一种改性α-淀粉酶的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性α‑淀粉酶的制备方法，包括利用氧化剂将壳聚糖氧化，得到氧化壳聚糖；将所述氧化壳聚糖与α‑淀粉酶反应，得到交联反应混合物；向所述交联反应混合物中加入还原剂，发生反应，得到所述改性α‑淀粉酶。通过上述方式，本发明专利技术能够提高α‑淀粉酶的环境适应性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物科学酶工程领域，特别是涉及一种改性α-淀粉酶的制备方法。
技术介绍
生物酶是随着生物技术进步而发展起来的一种新型生物催化剂，相比传统的催化剂具有高效率、低能耗、环境友好等优点。α-淀粉酶又称淀粉-1,4-糊精酶(α-1,4-葡聚糖葡聚糖水解酶，E.C.3.2.1.1)，在动物、植物、微生物中分布广泛，不同来源的α-淀粉酶已被广泛研究。α-淀粉酶主要功能是从淀粉分子的内部随机切开α-1,4糖苷键，生成糊精和还原糖，因此，其特征是引起底物溶液粘度的急剧下降和碘反应的消失，最终产物在分解直链淀粉时以麦芽糖为主。目前α-淀粉酶已经广泛应用于食品、纺织、造纸、洗涤以及制药等行业。虽然α-淀粉酶已经广泛应用于各个行业，但是由于蛋白质分子的特性，其在应用过程中仍然存在诸如环境适应性差、酶活性保持时间短及稳定性不好等不足之处。这些问题的存在，可以影响α-淀粉酶的作用效率及应用范围。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种改性α-淀粉酶的制备方法，能够提高α-淀粉酶的环境适应性和稳定性。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种改性α-淀粉酶的制备方法，包括：利用氧化剂将壳聚糖氧化，得到氧化壳聚糖；将所述氧化壳聚糖与α-淀粉酶反应，得到交联反应混合物；向所述交联反应混合物中加入还原剂，发生反应，得到所述改性α-淀粉酶。其中，所述α-淀粉酶的添加量与所述壳聚糖的添加量之比为1:0.6-1:1.4。其中，所述氧化剂为高碘酸钠。其中，所述利用氧化剂将壳聚糖氧化，得到氧化壳聚糖的步骤包括：将所述高碘酸钠溶于醋酸钠缓冲液中，得到氧化溶液；将所述壳聚糖加入所述氧化溶液中，在预定条件下发生反应，以使所述壳聚糖氧化，得到氧化壳聚糖溶液。其中，所述氧化溶液中，所述高碘酸钠的浓度为60-100毫摩尔每升。其中，所述预定条件为反应温度为室温，反应时间为40-120分钟。其中，所述将所述壳聚糖加入所述氧化溶液中，在预定条件下发生反应，以使所述壳聚糖氧化，得到氧化壳聚糖溶液的步骤之后，还包括：向所述氧化壳聚糖溶液中加入预定量的乙二醇，混合均匀后静置预定时间。其中，所述向所述氧化壳聚糖溶液中加入预定量的乙二醇，混合均匀后静置预定时间的步骤之后，还包括：采用醋酸钠缓冲液对所述氧化壳聚糖溶液进行透析。其中，所述将所述氧化壳聚糖与α-淀粉酶反应，得到交联反应混合物的步骤，包括：将所述α-淀粉酶溶于水，配制成α-淀粉酶水溶液；将所述α-淀粉酶水溶液与所述氧化壳聚糖溶液混合，反应预定时间，得到所述交联反应混合物。其中，所述还原剂为NaBH4，所述NaBH4以NaBH4溶液的形式加入所述交联反应混合物中，所述NaBH4溶液的浓度为0.6-1.2摩尔每升。本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术先将壳聚糖氧化，再利用氧化壳聚糖与α-淀粉酶反应，最后加入还原剂，使壳聚糖共价偶联到α-淀粉酶分子上，得到改性α-淀粉酶，这样通过壳聚糖分子共价修饰α-淀粉酶，使得α-淀粉酶热稳定性明显提高、理化性能得到改善、改性酶的最适pH值较游离酶往酸性方向移，且酶活性在一定范围内受pH的影响较小。附图说明图1是本专利技术实施方式一种改性α-淀粉酶的制备方法的流程图；图2是壳聚糖的用量对改性α-淀粉酶活力的影响的示意图；图3是氧化反应时间对改性α-淀粉酶活力的影响的示意图；图4是共价交联反应时间对改性α-淀粉酶活力的影响的示意图；图5是还原剂NaBH4溶液的浓度对改性α-淀粉酶活力的影响示意图；图6是原α-淀粉酶和改性α-淀粉酶的最适pH值的示意图；图7是原α-淀粉酶和改性α-淀粉酶的最适温度的示意图；图8是原α-淀粉酶和改性α-淀粉酶的最适离子浓度的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本专利技术进行详细说明。如图1，本专利技术实施方式提供一种改性α-淀粉酶的制备方法，包括：步骤S101：利用氧化剂将壳聚糖氧化，得到氧化壳聚糖；壳聚糖是由2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖和2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖通过β-1，4糖苷键缩合而成的，这种阳离子生物高分子聚合物是甲壳素脱N-乙酰基的产物；壳聚糖具有较好的生物相容性、较好的抑制细菌活性，适应环境能力强。本专利技术实施方式的壳聚糖可采用高脱乙酰度壳聚糖，其脱乙酰度为85％以上，例如，可为85％～95％。本专利技术实施方式利用氧化剂将壳聚糖氧化，得到氧化壳聚糖，具体是通过氧化剂把壳聚糖分子上两个分别连接有羟基的相邻的碳原子氧化成为醛基。氧化剂可选用高碘酸盐、双氧水、次氯酸以及高锰酸钾等。步骤S102：将氧化壳聚糖与α-淀粉酶反应，得到交联反应混合物；本专利技术实施方式将氧化壳聚糖与α-淀粉酶在适当的条件下反应，利用氧化壳聚糖得到的醛基与α-淀粉酶上的氨基进行共价交联，得到交联反应混合物；该共价交联是氧化壳聚糖上得到的醛基与α-淀粉酶上的氨基发生的席夫碱反应；该交联反应混合物包括氧化壳聚糖与α-淀粉酶共价交联反应得到的壳聚糖修饰的α-淀粉酶，还包括交联反应产生的亚胺以及其它可能的反应产物。步骤S103：向交联反应混合物中加入还原剂，发生反应，得到改性α-淀粉酶；向交联反应混合物中加入还原剂在合适的条件下反生反应，使共价交联反应中得到的亚胺还原胺化，以获得稳定的壳聚糖修饰的改性α-淀粉酶。本专利技术实施方式先将壳聚糖氧化，再利用氧化壳聚糖与α-淀粉酶反应，最后加入还原剂，使壳聚糖共价偶联到α-淀粉酶分子上，得到改性α-淀粉酶，这样通过壳聚糖分子共价修饰α-淀粉酶，由于壳聚糖分子的，使得α-淀粉酶热稳定性明显提高、理化性能得到改善、改性酶的最适pH值较游离酶往酸性方向移，且酶活性在一定范围内受pH的影响较小。本专利技术实施方式得到的改性α-淀粉酶在一些变性环境下具有更好的适应能力，易于储存和运输且成本低廉。其中，α-淀粉酶的添加量与壳聚糖的添加量之比为1:0.6-1:1.4，例如1:0.6、1:0.8或1:1.4等。图2示出了壳聚糖的用量对改性α-淀粉酶活力的影响。图中横坐标表示α-淀粉酶与壳聚糖的用量比值，纵坐标OD值表示得到的改性α-淀粉酶活力大小。图中，当α-淀粉酶与壳聚糖的用量比值为1:0.4时，OD值为0.426，当α-淀粉酶与壳聚糖的用量比值为1:0.6时，OD值为0.684，当α-淀粉酶与壳聚糖的用量比值为1:0.8时，OD值为0.850，当α-淀粉酶与壳聚糖的用量比值为1:1.0时，OD值为0.821，当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性α‑淀粉酶的制备方法，其特征在于，包括：利用氧化剂将壳聚糖氧化，得到氧化壳聚糖；将所述氧化壳聚糖与α‑淀粉酶反应，得到交联反应混合物；向所述交联反应混合物中加入还原剂，发生反应，得到所述改性α‑淀粉酶。

【技术特征摘要】
1.一种改性α-淀粉酶的制备方法，其特征在于，包括：
利用氧化剂将壳聚糖氧化，得到氧化壳聚糖；
将所述氧化壳聚糖与α-淀粉酶反应，得到交联反应混合物；
向所述交联反应混合物中加入还原剂，发生反应，得到所述改性α-淀粉酶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述α-淀粉酶的添加量与所述壳聚糖的添
加量之比为1:0.6-1:1.4。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化剂为高碘酸钠。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用氧化剂将壳聚糖氧化，得到氧化
壳聚糖的步骤包括：
将所述高碘酸钠溶于醋酸钠缓冲液中，得到氧化溶液；
将所述壳聚糖加入所述氧化溶液中，在预定条件下发生反应，以使所述壳聚糖氧化，得
到氧化壳聚糖溶液。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述氧化溶液中，所述高碘酸钠的浓度为
60-100毫摩尔每升。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预定条件为反应温度为室温，反应时
间为40-12...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐勇军，代建国，金刚，
申请(专利权)人：深圳职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44