CN106754858A - 一种共固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶制备葡萄糖酸钠的方法 - Google Patents

一种共固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶制备葡萄糖酸钠的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种共固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶制备葡萄糖酸钠的方法。本发明以葡萄糖为底物，采用葡萄糖酸内酯、海藻酸钙、壳聚糖共固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶催化氧化葡萄糖技术制备葡萄糖酸钠，该技术显著提高了酶活并减少转化步骤，使糖转化率得到大幅提高，节约了能耗，降低了生产成本。

Description

一种共固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶制备葡萄糖酸钠的 方法
技术领域
本发明涉及一种葡萄糖酸钠的制备方法，尤其涉及一种共固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶制备葡萄糖酸钠的方法。
背景技术
葡萄糖酸是葡萄糖的氧化产物，经过衍生后可得到系列葡萄糖酸产品，包括葡萄糖酸（钠、钙、镁、铜、猛、亚铁）、葡萄糖酸内酯等系列产品，葡萄糖酸（盐）系列产品广泛地应用在食品领域、医药领域、化工领域等。葡萄糖酸钠热稳定性好、无潮解性、螯合作用优良，同时又是合成葡萄糖酸（盐）的中间体，因此其市场潜力巨大，应用前景非常广阔，目前主要应用于医药方面、食品方面、建筑方面、工业方面等。生物发酵法和多相催化氧化法这两种方法是目前我国企业采用较多的方法，这两种工艺都各有优点和缺点。生物发酵法具有过程易控制，产品易提取、产品纯度高等优点，但是无菌化程度要求高，较容易受到外界因素（菌种质量、工艺条件、气候变化）的影响，限制了收率、产量、品质的提高。均相化学氧化法具有工艺简单、反应速度快等优点，但是该采用重金属为催化剂，不宜应用于食品和医药方面，因此，探索新型高效的C6H11NaO7的生产工艺十分迫切。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种共固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶制备葡萄糖酸钠的方法。本发明采用葡萄糖酸内酯、海藻酸钙与壳聚糖对双酶进行固定化，制备固定化酶，通过固定化酶对葡萄糖进行氧化，经中和得到葡萄糖酸钠。该发明工艺简单，可实现葡萄糖酸钠的连续化生产，且大大方便了后续葡萄糖酸钠的分离、纯化、干燥等工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
（1）葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶的共固定化：取葡萄糖氧化酶/过氧化氢酶（U/U）=1:1，在pH7.0的条件下，加入葡萄糖酸内酯、海藻酸钙与壳聚糖进行交联和酯化反应，反应过程中搅拌，反应结束后制备成直径为0.1-0.12cm的微球；
（2）在酶解罐中固定微球，以葡萄糖为底物，进行固定化酶反应，反应过程中用氢氧化钠调节pH=6.5，经中和后得到葡萄糖酸钠；
（3）pH为6.5稳定后，经离子交换程序、干燥得到葡萄糖酸钠。
所述的一种共固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶制备葡萄糖酸钠的方法，其特征是，所述步骤（1）中，交联和酯化反应的条件为：反应时间共8h，其中0-4h，温度35-40℃，4-8h，温度4-8℃。
所述的一种共固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶制备葡萄糖酸钠的方法，其特征是，所述步骤（1）中，葡萄糖酸内酯、海藻酸钙与壳聚糖的质量份数分别为：葡萄糖酸内酯1份，海藻酸钙8-15份，壳聚糖15-20份。
所述的一种共固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶制备葡萄糖酸钠的方法，其特征是，所述步骤（2）中，葡萄糖的质量浓度为10-25%。
所述的一种共固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶制备葡萄糖酸钠的方法，其特征是，所述步骤（2）中，固定化酶反应的条件为温度40℃，转速150rpm，溶氧达到70%-90%。
本发明具有以下优点：
（1）与传统的葡萄糖酸钠制备方法相比，具有节能，降低生产成本的优点，且基本不产生三废污染，符合绿色生产工艺要求；
（2）该工艺制备的葡萄糖酸钠纯度高，达到99.9%，重金属含量未检出。
具体实施方式
本实施例是对本专利的进一步说明而不是对本专利的限制。
实施例1
（1）葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶的共固定化：取葡萄糖氧化酶/过氧化氢酶（U/U）=1:1，在pH7.0的条件下，加入葡萄糖酸内酯、海藻酸钙与壳聚糖进行交联和酯化反应，反应过程中搅拌，反应结束后制备成直径为0.1-0.12cm的微球；
（2）在酶解罐中固定微球，以葡萄糖为底物，进行固定化酶反应，反应过程中用氢氧化钠调节pH=6.5，经中和后得到葡萄糖酸钠；
（3）pH为6.5稳定后，经离子交换程序、干燥得到葡萄糖酸钠。
所述步骤（1）中，交联和酯化反应的条件为：反应时间共8h，其中0-4h，温度35℃，4-8h，温度4℃；葡萄糖酸内酯、海藻酸钙与壳聚糖的质量份数分别为：葡萄糖酸内酯1份，海藻酸钙8份，壳聚糖15份。
所述步骤（2）中，葡萄糖的质量浓度为10%；固定化酶反应的条件为温度40℃，转速150rpm，溶氧达到70%%。
实施例2
（1）葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶的共固定化：取葡萄糖氧化酶/过氧化氢酶（U/U）=1:1，在pH7.0的条件下，加入葡萄糖酸内酯、海藻酸钙与壳聚糖进行交联和酯化反应，反应过程中搅拌，反应结束后制备成直径为0.1-0.12cm的微球；
（2）在酶解罐中固定微球，以葡萄糖为底物，进行固定化酶反应，反应过程中用氢氧化钠调节pH=6.5，经中和后得到葡萄糖酸钠；
（3）pH为6.5稳定后，经离子交换程序、干燥得到葡萄糖酸钠。
所述步骤（1）中，交联和酯化反应的条件为：反应时间共8h，其中0-4h，温度38℃，4-8h，温度6℃；葡萄糖酸内酯、海藻酸钙与壳聚糖的质量份数分别为：葡萄糖酸内酯1份，海藻酸钙12份，壳聚糖18份。
所述步骤（2）中，葡萄糖的质量浓度为15%；固定化酶反应的条件为温度40℃，转速150rpm，溶氧达到80%。
实施例3
（1）葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶的共固定化：取葡萄糖氧化酶/过氧化氢酶（U/U）=1:1，在pH7.0的条件下，加入葡萄糖酸内酯、海藻酸钙与壳聚糖进行交联和酯化反应，反应过程中搅拌，反应结束后制备成直径为0.1-0.12cm的微球；
（2）在酶解罐中固定微球，以葡萄糖为底物，进行固定化酶反应，反应过程中用氢氧化钠调节pH=6.5，经中和后得到葡萄糖酸钠；
（3）pH为6.5稳定后，经离子交换程序、干燥得到葡萄糖酸钠。
所述步骤（1）中，交联和酯化反应的条件为：反应时间共8h，其中0-4h，温度40℃，4-8h，温度8℃；葡萄糖酸内酯、海藻酸钙与壳聚糖的质量份数分别为：葡萄糖酸内酯1份，海藻酸钙15份，壳聚糖20份。
所述步骤（2）中，葡萄糖的质量浓度为25%；固定化酶反应的条件为温度40℃，转速150rpm，溶氧达到90%。

Claims (5)

1.一种共固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶制备葡萄糖酸钠的方法，其特征在于按下述步骤制得：
（1）葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶的共固定化：取葡萄糖氧化酶/过氧化氢酶（U/U）=1:1，在pH7.0的条件下，加入葡萄糖酸内酯、海藻酸钙与壳聚糖进行交联和酯化反应，反应过程中搅拌，反应结束后制备成直径为0.1-0.12cm的微球；
（2）在酶解罐中固定微球，以葡萄糖为底物，进行固定化酶反应，反应过程中用氢氧化钠调节pH=6.5，经中和后得到葡萄糖酸钠；
（3）pH为6.5稳定后，经离子交换程序、干燥得到葡萄糖酸钠。
2.根据权利要求 1 所述的一种共固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶制备葡萄糖酸钠的方法，其特征是，所述步骤（1）中，交联和酯化反应的条件为：反应时间共8h，其中0-4h，温度35-40℃，4-8h，温度4-8℃。
3.根据权利要求 1 所述的一种共固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶制备葡萄糖酸钠的方法，其特征是，所述步骤（1）中，葡萄糖酸内酯、海藻酸钙与壳聚糖的质量份数分别为：葡萄糖酸内酯1份，海藻酸钙8-15份，壳聚糖15-20份。
4.根据权利要求 1 所述的一种共固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶制备葡萄糖酸钠的方法，其特征是，所述步骤（2）中，葡萄糖的质量浓度为10-25%。
5.根据权利要求 1 所述的一种共固定化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶制备葡萄糖酸钠的方法，其特征是，所述步骤（2）中，固定化酶反应的条件为温度40℃，转速150rpm，溶氧达到70%-90%。
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