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运用多孔载体进行生物酶的固定化,对于提高酶活力、实现高效生产是非常重要的。本文以正硅酸乙酯(TEOS)、聚乙二醇(PEG)、淀粉、碳粉为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了双孔型块状SiO2材料。以TG-DTA、BET、SEM、压汞法等方法对样品的孔结构和性能进行测试,并对载体材料应用在葡萄糖淀粉酶固定方面进行了研究。
(1)采用溶胶-凝胶法,经600℃热处理后除去有机溶剂、聚乙二醇和淀粉或碳粉,制得了有机-无机杂化的块材,其介孔平均孔径为十几纳米、大孔孔径约为10μm左右。以淀粉作为大孔造孔剂的样品最小密度为0.34g·cm-3,最大气孔率为76%。
(2)较以TEOS-PEG制得的介孔材料,引入淀粉和碳粉后制得的双孔型载体可有效提高固定葡萄糖淀粉酶的酶活力。以30%淀粉制备多孔样品作固定葡萄糖淀粉酶的载体,可使初始酶活力由原来的5994U提高至14702U。且连续使用五次之后仍具有一定的酶活力。以碳粉作为大孔造孔剂的样品使葡萄糖淀粉酶活力从5994U增加到42756U,增加7倍多,大大提高了酶活力。另外在80℃水中浸泡7天之后,多孔样品对酶的吸附量均有提高,且酶活力变化不大,说明样品具有良好的水热稳定性。
(3)对孔结构和酶活力关系的研究表明,具有介孔和大孔共存孔结构的载体可提高固定化酶的酶活力,并对酶的固定、回收、保存和再利用是非常有利。