壳聚糖/聚乙烯醇电纺纳米纤维用于-半乳糖苷酶的固定

在某些人群中，有很多患有乳糖不耐症，这是由于缺乏分解乳糖所需的β-半乳糖苷酶。因此，乳糖在肠道中发酵，从而引起消化紊乱。β-半乳糖苷酶的应用在乳制品，如牛奶和乳清中的乳糖水解中受到很大关注。根据目前的科学知识，由于产物的抑制，不稳定和难以回收等原因，可溶性酶不能用于工业和环境应用。为了克服这些局限性，酶固定化被认为是最成功的方法之一。由于纳米材料表面积大，增加了酶的掺入，提高了催化效率，因此酶在纳米材料中的应用越来越受到人们的重视。近年来，静电纺丝已成为最热门的技术之一，广泛应用于各种材料制备纳米纤维，如聚合物，无机材料和复合结构。

本文的研究目标是：1.通过一步静电纺丝法将β-半乳糖苷酶固定在CS/PVA纳米纤维上。2.研究聚合物溶液参数，如CS/PVA质量比，电导率，CS/PVA混合溶液的流变性能以及工艺条件对电纺样品和酶形态的影响，以确定优化的纳米纤维用于酶固定化。研究的工艺条件包括施加的电压和溶液的流速。3.比较用β-半乳糖苷酶得到的优化纳米纤维与不用β-半乳糖苷酶获得的纳米纤维的化学和热特性。

图1. 在不同条件下以CS / PVA溶液质量比为50:50的静电纺丝样品的FESEM图像：E）20kV，0.5ml / h; F）20kV，0.1ml / h; G）30kV，0.5ml / h; H）30kV，0.1ml / h。

图2. 纳米纤维的FTIR光谱图。（A;无β-半乳糖苷酶的纳米纤维和B：固定β-半乳糖苷酶的纳米纤维。（在质量比为50:50，20kv和0.5 ml/h条件下从CS/PVA溶液中获得样品）

图3. 纳米纤维的DSC热分析图。（A;无β-半乳糖苷酶的纳米纤维和B：固定β-半乳糖苷酶的纳米纤维。（在质量比为50:50，20kv和0.5 ml/h条件下从CS/PVA溶液中获得样品）

通过静电纺丝将β-半乳糖苷酶成功地固定在壳聚糖（CS）/聚乙烯醇（PVA）混合纳米纤维上,研究了聚合物溶液参数和电纺丝工艺条件对纳米纤维形貌和酶活性的影响。FESEM结果表明，纳米纤维的形貌和直径均受到研究因素的显著影响。质量比为50:50，条件为20kv和0.5ml/h的CS/PVA纳米纤维垫作为优化的纳米纤维，其具有最小的直径和最均匀的结构。另一方面，β-半乳糖苷酶固定的纳米纤维（Enzyme-NF）的催化活性没有随这些因素显着改变。在pH6.8和4℃下，Enzyme-NF的催化活性为游离酶活性的57.03％。此外，与50℃下的游离β-半乳糖苷酶相比，β-半乳糖苷酶固定的纳米纤维表现出更高的温度稳定性。在28天的储存期间，Enzyme-NF样品分别在4℃和25℃保持其初始活性的77％和42％。

链接地址：http://www.espun.cn/news/detail-467.html

文章来源：http://www.espun.cn/