包埋法固定化葡萄糖异构酶_王菲菲(1)

将一定体积的酶液和一定质量分数的戊二醛溶 液先后加入一定质量分数的海藻酸钠溶液中，搅拌 均匀后用注射器等锐孔将混合液注入到一定质量分
基金项目：黑龙江省科技厅重点攻关项目 （GB07B408）
数的 CaCl2 溶液中，凝固成圆球状，滤出小球，换 相同质量分数的 CaCl2 溶液，继续浸泡 2 h，再次滤 除小球，用质量分数为 0.02%的戊二醛溶液在 4 ℃ 下浸泡 2 h，滤出小球并用蒸馏水洗涤，滤纸吸干 挤得固定化酶。
由图 3 可知，随着加酶量增大，酶回收率逐渐 增加，当加入 1.5 mL 酶液时，酶活回收率达到最
试验研究
Shiyan Yanjiu 高为 76.5%，但随着酶加入量的进一步增加，酶
活回收率逐步下降。这是因为一定量的交联后的
载体，其活性基团是一定的，当结合位点被饱和
后，即使增加酶量，也无法固定到载体上，仍处
（上接第 75 页）
3 结论
（1） 在常温贮藏环境中经过 3 d 贮藏，质量分 数为 0.1%、0.3%、0.5%的卡拉胶，0.2%、0.5%、 1.0%的海藻酸钠，0.15%、0.20%、0.40%亚麻籽胶 的保鲜膜具有降低双胞菇失重和保持双胞菇表面饱 满状态的作用。
（2） 在常温贮藏环境中经过 5 d 贮藏，质量分 数为 0.2%的海藻酸钠、0.5%的卡拉胶和 0.5%海藻 酸钠的保鲜膜具有降低双胞菇失重和保持双胞菇表 面饱满状态的作用。
栏目主持人：刘润平
的凝胶网状孔径比较大，截留住的酶比较小，而过 高的Ca2+ 质量分数又会使网状孔径过小，高分子链 接较紧密，在酶促反应时，底物扩散阻力增加。采 用 SAS8.2 统计软件对其进行处理，在氯化钙质量分 数的七点三次重复的因素分析中，F 值为1 001.97、P 值＜0.000 1、相关系数为 0.997 677，说明不同的氯 化钙质量分数对酶活回收率有显著差异。
农产品加工 77 2011·10
试验研究
Shiyan Yanjiu 的七点三次重复的因素分析中，F 值为 2 637.79、P 值＜0.000 1、相关系数为 0.999 116，说明不同的戊 二醛质量分数对酶活回收率有显著差异。 2.4 CaCl2 质量分数对固定化的影响
将 1.5mL 酶液和 0.25%的戊二醛溶液先后加入 到 2.50%的海藻酸钠溶液中，配制 CaCl2 溶液质量 分 数 为 0.02% 、 0.04% 、 0.06% 、 0.08% 、 0.10% 、 0.12% 、 0.15% ， 制 备 固 定 化 酶 ， 并 计 算 酶 活 回 收 率。CaCl2 质量分数对固定化的影响见图 5。
于游离状态而被损失掉。采用 SAS8.2 统计软件对
其进行处理，在酶加入量的七点三次重复的因素
分析中，F 值为 1 610.33、P 值＜0.000 1、相关系
数为 0.998 553，说明不同的酶加入量对酶活回收
率有显著差异。
90
酶活回收率 / %
80
◆
wk.baidu.com
70
◆ ◆
◆
60
◆◆
◆
50
40 0
0.3 0.5 0.8 1.0 1.5 1.8 2.0 酶加入量 / g
其 他步骤不变，分别取 0.3 mL、0.5 mL、0.8 mL、1.0 mL、1.5 mL、1.8 mL、2.0 mL 的酶液 （1 g/mL） 与 0.25%戊二醛溶液，加入到 2.50%海藻酸 钠溶液中，配制 CaCl2 质量分数为 0.08%，制备固定 化酶，并计算酶活回收率。酶加入量对固定化的影 响见图 3。
90
酶活回收率 / %
80
70
◆
◆
◆
◆
◆
◆
60
◆
50
40 0
0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.15 氯化钙质量分数 / %
图 5 CaCl2 质量分数对固定化的影响
由图 5 可知，随着 CaCl2 质量分数的增加，酶 活回收率先增加，当达到 0.08%时酶活回收率达到 最高为 74.6%，当 CaCl2 质量分数再增加时酶活回 收率开始下降。这是因为 CaCl2 对形成凝胶的机械 强度有重要的影响[3]。过低质量分数的 CaCl2 形成
[2] 刘志宏，王许玲，霍勤. 可食性保鲜剂对黄瓜保鲜效 果的对比分析[J]. 农产品加工，2010 （7）：74- 80.◇
78 农产品加工 2011·10
试验研究
Shiyan Yanjiu
栏目主持人：刘润平
包埋法固定化葡萄糖异构酶
王菲菲 1，张 坤 2
（1. 黑龙江农业经济职业学院 动物科技学院，黑龙江 牡丹江 157041； 2. 大庆市道服汽车综合性能检测站，黑龙江 大庆 163316）
摘要： 利用海藻酸钠包埋法固定化葡萄糖异构酶，并对其主要工艺参数以及固定化酶的性质进行研究，结果表明包
酶活回收率 / %
90
80
70
◆
◆
◆◆
◆
◆
◆
60
50
40 0
0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.40 戊二醛质量分数 / %
图 4 戊二醛质量分数对固定化的影响
由图 4 可知，酶活回收率随着戊二醛质量分数 的增加先增大，当戊二醛质量分数为 0.25%时，酶 活回收率达到最高为 77.75%，但随着戊二醛质量分 数的继续增加，酶活回收率开始下降。这是由于戊 二醛既是交联剂，又是酶蛋白的变性剂[2]。当戊二醛 质量分数较低时使得海藻酸钠分子交联及酶交联到 载体上的程度不够，但质量分数过高会使海藻酸钠 载体交联度过大，形成的网络结果太紧密而限制了 底物和反应产物的扩散，使得酶活性降低。采用 SAS8.2 统计软件对其进行处理，在戊二醛质量分数
葡萄糖异构酶亦称木糖异构酶，它能将醛糖转 化为相应的酮糖，因此将葡萄糖异构酶固定化后连 续使葡萄糖转变为果糖。与游离酶相比，固定化酶 可以在较长时间内反复分批反应或连续反应，从而 能提高酶的使用效率，增加产物的收率，降低生产 成本；在反应完成后，固定化酶极易与底物、产物 分开，简化了提纯工艺，对提高产品质量、降低酶 的成本具有较大的优越性。
将葡萄糖异构酶分别采用不同的海藻酸钠质量 分数、不同的戊二醛质量分数、不同的 CaCl2 质量 分数以及不同的加酶量进行固定化，考察不同条件 对酶活回收率的影响。 1.4 葡萄糖异构酶活力测定方法
酶活力定义为每 1 min 生成 1 μmol 果糖所需要 的酶量为 1 个酶活力单位，采用咔唑法测定酶活力。
3 结论
试验结果显示，利用海藻酸钠包埋法固定化葡 萄糖异构酶，其最佳工艺参数为海藻酸钠质量分数 2.50%、戊 二 醛 质 量 分 数 0.25% 、 加 酶 量 1.5 mL、 CaCl2 质量分数 0.08%，在此条件下海藻酸钠包埋 法固定化葡萄糖异构酶的酶活回收率为 80.32%。
参考文献：
[1] Majeti N V， Kumar R. A review of chitin and chitosan applications [J]. Reactive&Functional Polymers， 2000， 46：1- 27．
图 3 酶加入量对固定化的影响
2.3 戊二醛质量分数对固定化的影响 将 1.5 mL 酶液和质量分数分别为 0.05%、0.10%、
0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.40%的戊二醛溶 液先后加入到 2.50%海藻酸钠溶液中，制备固定化 酶，并计算酶活回收率。戊二醛质量分数对固定化 的影响见图 4。
酶活力回收率
=
固定化后酶活力 加入游离酶的总酶活力
×100%.
2 结果与分析
2.1 海藻酸钠质量分数对固定化的影响 其他步骤不变，将 1.5 mL 酶液和 0.25%的戊二
76 农产品加工 2011·10
Tel：0351- 4606086 E- mail:ncpjg@163.com
醛溶液加入到质量分数分别为 1.0%、1.5%、2.0%、 2.5%、3.0%、3.5%、4.0%的海藻酸钠中，配制 CaCl2 质量分数为 0.08%，制备固定化酶，并计算酶活 回收率。海藻酸钠质量分数对固定化的影响见图 2。
（3） 质量分数为 0.2%海藻酸钠、0.5%卡拉胶 的保鲜膜，较之其他处理，降低双胞菇失重、保持 双胞菇表面饱满状态的作用显著。
4 探讨
（1） 需要进一步探讨的是其他可食性生物保鲜
成膜剂涂膜处理延缓双胞菇失水、保持双胞菇表面 饱满状态的作用；在塑料薄膜包装状态下，可食性 生物保鲜成膜剂涂膜处理延缓双胞菇失水、保持双 胞菇表面饱满状态的作用及可能出现的问题。
[2] 陈辉，张剑波，王维敬，等. 壳聚糖固定化云芝漆酶 的 制 备 及 特 性 [J]. 北 京 大 学 学 报 （自 然 科 学 版）， 2006，42 （2）：254- 258．
[3] 罗贵民. 酶工程[M]. 北京：化学工业出版社，2003.◇
◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆
取 25 mL 比色管分别加 50 μg/mg 的果糖标准 溶液 0 mL、0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL，再 用蒸馏水分别补充至 1 mL，然后每管加入 0.2 mL 半胱氨酸盐酸盐溶液、6 mL 硫酸溶液，摇匀后立 即加入 0.2 mL 咔唑酒精溶液，再次摇匀于 60 ℃水 浴中保温 10 min，取出用水冷却呈紫红色，用 10 mm 光径在 560 nm 波长下比色，以吸光度对果糖含 量作图。果糖标准曲线见图 1。样品酶活力的测定， 样品稀释后使果糖含量为 10 μg~40 μg，然后按果 糖标准曲线后步操作进行。
吸光度
1.0
y=0.021 0 x+0.026 6
0.8
R2=0.993 7
◆
0.6
◆
◆ 0.4
0.2
◆
0◆
0
10
20
30
40
50
果糖含量 / μg
图 1 果糖标准曲线
酶活回收率 / %
90
80
◆
70
◆◆
◆ ◆
60
◆
◆
50
40 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
海藻酸钠质量分数 / %
图 2 海藻酸钠质量分数对固定化的影响
由图 2 可知，酶活回收率先随着海藻酸钠质 量分数的增加而提高，当海藻酸钠质量分数达到 2.5%时，酶活回收率达到最高为 75.8%，但当海 藻酸钠质量分数进一步增大时，酶活回收率反而 下降。这是因为凝胶质量分数过大，在酶促反应 时，影响底物和产物的扩散，进而影响到固定化 酶 的 活 性 [1]。 采 用 SAS8.2 统 计 软 件 对 其 进 行 处 理，在海藻酸钠质量分数的七点三次重复的因素 分析中，F 值为 1 627.45、P 值＜0.000 1、相关系数 为 0.998 568，说明不同的海藻酸钠质量分数对酶 活回收率有显著差异。 2.2 酶加入量对固定化的影响
（2） 本次试验表明，在常温常态环境中，同样 的干燥失水状态下经过可食性生物保鲜成膜剂涂膜 处理的双胞菇，比未处理的双胞菇表面状态饱满， 从而呈现良好的外观。因此，可食性生物保鲜成膜 剂涂膜处理或许在双胞菇干制中也具有一定的研究 与应用价值。
参考文献：
[1] 孟德梅，申琳，陆军. 双孢菇采后感官品质变化的因 素分析与保鲜技术研究进展[J]. 食品科学，2010，15： 283- 287.
1 材料与方法
1.1 材料 葡萄糖异构酶，由武汉银河化工有限公司生
产；葡萄糖，由天津市北方天医化学试剂厂生产； 海藻酸钠，由天津市大茂化学试剂厂生产；L - 半 胱氨酸盐酸盐、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、硫酸 镁、高氯酸、硫酸钴、浓硫酸、分析纯果糖、戊二 醛均为分析纯，由沈阳市华东试剂公司提供。 1.2 仪器
埋法固定化葡萄糖异构酶的最佳工艺参数为海藻酸钠质量分数 2.50%、戊二醛质量分数 0.25%、加酶量 1.5 mL、
CaCl2 质量分数 0.08%，在此条件下海藻酸钠包埋法固定化葡萄糖异构酶酶活回收率可达 80.32%。
关键词：葡萄糖异构酶；固定化；酶活回收率
中图分类号：TQ925.5
文献标志码：A
T6 新世纪型紫外可见分光光度计，由北京普 析通用仪器有限责任公司生产；AR2140 型电子天 平，由梅特勒 - 托利多仪器 （上海） 有限公司生 产；DK- S24 型电热恒温水浴锅，由上海森信实验 仪器有限公司生产；DJIC- 60W 型电动搅拌桨器， 由江苏省金坛市大地自动化仪器厂生产。 1.3 包埋法固定葡萄糖异构酶