CN105085958B - 一种基于改性蚕丝蛋白的多酚氧化酶纳米高效吸附固定薄膜以及制备方法 - Google Patents

一种基于改性蚕丝蛋白的多酚氧化酶纳米高效吸附固定薄膜以及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于改性蚕丝蛋白的多酚氧化酶纳米高效吸附固定薄膜以及制备方法，其包括由下列重量份的原料：蚕丝蛋白23‑27、纳米可食用石墨烯10‑11、浓度90％的氢氧化钠2‑5、硫酸钾0.8‑1、硅藻土8‑10、壳聚糖6‑8、海藻酸钠3‑4、戊二醛3‑5、牡蛎壳16‑20、适量的去离子水、适量的乙醇、适量的稀醋酸离子液。本发明采用牡蛎壳微粉、硅藻土、纳米可食用石墨烯改性蚕丝蛋白，增加蚕丝蛋白的吸附性和耐降解性，采用壳聚糖辅助制备了多酚氧化酶的固定载体，具有吸附效率高，制备方法简单的优点。

Description

一种基于改性蚕丝蛋白的多酚氧化酶纳米高效吸附固定薄膜 以及制备方法
技术领域
本发明涉及酶固定化材料领域，具体地说是涉及一种基于改性蚕丝蛋白的多酚氧化酶纳米高效吸附固定薄膜以及制备方法。
背景技术
多酚氧化酶是一类氧化还原酶，能够在有氧条件下选择性催化分类羟基化，把其氧化成鲲，这一特性使得多酚氧化酶在工业、食品和环境保护行业得到广泛的应用。酶固定化技术能够实现酶半衰期的延长、稳定性的提高、重复利用以及产物和酶的分离，寻找新型的酶固定化材料具有重要的意义。
蚕丝是一种天然的蛋白质纤维，结构由外层的丝胶和内层的丝素组成，具有良好的机械性能，具有一定的孔隙率、具有良好的生物相容性，能够促进细胞的增殖分化，诱导组织细胞的再生，可用于酶载体，但是蚕丝可降解性性强，不符合酶固定载体降解效率低、稳定性好、可重复利用的要求。
发明内容
本发明针对酶固定载体的发展需求，本发明提供一种基于改性蚕丝蛋白的多酚氧化酶纳米高效吸附固定薄膜以及制备方法。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种基于改性蚕丝蛋白的多酚氧化酶纳米高效吸附固定薄膜，包括由下列重量份的原料：蚕丝蛋白23-27、纳米可食用石墨烯10-11、浓度90％的氢氧化钠2-5、硫酸钾0.8-1、硅藻土8-10、壳聚糖6-8、海藻酸钠3-4、戊二醛3-5、牡蛎壳16-20、适量的去离子水、适量的乙醇、适量的稀醋酸离子液。
一种基于改性蚕丝蛋白的多酚氧化酶纳米高效吸附固定薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将牡蛎壳先用稀释5倍氢氧化钠溶液在50℃下加热预处理50-60min，取出，去离子水冲洗至中性，之后在600℃下煅烧2-3h，得牡蛎壳微粉，将牡蛎壳微粉、硅藻土、纳米可食用石墨烯混合，并加入总重量2-3倍的乙醇，搅拌均匀之后在200℃下加热10-12h，冷却得活化吸附物备用；
(2)将活化吸附物、蚕丝蛋白混合，并采用高压均质机在40℃下低速均质处理3-4h得改性蚕丝蛋白备用；
(3)将壳聚糖、海藻酸钠以及总重量2-3倍的稀醋酸离子液混合，搅拌30-60min至均匀，得溶解液备用；
(4)将溶解液、改性蚕丝蛋白、硫酸钾、多酚氧化酶、戊二醛以及总重量3-5倍的去离子水混合，采用50W超声波辅助磁力搅拌20-22h，得酶固定胶体液；
(5)将酶固定胶体液放入60℃聚乙烯平槽模具中，制备1-1.6mm薄膜即得。
本发明的有益效果：
本发明采用牡蛎壳微粉、硅藻土、纳米可食用石墨烯改性蚕丝蛋白，增加蚕丝蛋白的吸附性和耐降解性，采用壳聚糖辅助制备了多酚氧化酶的固定载体，具有吸附效率高，制备方法简单的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
实施例1：
一种基于改性蚕丝蛋白的多酚氧化酶纳米高效吸附固定薄膜，包括由下列重量份的原料：蚕丝蛋白23、纳米可食用石墨烯10、浓度90％的氢氧化钠2、硫酸钾0.9、硅藻土8、壳聚糖8、海藻酸钠4、戊二醛4、牡蛎壳16、适量的去离子水、适量的乙醇、适量的稀醋酸离子液。
一种基于改性蚕丝蛋白的多酚氧化酶纳米高效吸附固定薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将牡蛎壳先用稀释5倍氢氧化钠溶液在50℃下加热预处理55min，取出，去离子水冲洗至中性，之后在600℃下煅烧2.5h，得牡蛎壳微粉，将牡蛎壳微粉、硅藻土、纳米可食用石墨烯混合，并加入总重量2.5倍的乙醇，搅拌均匀之后在200℃下加热11h，冷却得活化吸附物备用；
(2)将活化吸附物、蚕丝蛋白混合，并采用高压均质机在40℃下低速均质处理3.5h得改性蚕丝蛋白备用；
(3)将壳聚糖、海藻酸钠以及总重量2.5倍的稀醋酸离子液混合，搅拌45min至均匀，得溶解液备用；
(4)将溶解液、改性蚕丝蛋白、硫酸钾、多酚氧化酶、戊二醛以及总重量4倍的去离子水混合，采用50W超声波辅助磁力搅拌21h，得酶固定胶体液；
(5)将酶固定胶体液放入60℃聚乙烯平槽模具中，制备1mm薄膜即得。
实施例2：
一种基于改性蚕丝蛋白的多酚氧化酶纳米高效吸附固定薄膜，包括由下列重量份的原料：蚕丝蛋白25、纳米可食用石墨烯10.5、浓度90％的氢氧化钠3.5、硫酸钾0.9、硅藻土9、壳聚糖7、海藻酸钠3.5、戊二醛4、牡蛎壳18、适量的去离子水、适量的乙醇、适量的稀醋酸离子液。
一种基于改性蚕丝蛋白的多酚氧化酶纳米高效吸附固定薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将牡蛎壳先用稀释5倍氢氧化钠溶液在50℃下加热预处理55min，取出，去离子水冲洗至中性，之后在600℃下煅烧2.5h，得牡蛎壳微粉，将牡蛎壳微粉、硅藻土、纳米可食用石墨烯混合，并加入总重量2.5倍的乙醇，搅拌均匀之后在200℃下加热11h，冷却得活化吸附物备用；
(2)将活化吸附物、蚕丝蛋白混合，并采用高压均质机在40℃下低速均质处理3.5h得改性蚕丝蛋白备用；
(3)将壳聚糖、海藻酸钠以及总重量2.5倍的稀醋酸离子液混合，搅拌45min至均匀，得溶解液备用；
(4)将溶解液、改性蚕丝蛋白、硫酸钾、多酚氧化酶、戊二醛以及总重量4倍的去离子水混合，采用50W超声波辅助磁力搅拌21h，得酶固定胶体液；
(5)将酶固定胶体液放入60℃聚乙烯平槽模具中，制备1.3mm薄膜即得。
实施例3：
一种基于改性蚕丝蛋白的多酚氧化酶纳米高效吸附固定薄膜，包括由下列重量份的原料：蚕丝蛋白27、纳米可食用石墨烯11、浓度90％的氢氧化钠5、硫酸钾0.9、硅藻土10、壳聚糖6、海藻酸钠3、戊二醛4、牡蛎壳20、适量的去离子水、适量的乙醇、适量的稀醋酸离子液。
一种基于改性蚕丝蛋白的多酚氧化酶纳米高效吸附固定薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将牡蛎壳先用稀释5倍氢氧化钠溶液在50℃下加热预处理55min，取出，去离子水冲洗至中性，之后在600℃下煅烧2.5h，得牡蛎壳微粉，将牡蛎壳微粉、硅藻土、纳米可食用石墨烯混合，并加入总重量2.5倍的乙醇，搅拌均匀之后在200℃下加热11h，冷却得活化吸附物备用；
(2)将活化吸附物、蚕丝蛋白混合，并采用高压均质机在40℃下低速均质处理3.5h得改性蚕丝蛋白备用；
(3)将壳聚糖、海藻酸钠以及总重量2.5倍的稀醋酸离子液混合，搅拌45min至均匀，得溶解液备用；
(4)将溶解液、改性蚕丝蛋白、硫酸钾、多酚氧化酶、戊二醛以及总重量4倍的去离子水混合，采用50W超声波辅助磁力搅拌21h，得酶固定胶体液；
(5)将酶固定胶体液放入60℃聚乙烯平槽模具中，制备1.6mm薄膜即得。
上述实施例1-3制得的多酚氧化酶纳米高效吸附固定薄膜的主要性能参数测试结果如表1所示。
表1实施例1-3制得的多酚氧化酶纳米高效吸附固定薄膜的主要性能参数
实施例1 实施例2 实施例3
吸附效率 96.1％ 97.5％ 98.3％
弹性模量/Pa 10.2 10.34 10.59
由上表可知，本发明的对多酚氧化酶具有良好的吸附效果,但是该薄膜的弹性模量降低，可能是因为采用的原料料普遍是弹性较低材料的原因。

Claims (2)

1.一种基于改性蚕丝蛋白的多酚氧化酶纳米高效吸附固定薄膜，其特征在于，包括下列重量份的原料：蚕丝蛋白23-27、纳米可食用石墨烯10-11、浓度90％的氢氧化钠2-5、硫酸钾0.8-1、硅藻土8-10、壳聚糖6-8、海藻酸钠3-4、戊二醛3-5、牡蛎壳16-20、适量的去离子水、适量的乙醇、适量的稀醋酸离子液、适量的多酚氧化酶。
2.一种如权利要求1所述的基于改性蚕丝蛋白的多酚氧化酶纳米高效吸附固定薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将牡蛎壳先用稀释5倍氢氧化钠溶液在50℃下加热预处理50-60min，取出，去离子水冲洗至中性，之后在600℃下煅烧2-3h，得牡蛎壳微粉，将牡蛎壳微粉、硅藻土、纳米可食用石墨烯混合，并加入总重量2-3倍的乙醇，搅拌均匀之后在200℃下加热10-12h，冷却得活化吸附物备用；
(2)将活化吸附物、蚕丝蛋白混合，并采用高压均质机在40℃下低速均质处理3-4h得改性蚕丝蛋白备用；
(3)将壳聚糖、海藻酸钠以及总重量2-3倍的稀醋酸离子液混合，搅拌30-60min至均匀，得溶解液备用；
(4)将溶解液、改性蚕丝蛋白、硫酸钾、多酚氧化酶、戊二醛以及总重量3-5倍的去离子水混合，采用50W超声波辅助磁力搅拌20-22h，得酶固定胶体液；
(5)将酶固定胶体液放入60℃聚乙烯平槽模具中，制备1-1.6mm薄膜即得。
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