[发明专利]一种聚氨酯泡沫固定化纤维素酶酶促京尼平苷转化工艺

说明书

本发明中，将单元开孔的聚氨酯泡沫作为固定化纤维素酶的载体，获得了一种聚氨酯泡沫固定化纤维素酶酶促京尼平苷转化工艺，使得纤维素酶以包埋的形式固定于聚氨酯泡沫的孔单元中，通过发泡材料及用量的优化控制开孔率及孔径尺寸从而控制纤维素酶与底物的接触面积，保证一定的京尼平苷转化率的情况下，增大加了纤维素酶重复使用次数及使用效率。实验结果表明，经7次循环使用后，聚氨酯泡沫固定化纤维素酶的京尼平苷累积转化率为等质量游离纤维素酶的413.3％，并且该工艺适用的酶和糖苷可选范围很大，可根据所需转化的糖苷的不同，选择固定化不同的转化酶。此外，本工艺所用到的仪器设备简单、且操作简便、制备成本低、易于扩大产业化。

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯泡沫固定化纤维素酶酶促京尼平苷转化工艺，特别涉及了一种以新型的以将单元开孔的聚氨酯泡沫作为载体，以包埋法固定化纤维素酶并转化糖苷的新工艺。

背景技术

京尼平苷(geniposide)是栀子的主要成分之一，属于环烯醚萜苷类化合物。现代药理研究表明，京尼平苷具有抗炎、抗类风湿性关节炎、抗阿尔兹海默症、抗糖尿病及神经保护等多种药理作用。京尼平苷的水解产物京尼平具有保肝、降压、抗肿瘤等药理活性，并且常被用作天然交联剂。

纤维素酶(β-1,4-葡聚糖-4-葡聚糖水解酶)是一种复合酶，主要由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶和木聚糖酶等组成。其来源广泛，活性较高，酶促反应条件温和，是近年来被重点研究的酶类之一。纤维素酶应用范围较广，但使用效率较低，而将纤维素酶固定化，使其能够多次使用，大幅提高使用效率，故对纤维素酶固定化的研究是使纤维素酶能够更充分利用的重要途径。

聚氨酯泡沫是聚氨酯材料的主要品种之一。其中的软质泡和部分半硬质泡材料内部具有连通且交错的孔单元结构，不仅比表面积高，并且适宜孔径的孔单元能够容纳水分子通过，加之其质软、回弹性高等特点使负载于其中的纤维素酶不仅能够充分接触到水溶性的底物，还能够使酶促反应产生的产物及时排出，一定程度上减小了产物浓度对酶促反应的影响。

通过聚氨酯泡沫将纤维素酶固定在其孔单元内，使其在保证本身活性的同时，又能连续多次使用。固定化纤维素酶已被广泛应用于众多领域，尤其以医学、生物学等为主。这种方法简单温和、重复性强，并能够纤维素资源充分利用。目前，固定化纤维素酶的方法多为使纤维素酶交联于改造的复合凝胶或多孔微球等，并无关于聚氨酯泡沫直接包埋纤维素酶从而固定化纤维素酶的报道。该方法制备所得的固定化纤维素酶能够很好的保证纤维素酶原有的酶活，于此同时还能够多次重复使用，且固定化载体原材料简单易得，易于产业化生产。

发明内容

为了改善纤维素酶利用率低、浪费严重等缺陷，本发明提供了一种聚氨酯泡沫固定化纤维素酶酶促京尼平苷转化工艺，在保证酶活性的情况下，增大加了固定化酶的重复使用次数，使纤维素酶对京尼平苷的转化效率得到了大幅提高。

本发明提供的一种聚氨酯泡沫固定化纤维素酶酶促京尼平苷转化工艺将纤维素酶以包埋的形式固定于聚氨酯泡沫中，其中本工艺制备的聚氨酯泡沫载体和聚氨酯泡沫固定化纤维素酶的形貌如附图1所示。

本发明提供的一种聚氨酯泡沫固定化纤维素酶酶促京尼平苷转化工艺，通过对聚氨酯泡沫载体孔单元开孔率及孔径尺寸的研究，使固定于载体中的纤维素酶能够在最大程度上接触底物京尼平苷，其中本工艺制备的聚氨酯泡沫载体和聚氨酯泡沫固定化纤维素酶的孔径分布如附图2所示。

本发明提供的一种聚氨酯泡沫固定化纤维素酶酶促京尼平苷转化工艺，在确定酶活性的情况下大幅度增加了纤维素酶的重复使用次数，其中以京尼平苷的转化率为标准，确定了该固定化酶的重复使用情况，如附图3所示。