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本研究探索了用粘土材料为载体,通过对载体的氨基化改性而提高酶的固定化率,在配以聚乙烯醇凝胶包埋粘土微球制成复合性固定化酶的工艺。并将该工艺用于α-淀粉酶和木瓜蛋白酶固定化酶制备。进而研究了两种固定化酶的性质。 通过粘土的氨基化处理,得到了氨基修饰的粘土载体。改性粘土的红外光谱表明,粘土已氨基化。结果显示,水作为催化剂能够增加氨基的引入量。 研究了冻融法制备聚乙烯醇(PVA)复合凝胶和硼酸法制备聚乙烯醇复合凝胶两种工艺,结果表明冻融法制备聚乙烯醇复合凝胶比硼酸法制备聚乙烯醇复合凝胶承受的拉伸强度更大,可高达3.29Mpa。而且随PVA浓度增大,其凝胶所承受的拉伸强度也越大。 研究了粘土对复合凝胶力学性能的影响,结果表明复合凝胶拉伸强度在加入粘土初始时是减弱的,但随着粘土比例的增加,复合凝胶的应力逐渐增强。 研究揭示PVA凝胶的性质与其含水量有关,含水量在40％时呈现粘性,水分越少粘性越弱,弹性越大。水分越多,其粘性越大,而弹性越小。在含水量少的情况下,凝胶承受的拉伸强度越大。 研究揭示了溶胀介质的电解质对PVA凝胶的溶胀性有明显影响,凝胶在去离子水中平衡溶胀比大于其在生理盐水中总的平衡溶胀比。溶剂和溶质对凝胶的溶胀起协同作用。 结果还表明,相同浓度的PVA复合凝胶的溶胀性明显小于PVA水凝胶,平衡溶胀比下降一倍左右,不同粘土含量的复合凝胶的对平衡溶胀比差距不大。 用戊二醛活化粘土微球进行固定α-淀粉酶,当戊二醛浓度在3%,室温中性条件下固定4h,给酶量为20mg时,固定化酶蛋白载量可达62.6mg/g,当PVA浓度为10%粘土比例为1:1时冻融法制备固定化酶,此时固定化酶的效果最好;固定化酶的最适pH为6.6,最适温度为75℃,Km值为577.2mg/L。pH稳定性和温度的稳定性都比原酶有了提高,在重复利用9次后残余酶活达到75.3%。 用戊二醛活化粘土微球固定木瓜蛋白酶,当戊二醛浓度在2%,室温中性条件下固定3h,给酶量为20mg时,固定化酶蛋白载量可达59.4mg/g,当PVA浓度为10%粘土比例为1:1时冻融法制备固定化酶,此时固定化酶的效果最好;固定化酶的最适pH为7.0,最适温度为50℃,Km值为35.56mg/L。先共价结合再PVA包埋的固定化酶,在pH稳定性和温度的稳定性都比原酶有了提高,重复使用9次以后,固定化酶的酶活保持了原来的74.6%。 结果表明粘土和聚乙烯醇适合做固定化酶的材料。 总之,本研究通过对粘土的氨基化处理,得到了氨基修饰的粘土载体,并以聚乙烯醇凝胶包埋粘土微球制成复合固定化酶。初步探明了复合固定化酶的制作工艺,并应用于α-淀粉酶和木瓜蛋白酶固定化酶的制备。为α-淀粉酶和木瓜蛋白酶固定化酶在工业上的应用打下了基础。