一种香烟滤嘴添加剂用壳聚糖固定化过氧化氢酶的制备方法技术

一种香烟滤嘴添加剂用壳聚糖固定化过氧化氢酶的制备方法，涉及改性烟用二醋酸纤维丝束的生产方法，属于香烟过滤嘴的制备技术领域。本发明专利技术以壳聚糖为载体，乙二醛与焦磷酸钠为交联剂，过氧化氢酶经吸附－交联，再经过滤、清洗，得到壳聚糖固定化过氧化氢酶，再经过烘干，研磨，用作香烟滤嘴的添加剂。以干法添加的方式，添加量为１０ｍｇ／支，添加了壳聚糖固定化过氧化氢酶，对香烟的主流烟气自由基的清除效果明显，去除率为：气相自由基２５．０７％，固相自由基２１．３４％。

【技术实现步骤摘要】
一种香烟滤嘴添加剂用壳聚糖固定化过氧化氢酶的制备方法，涉及改性烟用二醋酸纤维丝束的生产方法，属于香烟过滤嘴的制备

技术介绍
壳聚糖又名甲壳素、几丁质，学名为聚-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-β-1，4-葡萄糖。甲壳素在自然界中资源十分丰富，主要来源于节肢动物、软体动物、环节动物、原生动物、腔肠动物、海藻及真菌等生物体中，是自然界中重要的衍生物之一。近年来，壳聚糖作为固定化载体的研究引起了很多学者的重视，由于壳聚糖分子中的氨基对各种蛋白质的亲和力非常高，可以有效地应用于酶的固定化技术中。过氧化氢酶(Catalase，简称CAT)，又称触酶，是一种高效，安全，无毒的生物催化剂，白色至浅棕色的无定型粉末或液体，分子量约24万，溶于水，水溶液一般呈浅棕色至棕色，几乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂。该酶是铁卟呤酶，一个分子中含有4个铁原子，其中作用基团是血红素，能够快速催化双氧水分解为水和氧气。过氧化氢酶广泛分布于动植物组织中，溶壁微球菌等细菌中含量也较多。该酶自1950年就广泛应用于生物、医药、临床和食品中的某些分析测定；在食品和乳制品工业中用于除去消毒和杀菌后残余的过氧化氢；在纺织工业中用于去除氧漂时残留的过氧化氢。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种香烟滤嘴添加剂用壳聚糖固定化过氧化氢酶的制备方法，在于进一步拓展壳聚糖的应用价值，同时提高过氧化氢酶的实际应用价值，开发一种香烟滤嘴添加剂用壳聚糖固定化过氧化氢酶。本专利技术的技术方案以壳聚糖为载体固定化过氧化氢酶。壳聚糖与1％醋酸溶液的比例为3∶1000(g/ml)制备成壳聚糖酸性溶胶，过氧化氢酶液的酶活为10,000CIU/ml，酶液用量与壳聚糖醋酸溶胶的体积比为6∶20。酶的壳聚糖混合液在0℃的条件下，吸附固定化2-2.5小时。交联剂的制备，首先将4％-6％质量浓度的乙二醛溶液在80℃水浴中活化10分钟，与15％质量浓度的焦磷酸钠溶液等体积混合，交联剂冷却到0℃。在搅拌的条件下，缓慢地将过氧化氢酶-壳聚糖混合液加入到交联剂中，过氧化氢酶与交联剂的体积比为6-8∶100-120，在0℃条件下，交联固定化0.5小时。过滤，用pH＝7.0，0.1mol/L KH2PO4/Na2HPO4冲洗液洗涤三次，去除其中的乙二醛，焦磷酸钠等。最后在60℃的条件下，烘干，研磨，过85目筛，制得香烟滤嘴添加剂用壳聚糖固定化过氧化氢酶。壳聚糖固定化过氧化氢酶的特性对照附图加以说明。附图1是吸附时间对固定化酶活的影响。该图说明，在其他条件固定的情况下，固定化酶酶活随吸附固定化时间增加而增加，当达到2-2.5小时，酶活达到最大值。附图2是交联时间对固定化酶活的影响。图示说明，随着交联时间的增加，固定化酶活反而降低。但交联剂中含有焦磷酸钠，其主要作用使壳聚糖凝胶化，生成壳聚糖微球，从反应体系中分离出来。而形成凝胶固体颗粒需要一定的反应时间，因此虽然图2显示随着交联时间的延长，固定化酶的酶活下降，但为保证凝胶化的完全，确定交联时间为0.5h。附图3是乙二醛浓度对固定化酶活的影响，结果表明，当乙二醛的浓度为4％-6％时，固定化酶活较高。附图4交联剂用量对固定化酶活的影响，在交联剂为100-120ml的条件下，固定化过氧化氢酶的酶活最高。附图5是过氧化氢酶的加入量对固定化酶活的影响，在酶加入量为6-8ml时，酶活较高。附图6是游离酶与固定化酶的pH稳定性比较。可以看出，固定化酶和游离酶在pH＝7时酶活都是最高。游离酶在pH＝3时，游离酶几乎完全失活；相对而言，壳聚糖固定化过氧化氢酶对pH变化的敏感性变小，对于固定化过氧化氢酶的实际应用是十分有利的。附图7和附图8是固定化过氧化氢酶对香烟主流烟气中自由基的去除效果。主要以干法添加的方式，添加量为10mg/支。测定了添加剂-壳聚糖固定化过氧化氢酶对香烟主流烟气自由基的清除效果，去除率为气相自由基25.07％，固相自由基21.34％。本专利技术的有益效果本专利技术进一步拓展了壳聚糖的应用价值，同时提高了过氧化氢酶的实际应用价值，开发一种香烟滤嘴添加剂用壳聚糖固定化过氧化氢酶。以干法添加的方式，添加量为10mg/支，添加了壳聚糖固定化过氧化氢酶，对香烟的主流烟气自由基的清除效果明显，去除率为气相自由基25.07％，固相自由基21.34％。附图说明图1吸附时间对固定化酶活的影响。图2交联时间对固定化酶活的影响。图3乙二醛浓度对固定化酶活的影响。图4交联剂用量对固定化酶活的影响。图5加酶量对固定化酶活的影响。图6游离酶和固定化酶的pH稳定性比较。图7固定化酶对主流烟气中气相自由基的清除作用(ESR图谱比较)。图8固定化酶对主流烟气中固相自由基的清除作用(ESR图谱比较)。具体实施例方式实施例1壳聚糖酸性溶胶的制备称取3.0g壳聚糖溶于1000ml，1.00％的醋酸溶液中，制备成0.3％的壳聚糖醋酸溶胶。交联剂的制备50ml 6％乙二醛溶液在80℃恒温水浴中，保温活化10min。与等体积的15％焦磷酸钠混合，制备成交联剂。6ml 10,000CIU/ml的过氧化氢酶液缓慢加入到20ml壳聚糖酸性溶胶中。放入0℃冰箱中，进行酶的吸附反应2.5小时。在冰浴，搅拌条件下，吸附完成的酶-壳聚糖混合液缓慢地倒入到100ml交联剂中，交联固定化0.5小时。固定化完成后，过滤，去除残留液。再用0.1mol/L pH＝7.0的磷酸二氢钾-磷酸氢二钠缓冲液洗涤固定化酶颗粒三次，去除残留成分。吸干水分后，在60℃条件下，烘干。研磨过85目筛，即制备得香烟滤嘴添加剂用壳聚糖固定化过氧化氢酶。以干法将壳聚糖固定化过氧化氢酶添加到香烟滤嘴二醋酸纤维丝束中，添加量为10mg/支。实施例2壳聚糖酸性溶胶的制备称取3.0g壳聚糖溶于1000ml，1.00％的醋酸溶液中，制备成0.3％的壳聚糖醋酸溶胶。交联剂的制备60ml 4％乙二醛溶液在80℃恒温水浴中，保温活化10min。与等体积的15％焦磷酸钠混合，制备成交联剂。8ml 10,000CIU/ml的过氧化氢酶液缓慢加入到27ml壳聚糖酸性溶胶中。放入0℃冰箱中，进行酶的吸附反应2小时。在冰浴，搅拌条件下，吸附完成的酶-壳聚糖混合液缓慢地倒入到120ml交联剂中，交联固定化0.5小时。固定化完成后，过滤，去除残留液。再用0.1mol/L pH＝7.0的磷酸二氢钾-磷酸氢二钠缓冲液洗涤固定化酶颗粒三次，去除残留成分。吸干水分后，在60℃条件下，烘干。研磨过85目筛，即制备得香烟滤嘴添加剂用壳聚糖固定化过氧化氢酶。以干法将壳聚糖固定化过氧化氢酶添加到香烟滤嘴二醋酸纤维丝束中，添加量为10mg/支。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种香烟滤嘴添加剂用壳聚糖固定化过氧化氢酶的制备方法，其特征为：用１％醋酸溶液将壳聚糖完全溶解配制壳聚糖酸性溶胶，将过氧化氢酶液，在搅拌的条件下，缓慢地加入到壳聚糖酸性溶胶中，０℃放置２－２．５小时进行吸附固定化反应，以在８０℃活化１０分钟的４％－６％质量浓度的乙二醛溶液和１５％质量浓度的焦磷酸钠溶液等体积混合配制成交联剂，在冰浴的条件下，将过氧化氢酶－壳聚糖溶胶缓慢地加入到交联剂中，在０℃搅拌０．５小时进行交联固定化，经过滤，洗涤制得壳聚糖固定化过氧化氢酶的湿颗粒，再在６０℃条件下干燥，研磨过８５目筛得到香烟滤嘴添加剂用壳聚糖固定化过氧化氢酶。

【技术特征摘要】
1.一种香烟滤嘴添加剂用壳聚糖固定化过氧化氢酶的制备方法，其特征为用1％醋酸溶液将壳聚糖完全溶解配制壳聚糖酸性溶胶，将过氧化氢酶液，在搅拌的条件下，缓慢地加入到壳聚糖酸性溶胶中，0℃放置2-2.5小时进行吸附固定化反应，以在80℃活化10分钟的4％-6％质量浓度的乙二醛溶液和15％质量浓度的焦磷酸钠溶液等体积混合配制成交联剂，在冰浴的条件下，将过氧化氢酶-壳聚糖溶胶缓慢地加入到交联剂中，在0℃搅拌0.5小时进行交联固定化，经过滤，洗涤制得壳聚糖固定化过氧化氢酶的湿颗粒，再在60℃条件下干燥，研磨过85目筛得到香烟滤嘴添加剂用壳聚糖固定化过氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈坚，陈军，陆新，华兆哲，堵国成，杨占平，曹建华，马晓龙，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]