專利名稱：一種利用新型納米硅材料固定化果膠酶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬食品加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用新型納米硅材料固定化果膠酶的方法。
背景技術(shù)：
質(zhì)量最好的果膠來(lái)自于柑橘水果類，柑橘鮮食和加工下腳料的橘皮約占柑橘產(chǎn)量的20%，富含果膠。目前只有少數(shù)橘皮烘干后作中藥或作桔紅等蜜餞，其絕大部分卻沒(méi)有被充分利用而被當(dāng)作垃圾排放，橘皮渣極易發(fā)霉變臭，產(chǎn)生霉菌毒素，已成為重要環(huán)境污染源之一。橘皮作為柑橘加工的副產(chǎn)品卻沒(méi)有被充分利用不僅造成了巨大的資源浪費(fèi)還導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。果膠經(jīng)內(nèi)切聚半乳糖醛酸特異性降解所得產(chǎn)物為聚合度不等的果膠低聚糖(P0S，DP:2-10)和低分子果膠(MCP，DP:20-50)。POS是公認(rèn)的功能性添加劑，具有特異性增殖雙歧桿菌和乳酸菌、有效用量最小、熱量低、穩(wěn)定性好、感觀性好等特性。低分子果膠(MCP)具有重要的生理功能，主要表現(xiàn)為抗腫瘤作用，增強(qiáng)免疫功能，改善肥胖和降低血脂水平，輔助排毒。果膠低聚糖和低分子果膠雖然廣泛存在柑橘膠質(zhì)中，但含量很低，采用直接提取方法生產(chǎn)成本高，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的商品化生產(chǎn)，而固定化果膠酶結(jié)合酶反應(yīng)器為大規(guī)模制備POS和MCP提供了可能性。`

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有果膠利用不足，提供了一種利用新型納米硅材料固定化果膠酶的方法。本發(fā)明所制備的固定化載體具有蛋白質(zhì)載量大的優(yōu)點(diǎn)，所得的固定化果膠酶具有酶活損失小，酶不易脫落，可多次使用的特點(diǎn)。本發(fā)明的一種利用新型納米硅材料固定化果膠酶的方法，其特征在于包括以下步驟:(I)納米硅材料制備:4.0-5.0g F127，20_30g 氯化鉀，240_300ml 去離子水，50ml鹽酸，混合加入夾層燒杯中，15°C環(huán)境下攪拌均勻后，再加入TMB，攪拌3-4h后，加入逐滴滴加正硅酸乙酯20-30ml，攪拌20h，裝釜。放入100_150°C烘箱，晶化，24h后取出。用酒精和去離子水洗滌，80-100°C烘干12h。放入馬弗爐中煅燒。溫度5°C /min上升到450-500°C，保持6h。冷卻后，即得到納米硅材料。(2)納米硅材料的活化:稱取十二烷基磺酸鈉0.6-0.8克，加二次蒸餾水100ml，加熱溶解；稱取處理過(guò)的納米硅材料1.5-2.0克，加入到上述溶液中，超聲處理lOmin，浸泡24h。傾去上層未吸附的十二烷基磺酸鈉溶液，加1.0-2.0%殼聚糖溶液50-601111，浸泡過(guò)夜。將納米硅材料離心出來(lái)，加入2.5%戊二醛溶液20-30ml，交聯(lián)4h后，水洗離心，置于真空干燥箱中，直至干燥呈粉末狀。(3)果膠酶在納米硅材料上的組裝:用去離子水配制2%的果膠酶溶液，離心，取上清液。將活化后的載體加入酶溶液中，調(diào)節(jié)PH至4.0-6.0，在25°C恒溫振蕩器中反應(yīng)4h，離心分離，沉淀即為固定化果膠酶。步驟I所述的納米硅材料制備原料由F127、氯化鉀、鹽酸、TMB、正硅酸乙酯組成。步驟2納米娃材料的活化原料由十二燒基磺酸鈉、殼聚糖、戍二醒組成。本發(fā)明上述制備所得的新型固定化果膠酶及其作為催化劑的應(yīng)用。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):(I):成本很低，所制備的納米硅材料粒徑分布均勻；(2):蛋白質(zhì)載量大的優(yōu)點(diǎn)，所得的固定化果膠酶具有酶活損失小，酶不易脫落，可反復(fù)適用的特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述:實(shí)例I4.2g F127，20g氯化鉀，250ml去離子水，50ml鹽酸，混合加入夾層燒杯中，加入TMB，攪拌3h后，加入逐滴滴加正硅酸乙酯20ml，攪拌20h，裝釜。放入11 (TC烘箱，晶化，24h后取出。80-100°C烘干12h。放入馬弗爐中煅燒。溫度5°C/min上升到450°C，保持6h，冷卻后即得到納米硅材料。稱取十二烷基磺酸鈉0.6g，加二次蒸餾水100ml，加熱溶解；稱取處理過(guò)的納米硅材料1.5g，加入到上述溶液中，超聲處理lOmin，浸泡24h。倒去上層未吸附的十二烷基磺酸鈉溶液，加1.0 %殼聚糖溶液50ml，浸泡12h。將納米硅材料離心出來(lái)，加入
2.5 %戊二醛溶液20ml， 交聯(lián)4h后，水洗離心，置于真空干燥箱中，直至干燥呈粉末狀。用去離子水配制2%的果膠酶溶液，離心，取上清液。將活化后的載體加入酶溶液中，調(diào)節(jié)pH至4.0，在251:恒溫振蕩器中反應(yīng)4h，離心分離，沉淀即為固定化果膠酶。實(shí)例25.0g F127，20g氯化鉀，250ml去離子水，55ml鹽酸，混合加入夾層燒杯中，加入TMB1.0ml，攪拌3h后，加入逐滴滴加正硅酸乙酯22ml，攪拌20h，裝釜。放入110°C烘箱，晶化，24h后取出。80-1001:烘干1211。放入馬弗爐中煅燒。溫度5°C/min上升到450°C，保持6h，冷卻后即得到納米硅材料。稱取十二烷基磺酸鈉0.7g，加二次蒸餾水100ml，加熱溶解；稱取處理過(guò)的納米娃材料1.4g,加入到上述溶液中，超聲處理12min,浸泡24h。倒去上層未吸附的十二烷基磺酸鈉溶液，加1.0%殼聚糖溶液50ml，浸泡12h。將納米硅材料離心出來(lái)，加入2.2 %戊二醛溶液20ml，交聯(lián)4h后，水洗離心，置于真空干燥箱中，直至干燥呈粉末狀。將活化后的載體加入2%的果膠酶溶液，調(diào)節(jié)pH至4.0，在25°C恒溫振蕩器中反應(yīng)4h，離心分離，沉淀即為固定化果膠酶。實(shí)例34.0g F127，23g氯化鉀，250ml去離子水，50ml鹽酸，混合加入夾層燒杯中，加入TMB,攪拌3h后，加入逐滴滴加正硅酸乙酯22ml，攪拌23h，裝釜。放入120°C烘箱，晶化，24h后取出。80-100°C烘干12h。放入馬弗爐中煅燒。溫度5°C/min上升到450°C，保持6h，冷卻后即得到納米硅材料。稱取十二烷基磺酸鈉0.55g，加二次蒸餾水100ml，加熱溶解；稱取處理過(guò)的納米硅材料1.5g，加入到上述溶液中，超聲處理lOmin，浸泡24h。倒去上層未吸附的十二烷基磺酸鈉溶液，加1.2%殼聚糖溶液45ml，浸泡12h。將納米硅材料離心出來(lái)，加入2.0%戊二醛溶液25ml，交聯(lián)4h后，水洗離心，置于真空干燥箱中，直至干燥呈粉末狀。將活化后的載體加入果膠酶溶液中，調(diào)節(jié)PH至4.5，在25°C恒溫振蕩器中反應(yīng)4h，離心分離，沉淀即為固定化果膠酶。實(shí)例44.5g F127，25g氯化鉀，250ml去離子水，50ml鹽酸，混合加入夾層燒杯中，加入TMB,攪拌3h后，加入逐滴滴加正硅酸乙酯25ml，攪拌23h，裝釜。放入120°C烘箱，晶化，24h后取出。100°C烘干12h。放入馬弗爐中煅燒。溫度5°C /min上升到550°C，保持6h，冷卻后即得到納米硅材料。稱取十二烷基磺酸鈉0.6g，加二次蒸餾水100ml，加熱溶解；稱取處理過(guò)的納米硅材料1.5g，加入到上述溶液中，超聲處理15min，浸泡24h。倒去上層未吸附的十二烷基磺酸鈉溶液，加2.0%殼聚糖溶液55ml，浸泡12h。將納米硅材料離心出來(lái)，加入2.0%戊二醛溶液25ml，交聯(lián)4h后，水洗離心，置于真空干燥箱中，干燥，呈粉末狀。將活化后的載體加入果膠酶溶液中，調(diào)節(jié)PH至5.0，在25°C恒溫振蕩器中反應(yīng)4h，離心分離，沉淀即為固定化果膠酶。實(shí)例54.3g F127，20g氯化鉀，250ml去離子水，50ml鹽酸，混合加入夾層燒杯中，加入TMB,攪拌3h后，加入逐滴滴加正硅酸乙酯25ml，攪拌23h，裝釜。放入120°C烘箱，晶化，24h后取出。100°C烘干12h。放入馬弗爐中煅燒。溫度5°C /min上升到500°C，保持6h，冷卻后即得到納米硅材料。稱取十二烷基磺酸鈉0.6g，加二次蒸餾水100ml，加熱溶解；稱取處理過(guò)的納米硅材料1.2g，加入到上述溶液中，超聲處理15min，浸泡24h。倒去上層未吸附的十二烷基磺酸鈉溶液，加1.0%殼聚糖溶液55ml，浸泡12h。將納米硅材料離心出來(lái)，加入2.0%戊二醛溶液25ml，交聯(lián)4h后，水洗離心，置于真空干燥箱中，干燥，呈粉末狀。將活化后的載體加入果膠酶溶液中，調(diào)節(jié)PH至5.5，在25°C恒溫振蕩器中反應(yīng)4h，離心分離，沉淀即為固定化果膠酶。實(shí)例635，35g氯化鉀，250ml去離子水，60ml鹽酸，混合加入夾層燒杯中，加入TMB，攪拌3h后，加入逐滴滴加正硅酸乙酯29ml，攪拌23h，裝釜。放入120°C烘箱，晶化，24h后取出。120°C烘干12h。放入 馬弗爐中煅燒。溫度5°C /min上升到550°C，保持6h，冷卻后即得到納米硅材料。稱取十二烷基磺酸鈉0.9g，加二次蒸餾水100ml，加熱溶解；稱取處理過(guò)的納米硅材料1.5g，加入到上述溶液中，超聲處理15min，浸泡24h。倒去上層未吸附的十二烷基磺酸鈉溶液，加2.0%殼聚糖溶液68ml，浸泡12h。將納米硅材料離心出來(lái)，加入
2.0 %戊二醛溶液29ml，交聯(lián)4h后，水洗離心，置于真空干燥箱中，干燥，呈粉末狀。將活化后的載體加入果膠酶溶液中，調(diào)節(jié)PH至4.2，在25°C恒溫振蕩器中反應(yīng)4h，離心分離，沉淀即為固定化果膠酶。最后，還需注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例子。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例子，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種利用新型納米硅材料固定化果膠酶的方法，其特征在于包括以下步驟: (1)納米硅材料制備:4.0-5.0g F127，20-30g氯化鉀，240-300ml去離子水，50ml鹽酸，混合加入夾層燒杯中，15°C環(huán)境下攪拌均勻后，再加入TMB，攪拌3-4h后，加入逐滴滴加正硅酸乙酯20-30ml，攪拌20h，裝釜。放入100_150°C烘箱，晶化，24h后取出。用酒精和去離子水洗滌，80-100°C烘干12h。放入馬弗爐中煅燒。溫度5°C /min上升到450-500°C，保持6h。冷卻后，即得到納米硅材料。
(2)納米硅材料的活化:稱取十二烷基磺酸鈉0.6-0.8克，加二次蒸餾水100ml，加熱溶解；稱取處理過(guò)的納米硅材料1.5-2.0克，加入到上述溶液中，超聲處理lOmin，浸泡24h。傾去上層未吸附的十二烷基磺酸鈉溶液，加1.0-2.0%殼聚糖溶液50-60ml，浸泡過(guò)夜。將納米硅材料離心出來(lái)，加入2.5 %戊二醛溶液20-30ml，交聯(lián)4h后，水洗離心，置于真空干燥箱中，直至干燥呈粉末狀。
(3)果膠酶在納米硅材料上的組裝:用去離子水配制2%的果膠酶溶液，離心，取上清液。將活化后的載體加入酶溶液中，調(diào)節(jié)PH至4.0-5.0，在25°C恒溫振蕩器中反應(yīng)4h，離心分離，沉淀即為固定化 果膠酶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用新型納米硅材料固定化果膠酶的方法，其特征在于:步驟(I)所述的納米硅材料制備原料由F127、氯化鉀、鹽酸、TMB、正硅酸乙酯組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用新型納米硅材料固定化果膠酶的方法，其特征在于:步驟(2)所述的納米硅材料的活化原料由十二烷基磺酸鈉、殼聚糖、戊二醛組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用新型納米硅材料固定化果膠酶的方法。它是以逐層自組裝技術(shù)制備新型納米硅材料，并對(duì)該材料進(jìn)行活化，改性和包被，通過(guò)戊二醛交聯(lián)實(shí)現(xiàn)果膠酶的高效固定化。本發(fā)明所制備的固定化載體具有蛋白質(zhì)載量大的優(yōu)點(diǎn)，所得的固定化果膠酶具有酶活損失小，酶不易脫落，可反復(fù)使用的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C12N11/14GK103184213SQ20131010463
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者劉明啟, 金紅曉, 戴賢君 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院