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文檔簡介
1、FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY食 品 科 技2010年 第 35卷 第 12期 纖維素酶是具有纖維素降解能力酶的總稱, 其應(yīng)用非常廣泛,如蔬菜加工,果汁及糧食加工 、 天然有效成分的提取 、 飼料 、 造紙 、 紡織工業(yè) 、 采油工程 、 廢水處理以及能源制造等方面 1-3。 目前 纖維素酶的分離純化多采用鹽析 、 凝膠色譜等方法 。雙水相體系萃取具有條件溫和,產(chǎn)品活性損 失少,處理量大,設(shè)備投資小,操作簡單,易于 放大及連續(xù)操作等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì) 、 酶 、 核酸及多糖等生物大分子的分離純化 4。 本課題以商 業(yè)粗酶制劑為酶源,研究 PEG 濃度 、 硫酸銨濃度
2、材料纖維素酶活力測定以檸檬酸 -硫酸氫二鈉Extraction of cellulase by aqueous two-phase systemSHU Guo-wei, WANG Chang-feng, CHEN He, YANG Zhi-wei(Collegeof Life Science and Engineering, Shaanxi University of Science andTechnology, Xi'an 710021Abstract:The effects of concentration of polyethylene glycol, ammonium sulf
3、ate and pH on extraction ofcellulase from industrial cellulase in aqueous two-phase system of PEG -4000and ammonium sulfate were studied. The results show that:The conditions of aqueous two -phase systems extraction are as folows:concentration of (NH4 2SO 4is 8%, concentration of PEG400026%, pH4.8,
4、The partition coefficient K and the recovery rate were 5.21and 79.4%respectively.Key words:cellulase; aqueous two-phase systems; partition coefficient舒國偉 , 王長鳳 , 陳合 , 楊志偉(陜西科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院,西安 710021摘要 :研究了聚乙二醇 4000-硫酸銨 (PEG4000/(NH4 2SO 4 雙水相體系中, PEG 濃度 、 硫酸銨濃度及 pH 對從商品纖維素酶樣品中萃取纖維素酶的影響 。 結(jié)果表明:雙水相體系的質(zhì)量
5、組成為 (NH4 2SO 48%, PEG400026%, pH4.8時(shí),分配系數(shù) K 為 5.21,萃取率為 79.4%。文獻(xiàn)標(biāo)志碼 :A文章編號 :1005-9989(201012-0191-03雙水相體系萃取纖維素酶的研究收稿日期 :2010-04-15基金項(xiàng)目 :陜西省科技攻關(guān)項(xiàng)目 (2007JK01-13-2;咸陽市科技攻關(guān)項(xiàng)目資助 (K0311-2。 作者簡介 :舒國偉 (1977 ,男,四川內(nèi)江人,碩士,講師,研究方向?yàn)楣δ苄允称芳懊腹こ?。提取物與應(yīng)用·191·FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY食 品 科 技2010年 第 35卷 第 1
6、2期 (0.2mol/L, pH4.4 緩沖液配制 0.625%CMC-Na 底 物溶液 。 取 0.5mL 酶液與 2.5mL 底物溶液 50 水浴保溫 30min ,測定反應(yīng)后還原糖含量,同時(shí) 做空白對照 。 酶活定義為在上述條件下, 1h 產(chǎn)生 1mg 葡萄糖的酶量為 1個(gè)酶活力單位 (U5。 1.2.2雙水相萃取 參考文獻(xiàn) 6。 1.2.3萃取率的計(jì)算 7y=RK/(1+RK式中:y 為萃取率;R 為相比, R=Vt /Vb , V t 和 V b 分別是上 相和下相的體積;K 為纖維素酶的分配系數(shù), K=Ct /Cb , C t 和 C b 表示上下相的酶活 。2結(jié)果與分析分別取不同
7、體積的標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖液于 25mL 比 色管中,加水至 1.0mL ,再加入 3mL DNS 溶液 。 在沸水浴中蒸煮 5min ,立即冷卻,定容后搖勻, 以不加葡萄糖的溶液作對照,在 500nm 測定其 測吸光度,以葡萄糖濃度對吸光度作圖,結(jié)果見 圖 1。范圍內(nèi)葡萄糖濃度和吸光度有著良好的線性關(guān)系 。 2.1鹽濃度對相比 R(Vt /Vb 影響在 聚 乙 二 醇 PEG4000/(NH4 2SO 4雙 水 相 體 系 中,當(dāng) PEG 濃度為 18%, pH4.8, T=20 條件下 進(jìn)行,不同濃度 (NH4 2SO 4下相比 R 變化見圖 2。由圖 2可知,在聚乙二醇 PEG4000/(NH4
8、2SO 4雙水相體系中 。 當(dāng)聚乙二醇 PEG 濃度保持一定條 件下,相比 R(上相體積 /下相體積 隨硫酸銨鹽用量 增加而減小 。2.2PEG 濃度對相比 R 的影響在 聚 乙 二 醇 PEG4000/(NH4 2SO 4雙 水 相 體 系 中, 當(dāng) (NH4 2SO 4濃度為 16%, pH4.8, T=20 條件 下進(jìn)行,不同濃度 PEG 下相比 R 變化見圖 3。由圖 3可知,在聚乙二醇 PEG2000/(NH4 2SO 4雙水相體系中 。 當(dāng) (NH4 2SO 4濃度保持一定條件下, 相比 R(上相體積 /下相體積 隨聚乙二醇用量增加 而增大 。 由萃取率 y=RK/(1+RK可知,
9、為了提高萃 取率,需要同時(shí)考慮分配系數(shù) K 和相比 R 這 2個(gè) 參數(shù) 。2.3(NH4 2SO 4濃度對萃取的影響在 聚 乙 二 醇 PEG4000/(NH4 2SO 4雙 水 相 體 系 中,當(dāng)聚乙二醇 PEG 濃度為 18%, pH4.8, T=20 條件下進(jìn)行, (NH4 2SO 4濃度分配系數(shù) K 和萃取率 y 的影響見圖 4。由圖 4可知,在 8%12%(NH4 2SO 4濃度范圍 內(nèi),分配系數(shù) K 和萃取率 y 隨 (NH4 2SO 4濃度升高 而減小 。 (NH4 2SO 4濃度在 12%20%范圍內(nèi),分配 系數(shù) K 和萃取率 y 隨 (NH4 2SO 4濃度升高而升高, 所以
10、在 (NH4 2SO 4濃度為 12%時(shí),分配系數(shù) K 和萃 取率 y 最小 。 由于 (NH4 2SO 4的加入,雙水相體系 中離子濃度也增大,離子在兩相分配情況發(fā)生變 化,當(dāng)雙水相達(dá)到平衡時(shí),雙水相必須保持電中 性,因此在兩相間會形成電位差,而電位差的大葡萄糖濃度 /(mg/mLA 540n m圖 1葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線8121620(NH4 2SO 4/(%,w/w相 比 R 圖 2鹽濃度對相比 R 的影響1216182226相 比 RPEG4000濃度 /%圖 3EG4000濃度對相比 R 的影響43.532.521.51分 配 系 數(shù) K8121620(NH4 2SO 4濃度 /%萃 取
11、率 y分配系數(shù) K 萃取率 y圖 4(NH4 2SO 4濃度對萃取的影響提取物與應(yīng)用·192·FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY食 品 科 技2010年 第 35卷 第 12期 PEG4000濃度對萃取的影響在 聚 乙 二 醇 PEG4000/(NH4 2SO 4雙 水 相 體 系中,當(dāng) (NH4 2SO 4濃度為 16%, pH4.8, T=20 條件 下進(jìn)行,不同濃度 PEG 對分配系數(shù) K 和萃取率 y 的影響見圖 5。pH 對萃取的影響雙水相體系萃取纖維素酶在 PEG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22%, (NH4 2SO 418%, pH4.8, T=20 條件
12、下進(jìn)行, pH 對分配系數(shù)和萃取率的影響見圖 6。從圖 6可知,在 pH4.56.5范圍內(nèi), pH 對分 配平衡系數(shù) K 和萃取率 y 的影響均顯著,說明此 雙水相系統(tǒng)萃取纖維素酶可在較寬的 pH 范圍內(nèi) 進(jìn)行 。 3結(jié)論雙水相體系萃取纖維素酶的條件為:(NH4 2SO 4濃度為 8%, PEG4000為 26%, pH4.8,在此條件 下,分配系數(shù) K 為 5.21,萃取率為 79.4%。參考文獻(xiàn) :1A M Oinonen, J Londesborough, V Joutsjoki, et al. Vehmaanpera, Primalco Ltd. Biotec, three cellu
13、lases from Melanocarpusalbomyces for textile treatment at neutral pH J.Enzyme Microb Technol,2004,34:332-3412王巖巖 , 陳東海 , 車烈權(quán) , 等 . 纖維素酶提取枸杞多糖及工 藝優(yōu)化 J.食品科技 ,2007,28(3:104-1063丁長河 , 魯慧芳 , 張建華 , 等 . 果膠酶與纖維素酶對馬鈴薯 漿黏度的影響 J.食品科技 ,2006,27(2:55-574Chia-Kai Su, Been Huang Chiang. Partitioning and purifi -cat
14、ion of lysozyme from chicken egg white using aqueous two-phase systemJ.Process Biochemistry,2006,41:257-2635中華人民共和國輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) QB 2583-2003, 纖維素酶制劑 S6Mirjana G. Antov. Partitioning of pectinase produced by Polyporus squamosusin aqueous two -phase system pol -yethylene glycol 4000/crudedextran at different initial pH valuesJ.Carbohydrate Polymers,2004,56:295-3007A Karakatsanis, M Liakopoulou-Kyriakides. Comparison ofPEG/fractionated dextran and PEG/industrialgrade dex -tran aqueous two-phase
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