海藻酸钠固定化果胶酶的研究_李鸿玉

海藻酸钠-壳聚糖固定化载体的制备及应用研究海藻酸钠-壳聚糖固定化载体是一种新型的生物材料，在生物医学、制药和工业生产等领域具有广泛的应用前景。

本文主要介绍了海藻酸钠-壳聚糖固定化载体的制备方法及其在生物材料领域中的应用研究进展。

一、海藻酸钠-壳聚糖固定化载体的制备。

海藻酸钠-壳聚糖固定化载体是通过将海藻酸钠和壳聚糖两种生物大分子进行交联反应得到的。

交联反应的方法有很多种，如化学交联、生物交联和自组装交联等。

1.化学交联法。

化学交联法是将含有活性基团的交联剂与海藻酸钠及壳聚糖反应形成交联结构。

典型的交联剂有双酚A、多巴胺、低分子量多酚等。

2.生物交联法。

生物交联法是利用一些天然的交联酶如过氧化氢酶、过氧化物酶等，在生物体系中催化分子间交联反应，完成固定化载体的制备。

3.自组装交联法。

自组装交联法是以静电交互作用为基础，利用多元酸和多胺之间的静电相互作用形成交联结构。

典型的多元酸有海藻酸等，多胺有聚丙烯胺等。

二、海藻酸钠-壳聚糖固定化载体在生物材料领域中的应用。

1.细胞培养支架。

海藻酸钠-壳聚糖固定化载体可以作为细胞培养支架，可支持细胞生长和增殖，同时增强细胞与载体之间的交互作用，提高细胞在载体上的生长和分化能力。

2.制药领域。

海藻酸钠-壳聚糖固定化载体可用作药物输送系统的载体，提高药物的稳定性和生物利用度，同时降低药物的毒副作用。

3.工业生产领域。

海藻酸钠-壳聚糖固定化载体在工业生产领域中作为酶的载体，在反应中发挥催化作用，并能保持酶的活性和稳定性，提高反应效率和产量。

总之，海藻酸钠-壳聚糖固定化载体是一种具有广泛应用前景的生物材料，在生物医学、制药和工业生产等领域有着重要的应用价值。

它的制备及应用研究将是未来的一个重要研究方向。

海藻酸钠固定化脂肪酶的制备及性质研究摘要：本文采用海藻酸钠包埋法得到了固定化脂肪酶。

通过条件优化得到了最佳固定化条件：海藻酸钠浓度1.5%，CaCl2浓度3%，固定化时间为1 h。

该固定化脂肪酶连续反应4批之后，酶活保持稳定，显示了较好的催化稳定性。

关键词：海藻酸钠脂肪酶固定化催化稳定性脂肪酶(Lipase，EC3.1.1.3)，又称甘油三酯水解酶，是一类能催化长链脂肪酸甘油酯水解为甘油和长链脂肪酸的酶类，许多脂肪酶还能催化酯化反应酯交换反应、醇解反应、酸解反应以及氨解反应等。

目前，脂肪酶已广泛应用于食品、医药、皮革、日用化工等行业。

但游离脂肪酶稳定性差、容易失活、难以回收利用等缺点，限制了其在工业生产中的应用。

通过固定化技术，将脂肪酶固定化在一定的载体上可以提高活力和稳定性，而且易于回收重复使用，因此酶固定化技术被广泛地应用，以降低生产成本、提高生产效率[1,2]。

海藻酸钠作为一种生物相容性较好、机械强度较高、对酶蛋白无毒副作用的高分子载体，经常用于酶催化剂的固定化[3,4]。

本文以海藻酸钠作为载体，制备固定化脂肪酶，并对固定化条件和酶学性质作了详细的研究。

1实验部分1.1仪器与试剂恒流泵（苏州江东精密仪器有限公司，BT-100B），恒温水浴振荡器（太仓市实验设备厂，SHZ-88A），多能搅拌器（金坛市白塔金昌实验仪器厂，HJ-5），分析天平（AB204-N）。

海藻酸钠（生物级，阿拉丁试剂（上海）有限公司），牛胰脂肪酶（13-35 units/mg），橄榄油（分析纯，阿拉丁试剂（上海）有限公司），聚乙烯醇（分析纯，阿拉丁试剂（上海）有限公司），其余试剂均为分析纯。

1.2 固定化脂肪酶的制备将海藻酸钠加热溶解，使海藻酸钠最终浓度为1.5% (w/v)，冷却后使海藻酸钠溶液与微生物细胞混合均匀，用蠕动泵滴入3.0% (w/v)的CaCl2溶液中，固定化一定时间后，滤出颗粒，用0.9%(w/v)生理盐水洗净后，浸在相同浓度的生理盐水中备用。

海藻酸钠作为固定化细胞包埋剂的研究作者：酒卫敬汪苹李奥搏张正洁来源：《科技创新导报》2011年第02期摘要:通过正交实验和单因素实验,研究了包菌量,海藻酸钠(SA)浓度,交联时间和小球直径四个因素对海藻酸钠包埋菌株的脱氮性能的影响,并优选出最佳包埋条件。

在最佳包埋条件下包埋的脱氮菌株的脱氮性能优于其游离状态下的脱氮性能。

关键词:海藻酸钠固定化包埋异养硝化好氧反硝化中图分类号:X703.5 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)01(b)-0012-02Abstract:Orthogoal experiments and one-factor experiments were designed to optimize optimum conditions. Quantity of entrapmenting bacteria,concentration of sodium alginate,crosslinkingtime,diameter of the immobilized beads were studied.Under optimum conditions,its nitrogen removal ability of immobilized bacteria was similar to the dissociation bacteria.Key Words:sodium alginate;immobilization;entrapment;heterotrophic nitrification;aerobic denitrification大量含氮废水排入水体会给环境带来一系列的危害:氨氮排入湖泊、海湾等容易引起水体富营养化,甚至会导致湖泊的干涸死亡。

废水脱氮已成为国内外的研究热点。

利用异养硝化好氧反硝化菌可以实现含氮废水的高效脱氮[1-5]。

菌株的保存与运输显的尤为重要。

海藻酸钠水凝胶固定化血红蛋白的电化学性质
李业梅;刘慧宏
【期刊名称】《分析化学》
【年(卷),期】2005(33)6
【摘要】用海藻酸钠(SA)将血红蛋白(Hb)固定在热裂解石墨电极表面,制备了Hb-SA膜修饰电极.包埋在SA膜中的血红蛋白与电极直接传递电子.在pH 7.0的磷酸盐缓冲溶液和磷酸盐/乙醇混合溶液中均可得到一对可逆氧化还原峰,这是血红蛋白辅基血红素Fe3+ / Fe2+ 电对的氧化还原.电势随溶液pH值增加而负移且呈线性关系,直线斜率为-41.0 mV/pH,说明血红蛋白的电子传递过程伴随有质子的转移.并研究了Hb-SA膜修饰电极对O2、H2O2、NO和六氯乙烷(HCE)的电催化性质.【总页数】4页(P843-846)
【作者】李业梅;刘慧宏
【作者单位】郧阳师范高等专科学校化学系,丹江口,442700;襄樊学院化学与生物科学系,襄樊,441053
【正文语种】中文
【中图分类】O6
【相关文献】
1.固定化血红蛋白氧载体的研究(Ⅱ)——氧化纤维素共价键联血红蛋白 [J], 孔德领;贾永会;俞耀庭;童明容;王子晖
2.海藻酸钠修饰LDH制备多孔炭及其电化学性质 [J], 季倩倩;郭培志;赵修松
3.固定化血红蛋白氧载体的研究:Ⅰ.聚乙烯醇包埋血红蛋白 [J], 贾永会; 孔德领; 俞耀庭; 童明容; 王子晖
4.固定化血红蛋白氧载体的研究：Ⅰ.聚乙烯醇包埋血红蛋白 [J], 贾永会; 王子晖
5.菠萝皮渣羧甲基纤维素/海藻酸钠复合水凝胶珠固定化菠萝蛋白酶的制备及稳定性研究 [J], 陈辉; 黄惠华
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果胶酶的固定化
王宏;仇农学
【期刊名称】《食品与发酵工业》
【年(卷),期】2005(031)002
【摘要】以海藻酸钠为载体固定化果胶酶,研究了海藻酸钠浓度、戊二醛浓度、CaCl2浓度、酶使用量对固定化果胶酶活性的影响,同时对固定化果胶酶的特性进行了研究.结果表明,以4.0%的海藻酸钠为载体、0.20%的戊二醛为交联剂、0.10 mol/L的CaCl2为凝聚剂、用酶量为0.50 mL时所得的固定化果胶酶活力保存率可达95.2%,回收使用10次以后,酶的活力回收率为76.1%.
【总页数】3页(P70-72)
【作者】王宏;仇农学
【作者单位】陕西师范大学食品工程系,西安,710062;陕西师范大学食品工程系,西安,710062
【正文语种】中文
【中图分类】TS2
【相关文献】
1.光照条件对固定化果胶酶抑藻效应的影响 [J], 沈清清;彭谦;赖泳红;纪开燕
2.游离果胶酶和固定化果胶酶的酶学性质 [J], 刘伟雄
3.使用CPAM制备浆料纤维多层固定化果胶酶的研究 [J], 乌日娜;胡晨丽;张翼
4.海藻酸钠与MOFs复合材料固定化果胶酶的研究 [J], 郝红英;于正花;詹海鹃;刘
万毅;毕淑娴
5.固定化果胶酶的制备及其澄清橘子汁的研究 [J], 田英华;刘晓兰;郑喜群
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海藻酸钠-壳聚糖钠固定碱性果胶酶的研究吴健;郭世良;周律;王雪燕【期刊名称】《染整技术》【年(卷),期】2014(000)004【摘要】采用海藻酸钠-壳聚糖固定化碱性果胶酶，通过对固定化酶活力回收率影响条件的讨论，确定碱性果胶酶固定化的最优条件为：海藻酸钠3%，碳酸钙1.5%，游离酶1500 U/g，乳化时间50 min，乳化剂MOA-3用量0.4 mL/L，转速500 r/min，壳聚糖1.5%。

结果表明：固定化酶活力回收率达到69.23%。

制备的固定化酶最适pH为9，最适温度为60℃，这种固定化酶比游离酶的耐热性和耐碱性有明显提高，而且固定化操作稳定性较好，重复利用5次后，酶活力仍可保持原来的60%。

【总页数】6页(P17-22)【作者】吴健;郭世良;周律;王雪燕【作者单位】北京国环清华环境工程设计研究院有限公司，北京 100084; 西安工程大学，陕西西安 710048;北京国环清华环境工程设计研究院有限公司，北京100084;清华大学环境学院，北京 100084;西安工程大学，陕西西安 710048【正文语种】中文【中图分类】TQ925;Q814.2【相关文献】1.康普瑞丁磷酸二钠壳聚糖-海藻酸钠微球的制备工艺研究 [J], 李彩凤;陈向红2.康普瑞丁磷酸二钠壳聚糖-海藻酸钠靶向微球的药代动力学及体内分布研究 [J], 王耀华;李力佳;刁源媛3.海藻酸钠-壳聚糖固定化凝血酶微球的制备及稳定性研究 [J], 郎轶咏;李峥;张晓莉;王强4.壳聚糖-海藻酸钠微球固定化木瓜蛋白酶的工艺研究 [J], 苗艳丽; 廖铭能; 杨明珠; 梁子健; 吴湛霞; 梁晓欣; 邱庆聪5.中性蛋白酶在海藻酸钠和壳聚糖中的固定化研究 [J], 李皓;钟星;张辉;刘齐因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

对以海藻酸钠为载体的酵母细胞固定化实验的解读酵母细胞固定化是将活酵母细胞高度密集于载体上，并不断地进行生长繁殖，形成高浓度的生物催化剂，从而大大加快反应速度，使反应器生产能力大幅度提高的一项现代生物工程技术。

细胞固定化常用方法有载体结合法、交联法和包埋法等。

其中，包埋法是最常用的一种方法，其利用多孔性载体、凝胶网格结构或半透性薄膜将细胞包裹起来，使得小分子底物和产物可以自由进出，而细胞却不会扩散到周围介质中去。

包埋细胞首先要选择合适的包埋载体，对载体的要求主要有：固定化过程简单，易于成型，对微生物无毒性，物理、化学稳定性好，不易被分解等。

在人教版高中生物学教材选修1中，明确用包埋法固定细胞常用的有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等不溶于水的多孔性载体。

而在教材中又提到“海藻酸钠在水中溶解的速度较慢”。

学生对此易产生疑惑：海藻酸钠是可以溶于水的，那么它又为何能成为细胞固定化载体呢？1氯化钙在固定化细胞形成中的作用海藻酸钠微溶于水，是一种无生物毒性的亲水性物质。

分子式为[C6H706Na]n，由β-D-甘露糖醛酸（简称M单元）和α-L-古罗糖醛酸（简称G单元）两种结构单元构成。

这两种结构单元以三种方式（MM段、GG段和MG段）通过α-1,4糖苷键链接，聚合形成一种无支链的线性嵌段共聚物（图1）。

海藻酸钠粉末遇水后通过水合作用迅速粘合在一起形成黏性团块，然后缓慢地完全水化并溶解形成黏稠状胶体溶液。

将其加入氯化钙溶液中后，海藻酸钠G单元中一价钠离子与溶液中二价钙离子在羧基部位迅速进行离子交换，随后钙离子将两侧海藻酸分子链上的羧酸基团相连从而形成交联。

并且G单元能与Ca2+络合形成独特的蛋盒（egg-box）结构（图2），最终形成多孔隙网络空间的海藻酸钙凝胶结构。

海藻酸钙不溶于水，能够将细胞固定并具有一定的机械强度。

从上面的过程中可以看出，CaCl2起的是交联剂的作用，教材中提到的水溶性海藻酸钠是一种良好的包埋载体，与酵母细胞混合后遇到钙离子才完成细胞的固定化，形成不溶于水的多孔性载体。

血红蛋白在海藻酸钠膜中的电化学和类酶活性研究李业梅1, 刘传银1,2(1.郧阳师范高等专科学校化学系,湖北丹江口442700; 2.武汉大学化学系,湖北武汉430072)摘 要:用海藻酸钠(SA )将血红蛋白(H b)固定到热裂解石墨电极表面,制备了H b SA 膜修饰电极。

包埋在SA 膜中的H b 在磷酸盐缓冲溶液和乙醇混合溶液中与电极直接传递电子,得到一对对称的血红蛋白辅基血红素Fe(III)/Fe(II)电对的可逆氧化还原峰。

其式电势随缓冲溶液pH 值增加而负移,且呈线性关系,这说明血红蛋白的电子传递过程伴随有质子的转移。

并考察了H b SA 膜修饰电极在缓冲溶液和乙醇混合溶液中对氧气、双氧水、一氧化氮和六氯乙烷的电催化性质。

关键词:血红蛋白;海藻酸钠;水/有机混合溶液;电化学;电催化中图分类号:O 646 文献标志码:A 文章编号:0367 6358(2010)11 0656 04Electrochemical and Electrocat alysis Behaviors of H emoglobinEntrapped in Sodium A lginate H ydrogel FilmsLI Ye mei 1, LIU Chuan y in 1,2(1.Dep artment of Chemistr y ,Yunyang Te ac her s Colleg e ,H ubei Danj iang kou 442700,China;2.S chool of Chemistr y and M olec ular Sc ienc es,W uhan Univ er sity ,H u bei Wuh an 430072,China)Abstract:H em oglo bin w as imm obilized on edg e plane pyro lytic graphite (EPG )electro de by sodium alginate hy dro gel.H emog lobin entrapped in the sodium alg inate film under goes fast direct electron transfer reactio n.T he formal potential (E o )is linearly dependent on solutio n pH ,indicating that the electron transfer is pr oton co upled.The catalytic reduction of oxy gen,hydrog en perox ide and nitr ic o xide and dehalog enatio n of hex achloroethane by hemog lobin entrapped in so dium alginate hy drog el w er e also explored.Key words:hemog lobin;sodium alginate;aqueous org anic solv ents mix ture;electrochemistr y;electrocatalysis收稿日期:2010 03 31;修回日期:2010 09 17基金项目:湖北省教育厅重点科研项目(D200960004)作者简介:李业梅(1964~),女,湖北丹江口人,教授,主要从事生物电化学研究;E –m ail:yemeili66@在水/有机混合溶剂中进行酶促反应是生物技术研究的热点。

海藻酸钠固定化α-淀粉酶的研究郑璐;雷明科;张瑞;吴元欣【摘要】以海藻酸钠为载体,采用包埋交联法制备固定化α-淀粉酶,通过单因素试验和正交试验确定最优的固定化α-淀粉酶的条件.利用聚乙二醇4000作为制孔剂,进一步制备具有多孔结构的固定化酶.结果表明,最优工艺为海藻酸钠1.6％,α-淀粉酶0.4％,羧甲基纤维素钠0.2％,CaCl2 2％,在此条件下,固定化α-淀粉酶的固定效率可达92.43％.在体系中添加浓度为2.5％的聚乙二醇4 000能使酶活性提高37.61个百分点,得到的固定化酶的温度稳定性以及pH稳定性均优于游离酶.【期刊名称】《湖北农业科学》【年(卷),期】2013(052)023【总页数】5页(P5845-5849)【关键词】海藻酸钠;固定化;α-淀粉酶;聚乙二醇【作者】郑璐;雷明科;张瑞;吴元欣【作者单位】华中农业大学农业微生物学国家重点实验室,武汉430070;武汉工程大学化工与制药学院,武汉430074;武汉工程大学化工与制药学院,武汉430074;华中农业大学农业微生物学国家重点实验室,武汉430070;武汉工程大学化工与制药学院,武汉430074【正文语种】中文【中图分类】Q814.2;TQ925+.1α－淀粉酶（α－1，4－D－葡萄糖－葡萄糖苷水解酶）普遍存在于动物、植物和微生物中，它能以随机作用的方式切断淀粉、糖原、寡聚或多聚糖分子内的α－1，4葡萄糖苷键，产生麦芽糖、低聚糖和葡萄糖等，被广泛应用于食品加工、粮食工业、乙醇工业、发酵和纺织业等多种行业，是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一［1，2］。

固定化酶与游离酶相比，具有热稳定性高、保存稳定性好、对变性剂耐受性强等优点，可重复或连续使用，且易于与产品分离，是食品、医药、化工等领域的研究热点之一［3，4］。

依据酶的性质和用途，酶的固定化方法主要可以分为以下4种：吸附法、交联法、包埋法和共价结合法［5］。

酶的固定化可以使用多种载体，其中海藻酸钠是一种从海藻中提取的亲水性胶态多聚糖，它是由β－（1，4）－D－甘露糖醛酸和α－（1，4）－L－古罗糖醛酸组成的线性高分子化合物，其分子含有自由的羧基和羟基，可溶于不同温度的水中，生物相容性好，稳定、无毒、成膜性或成球性好，是常用的囊材与载体材料，也常被用作固定化酶的载体［6］。

海藻酸钠固定化原理嗨，宝子们！今天咱们来唠唠海藻酸钠固定化这个超有趣的事儿。

咱先得知道海藻酸钠是个啥。

海藻酸钠呀，就像是一种来自大海的神奇胶水。

它是从褐藻类的海带或者马尾藻这些藻类里提取出来的。

这东西是白色或者淡黄色的粉末，可别小看它哦。

它在水里就像个调皮的小精灵，特别容易溶解，一到水里就变得黏黏糊糊的。

那它为啥能用来固定东西呢？这就很神奇啦。

当我们把海藻酸钠溶液和要固定的东西，比如说细胞或者酶混合在一起的时候，就像是给这些小宝贝们穿上了一层特制的“果冻衣服”。

海藻酸钠分子之间会相互作用，形成一种网状的结构。

想象一下，就像是用一根根细细的丝线编织成了一个小笼子，把那些细胞或者酶呀，稳稳地关在里面。

这里面的原理呢，其实和它的化学结构有很大关系。

海藻酸钠的分子链上有好多羧基，这些羧基就像一个个小爪子。

当我们把海藻酸钠溶液滴到含有钙离子的溶液里的时候，哇塞，奇迹就发生了。

钙离子就像个超级英雄，它会和海藻酸钠分子上的羧基结合。

这种结合可不是随随便便的，它会让海藻酸钠分子链交联起来，就像把那些松散的丝线紧紧地系在一起，形成了坚固的网状结构。

那些要被固定的细胞或者酶就被困在这个网里啦，但是又不会被伤害到，还能自由地发挥它们的作用呢。

比如说在制作固定化酶的时候，酶本来是孤零零地在溶液里，很容易受到外界环境的影响，就像一个没有家的小可怜。

但是有了海藻酸钠的固定化，就像给酶找到了一个温馨的小窝。

这个小窝既能保护酶，又能让底物分子进去和酶发生反应。

就好像酶在自己的小房子里，还能和外面的小伙伴互动一样，超级酷。

而且呀，这种固定化后的结构还有很多好处呢。

它就像一个小堡垒，能让里面的细胞或者酶更稳定。

在工业生产或者科学研究中，就不用担心它们突然因为环境的一点点变化就罢工啦。

比如说温度稍微变高一点或者pH值有点波动，要是没有固定化，那些细胞或者酶可能就受不了，但是在海藻酸钠这个保护罩里，它们就坚强多了。

再说说在生物医学领域的应用吧。

聚乙烯醇-海藻酸钠共固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶王卫军;李世文;朱必玉;魏胜华;陶玉贵;朱龙宝【摘要】酶的固定化是提高酶的稳定及降低使用成本的重要途径．通过制备聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钠(SA)复合载体,对共固定化葡萄糖氧化酶(GOD)和过氧化氢酶(CAT)的条件进行了研究,优化了固定化酶制备工艺,研究了固定化酶性质．得出制备固定化酶最佳条件为：载体比例PVA∶SA＝9．0∶1．5,加酶量10 mg/mL,酶活之比CAT∶GOD＝10∶1．固定化酶的最适反应温度为45℃,比游离酶提高了5℃,最适反应pH 没有发生变化,连续使用6次酶活保留60％．研究结果有一定的应用潜力．%The immobilization is an effective way to improve the stability and reduce the cost of the en-zymes.The co-immobilization of glucose oxidase and catalase was studied through the preparation of composite support of the polyvinyl alcohol-sodium alginate with optimized the preparation of immobi-lized enzyme,the characters of immobilized enzyme were investigated.The preparation conditions of im-mobilized enzyme were as fo llows:the ration of PVA∶SA=9 .0∶1 .5 ,the amount of enzyme was 10 mg/mL,and the ratio enzyme activity ofCAT∶GOD=10∶1.The optimum reaction temperature was 45 ℃,5 ℃ higher than the free enzyme,the optimal reaction pH remained unchanged,and the activity re-tained 60% after being used six times.The research results are promising in applications.【期刊名称】《安徽工程大学学报》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】5页(P19-23)【关键词】聚乙烯醇;海藻酸钠;葡萄糖氧化酶;过氧化氢酶;固定化酶【作者】王卫军;李世文;朱必玉;魏胜华;陶玉贵;朱龙宝【作者单位】安徽工程大学生物与化学工程学院，安徽芜湖 241000;安徽工程大学生物与化学工程学院，安徽芜湖 241000;安徽工程大学生物与化学工程学院，安徽芜湖 241000;安徽工程大学生物与化学工程学院，安徽芜湖 241000;安徽工程大学生物与化学工程学院，安徽芜湖 241000;安徽工程大学生物与化学工程学院，安徽芜湖 241000【正文语种】中文【中图分类】Q55葡糖糖氧化酶（GOD，EC：1.1.3.4）能够专一性催化β-D-葡萄糖生成葡萄糖酸和H 2 O2，主要应用于食品、医药及化工等领域[1].然而由于游离葡萄糖氧化酶稳定性差、使用成本高，限制了其广泛应用.固定化酶具有与游离酶同样的催化特性，且易于分离回收利用，能够连续操作和有效改善酶的稳定性，近年来受到广泛关注[2].目前，研究固定化葡萄糖氧化酶的研究比较多[3-4]，而同时固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶的研究相对较少.过氧化氢酶的加入，不仅能够减轻葡萄糖氧化分解过程中产生的H 2 O2对酶的损伤，而且可以改变酶氧化的微环境[5]，提高葡萄糖氧化酶酶活力.固定化双酶的载体大多是多糖[6]、无机材料[7]和有机聚合物[8]，其中，聚乙烯醇与海藻酸钠复合载体以其良好的生物相容性、安全无毒、操作简单、成本低廉等优点，常作为固定化酶和细胞的载体[9-10].实验通过制备聚乙烯醇和海藻酸钠复合载体，应用包埋法共固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶，主要对制备条件进行了优化，并研究了固定化酶的性质.1 材料与设备1.1 材料与试剂葡萄糖氧化酶（江苏瑞阳生物科技有限公司）；过氧化氢酶（山东枣庄杰诺生物科技有限公司）；聚乙烯醇，海藻酸钠，硼酸，氯化钙，葡萄糖，磷酸二氢钾，磷酸氢二钠，磷酸，氢氧化钠均为分析纯（国药集团化学试剂有限公司）.1.2 仪器与设备H H-6恒温水浴锅，HYG-3恒温摇床（金坛市杰瑞尔电器有限公司）；TD5Z台式低速离心机（昆明诺金科技有限公司）；AS1201高效液相色谱（大连依利特分析仪器有限公司）.2 实验方法2.1 固定化酶酶活力测定取1.0 g固定化酶置于50 m L三角瓶中，加入10 m L 含2%的葡萄糖磷酸（p H 6.0，0.2 mol／L）缓冲液，摇瓶在40℃、180 r／min的摇床中反应1 h，取出1 m L反应液100℃灭酶10 min，用高效液相色谱法测定生成的葡萄酸的量[11].测定条件：甲醇∶水＝5∶95，Na H 2 PO4 3.2×10-3 m M／L，磷酸调节p H值至2.7，流速1 m L／min，柱温30℃.游离酶酶活力测定：取1 g固体酶，加入20 m L磷酸缓冲液，离心取上清液1 m L测定酶活力，操作同固定化酶活测定方法.反应结束后，再加入50μL过氧化氢酶，消除H 2 O2对于葡萄糖酸测定的影响.葡萄糖氧化酶的酶活定义为：在40℃每分钟氧化生成1μmol葡糖糖酸为1个酶活力单位（IU）.固定化酶与游离酶的相对酶活：在同组实验中，以酶活最高的作为100%，与其余的固定化酶和游离酶活力之比用百分数表示.2.2 固定化酶的制备在烧杯中加入50 m L蒸馏水及一定质量与比例的PVA和SA，水浴加热至100℃使之完全溶解，冷却至室温加入溶解的酶液5 m L，用玻璃棒搅拌均匀，静置30 min，用注射器滴入含1.5%的CaCl2饱和硼酸溶液中，4℃环境下交联4 h，球径保持在3～5 mm，交联后用蒸馏水清洗3次，置于4℃冰箱保存备用.2.3 固定化酶酶学性质研究酶固定化后，由于载体的作用，其与底物的结合能力、最适反应温度和p H等都有可能发生变化.（1）最适反应温度及热稳定性.将固定化酶和游离酶置于30～60℃环境中测定酶活力，以考察其最适反应温度的变化.将固定化酶和游离酶置于30～80℃的水浴环境中，静置1 h，取出测定各组酶活力，考察其热稳定情况.（2）最适反应p H及其p H稳定性.将固定化酶和游离酶置于p H值4.0～9.0的底物缓冲液中测定酶活力，以考察其最适反应p H的变化.由于葡萄糖氧化酶氧化葡萄糖生成葡萄糖酸，反应体系的p H是不断下降的过程，所以p H值主要酸性条件下.将固定化酶和游离酶置于p H值2.0～7.0的磷酸盐缓冲液中，保持6 h，测定各自的酶活力，考察其p H稳定情况.（3）反应动力学参数.根据Michaelis-Menten米氏方程底物浓度与反应速率的关系，配制不同底物浓度测定其反应速率，每隔5 min取样测定底物浓度的变化，然后运用Linewaver-Burk双倒数作图法，即可求出米氏常数K m和最大反应速率V max.（4）操作稳定性.取1 g固定化酶颗粒置于10 m L 2%的葡萄糖溶液中，摇瓶反应1 h后，过滤得到固定化酶颗粒，重复以上操作6次，测定每次溶液中的葡萄糖酸的含量.3 结果与分析3.1 固定化酶制备条件的确定固定化初始条件为：PVA 8.0%，SA 1.0%，酶活力之比为CAT∶GOD＝5∶1，加酶量为8 mg／m L，以酶活保留为优化指标，对固定化酶的制备条件进行逐步优化.（1）CAT与GOD酶活力之比的确定.GOD加入量固定，CAT酶活力增加，CAT ／GOD的酶活力之比取0∶1、1∶1、5∶1、10∶1、20∶1、50∶1和100∶1，考察最佳的酶活添加比例.酶活力之比对固定化酶的影响如图1所示.从图1可以看出，随着CAT酶活力的增加，GOD酶活力也随之升高，在CAT／GOD酶活力之比为10∶1时，GOD酶活力达到最高的80%，当酶活力之比大于10∶1时，对于提高GOD酶活力没有影响.原因是初始CAT酶活力增加，能够及时分解固定化酶颗粒内部和外部的H 2 O2，减少了H 2 O2对于GOD的损伤，而且分解H 2 O2产生的O2又能促进氧化反应，所以酶活力升高；但是当CAT酶活力再增加，GOD酶活力没有再升高，原因是GOD的加入量是一定的，过量加入CAT掩盖了GOD的活性中心，阻碍了与底物的结合，即出现了酶活力下降的趋势.因此，制备固定化酶颗粒时，GOD／CAT酶活力之比确定为10∶1.（2）PVA质量浓度的确定.在酶活力之比10∶1条件下，选择PVA的质量浓度为6.0%～11.0%制备固定化酶颗粒，确定最佳PVA质量浓度.PVA含量对固定化酶的影响如图2所示.从图2可以看出，随着PVA质量浓度的不断升高，GOD酶活力随之提高，在PVA含量为9.0%时，酶活达到最高的84%，此时固定化酶成型较好，富有弹力；随后PVA含量再增加，酶活力出现下降，主要原因是PVA质量浓度过高，制备的固定化酶颗粒粘度高，出现条状，使固定化酶的比表面积减少，与底物接触位点减少，导致酶活力下降.故制备固定化酶PVA质量浓度定为9.0%. 图1 酶活力之比对固定化酶的影响图2 PVA含量对固定化酶的影响（3）SA 含量的确定.选取SA 的质量浓度为0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%进行固定化酶的制备，确定SA添加量.SA含量对固定化酶的影响如图3所示.从图3可以看出，随着SA质量浓度的增加，固定化酶的酶活力也随之升高，在SA含量达到1.5%时，酶活保留率为87%，固定化酶颗粒均匀，表面光滑.其后，SA质量浓度再增加酶活力反而降低.原因是SA质量浓度增大，包埋的酶量也升高；但SA质量浓度过大时，固定化酶颗粒孔变得致密，孔径变小，底物很难进入颗粒内部，传质效果差，从而酶活力降低.所以，制备固定化酶的SA质量浓度为1.5%. （4）加酶量的确定.在 PVA 含量9.0%，SA 含量1.5%条件下，加酶量选取4 mg ／m L、6 mg／m L、8 mg／m L、10 mg／m L、15 mg／m L和20 mg／mL 6个质量浓度，确定最佳加酶量.加酶量对固定化酶的影响如图4所示.从图4可以看出，加酶量为10 mg／m L时，酶活力最高为90%.随着加酶量的升高，固定化酶酶活力随之增加；当加酶量大于10 mg／m L时，酶活保留率出现下降.原因是载体对酶分子包埋量是一定的，加酶量过大，酶分子活性部位被掩盖，酶活力下降，而且加酶量过大也会出现包埋不稳定，酶容易泄露，导致酶活力下降.即最佳加酶量为10 mg／m L.图3 SA含量对固定化酶的影响图4 加酶量对固定化酶的影响3.2 固定化酶酶学性质研究（1）固定化酶最适反应温度及其稳定性.温度对葡萄糖氧化酶催化活力的影响如图5所示.从图5可以看出，GOD固定化后最适反应温度由40℃变为45℃，原因是PVA与SA载体对酶分子提供了保护环境.葡萄糖氧化酶在不同温度下催化活力的稳定性如图6所示.从图6可以看出，不同温度水浴静置1 h后，游离酶的失活速率明显高于固定化酶，固定化酶在80℃环境下剩余酶活近30%，而游离酶近乎失活，热稳定优于游离酶.（2）固定化酶最适反应p H及其稳定性.p H对固定化酶催化活力的影响如图7所示.从图7可以看出，酶固定化后最适反应p H没有变化.主要是因为CAT的最适反应p H在6.0左右，而GOD在p H 6.0环境中能保持较高的活力，PVA和SA均属中性有机聚合物，对于酶分子结构没有影响.葡萄糖氧化酶在不同p H下催化活力的稳定性如图8所示.从图8可以看出，在p H 5.0～7.0缓冲液中放置6 h 后，两者酶活力都能保持90%左右，固定化酶在p H 2.0～4.0的环境中稳定性优于游离酶，具有更好的耐酸性.图5 温度对葡萄糖氧化酶催化活力的影响图6 葡萄糖氧化酶在不同温度下催化活力的稳定性图7 p H对固定化酶催化活力的影响图8 葡萄糖氧化酶在不同p H下催化活力的稳定性（3）酶催化动力学参数的变化.固定化酶和游离酶Linewaver-Burk双倒数曲线如图9所示.从图9可以看出，固定化酶的V max为71.3μmol／L，比游离酶的57.5μmol／L升高了24%，固定化酶的K m 为10.96，比游离酶的6.81要大，对于底物的结合能力减弱.原因是底物进入固定化酶颗粒内部受到传质阻力的影响，CAT对G OD的活性中心也起到空间阻碍的作用，此外颗粒内部葡萄糖酸不能及时扩散，也会产生一定的底物抑制作用，致使酶固定化后K m值升高.（4）操作稳定性.以第一次测得的葡萄糖氧化酶的酶活为100%，连续测定6次固定化酶氧化葡萄糖实验，以检测固定化酶的机械性能和操作稳定性.固定化酶的操作稳定性如图10所示.从图10可以看出，固定化酶经连续使用6次后，酶活保留60%，固定化酶颗粒完整，显示了良好的重复利用率.图9 固定化酶和游离酶Linewaver-Burk双倒数曲线图10 固定化酶的操作稳定性4 结论通过制备PVA-SA复合载体共固定化GOD和CAT，优化了制备工艺，研究了固定化酶与游离酶酶学性质.得到如下结论：制备固定化酶的条件为复合载体比例PVA∶SA＝9.0∶1.5，酶活之比CAT∶GOD＝10∶1，加酶量为10 mg／m L；固定化酶的最适反应温度为45℃，最适反应p H 6.0，K m值由10.96变为6.81，V max由57.5μmol／L变为71.3μmol／L，提高24%；固定化酶连续使用6次酶活保留60%；GOD和CAT共固定化后，耐酸和热稳定性等理化参数比游离酶有较大幅度提升，使用条件更加灵活，应用范围增广，具有一定的现实意义.参考文献：[1]S B Bankar，M V Bule，R S Singhal，etal.Glucose oxidase-anoverview[J].Biotechnology advances，2009，27（4）：489-501.[2]C Mateo，J M Palomo，G Fernandez-Lorente，etal.Improvement of enzyme activity，stability and selectivity via immobilizationtechniques[J].Enzyme and Microbial Technology，2007，40（6）：1 451-1 463.[3]J Manuel，M Kim，R Dharela，etal.Functionalized Polyacrylonitrile Nanofibrous Membranes for Covalent Immobilization of GlucoseOxidase[J].J.Biomed.Nanotechnol.，2015，11（1）：143-149.[4]A Salimi，E Sharifi，A Noorbakhsh，etal.Immobilization of glucose oxidase on electrode posited nickel oxide nanoparticles：direct electron transfer and electrocatalytic activity[J].Biosensors ＆bioelectronics，2007，22（12）：3 146-3 153.[5]G Ozyilmaz，S S Tukel.Simultaneous co-immobilization of glucose oxidase and catalase in their substrates[J].Applied Biochemistry andMicrobiology，2007，43（1）：29-35.[6]H U Lee，Y S Song，Y J Suh，etal.Synthesis and characterization of glucose oxidase–core／shell magnetic nanoparticle complexes into chitosan bead[J].Journal of Molecular Catalysis B：Enzymatic，2012，81：31-36.[7]蒋利伟，袁其朋，肖清贵.葡萄糖氧化酶在管状空心SiO2载体上的固定化[J].北京化工大学学报，2007，34（4）：428-431.[8]T Godjevargova，R Dayal，I Marinov.Simultaneous covalent immobilization of glucose oxidase and catalase onto chemically modified acrylonitrile copolymer membranes[J].Journal of applied polymer science，2004，91（6）：4057-4063.[9]雷生姣，王可兴，吕晓燕，等.聚乙烯醇-海藻酸钙固定化柚苷酶[J].食品科学，2011，32（3）：138-143.[10]南晓梅，宋新山，赵晓祥.硝化细菌包埋固定化条件的研究[J].应用化工，2014，43（2）：200-202.[11]汪炯.葡萄糖酸以及葡萄糖酸内酯制备工艺研究[D].广州：暨南大学，2012.。

海藻酸钠固定化淀粉酶导语：淀粉酶是一种常见的酶类，在生物工程和食品工业中具有重要的应用价值。

为了提高其稳定性和重复使用性，研究人员通过固定化技术将淀粉酶固定在海藻酸钠载体上，取得了显著的效果。

本文将详细介绍海藻酸钠固定化淀粉酶的原理、制备方法以及应用前景。

一、海藻酸钠固定化淀粉酶的原理海藻酸钠是一种天然多糖，具有良好的生物相容性和生物可降解性。

通过将淀粉酶与海藻酸钠进行化学反应，可以将淀粉酶固定在海藻酸钠载体上，形成固定化淀粉酶。

固定化淀粉酶通过共价键或物理吸附方式与载体结合，具有较高的稳定性和重复使用性。

二、海藻酸钠固定化淀粉酶的制备方法1. 共价键固定化方法：将淀粉酶与海藻酸钠进行共价键反应，使其牢固地结合在一起。

首先，将海藻酸钠与活化剂（如EDC、DCC等）进行预处理，形成活化的海藻酸钠载体。

然后，将淀粉酶与活化的载体进行混合反应，使淀粉酶与载体发生共价键结合。

最后，通过洗涤和干燥等步骤，制备得到海藻酸钠固定化淀粉酶。

2. 物理吸附固定化方法：将淀粉酶与海藻酸钠通过物理吸附方式结合在一起。

首先，将淀粉酶与海藻酸钠进行混合，使其发生吸附作用。

然后，通过离心、滤膜等方法，将固定化淀粉酶与未固定的淀粉酶分离。

最后，将固定化淀粉酶进行洗涤和干燥等处理，制备得到海藻酸钠固定化淀粉酶。

三、海藻酸钠固定化淀粉酶的应用前景1. 生物工程领域：固定化淀粉酶可用于生物催化反应，如淀粉的降解和转化。

由于固定化淀粉酶具有较高的稳定性和重复使用性，可以大大提高生物催化反应的效率和经济性。

2. 食品工业领域：固定化淀粉酶可以用于食品加工中的淀粉转化和改性。

例如，在面包、饼干等烘焙食品中，固定化淀粉酶可用于淀粉的糊化和分解，提高产品的质地和口感。

3. 环境保护领域：固定化淀粉酶可用于废水处理中的有机物降解。

由于固定化淀粉酶具有较高的稳定性和重复使用性，可以提高废水处理的效率和可持续性。

四、总结海藻酸钠固定化淀粉酶是一种具有广泛应用前景的技术。