化GOD的残留酶活保留了90.4%。固定化CAT和游离CAT的最适反应温度均为30℃,最适pH7.0,比游离酶高0.2。Zn2+、Ca2+、Cu2+、Cr3+对固定化CAT酶活性有抑制作用；Cu2+对酶的抑制作用最强。固定化CAT储存7周后剩余酶活为88.5%。采用单因素法对固定化酶生产葡萄糖酸钠工艺进行优化,结果表明：固定化GOD和固定化CAT的最佳质量比(湿重)为1：3,葡萄糖浓度250g/L、转化温度36℃,pH控制为6.8,通气量0.8 vvm、转化时间14 h,底物转化率为94%。重复使用12次以后,固定化GOD与CAT残留酶活分别为70%和62%。该研究为工业化利用固定化酶生产葡萄糖酸钠提供了新的思路。
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS202.3

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本文编号：1266344