右旋糖酐酶与右旋糖酐蔗糖酶的共固定化和右旋糖酐发酵生产中酶解新工艺的研究

摘要

右旋糖酐酶(Dextranase，E.C.3.2.1.11)能够水解右旋糖酐中的α-1，6糖苷键，并释放出异麦芽糖、异麦芽三糖等。本文利用右旋糖酐蔗糖酶催化蔗糖合成右旋糖酐以及右旋糖酐酶对右旋糖酐的水解作用，首先将右旋糖酐酶与右旋糖酐蔗糖酶进行共固定化研究，并对固定化双酶催化合成右旋糖酐及其分子量控制进行初步探索;另外，论文还对基于右旋糖酐酶酶解法替代现有工业中酸解法生产右旋糖酐的新工艺进行了研究。
　　 1.首先以交联法、吸附法、胶囊法、吸附-胶囊法、吸附-包埋法对右旋糖酐酶与右旋糖酐蔗糖酶的固定化进行了初步研究，结果显示树脂吸附-海藻酸钙胶囊法效果最好，所得的固定化酶活力稳定，重复使用6次以后酶活回收率仍在50％以上。最终选定该方法对右旋糖酐酶与右旋糖酐蔗糖酶进行固定化。
　　 2.其次对影响树脂吸附-海藻酸钙胶囊法的固定化条件进行了优化。结果表明，优化后的最佳工艺参数为:LX-1000NHF型树脂与两种酶混合液的比例是1∶6(w/v)，吸附时间为12h，吸附后的酶与6％高分子右旋糖酐溶液(含1.5％CaCl2)的比例是1∶5(w∶v)，海藻酸钠的浓度为1.5％，CaCl2固定液的浓度为1.5％。随后对固定化酶合成右旋糖酐的理论研究进行初步探索，得到固定化酶催化合成药用右旋糖酐的反应条件为:100ml10％的蔗糖溶液与上述的共固定化酶进行反应，其中右旋糖酐酶与右旋糖酐蔗糖酶的酶活配比分别为1∶30、1∶40、1∶50，固定化酶活为400U，在30℃，200r/min条件下，分别反应20h、18h、20h，醇沉后得到的主产品分别为右旋糖酐20、40、70。对固定化酶催化反应进行重复实验，结果表明催化稳定性良好，前3次重复实验中反应主产物保持不变，底物转化率均在70％以上。
　　 3.最后对肠膜状明串菌株发酵法并结合游离右旋糖酐酶水解工艺制备药用右旋糖酐进行了研究。最终确定最佳反应条件为:高分子右旋糖酐底物浓度为9％，右旋糖酐酶浓度为4IU/ml，反应时间150min。再用无水乙醇对反应液进行分级醇沉，最终可得到三种不同分子量的右旋糖酐，分别为右旋糖酐70、40、20，总产率为86.2％。
　　 本研究为右旋糖酐酶与右旋糖酐蔗糖酶的共固定化和右旋糖酐生产新工艺的应用提供了基础。

目录

声明

摘要

致谢

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 右旋糖酐酶

1．2．1 右旋糖酐酶的分类与来源

1．2．2 右旋糖酐酶的性质

1．2．3 右旋糖酐酶的结构及催化机理

1．3 右旋糖酐蔗糖酶

1．4 酶的固定化方法

1．4．1 吸附法

1．4．2 包埋法

1．4．3 交联法

1．4．4 多酶固定化方法

1．5 本课题的研究意义

1．6 研究内容与思路

第二章 右旋糖酐酶与右旋糖酐蔗糖酶的共固定化方法的研究

2．1 引言

2．2 实验仪器与材料

2．2．1 菌株来源

2．2．2 培养基

2．2．3 主要试剂及仪器

2．3 实验方法

2．3．1 右旋糖酐酶与右旋糖酐蔗糖酶的制备方法

2．3．2 酶活测定

2．3．3 双酶固定化率及固定化酶活回收率的计算

2．3．4 交联法

2．3．5 胶囊法

2．3．6 吸附法

2．3．7 吸附-胶囊法

2．3．8 吸附-包埋法

2．4 实验结果与分析

2．4．1 不同方法的固定化率

2．4．2 不同方法的固定化酶活力回收率

2．4．3 不同方法的固定化酶使用次数

2．5 本章小结

第三章 吸附-胶囊法固定右旋糖酐酶与重组右旋糖酐蔗糖酶的研究

3．1 引言

3．2 实验仪器与材料

3．2．1 菌株来源

3．2．2 培养基

3．2．3 主要试剂及仪器

3．3 实验方法

3．3．1 固定化酶活力测定

3．3．2 双酶固定化率及固定化酶活回收率的计算

3．3．3 右旋糖酐分子量的检测方法

3．3．4 吸附-胶囊法固定双酶条件的研究

3．3．5 固定化酶制备右旋糖酐的理论探索

3．4 实验结果与分析

3．4．1 吸附-胶囊法固定双酶条件的研究

3．4．2 固定化酶制备右旋糖酐的理论探索

3．5 本章小结

第四章 右旋糖酐酶在改进传统右旋糖酐生产工艺中的应用研究

4．1 引言

4．2 实验材料

4．2．1 菌株

4．2．2 培养基

4．2．3 主要试剂和仪器

4．3 实验方法

4．3．1 酶催化法制备右旋糖酐的工艺流程

4．3．2 右旋糖酐酶活力测定方法

4．3．3 右旋糖酐分子量的检测方法

4．3．4 发酵法制备高分子右旋糖酐

4．3．5 酶法催化水解高分子右旋糖酐的条件优化

4．3．6 发酵法结合酶法制备药用右旋糖酐

4．3．7 酶催化工艺产品的结构鉴定与质量分析

4．4 结果与分析

4．4．1 酶法催化水解高分子右旋糖酐的条件优化

4．4．2 右旋糖酐酶法水解工艺制备药用右旋糖酐

4．5 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文