專利名稱：一種香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過氧化氫酶的制備方法
技術領域：
一種香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過氧化氫酶的制備方法，涉及改性煙用二醋酸纖維絲束的生產方法，屬于香煙過濾嘴的制備技術領域。
背景技術：
殼聚糖又名甲殼素、幾丁質，學名為聚-2-乙酰氨基-2-脫氧-D-β-1，4-葡萄糖。甲殼素在自然界中資源十分豐富，主要來源于節(jié)肢動物、軟體動物、環(huán)節(jié)動物、原生動物、腔腸動物、海藻及真菌等生物體中，是自然界中重要的衍生物之一。近年來，殼聚糖作為固定化載體的研究引起了很多學者的重視，由于殼聚糖分子中的氨基對各種蛋白質的親和力非常高，可以有效地應用于酶的固定化技術中。
過氧化氫酶(Catalase，簡稱CAT)，又稱觸酶，是一種高效，安全，無毒的生物催化劑，白色至淺棕色的無定型粉末或液體，分子量約24萬，溶于水，水溶液一般呈淺棕色至棕色，幾乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有機溶劑。該酶是鐵卟呤酶，一個分子中含有4個鐵原子，其中作用基團是血紅素，能夠快速催化雙氧水分解為水和氧氣。過氧化氫酶廣泛分布于動植物組織中，溶壁微球菌等細菌中含量也較多。該酶自1950年就廣泛應用于生物、醫(yī)藥、臨床和食品中的某些分析測定；在食品和乳制品工業(yè)中用于除去消毒和殺菌后殘余的過氧化氫；在紡織工業(yè)中用于去除氧漂時殘留的過氧化氫。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過氧化氫酶的制備方法，在于進一步拓展殼聚糖的應用價值，同時提高過氧化氫酶的實際應用價值，開發(fā)一種香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過氧化氫酶。
本發(fā)明的技術方案以殼聚糖為載體固定化過氧化氫酶。殼聚糖與1％醋酸溶液的比例為3∶1000(g/ml)制備成殼聚糖酸性溶膠，過氧化氫酶液的酶活為10,000CIU/ml，酶液用量與殼聚糖醋酸溶膠的體積比為6∶20。酶的殼聚糖混合液在0℃的條件下，吸附固定化2-2.5小時。交聯(lián)劑的制備，首先將4％-6％質量濃度的乙二醛溶液在80℃水浴中活化10分鐘，與15％質量濃度的焦磷酸鈉溶液等體積混合，交聯(lián)劑冷卻到0℃。在攪拌的條件下，緩慢地將過氧化氫酶-殼聚糖混合液加入到交聯(lián)劑中，過氧化氫酶與交聯(lián)劑的體積比為6-8∶100-120，在0℃條件下，交聯(lián)固定化0.5小時。過濾，用pH＝7.0，0.1mol/L KH2PO4/Na2HPO4沖洗液洗滌三次，去除其中的乙二醛，焦磷酸鈉等。最后在60℃的條件下，烘干，研磨，過85目篩，制得香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過氧化氫酶。
殼聚糖固定化過氧化氫酶的特性對照附圖加以說明。附圖1是吸附時間對固定化酶活的影響。該圖說明，在其他條件固定的情況下，固定化酶酶活隨吸附固定化時間增加而增加，當達到2-2.5小時，酶活達到最大值。附圖2是交聯(lián)時間對固定化酶活的影響。圖示說明，隨著交聯(lián)時間的增加，固定化酶活反而降低。但交聯(lián)劑中含有焦磷酸鈉，其主要作用使殼聚糖凝膠化，生成殼聚糖微球，從反應體系中分離出來。而形成凝膠固體顆粒需要一定的反應時間，因此雖然圖2顯示隨著交聯(lián)時間的延長，固定化酶的酶活下降，但為保證凝膠化的完全，確定交聯(lián)時間為0.5h。附圖3是乙二醛濃度對固定化酶活的影響，結果表明，當乙二醛的濃度為4％-6％時，固定化酶活較高。附圖4交聯(lián)劑用量對固定化酶活的影響，在交聯(lián)劑為100-120ml的條件下，固定化過氧化氫酶的酶活最高。附圖5是過氧化氫酶的加入量對固定化酶活的影響，在酶加入量為6-8ml時，酶活較高。附圖6是游離酶與固定化酶的pH穩(wěn)定性比較。可以看出，固定化酶和游離酶在pH＝7時酶活都是最高。游離酶在pH＝3時，游離酶幾乎完全失活；相對而言，殼聚糖固定化過氧化氫酶對pH變化的敏感性變小，對于固定化過氧化氫酶的實際應用是十分有利的。附圖7和附圖8是固定化過氧化氫酶對香煙主流煙氣中自由基的去除效果。主要以干法添加的方式，添加量為10mg/支。測定了添加劑-殼聚糖固定化過氧化氫酶對香煙主流煙氣自由基的清除效果，去除率為氣相自由基25.07％，固相自由基21.34％。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明進一步拓展了殼聚糖的應用價值，同時提高了過氧化氫酶的實際應用價值，開發(fā)一種香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過氧化氫酶。以干法添加的方式，添加量為10mg/支，添加了殼聚糖固定化過氧化氫酶，對香煙的主流煙氣自由基的清除效果明顯，去除率為氣相自由基25.07％，固相自由基21.34％。


圖1吸附時間對固定化酶活的影響。
圖2交聯(lián)時間對固定化酶活的影響。
圖3乙二醛濃度對固定化酶活的影響。
圖4交聯(lián)劑用量對固定化酶活的影響。
圖5加酶量對固定化酶活的影響。
圖6游離酶和固定化酶的pH穩(wěn)定性比較。
圖7固定化酶對主流煙氣中氣相自由基的清除作用(ESR圖譜比較)。
圖8固定化酶對主流煙氣中固相自由基的清除作用(ESR圖譜比較)。
具體實施例方式
實施例1殼聚糖酸性溶膠的制備稱取3.0g殼聚糖溶于1000ml，1.00％的醋酸溶液中，制備成0.3％的殼聚糖醋酸溶膠。
交聯(lián)劑的制備50ml 6％乙二醛溶液在80℃恒溫水浴中，保溫活化10min。與等體積的15％焦磷酸鈉混合，制備成交聯(lián)劑。
6ml 10,000CIU/ml的過氧化氫酶液緩慢加入到20ml殼聚糖酸性溶膠中。放入0℃冰箱中，進行酶的吸附反應2.5小時。在冰浴，攪拌條件下，吸附完成的酶-殼聚糖混合液緩慢地倒入到100ml交聯(lián)劑中，交聯(lián)固定化0.5小時。
固定化完成后，過濾，去除殘留液。再用0.1mol/L pH＝7.0的磷酸二氫鉀-磷酸氫二鈉緩沖液洗滌固定化酶顆粒三次，去除殘留成分。吸干水分后，在60℃條件下，烘干。研磨過85目篩，即制備得香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過氧化氫酶。以干法將殼聚糖固定化過氧化氫酶添加到香煙濾嘴二醋酸纖維絲束中，添加量為10mg/支。
實施例2殼聚糖酸性溶膠的制備稱取3.0g殼聚糖溶于1000ml，1.00％的醋酸溶液中，制備成0.3％的殼聚糖醋酸溶膠。
交聯(lián)劑的制備60ml 4％乙二醛溶液在80℃恒溫水浴中，保溫活化10min。與等體積的15％焦磷酸鈉混合，制備成交聯(lián)劑。
8ml 10,000CIU/ml的過氧化氫酶液緩慢加入到27ml殼聚糖酸性溶膠中。放入0℃冰箱中，進行酶的吸附反應2小時。在冰浴，攪拌條件下，吸附完成的酶-殼聚糖混合液緩慢地倒入到120ml交聯(lián)劑中，交聯(lián)固定化0.5小時。
固定化完成后，過濾，去除殘留液。再用0.1mol/L pH＝7.0的磷酸二氫鉀-磷酸氫二鈉緩沖液洗滌固定化酶顆粒三次，去除殘留成分。吸干水分后，在60℃條件下，烘干。研磨過85目篩，即制備得香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過氧化氫酶。以干法將殼聚糖固定化過氧化氫酶添加到香煙濾嘴二醋酸纖維絲束中，添加量為10mg/支。
權利要求
1.一種香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過氧化氫酶的制備方法，其特征為用1％醋酸溶液將殼聚糖完全溶解配制殼聚糖酸性溶膠，將過氧化氫酶液，在攪拌的條件下，緩慢地加入到殼聚糖酸性溶膠中，0℃放置2-2.5小時進行吸附固定化反應，以在80℃活化10分鐘的4％-6％質量濃度的乙二醛溶液和15％質量濃度的焦磷酸鈉溶液等體積混合配制成交聯(lián)劑，在冰浴的條件下，將過氧化氫酶-殼聚糖溶膠緩慢地加入到交聯(lián)劑中，在0℃攪拌0.5小時進行交聯(lián)固定化，經過濾，洗滌制得殼聚糖固定化過氧化氫酶的濕顆粒，再在60℃條件下干燥，研磨過85目篩得到香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過氧化氫酶。
2.根據權利要求1所述的香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過氧化氫酶的制備方法，其特征是殼聚糖酸性溶膠的殼聚糖質量體積濃度以g/ml計為0.3％。
3.根據權利要求1所述的香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過氧化氫酶的制備方法，其特征是過氧化氫酶酶液與殼聚糖酸性溶膠的體積比為6∶20。
4.根據權利要求1所述的香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過氧化氫酶的制備方法，其特征是過氧化氫酶酶液與交聯(lián)劑的體積比為6-8∶100-120。
5.根據權利要求1所述的香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過氧化氫酶的制備方法，其特征是過氧化氫酶液的酶活為10,000CIU/ml。
全文摘要
一種香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過氧化氫酶的制備方法，涉及改性煙用二醋酸纖維絲束的生產方法，屬于香煙過濾嘴的制備技術領域。本發(fā)明以殼聚糖為載體，乙二醛與焦磷酸鈉為交聯(lián)劑，過氧化氫酶經吸附—交聯(lián)，再經過濾、清洗，得到殼聚糖固定化過氧化氫酶，再經過烘干，研磨，用作香煙濾嘴的添加劑。以干法添加的方式，添加量為10mg/支，添加了殼聚糖固定化過氧化氫酶，對香煙的主流煙氣自由基的清除效果明顯，去除率為氣相自由基25.07％，固相自由基21.34％。
文檔編號A24D3/14GK1836599SQ200610039838
公開日2006年9月27日 申請日期2006年4月19日 優(yōu)先權日2006年4月19日
發(fā)明者陳堅, 陳軍, 陸新, 華兆哲, 堵國成, 楊占平, 曹建華, 馬曉龍 申請人:江南大學