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廣東韓研活性炭科技股份有限公司
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閱讀：190發(fā)布時間：2021-11-29
活性炭回收葡糖淀粉酶，研究活性炭在純化真菌葡糖淀粉酶方面的能力。 使用不同濃度的活性炭(1-4%w / v)在不同溫度值(30-50℃)下濃縮來自寡孢根霉的粗制葡糖淀粉酶。 還監(jiān)測pH(3.0-6.0)和接觸時間(0-60分鐘)對酶純化的影響。 活性炭(3%w / v)在50℃，20分鐘和pH5.5的一步純化中得到16倍的純化。 純化的葡糖淀粉酶的SDS-PAGE分析的結(jié)果顯示具有相應(yīng)分子量36kDa和50kDa的兩條主要蛋白質(zhì)條帶。 該方法廉價，快速，簡單，可以促進(jìn)工業(yè)酶的下游加工。
酶的純化是充分了解酶的性質(zhì)和作用機(jī)制的必要條件。 這通常是以生物質(zhì)分離，濃縮，初步分離，純化和拋光等多步驟工藝為主要手段。 使用硫酸銨沉淀從發(fā)酵液中除去膠體顆粒和酶雜質(zhì)的常規(guī)方法可能需要大約12-16小時的透析以進(jìn)行產(chǎn)物回收，并且通常由于構(gòu)象變化導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。 聚乙二醇或聚乙烯醇用于蛋白質(zhì)和酶的濃度也受到吸水能力差的限制。 同樣，使用羧甲基纖維素，鞣酸和食用樹膠作為沉淀劑以及有機(jī)溶劑也會造成產(chǎn)品回收問題。 凝膠過濾技術(shù)在發(fā)展中國家也被認(rèn)為是費(fèi)力和昂貴的。
活性炭是一種廣泛應(yīng)用于廢水和工業(yè)污染物處理的吸附劑，它具有很高的去除能力和廣泛的污染物適應(yīng)性。 它由任何基本上含碳的材料制成。 根據(jù)報道過的消息，樹皮，煤炭，棉花廢棄物，棕櫚仁殼和許多農(nóng)副產(chǎn)品都可用于生產(chǎn)活性炭，并且已經(jīng)有過了解其脫色的能力。
活性炭也被用于去除在水處理中引起令人反感的味道，這些來源為顏色和氣味的化合物，而其工業(yè)應(yīng)用涉及有毒氣體和農(nóng)藥的去除以及有機(jī)化合物的純化。 據(jù)了解，約80%的活性炭生產(chǎn)用于有機(jī)和無機(jī)化合物的水相吸附。 盡管已經(jīng)報道了活性炭在酶轉(zhuǎn)化的葡萄糖漿脫色中的應(yīng)用，但其用于微生物酶的純化已經(jīng)很少。 本研究報道了活性炭在真菌淀粉酶回收中的應(yīng)用。
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的材料和方法
需要準(zhǔn)備的化學(xué)材料有活性炭，3,5-二硝基水楊酸和聚丙烯酰胺，這些化學(xué)品都是試劑級的。微生物材料有根霉寡孢菌的分裂菌株，將其保持在4℃的馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)斜面上并且雙月傳代培養(yǎng)。
淀粉酶生產(chǎn)
米糠固態(tài)培養(yǎng)基并接種孢子寡孢霉。 孵育是在30°C 72小時。 通過混合發(fā)霉的麩皮回收粗淀粉酶。 將發(fā)霉的麩皮與乙酸鹽緩沖液(0.2M)(pH4.5)以1：4(w/v)的比率在錐形瓶中混合。 將混合物在定軌搖床上以150rpm在28℃振蕩1小時。 然后用細(xì)布布過濾提取物。 濾液用作粗淀粉酶并保持在4℃。
用活性炭凈化粗制淀粉酶
用活性炭(0.8mm)進(jìn)行葡糖淀粉酶的純化研究。 將各種濃度的活性炭(1-4%w/v)加入到粗制葡糖淀粉酶(pH4.5)中，并在30℃孵育30分鐘，偶爾攪拌。然后將混合物在臺式離心機(jī)中以2500rpm離心10分鐘。 在不同溫度下(30-60℃)評估溫度對活性炭酶凈化能力的影響。 還測定了不同pH值(3.5-6.0)下pH值對葡糖淀粉酶純化的影響。
活性炭濃度的影響
圖1中顯示的結(jié)果顯示了各種濃度的活性炭對純化真菌淀粉酶的影響。 當(dāng)活性炭濃度增加到3%w/v時，葡糖淀粉酶的比活性顯著增加，比活性為250U/mg。 進(jìn)一步增加超過3%(w/v)導(dǎo)致其具體活動減少。在處理的樣品中觀察到約90%的濁度降低。 據(jù)觀察，隨著所用木炭量的增加，吸收速率在數(shù)量上變化。據(jù)報道吸附程度受吸附劑對吸附劑的可及性的影響。
圖1：活性炭濃度對葡糖淀粉酶純化的影響。
溫度對淀粉酶純化的影響
圖2中的結(jié)果總結(jié)了時間和溫度對活性炭純化淀粉酶的影響。 很明顯，在高溫下通過活性炭純化真菌淀粉酶使真菌淀粉酶的比活性顯著增加。 在50℃下，在20分鐘的駐留時間下獲得520U/mg的比活性。 然而，在溫度超過50℃和超過30分鐘的較長時間用活性炭進(jìn)行酶處理導(dǎo)致淀粉酶活性降低。顯然，升高的溫度增強(qiáng)了活性炭的蛋白質(zhì)吸收和脫色能力。 吸收率和吸收能力主要取決于活性炭的表面化學(xué)性質(zhì)，接觸時間和溫度。
圖2：溫度對使用活性炭(3%w/v)純化葡糖淀粉酶的影響。
除了低成本的活性炭以外，高效的表面吸附特性可以用于發(fā)酵介質(zhì)的去極化，從而有效地回收和純化工業(yè)酶，從而使大規(guī)模工業(yè)生物過程中的下游加工更具成本效益。 結(jié)果證實(shí)活性炭是一種很好的澄清劑，并揭示了其作為酶濃度材料的潛力。
在該研究中，通過活性炭在50℃從發(fā)酵液中回收葡糖淀粉酶20分鐘。 在洗脫過程之后，在不到30分鐘的時間內(nèi)獲得高度濃縮和純化的葡糖淀粉酶。 這種技術(shù)在工業(yè)酶的下游加工中看起來很有前途，廉價且快速。
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