專(zhuān)利名稱(chēng)：一種香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶的制備方法，涉及改性煙用二醋酸纖維絲束的生產(chǎn)方法，屬于香煙過(guò)濾嘴的制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
殼聚糖又名甲殼素、幾丁質(zhì)，學(xué)名為聚-2-乙酰氨基-2-脫氧-D-β-1，4-葡萄糖。甲殼素在自然界中資源十分豐富，主要來(lái)源于節(jié)肢動(dòng)物、軟體動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物、原生動(dòng)物、腔腸動(dòng)物、海藻及真菌等生物體中，是自然界中重要的衍生物之一。近年來(lái)，殼聚糖作為固定化載體的研究引起了很多學(xué)者的重視，由于殼聚糖分子中的氨基對(duì)各種蛋白質(zhì)的親和力非常高，可以有效地應(yīng)用于酶的固定化技術(shù)中。
過(guò)氧化氫酶(Catalase，簡(jiǎn)稱(chēng)CAT)，又稱(chēng)觸酶，是一種高效，安全，無(wú)毒的生物催化劑，白色至淺棕色的無(wú)定型粉末或液體，分子量約24萬(wàn)，溶于水，水溶液一般呈淺棕色至棕色，幾乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有機(jī)溶劑。該酶是鐵卟呤酶，一個(gè)分子中含有4個(gè)鐵原子，其中作用基團(tuán)是血紅素，能夠快速催化雙氧水分解為水和氧氣。過(guò)氧化氫酶廣泛分布于動(dòng)植物組織中，溶壁微球菌等細(xì)菌中含量也較多。該酶自1950年就廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)藥、臨床和食品中的某些分析測(cè)定；在食品和乳制品工業(yè)中用于除去消毒和殺菌后殘余的過(guò)氧化氫；在紡織工業(yè)中用于去除氧漂時(shí)殘留的過(guò)氧化氫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶的制備方法，在于進(jìn)一步拓展殼聚糖的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)提高過(guò)氧化氫酶的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，開(kāi)發(fā)一種香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶。
本發(fā)明的技術(shù)方案以殼聚糖為載體固定化過(guò)氧化氫酶。殼聚糖與1％醋酸溶液的比例為3∶1000(g/ml)制備成殼聚糖酸性溶膠，過(guò)氧化氫酶液的酶活為10,000CIU/ml，酶液用量與殼聚糖醋酸溶膠的體積比為6∶20。酶的殼聚糖混合液在0℃的條件下，吸附固定化2-2.5小時(shí)。交聯(lián)劑的制備，首先將4％-6％質(zhì)量濃度的乙二醛溶液在80℃水浴中活化10分鐘，與15％質(zhì)量濃度的焦磷酸鈉溶液等體積混合，交聯(lián)劑冷卻到0℃。在攪拌的條件下，緩慢地將過(guò)氧化氫酶-殼聚糖混合液加入到交聯(lián)劑中，過(guò)氧化氫酶與交聯(lián)劑的體積比為6-8∶100-120，在0℃條件下，交聯(lián)固定化0.5小時(shí)。過(guò)濾，用pH＝7.0，0.1mol/L KH2PO4/Na2HPO4沖洗液洗滌三次，去除其中的乙二醛，焦磷酸鈉等。最后在60℃的條件下，烘干，研磨，過(guò)85目篩，制得香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶。
殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶的特性對(duì)照附圖加以說(shuō)明。附圖1是吸附時(shí)間對(duì)固定化酶活的影響。該圖說(shuō)明，在其他條件固定的情況下，固定化酶酶活隨吸附固定化時(shí)間增加而增加，當(dāng)達(dá)到2-2.5小時(shí)，酶活達(dá)到最大值。附圖2是交聯(lián)時(shí)間對(duì)固定化酶活的影響。圖示說(shuō)明，隨著交聯(lián)時(shí)間的增加，固定化酶活反而降低。但交聯(lián)劑中含有焦磷酸鈉，其主要作用使殼聚糖凝膠化，生成殼聚糖微球，從反應(yīng)體系中分離出來(lái)。而形成凝膠固體顆粒需要一定的反應(yīng)時(shí)間，因此雖然圖2顯示隨著交聯(lián)時(shí)間的延長(zhǎng)，固定化酶的酶活下降，但為保證凝膠化的完全，確定交聯(lián)時(shí)間為0.5h。附圖3是乙二醛濃度對(duì)固定化酶活的影響，結(jié)果表明，當(dāng)乙二醛的濃度為4％-6％時(shí)，固定化酶活較高。附圖4交聯(lián)劑用量對(duì)固定化酶活的影響，在交聯(lián)劑為100-120ml的條件下，固定化過(guò)氧化氫酶的酶活最高。附圖5是過(guò)氧化氫酶的加入量對(duì)固定化酶活的影響，在酶加入量為6-8ml時(shí)，酶活較高。附圖6是游離酶與固定化酶的pH穩(wěn)定性比較。可以看出，固定化酶和游離酶在pH＝7時(shí)酶活都是最高。游離酶在pH＝3時(shí)，游離酶幾乎完全失活；相對(duì)而言，殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶對(duì)pH變化的敏感性變小，對(duì)于固定化過(guò)氧化氫酶的實(shí)際應(yīng)用是十分有利的。附圖7和附圖8是固定化過(guò)氧化氫酶對(duì)香煙主流煙氣中自由基的去除效果。主要以干法添加的方式，添加量為10mg/支。測(cè)定了添加劑-殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶對(duì)香煙主流煙氣自由基的清除效果，去除率為氣相自由基25.07％，固相自由基21.34％。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明進(jìn)一步拓展了殼聚糖的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)提高了過(guò)氧化氫酶的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，開(kāi)發(fā)一種香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶。以干法添加的方式，添加量為10mg/支，添加了殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶，對(duì)香煙的主流煙氣自由基的清除效果明顯，去除率為氣相自由基25.07％，固相自由基21.34％。


圖1吸附時(shí)間對(duì)固定化酶活的影響。
圖2交聯(lián)時(shí)間對(duì)固定化酶活的影響。
圖3乙二醛濃度對(duì)固定化酶活的影響。
圖4交聯(lián)劑用量對(duì)固定化酶活的影響。
圖5加酶量對(duì)固定化酶活的影響。
圖6游離酶和固定化酶的pH穩(wěn)定性比較。
圖7固定化酶對(duì)主流煙氣中氣相自由基的清除作用(ESR圖譜比較)。
圖8固定化酶對(duì)主流煙氣中固相自由基的清除作用(ESR圖譜比較)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1殼聚糖酸性溶膠的制備稱(chēng)取3.0g殼聚糖溶于1000ml，1.00％的醋酸溶液中，制備成0.3％的殼聚糖醋酸溶膠。
交聯(lián)劑的制備50ml 6％乙二醛溶液在80℃恒溫水浴中，保溫活化10min。與等體積的15％焦磷酸鈉混合，制備成交聯(lián)劑。
6ml 10,000CIU/ml的過(guò)氧化氫酶液緩慢加入到20ml殼聚糖酸性溶膠中。放入0℃冰箱中，進(jìn)行酶的吸附反應(yīng)2.5小時(shí)。在冰浴，攪拌條件下，吸附完成的酶-殼聚糖混合液緩慢地倒入到100ml交聯(lián)劑中，交聯(lián)固定化0.5小時(shí)。
固定化完成后，過(guò)濾，去除殘留液。再用0.1mol/L pH＝7.0的磷酸二氫鉀-磷酸氫二鈉緩沖液洗滌固定化酶顆粒三次，去除殘留成分。吸干水分后，在60℃條件下，烘干。研磨過(guò)85目篩，即制備得香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶。以干法將殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶添加到香煙濾嘴二醋酸纖維絲束中，添加量為10mg/支。
實(shí)施例2殼聚糖酸性溶膠的制備稱(chēng)取3.0g殼聚糖溶于1000ml，1.00％的醋酸溶液中，制備成0.3％的殼聚糖醋酸溶膠。
交聯(lián)劑的制備60ml 4％乙二醛溶液在80℃恒溫水浴中，保溫活化10min。與等體積的15％焦磷酸鈉混合，制備成交聯(lián)劑。
8ml 10,000CIU/ml的過(guò)氧化氫酶液緩慢加入到27ml殼聚糖酸性溶膠中。放入0℃冰箱中，進(jìn)行酶的吸附反應(yīng)2小時(shí)。在冰浴，攪拌條件下，吸附完成的酶-殼聚糖混合液緩慢地倒入到120ml交聯(lián)劑中，交聯(lián)固定化0.5小時(shí)。
固定化完成后，過(guò)濾，去除殘留液。再用0.1mol/L pH＝7.0的磷酸二氫鉀-磷酸氫二鈉緩沖液洗滌固定化酶顆粒三次，去除殘留成分。吸干水分后，在60℃條件下，烘干。研磨過(guò)85目篩，即制備得香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶。以干法將殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶添加到香煙濾嘴二醋酸纖維絲束中，添加量為10mg/支。
權(quán)利要求
1.一種香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶的制備方法，其特征為用1％醋酸溶液將殼聚糖完全溶解配制殼聚糖酸性溶膠，將過(guò)氧化氫酶液，在攪拌的條件下，緩慢地加入到殼聚糖酸性溶膠中，0℃放置2-2.5小時(shí)進(jìn)行吸附固定化反應(yīng)，以在80℃活化10分鐘的4％-6％質(zhì)量濃度的乙二醛溶液和15％質(zhì)量濃度的焦磷酸鈉溶液等體積混合配制成交聯(lián)劑，在冰浴的條件下，將過(guò)氧化氫酶-殼聚糖溶膠緩慢地加入到交聯(lián)劑中，在0℃攪拌0.5小時(shí)進(jìn)行交聯(lián)固定化，經(jīng)過(guò)濾，洗滌制得殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶的濕顆粒，再在60℃條件下干燥，研磨過(guò)85目篩得到香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶的制備方法，其特征是殼聚糖酸性溶膠的殼聚糖質(zhì)量體積濃度以g/ml計(jì)為0.3％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶的制備方法，其特征是過(guò)氧化氫酶酶液與殼聚糖酸性溶膠的體積比為6∶20。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶的制備方法，其特征是過(guò)氧化氫酶酶液與交聯(lián)劑的體積比為6-8∶100-120。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶的制備方法，其特征是過(guò)氧化氫酶液的酶活為10,000CIU/ml。
全文摘要
一種香煙濾嘴添加劑用殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶的制備方法，涉及改性煙用二醋酸纖維絲束的生產(chǎn)方法，屬于香煙過(guò)濾嘴的制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以殼聚糖為載體，乙二醛與焦磷酸鈉為交聯(lián)劑，過(guò)氧化氫酶經(jīng)吸附—交聯(lián)，再經(jīng)過(guò)濾、清洗，得到殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶，再經(jīng)過(guò)烘干，研磨，用作香煙濾嘴的添加劑。以干法添加的方式，添加量為10mg/支，添加了殼聚糖固定化過(guò)氧化氫酶，對(duì)香煙的主流煙氣自由基的清除效果明顯，去除率為氣相自由基25.07％，固相自由基21.34％。
文檔編號(hào)A24D3/14GK1836599SQ200610039838
公開(kāi)日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2006年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月19日
發(fā)明者陳堅(jiān), 陳軍, 陸新, 華兆哲, 堵國(guó)成, 楊占平, 曹建華, 馬曉龍 申請(qǐng)人:江南大學(xué)