[发明专利]一种固定化D-木糖脱氢酶的方法

说明书

本发明公开了一种固定化D‑木糖脱氢酶的方法，用几丁质掺杂的镁铝水滑石对D‑木糖脱氢酶固定化；其中，所述的几丁质掺杂的镁铝水滑石的制备方法为将碱溶液加入至盐溶液至盐溶液的pH为9～10，再向所得溶液中加入几丁质，搅拌，升温晶化，过滤，将固体洗涤至中性，干燥，即得；其中，所述的盐溶液为硝酸镁和硝酸铝的混合水溶液。发明利用几丁质掺杂镁铝水滑石实现对D‑木糖脱氢酶实现固定化封装，有效的提升了固定化D‑木糖脱氢酶的耐受性和重复利用性，降低了D‑木糖脱氢酶在实际应用中的酶活损失。同时从工艺上利用环保可再生材料，降低了固定化酶的制备成本。

技术领域

本发明属于固定化酶技术领域，具体涉及一种固定化D-木糖脱氢酶的方法。

背景技术

D-木糖酸是一种高附加值的功能性糖类，可以作为多种化合物的前体，例如共聚酰胺类、多酯类、水凝胶类和1,2,4-丁三醇等。此外，D-木糖酸具有调节肠道菌群生态平衡、降低血压、血清胆固醇及血糖的功效。然而化学法合成D-木糖酸的生产工艺过程较为烦琐，反应条件苛刻，并且污染生态环境。与化学合成法相比，生物酶法工艺条件则更为温和。细胞质中的NAD⁺依赖型D-木糖脱氢酶将D-木糖氧化成D-木糖酸内酯，再在内酯酶的作用下裂开生成D-木糖酸。然而随着温度的不断升高，在过酸或过碱的条件下，酶的构象遭到破坏逐渐变性失活，从而导致反应速率的下降，限制了D-木糖脱氢酶的进一步推广。

固定化载体可以将游离束缚在限域空间内，酶蛋白的结构稳定性会增强，对周围环境的敏感程度将下降。此外固定化材料使酶能够满足连续性的催化反应，并且反应后仍可保持酶分子的活性构象，方便回收再利。固定化酶制剂的多次循环使用，能够降低底物损耗，有利于与产物的分离，使整个使用过程更加经济。水滑石具有多层空间的纳米结构，是酶在限域空间内的固定化理想材料。然而水滑石材料的结构特征对于酶的固载和保护依旧存在不足，因此利用插层材料对于水滑石进行结构改性是一种可取的手段。几丁质是一类天然线性氨基多糖，含有大量羟基和氨基的，是一种优秀的改性材料。因此构建几丁质-水滑石复合材料，统筹两者的优势，是一种制造简单，耐受性高，对酶结合性强的固定化载体。利用这个复合材料，弥补D-木糖脱氢酶在催化过程中的不足，提高D-木糖脱氢酶使用周期和催化性能。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种固定化D-木糖脱氢酶的方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种固定化D-木糖脱氢酶的方法，即用几丁质掺杂的镁铝水滑石对D-木糖脱氢酶固定化。

其中，所述的几丁质掺杂的镁铝水滑石的制备方法为将碱溶液缓慢加入至盐溶液至盐溶液的pH为9～10(优选为9.5)，再向所得溶液中加入几丁质，搅拌，升温晶化，过滤，将固体洗涤至中性，干燥，研磨粒径为50微米左右，即得；其中，所述的盐溶液为硝酸镁和硝酸铝的混合水溶液。

其中，所述的碱溶液为氢氧化钠与碳酸钠的混合水溶液；其中，氢氧化钠的浓度为9～10mmol/mL，碳酸钠的浓度为18～20mmol/mL；优选地，氢氧化钠的浓度为500mmol/55mL，碳酸钠的浓度为1000mmol/55mL。

其中，硝酸镁和硝酸铝的混合水溶液中，硝酸镁的浓度为2～3mmol/mL，硝酸铝的浓度为0.6～0.8mmol/mL；优选地，硝酸镁的浓度为100mmol/45mL，硝酸铝的浓度为30mmol/45mL。

其中，所述的缓慢加入为在5～60min内加入完成。

其中，几丁质的加入量以终浓度为45～60mg/mL计，优选为50mg/mL。

其中，所述的搅拌为500～1300rpm搅拌1.5～2.5h，优选为1000rpm搅拌2h。

其中，所述的升温晶化为升温至60～70℃晶化10～14h，优选为升温至65℃晶化12h。