采用双层静电自组装技术制备nPAM-木瓜蛋白酶-CNC催化剂

本研究利用载体材料纤维素纳米晶(CNC)、木瓜蛋白酶(papain,PA)以及非离子型聚丙烯酰胺(non-ionic polyacrylamide,n PAM)的表面电荷特性,制备了新型的固定化木瓜蛋白酶,利用Zeta电位分析,探寻固定化过程中的静电作用机制;并通过傅立叶变换红外光谱(FT-IR)分析固定化PA的组成成分和各物质的相互作用。通过对固定化过程中的各因素进行研究,得到了制备该固定化酶的最优条件,分别为p H 5.0,CNC和PA质量比为36:1(CNC/PA),n PAM(5%质量分数)的添加量为0.3 m L,酶层自组装时间30 min;在此条件下酶活回收率达85.8%。随后,对游离酶和固定化酶的动力学参数研究显示固定化酶的Vmax/Km值(1.40 min-1)明显高于游离酶(0.80 min-1),表明所制备的固定化PA具有更高的催化效率、更广的最适p H范围和温度范围以及操作稳定性,在重复使用5批次之后,相对酶活仍在96.5%以上。可见双层自组装技术是一种进行固定化酶的新途径。