磁性纳米载体固定化酶提取链霉素菌渣蛋白质性能研究.pdfVIP

摘要

抗生素菌渣因含有少量抗生素被列入国家危险废物名录。目前处理方式主要为

焚烧、堆肥和厌氧消化等，处置成本较高。抗生素菌渣干基中蛋白质含量达到30%-

50%，可以提取蛋白质实现菌渣高值化利用，拓展抗生素菌渣资源化利用途径。根据

抗生素菌渣特点，拟利用磁性纳米FeO颗粒（MNPs）和二醛纤维素（DAC）制备

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磁性纳米载体（MDAC），在此基础上制备固定化磁性中性蛋白酶（IMNP）、固定化

磁性溶菌酶（IMLy）以及固定化磁性复合酶（IMNP@Ly），并考察了固定化提取链

霉素菌渣中蛋白质的性能。具体研究结果如下：

1）采用化学沉淀法制备了MNPs，通过DAC包覆合成MDAC，MDAC醛基含

量为90.56%，氧化程度为59.86%，并且比表面积达到72.08m²/g、饱和磁化率达到

46.18emu/g，具有丰富的孔隙结构和超顺磁性，具备良好的固定化酶载体性能。

2）优化了制备IMNP、IMLy以及IMNP@Ly的工艺参数，使得固定化酶的相对

酶活性在90%左右。储存20天后，IMNP、IMLy以及IMNP@Ly固定的中性蛋白酶

相对酶活性仍能保持83.96%、溶菌酶的相对酶活性保持在40%。

3）对比了IMNP+IMLy与IMNP@Ly两种不同组合下的复合酶对链霉素菌渣中

蛋白质提取率的影响，相同条件下IMNP@Ly提取后的蛋白质提取率为42.49%，

IMNP+IMLy提取后的蛋白质提取率为37.56%，选择IMNP@Ly进行复合酶提取蛋

白质实验。通过单因素实验确定IMNP、IMNP@Ly的最佳蛋白质提取条件，在最佳

提取条件下，IMNP可在4h内从链霉素菌渣中提取出36%的蛋白质；IMNP@Ly可

在4h内提取出46.19%的蛋白质。IMNP和IMNP@Ly在完成6次循环使用后，固定

化中性蛋白酶的相对酶活保留在47.5%-70.6%，固定化溶菌酶的相对酶活性保留在

34%。

关键词链霉素菌渣；蛋白质提取；固定化酶；中性蛋白酶；溶菌酶

Abstract

Antibioticresidueisincludedinthenationalhazardouswastelistbecauseitcontainsa

smallamountofantibiotics.Atpresent,themaintreatmentmethodsareincineration,

compostingandanaerobicdigestion,etc.,andthedisposalcostishigh.Theproteincontent

inthedrybaseofantibioticresiduereaches30%-50%,andproteincanbeextractedto

realizethehigh-valueutilizationofslagandexpandtheresourceutilizationofantibiotic

residue.Accordingtothecharacteristicsofantibioticresidue,magneticnanoparticlesof

FeO(MNPs)anddialdehydecellulose(DAC)wereproposedtobeusedtoprepare

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magneticnanocarriers(MDAC),onwhichimmobilizedmagneticneutralprotease(IMNP),

immobilizedlysozyme(IMLy),andimmobilizedmagneticcompositeenzyme(IMNP@Ly)

wereprepared