固定化酶的制备及其酶解菊芋块茎的工艺【字数：8873】
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言（或绪论）1
1材料与方法3
1.1实验材料与试剂 3
1.2实验仪器 3
1.3方法 3
1.3.1粗酶液处理3
1.3.2固定化Ci1FEH IIA酶制备工艺优化3
1.3.3固定化Ci1FEH IIA酶最适温度4
1.3.4菊粉酶解反应4
1.3.5菊芋块茎提取液制备及其酶解反应4
1.3.6测定方法4
2结果4
2.1固定化Ci1FEH IIA酶最佳制备条件 4
2.1.1固定化Ci1FEH IIA酶最佳吸附条件4
2.1.2固定化Ci1FEH IIA酶最佳交联条件4
2.2固定化Ci1FEH IIA酶最适温度6
2.3固定化Ci1FEH IIA酶酶解菊粉最适条件6
2.4菊芋块茎提取液酶解产物糖分液相图7
2.5固定化Ci1FEH IIA酶酶解菊芋块茎提取液最适条件7
3结论 8
3．1固定化Ci1FEH IIA酶最佳制备工艺及其最适温度 8
3．2固定化Ci1FEH IIA酶酶解菊芋块茎提取液最佳工艺条件 8
致谢9
*景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^
/> 参考文献9
固定化酶的制备及其酶解菊芋块茎的工艺
引言
引言 菊芋(Helianthus tuberosus)是菊科向日葵属的多年生草本植物，因其从欧美引进，其块茎形状似姜，故俗名为洋姜或鬼子姜。菊芋适应性强，抗逆性强，广泛种植于欧洲、美洲和亚洲等区域。19世纪初，在菊科植物土木香(Inulae radix)块茎中发现一种果聚糖，后来被命名为菊粉(inulin)。菊粉是一种D呋喃果糖通过β2,1糖苷键连接的并且在其残基末端连有一个葡萄糖的直链果聚糖。菊粉是具有贮存性的果聚糖，据统计已在36000多种植物中发现，如菊芋、菊苣、小麦、黑麦、大丽花等，也存在于部分特殊的细菌和真菌中[1]。热提取法、微波辅助法和超声辅助提取法是从菊芋块茎提取果聚糖的主要方法。热提取法，主要是控制温度来提取菊粉，此种方法虽然时间成本较高，并且耗能较大，但仍是工业提取菊粉的主要方法。微波辅助法是利用微波提取菊粉，可以大大减少反应时间。由于超声波可引起空化效应、热效应和机械效应，它可以瞬时破坏植物的细胞壁及整个植物体，释放胞内物质，因此超声辅助提取法能高效提取所需成分，在工业化应用上很有前景[2]。菊粉是生产果糖和低聚果糖的主要原料之一，利用菊粉生产果糖，主要有两种方法，酶促反应和化学酸水解反应。尽管产量高，成本低，但考虑到菊粉水解液副产物较多，分离较困难，故化学法生产果糖并不可取。然而，使用菊粉酶水解菊粉，操作简便，其产率可达95%，并且产物都是有机物，均可用于食品和制药工业。
果聚糖外切水解酶(fructanexohydrolase，FEH)属于糖基水解酶32家族(glycosyl hydrolysase 32，GH32)，主要功能是降解植物果聚糖为果糖，广泛存在于单子叶植物小麦、双子叶植物如菊苣和菊芋等，多年生黑麦草等植物和部分微生物，如FEH从菊芋中提取了HtFEH I、HtFEH II和HtFEH III，在小麦中提取了1FEH w1、1FEH w2和1FEH w3，在菊芋中提取了Ci1FEH I、Ci1FEH IIA和Ci1FEH IIB。果聚糖外切水解酶在调控植物体内果聚糖的分布和再分配过程中具有重要意义[3, 4]，与逆境保护机制或者保卫机制有关[4, 6]。果聚糖外切水解酶可水解果聚糖生成果糖和低聚果糖，但绝大部分并不能水解蔗糖[7]。作为高级甜味剂、功能性食物和食品添加剂的果糖和低聚果糖，已经逐渐替代蔗糖，在各个产业得到广泛应用。果糖味甜，低热量，具有较高的营养价值，可以直接给人体提供热量，普遍被用于食品或药物加工等。聚合度在10以下的果聚糖被称为低聚果糖，作为双歧杆菌增殖因子可被双歧杆菌选择性利用，从而改善肠菌群，降低甘油三酯水平，降低胆固醇，还能促进钙、镁的吸收，促进矿物质的平衡，适宜于婴儿、孕妇和老年人使用，广泛应用于医药保健品产业和食品产业等。
20世纪初，普遍使用游离酶，但安全性低，不可反复利用，反应不易控制，并且其水解底物通常造成底物和产物分离不开。1916年，Nelson和Grifinn发现了酶的固定化现象，后来在第一届国际酶工程(Enzyme Engineering)会议上被正式命名为固定化技术，即利用某种方法将酶结合到某一载体上，酶分子由于受到载体材料束缚或限制，只能在一定区域内进行其特有的酶促反应的一类技术[8]。与游离酶相比，固定化酶可反复利用，连续操作，易于分离纯化，而且能简化工艺，使底物转化率提高。由于其成本低，利润高，可以使工业化生产获得更高的效益，从上个世纪70年代，固定化酶技术开始应用于工业生产，并且不断扩大固定化酶应用领域。与此同时，相关固定化酶研究不断创新进步，主要集中在固定化酶技术、载体材料及其在生物、医药、食品等多个领域的应用。影响固定化酶的活性及其重复使用率的主要因素是固定化方法的选择和载体材料的选择。固定化技术的方法，可以分为包埋法、吸附法、交联法和共价结合法四种，不同的固定方法有不同的优缺点[9]。并不是所有酶经固定化后，酶活都会升高。有些酶经固定化后，虽然稳定性提高，但是其酶活却降低。经固定化的酶，受到载体影响，其分子空间结构发生了改变，也影响了其微环境[10]。因此，现如今大多是把几种固定化方法联合使用，以充分发挥各自优点，提高酶的活性和稳定性。载体主要分为天然高分子载体、合成高分子载体和黏土等。使用天然高分子材料作为载体，如壳聚糖、明胶和海藻酸钠等[11]，能很好地固定酶分子，具有便于获得、成本低的优点，但是此种载体不易回收，还需要使用化学交联剂，使酶的稳定性和酶活受到了一定的影响[12]。相比之下，人工合成高分子载体的吸附效果更明显，如利用高分子树脂和纳米等做固定载体。高分子树脂材料刚性好，颗粒均匀，具有较强的吸附能力和高比表面积，广泛用于酶的固定化。纳米磁性载体，是一种新型高分子微球载体，内部含有磁性金属或者金属氧化物的超细粉末，其表面平整光滑、结构疏松，便于回收利用，在生物学、医学和生物学等领域得到普遍应用[13]。大多数有关菊粉酶的研究表明采用D201阴离子大孔树脂法制作固定化菊粉酶，能有效降解菊芋块茎中的菊粉生成果糖和低聚果糖，具有反应彻底，能有效利用的特点[1416]。因而，采用普遍在菊粉酶固定化领域响应较好的D201阴离子大孔树脂法制作固定化Ci1FEH IIA酶。
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