[发明专利]一种固定化脂肪酶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固定化脂肪酶及其制备方法。

背景技术

生物酶的固定化技术是酶工程的核心内容之一，它成功地克服了游离酶在工业化应用中稳定性差、耐热性差、不能重复利用以及不易与产物分离的缺点。固定化酶在稳定性和催化活性方面都有很大的提高，其重复利用性又可以大大降低生产的成本。酶的固定化技术能够改善酶分子催化的微环境，便于酶与底物的接触以及产物的扩散。另外，固定化载体赋予了固定化酶一定物理性状与机械性能，使其能够方便地应用于各式生物反应器中，便于实现催化反应的连续化与自动化。固定化酶在有机催化体系中的应用更凸现了其优越性。酶的固定化效果与载体性质和酶的固定化方法有着很大的关系，目前常用的酶固定化方法主要包括：吸附法、共价结合法、包埋法和交联法等。几种不同的方法各有其自身的优缺点，不同种类和性质的酶，也往往使用不同的固定化方法，必要时常常同时使用几种固定化方法。

脂肪酶是工业上应用较广的一种酶，它能够在油-水界面上催化水解、酯化、转酯化、内酯合成、多肽合成及手性化合物的拆分等多种反应，不同来源的脂肪酶在催化活性和催化专一性上也往往不同。脂肪酶的固定化技术是决定脂肪酶应用的关键，文献报道已经有多种固定化方法用于脂肪酶的固定化。脂肪酶常用的固定化载体包括天然多孔材料、各类凝胶、合成树脂和复合改性材料等。现在市场上已经有许多种商品化的固定化脂肪酶，其中应用最广的是颗粒状固定化脂肪酶，它以合成树脂为载体，酶分子通过共价结合的方式实现固定化。这种固定化脂肪酶活力较高，酶载量大，使用寿命长，但是工艺复杂，成本较高，固定化过程酶活损失严重(一般损失60％以上)，工艺对酶自身纯度要求也很高。此类固定化酶价格很高，一般在千元/公斤以上，有的甚至超过万元，不适于市场大规模应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种固定化脂肪酶及其制备方法。

本发明所提供的固定化脂肪酶的制备方法，是将脂肪酶溶液与所述脂肪酶溶液重量的3％～60％的聚合物乳液混合均匀，将得到混合液浸渍无纺布，干燥得到固定化脂肪酶；所述聚合物乳液是聚丙烯酸酯乳液或者含聚丙烯酸酯与聚氨酯的混合乳液，所述混合乳液中聚丙烯酸酯与聚氨酯比例不限，优选质量比的范围是0.5:1～4:1。所述聚合物乳液与所述脂肪酶溶液混合的比例范围可为5％-32％，5％-8％，5％—12％，8％—24％，24％—32％或12％—32％。

所述方法中，所述脂肪酶溶液的脂肪酶活力范围为4000～20000U/g溶液，活力优选为6000～15000U/g溶液。

所述方法中，所述脂肪酶溶液与聚合物乳液混合前，先在所述脂肪酶溶液中加入稳定剂；所述稳定剂为PEG或明胶；所述稳定剂的加入的质量百分浓度为1～5‰。

所述方法中，所述聚丙烯酸酯是以丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯和丙烯酸中两种或两种以上为单体进行聚合反应得到的共聚物；所述聚丙烯酸酯优选为丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸甲酯按质量分数比为2～3：2～4：2～6的比例聚合反应得到的共聚物。

所述方法中，所述聚氨酯是多异氰酸酯与低聚多元醇的嵌段共聚物；所述低聚多元醇是聚醚二醇或聚酯二醇，所述低聚多元醇的平均分子质量为0.3～3kDa；所述多异氰酸酯为芳香族异氰酸酯或脂肪族二异氰酸酯；所述芳香族异氰酸酯优选为甲苯二异氰酸酯或二苯甲烷二异氰酸酯，所述脂肪族二异氰酸酯优选为六次亚甲基二异氰酸酯。

所述无纺布的材质为涤纶、丙纶、锦纶或粘胶纤维。当所述固定化脂肪酶为用于生物反应器的固定化脂肪酶时，所述无纺布优选为30～80g/m²长丝丙纶无纺布。

所述方法中，所述干燥为80℃以下烘干或自然晾干。

所述方法中，所述固定化脂肪酶的含水质量百分含量为10％以下。合理的含水量有助于保持固定化脂肪酶的催化活性和稳定性。

所述方法中，所述聚合物乳液的含固量为20％～60％，其中优选含固量为35％～50％。含固量的确定是通过控制乳液合成时单体组成和含量来实现的。

所述方法中，所述无纺布浸渍的带液质量为所述无纺布质量的100％～900％。

所述方法中，所述脂肪酶液为脂肪酶配置的溶液或微生物发酵后得到的含有脂肪酶的液体(如微生物发酵液、微生物发酵液浓缩液或微生物发酵液离心后的上清液)。

本发明所提供的固定化脂肪酶是上述方法制备的固定化脂肪酶。