中性蛋白酶的固定化及其在烟用香精香料中的应用研究

论文摘要

烟用香精香料是现代卷烟产品的重要组成部分,目前烟用香精香料主要依靠对天然植物的提取、化学合成两种途径得到。由于人工合成的香料存在安全性争议,天然植物来源的香精香料备受关注。传统的提取方法虽然能够较为全面地对植物中的致香组分进行提取,但难以避免引入植物中的蛋白质、纤维素、果胶等影响烟草吸味和香精香料表观状态的大分子物质,因此通过对应的酶对这类大分子物质进行降解可以提高烟用香精香料的品质。由于酶的化学本质是蛋白质,游离酶在参与酶解特定大分子底物的过程中也同时对烟用香精香料产生污染,固定化酶在这方面的优越性可以很好解决这一矛盾。本文制备了不同氧化度的海藻酸钠凝胶以及几种磁性复合二氧化硅载体,评价了固定在这些载体中性蛋白酶的酶学性能,初步考察了其处理墨旱莲提取物的工艺。本论文的主要工作为:（1）合成了一系列不同氧化度的部分氧化改性海藻酸钠凝胶,并研究了它们共价固定化中性蛋白酶的效果。结果表明:固定化pH,载体氧化度,给酶量等因素对酶的固定化指标有着较大的影响。（2）以磁性四氧化三铁表面上3-氨丙基三乙氧基硅氧烷和正硅酸乙酯之间简单聚合反应为基础,通过戊二醛交联和丙烯酸甲酯接枝制备了几种磁性复合二氧化硅载体。其中经戊二醛交联的载体固定化效果最好,最佳固定化条件为:0.5%戊二醛用量为30 mL,交联时间为2小时;加酶量为15mg/0.1g载体,固定化时间为50min。所得到的固定化酶活力达2500U/g载体。（3）以墨旱莲提取物作为酶解底物,优化了酶处理工艺。最佳工艺为:酶解时间8小时,固定化酶加酶量为3g;外源糖加入量为6g,80℃下加热4小时。所得到的提取物添加到卷烟中后与空白对照在香气质、口感、刺激性方面有较大的改善。GC-MS成分分析表明挥发性杂环类物质明显增加。综上所述,固定化酶在处理烟用天然本草提取物中效果较好,有望得到进一步的应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 酶与固定化酶简介
• 1.2 海藻酸钠在酶固定化中的应用
• 1.3 烟用天然香精香料及其酶法制备
• 1.4 主要研究内容
• 2 实验部分
• 2.1 主要实验试剂和实验仪器
• 2.2 氧化改性海藻酸钠载体的制备
• 2.3 氧化改性海藻酸钠上中性蛋白酶的固定化研究
• 2.4 磁性复合二氧化硅载体的制备和表征
• 2.5 磁性复合二氧化硅载体上中性蛋白酶的固定化研究
• 2.6 固定化酶处理天然本草提取物的工艺研究
• 3 结果和讨论
• 3.1 氧化改性海藻酸钠载体的制备
• 3.2 改性海藻酸钠载体对中性蛋白酶的固定化研究
• 3.3 磁性复合二氧化硅载体的制备和表征
• 3.4 磁性复合二氧化硅载体上中性蛋白酶的固定化研究
• 3.5 固定化酶处理墨旱莲提取物制备特色烟用香精香料
• 4 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录：红外光谱图