本發(fā)明屬于生物工程材料，具體涉及一種竹葉花椒過氧化物酶固定化酶及其制備方法和用途。

背景技術(shù)：

1、竹葉花椒(zanthoxylum?armatum?dc)為蕓香科(rutaceae)花椒屬(zanthoxyluml.)植物的果實(shí)，在四川西南片區(qū)又被稱為“青花椒”。因其易栽培、生長速度快、產(chǎn)量高、香味濃郁、麻味純正、含油量高等優(yōu)勢，近年來，在云貴川等地種植面積不斷攀升，產(chǎn)量激增，陷入產(chǎn)能過剩的困境。目前市場上以其初級食品為主，在醫(yī)藥保健、高端食用、化工等領(lǐng)域尚未有重大突破，產(chǎn)品綜合利用率低。因此開發(fā)以青花椒為原料的高附加值創(chuàng)新產(chǎn)品成了對抗產(chǎn)能過剩問題的首要選擇。

2、前期研究發(fā)現(xiàn)，竹葉花椒中含有約0.16％的過氧化物酶，且與市售辣根過氧化物酶相比，竹葉花椒過氧化物酶(zadtp)有更好的ph和溫度穩(wěn)定性，對于苯酚的清除率也更高，是研發(fā)植物酶類含酚廢水修復(fù)劑的理想原料。但游離酶易受到惡劣環(huán)境的影響，且難以回收和再利用，這嚴(yán)重限制了竹葉花椒過氧化物酶的實(shí)際應(yīng)用。

3、固定化酶技術(shù)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一項(xiàng)生物工程技術(shù)，是使生物酶得到廣泛而有效利用的重要手段。酶的固定化是用固體材料將酶束縛或限制于一定區(qū)域內(nèi)，進(jìn)行其特有的催化反應(yīng)，并可回收及重復(fù)利用的技術(shù)。與游離酶相比，固定化酶在保持其高效專一及溫和的酶催化反應(yīng)特性的同時，又克服了游離酶的不足之處，呈現(xiàn)儲存穩(wěn)定性高、分離回收容易、可多次重復(fù)使用、操作連續(xù)可控、工藝簡便等優(yōu)點(diǎn)。

4、目前，固定化技術(shù)已經(jīng)取得了許多重要成果，充分發(fā)揮了固定化酶改革工藝和降低成本方面的巨大潛力。但從發(fā)展?fàn)顩r來看，盡管酶種類繁多，但已經(jīng)固定化的酶卻相對有限，采用固定化酶技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)的企業(yè)尚屬少數(shù)。而且，酶的固定化需要綜合考量諸多因素，如酶的活性、穩(wěn)定性、最適溫度和ph、適宜的固定化方式和載體等。因此，固定化酶的技術(shù)仍面臨著巨大挑戰(zhàn)，有待進(jìn)一步開發(fā)和利用。

5、隨著我國工業(yè)的發(fā)展，酚類化合物的大量使用也給環(huán)境中土壤、水質(zhì)的保護(hù)帶來了新的挑戰(zhàn)，如何有效地清除廢水中的酚類化合物，已經(jīng)變成了環(huán)保領(lǐng)域的重要議題之一。酶作為高效的生物催化劑，能夠引發(fā)特定的反應(yīng)。與其他化學(xué)催化劑相比，酶具有理想品質(zhì)，如高效率、高選擇性以及在更溫和的條件下運(yùn)行的能力。其天然來源也使其具有生物降解性和低環(huán)境影響，對環(huán)境友好。通過優(yōu)化酶的穩(wěn)定性和活性，有望實(shí)現(xiàn)對酚類污染物的高效、快速降解，為環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

6、綜上所述，游離竹葉花椒過氧化物酶應(yīng)用于清除酚類廢水時遇到一些挑戰(zhàn)，如易受惡劣環(huán)境的影響使穩(wěn)定性差，且難以回收和再利用，這嚴(yán)重限制了竹葉花椒過氧化物酶的實(shí)際應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種竹葉花椒過氧化物酶固定化酶及其制備方法和用途、用于酚類廢水生物修復(fù)劑。

2、本發(fā)明提供一種竹葉花椒過氧化物酶固定化酶，它包括竹葉花椒過氧化物酶和磁性載體；所述磁性載體是表面含苯硼酸的磁性材料；所述苯硼酸與磁性材料的質(zhì)量比為6-8:1；

3、所述竹葉花椒過氧化物酶和磁性載體的質(zhì)量比為1:15-30。

4、優(yōu)選的，所述磁性載體是表面修飾苯硼酸的磁性瓊脂糖微球。

5、優(yōu)選的，所述表面修飾苯硼酸的磁性瓊脂糖微球購買自蘇州英芮誠生化科技有限公司，編號p65-010。

6、優(yōu)選的，將所述竹葉花椒過氧化物酶固定在磁性載體的方法是：將磁性載體和竹葉花椒過氧化物酶進(jìn)行反應(yīng)，即得。

7、優(yōu)選的，所述反應(yīng)中，竹葉花椒過氧化物酶的質(zhì)量濃度為1～2mg/ml。

8、優(yōu)選的，所述反應(yīng)的旋轉(zhuǎn)速度為90～120rpm；和/或，所述反應(yīng)的溫度為20～30℃。

9、優(yōu)選的，所述反應(yīng)的ph為7.0～8.0。

10、優(yōu)選的，所述反應(yīng)的時間為60～120分鐘。

11、本發(fā)明提供上述任一項(xiàng)所述固定化酶的制備方法，它將磁性載體和竹葉花椒過氧化物酶進(jìn)行反應(yīng)，即得。

12、本發(fā)明還提供上述任一項(xiàng)所述固定化酶在去除苯酚，和/或在酚類廢水生物修復(fù)劑中的應(yīng)用。

13、本發(fā)明的有益效果在于：能夠增強(qiáng)竹葉花椒過氧化物酶的ph、溫度和金屬離子穩(wěn)定性，提高酶的循環(huán)能力和貯藏穩(wěn)定性。應(yīng)用于降解苯酚時，具有更好的溫度穩(wěn)定性、ph穩(wěn)定性和可回收利用性，具有更寬的溫度和ph適應(yīng)范圍，在ph?6.0-10.0的范圍內(nèi)苯酚降解率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于zadtp。且經(jīng)固定化酶處理后的苯酚溶液對人體正常細(xì)胞毒性顯著減弱，從而推動了竹葉花椒過氧化物酶在降解酚類廢水中的的發(fā)展，具有很好的工業(yè)應(yīng)用前景。

14、顯然，根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更。

15、以下通過實(shí)施例形式的具體實(shí)施方式，對本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

技術(shù)特征：

1.一種竹葉花椒過氧化物酶固定化酶，其特征在于：包括竹葉花椒過氧化物酶和磁性載體；所述磁性載體是表面含苯硼酸的磁性材料；所述苯硼酸與磁性材料的質(zhì)量比為6-8:1；

2.按照權(quán)利要求1所述的固定化酶，其特征在于：所述磁性載體是表面修飾苯硼酸的磁性瓊脂糖微球。

3.按照權(quán)利要求2所述的固定化酶，其特征在于，所述表面修飾苯硼酸的磁性瓊脂糖微球購買自蘇州英芮誠生化科技有限公司，編號p65-010。

4.按照權(quán)利要求1所述的固定化酶，其特征在于，將所述竹葉花椒過氧化物酶固定在磁性載體的方法是：將磁性載體和竹葉花椒過氧化物酶進(jìn)行反應(yīng)，即得。

5.按照權(quán)利要求4所述的固定化酶，其特征在于：所述反應(yīng)中，竹葉花椒過氧化物酶的質(zhì)量濃度為1～2mg/ml。

6.按照權(quán)利要求4所述的固定化酶，其特征在于：所述反應(yīng)的旋轉(zhuǎn)速度為90～120rpm；和/或，所述反應(yīng)的溫度為20～30℃。

7.按照權(quán)利要求4所述的固定化酶，其特征在于：所述反應(yīng)的ph為7.0～8.0。

8.按照權(quán)利要求4所述的固定化酶，其特征在于：所述反應(yīng)的時間為60～120分鐘。

9.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述固定化酶的制備方法，其特征在于：將磁性載體和竹葉花椒過氧化物酶進(jìn)行反應(yīng)，即得。

10.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述固定化酶在去除苯酚，和/或在酚類廢水生物修復(fù)劑中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于生物工程材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種竹葉花椒過氧化物酶固定化酶及其制備方法和用途。本發(fā)明將竹葉花椒過氧化物酶固定在磁性載體上，制備得到高活性、高穩(wěn)定性、高循環(huán)性的竹葉花椒過氧化物酶固定化酶。固定化酶處理后的苯酚溶液對人體正常細(xì)胞毒性顯著減弱，應(yīng)用于酚類廢水生物修復(fù)劑，推動了竹葉花椒過氧化物酶在降解酚類廢水中的的發(fā)展，為竹葉花椒綜合利用開發(fā)和酚類廢水的修復(fù)提供新的解決方案，具有很好的工業(yè)應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：陳鴻平,陳林,李雪,李重陽,李晗溪,馬巧伶,習(xí)玉坤,曹秀君,劉友平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：成都中醫(yī)藥大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6