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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：209發(fā)布時(shí)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(lái)自寡孢根霉的粗制葡糖淀粉酶。 還監(jiān)測(cè)pH(3.0-6.0)和接觸時(shí)間(0-60分鐘)對(duì)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(jià)，快速，簡(jiǎn)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(shí)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(huì)造成產(chǎn)品回收問(wèn)題。 凝膠過(guò)濾技術(shù)在發(fā)展中國(guó)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(bào)道過(guò)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(guò)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(lái)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(wú)機(jī)化合物的水相吸附。 盡管已經(jīng)報(bào)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(bào)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(jí)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(shí)。 通過(guò)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(shí)。 然后用細(xì)布布過(guò)濾提取物。 濾液用作粗淀粉酶并保持在4℃。
用活性炭?jī)艋种频矸勖?/strong>
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(tái)式離心機(jī)中以2500rpm離心10分鐘。 在不同溫度下(30-60℃)評(píng)估溫度對(duì)活性炭酶凈化能力的影響。 還測(cè)定了不同pH值(3.5-6.0)下pH值對(duì)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(duì)純化真菌淀粉酶的影響。 當(dāng)活性炭濃度增加到3%w/v時(shí)，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(guò)3%(w/v)導(dǎo)致其具體活動(dòng)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(bào)道吸附程度受吸附劑對(duì)吸附劑的可及性的影響。
圖1：活性炭濃度對(duì)葡糖淀粉酶純化的影響。
溫度對(duì)淀粉酶純化的影響
圖2中的結(jié)果總結(jié)了時(shí)間和溫度對(duì)活性炭純化淀粉酶的影響。 很明顯，在高溫下通過(guò)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(shí)間下獲得520U/mg的比活性。 然而，在溫度超過(guò)50℃和超過(guò)30分鐘的較長(zhǎng)時(shí)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(shí)間和溫度。
圖2：溫度對(duì)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(guò)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(guò)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(guò)程之后，在不到30分鐘的時(shí)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(lái)很有前途，廉價(jià)且快速。
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