酶工程实习设计方案精要.doc

吉 林 农 业 大 学 酶 工 程 实 习 设 计 方 案 题目名称： 纤维素酶和果胶酶的固定化及性质研究 学生姓名： 院 系：生命科学学院 专业班级： 指导教师： 职 称：讲 师 2014年6月12日 1前言 1 1.1纤维素 1 1.2纤维素酶 1 1.3酶的固定化技术 1 1.4固定化的方法 2 1.4.1吸附法 2 1.4.2 包埋法 2 1.4.3 共价结合法 3 1.4.4 交联法 3 1.5 实验目的及意义 3 2 仪器与试剂 4 2.1 试剂配制 4 2.1.1 缓冲溶液的配制 4 2.1.2 DNS显色剂 4 2.1.3 标准葡萄糖溶液的配制（1mg/ml） 4 2.1.4 海藻酸钠溶液的配制 4 2.1.5 1.5%壳聚糖 4 2.1.6酶液制备 4 2.2 仪器 4 3 方法与步骤 5 3.1葡萄糖标准曲线的绘制 5 3.2游离纤维素酶活力测定 5 3.3 固定化影响因素 5 3.3.1固定化时间对酶固定化的影响 5 3.3.2 pH对酶固定化的影响 6 3.3.3固定化时间对酶固定化影响 6 3.4 不同条件对酶反应的影响 7 3.4.1 温度对游离酶反应的影响 7 3.4.2 pH对游离酶反应的影响 7 3.4.3 底物浓度对游离酶反应的影响 8 3.4.4 温度对固定化酶反应的影响 8 3.4.5 pH对固定化酶活力的影响 9 3.4.7 底物浓度对固定化酶活力的影响 10 3.5 交联固定纤维素酶 10 3.5.1戊二醛浓度对酶固定化的影响 10 3.5.2交联时间对固定化的影响 11 3.6壳聚糖吸附交联法固定化酶 11 参考文献 12 1前言 1.1纤维素 纤维素(C6H10O5)n。一种天然有机高分子化合物。由许多个D(+)-葡萄糖通过β-1, 4糖甙键结合成的多糖,是构成植物细胞壁的主要成分。纤维素和淀粉一样无还原性,不溶于水和一般有机溶剂,但溶于氢氧化铜的氨溶液、浓的氯化锌溶液、硫氰酸钙和某些盐类的饱和溶液。棉花是最纯的天然纤维素,约含90%。亚麻中约含80%,木材中约含50%。纤维素加热到150℃以上可脱水逐渐焦化。其水解较淀粉困难,一般在浓酸中或用稀酸在压力下进行。水解过程中可得到纤维四糖、纤维三糖和纤维二糖等,最终产物是D (+)-葡萄糖。与较浓的苛性碱溶液反应生成纤维素碱,与强氧化剂反应生成氧化纤维素、纤维素与浓硫酸和浓硝酸的混酸作用可生成硝酸纤维。根据酯化程度的不同,含氮量13%左右的称作火棉,是制无烟火药的原料;含氮量11%左右的称作胶棉,是制造喷漆、胶片、赛璐路的原料。在硫酸存在时,纤维素与乙酸酐作用,可得三乙酸纤维。三乙酸纤维加水可分解为二乙酸纤维,可制造人造丝、胶片和塑料等,还可用来制取乙基纤维素、羧甲基纤维素等。可由含纤维素多的木材、竹、麦杆、稻草、棉花等物质中提取。 1.2纤维素酶 催化纤维素水解的一组酶。包括:①内切β-1,4 -葡聚糖酶(即Cx酶),随机作用于天然结晶纤维素中的某些β-1,4-糖苷键,将纤维素切成较短的链;②β-1,4-葡聚糖纤维二糖水解酶(即C1酶),作用于 Cx酶所切成的短链非还原末端,逐个切下纤维二糖;③β-葡萄糖苷酶(即纤维二糖酶),将纤维二糖水解为葡萄糖。?纤维素酶可将纤维中的β-1,4-葡萄糖苷键水 解,生成可溶性的聚合物及D-葡萄糖。根据酶 的来源,其相对分子质量最低为5000,最高达 400000。最适pH值为4.0～5.0。最适温度 40～60℃。某些金属离子Mg2+、Cl2+及中性盐 可使本酶活化,另外一些金属离子Ag2+、Cu2+、 Mn2+、Hg2+和染料可使本酶失活。? 1.3酶的固定化技术 是指通过物理化学方法如吸附、偶联交联、包埋等把酶做成仍具有酶催化活性的但不溶于水的固相酶。这样既保持了酶高效、专一催化的特点,又提高了酶的稳定性,有利于酶的长期保存,反复使用,还增加了强度,适合于工业上管道化,自动化测定。固定化酶技术是近20多年发展起来的新技术,现已应用于工业、医学、分析分离等,并展示出它的巨大优越性。 1.4固定化的方法 1.4.1吸附法 吸附法主要是利用范德华力和氢键、疏水相互作用、离子键等， 将酶固定在载体上的一种方法。根据酶和载体之间结合力的不同，可细分为物理吸附法和离子吸附法2 种。物理吸附法的载体主要是高吸附能力的非水溶性材料，如硅藻土、高岭土、蒙脱石、分子筛、硅胶、多孔玻璃、氧化铝、大孔吸附树脂等; 离子吸附法的载体主要是含有离子交换基团的水不溶性材料，利用酶与载体之间形成静电作用力来实现固定化，其中常用载体有阴离子交换剂和阳离子