[发明专利]一种高酶活力改性膜及其制备方法

说明书

本发明属于改性膜制备领域，具体涉及一种高酶活力改性膜及其制备方法。该制备方法包括：将胃蛋白酶粉末以柠檬酸‑氢氧化钠‑盐酸缓冲液稀释得到胃蛋白酶溶液，冷藏后用脉冲电场进行处理，得到所述高酶活力酶液；将PES膜浸泡在Tris‑HCl缓冲液中，加入原花青素和聚乙烯亚胺得到混合液，搅拌至原花青素和聚乙烯亚胺涂覆完成后，清洗，得到所述改性膜；将改性膜浸没于所述高酶活力酶液中，得到所述高酶活力改性膜。本发明的方法制得的持续高酶活力的改性膜既具有高酶活力，同时酶的重复使用能力和膜的亲水性和抗污染能力都得以解决。

技术领域

本发明属于改性膜制备领域，更具体地，涉及一种高酶活力改性膜及其制备方法。

背景技术

高压脉冲电场作为一种新兴的非热力物理杀菌技术，由于其低能耗、短时间处理和无化学物残留的优点，高压脉冲电场已被用于调节许多酶的活性和稳定性，并取得了重大成功，表明低强度高压脉冲电场可以提高酶活性。但是高压脉冲电场处理后的酶活力在一段时间会降低，甚至比未处理酶活性还低，这将大大降低酶的重复使用。

酶作为一种生物催化剂，对环境敏感且易失活，通过对酶的固定化不仅能实现对酶的重复使用且增加了酶的稳定性。但酶固定化后酶的结构会发生变化，酶的灵活性和活力会大大降低。同时，这些物理固定化方法稳定性较差，在反应过程中酶易泄漏和流失。

发明内容

本发明的目的在于针对酶固定后酶活力降低和酶在膜上酶载量的问题，提供一种高酶活力改性膜及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种高酶活力改性膜的制备方法，该制备方法包括：

(1)制备高酶活力酶液

将胃蛋白酶粉末以柠檬酸-氢氧化钠-盐酸缓冲液稀释得到胃蛋白酶溶液，冷藏后用脉冲电场进行处理，得到所述高酶活力酶液；

(2)制备改性膜

将PES膜浸泡在Tris-HCl缓冲液中，加入原花青素和聚乙烯亚胺得到混合液，搅拌至原花青素和聚乙烯亚胺涂覆完成后，以去离子水清洗，得到所述改性膜；

(3)制备高酶活力改性膜

将改性膜浸没于所述高酶活力酶液中，可选地经过搅拌，经柠檬酸-氢氧化钠-盐酸缓冲液清洗后，得到所述高酶活力改性膜。

本发明所提供的方法生产持续高酶活力的改性膜既具有高酶活力，又提高了酶的重复使用能力和膜的使用寿命。

作为优选方案，所述柠檬酸-氢氧化钠-盐酸缓冲液的pH＝3.0，浓度为0.2M。

作为优选方案，所述Tris-HCl缓冲液的pH＝8.5。

作为优选方案，所述冷藏的温度为3-5℃，如4℃。

作为优选方案，步骤(1)中，脉冲电场处理的条件包括：电场强度为4～16kV/cm，流速为40～100mL·min^-1；作为进一步的优选方案，步骤(1)中，脉冲电场处理的条件包括：电场强度为8～11kV/cm，流速为70～90mL·min^-1。电场强度进一步优选为8～11kV/cm，最优值为10kV/cm。

作为优选方案，步骤(2)中，相对于10-15cm²的PES膜，原花青素的添加量为0～1g且不包括0，聚乙烯亚胺的添加量为0～1g且不包括0；作为进一步的优选方案，步骤(2)中，相对于10-15cm²的PES膜，原花青素的添加量为0.1-0.3g，聚乙烯亚胺的添加量为0.2-0.4g，最优选的方案是：相对于10-15cm²的PES膜，原花青素的添加量为0.2g，聚乙烯亚胺的添加量为0.3g，如相对于13.4cm²的PES膜，原花青素的添加量为0.2g，聚乙烯亚胺的添加量为0.3g。