【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及固定化酶制备，具体涉及一种固定化木聚糖酶产低聚木糖的方法。
技术介绍
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技术介绍
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1、低聚木糖(xylo-oligosaccharides,xos)是由2-10个木糖单元通过β-1,4-糖苷键连接而成的低聚糖。它是一种无污染、无残留、功能独特的新型饲料添加剂，具有高选择性促进肠道有益菌增殖、用量少性价比高、耐酸耐热等优势。由于xos对人体健康的有益作用，它在益生元、膳食补充剂和食品添加剂方面具有潜在的应用前景。木聚糖是植物细胞壁的主要成分，酶水解木聚糖是生产xos最有前途的方法之一。利用木聚糖酶可以实现木聚糖的酶解。然而，由于酶的抑制和失活，使用游离酶进行水解会导致酶成本高，反应效率低。将酶固定在支撑材料上可以通过增加酶的稳定性和允许酶的重复使用来克服这些限制。
2、γ-环糊精基金属有机物框架材料。它是一种由γ-环糊精和金属有机物组成的框架结构材料。这种材料具有较大的表面积和孔隙度，可以用于催化、吸附等领域。由于γ-环糊精是一种天然产物，在生物体内具有较低毒性和良好的生物相容性。因此，理论上来说将其用作固定化酶载体可以减少对生物催化体系的损害。它可以提供一个稳定且可控制的微观环境来固定酶分子，并可增加与底部催化剂之间的接触面积从而提高催化效率并降低反应过程中可能出现的副反应。然而，采用常规方法所制备得到的γ-环糊精基金属有机物框架材料孔道尺寸一般为0.5-2nm，不足以容纳木聚糖酶约3nm的蛋白尺寸，亟待解决该问题。
技术实现思路
0、专
1、为了克服现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种固定化木聚糖酶产低聚木糖的方法，本专利技术采用金属有机物框架材料固定化酶的技术，该技术利用γ-环糊精作为载体，将木聚糖降解酶固定在其结构中，从而提高该酶的稳定性和重复使用性。这种方法在制备低聚木糖等生物活性物质时具有很大的潜力。
2、本专利技术的目的是提供一种固定化木聚糖酶产低聚木糖的方法，包括如下步骤：
3、(1)固定化木聚糖酶的制备：木聚糖酶通过共价键、吸附或包埋固定在γ-环糊精基金属有机物框架材料，得到固定化木聚糖酶；
4、(2)木聚糖底物的制备：由生物质原料制备得到木聚糖底物；
5、(3)酶解木聚糖：将固定化木聚糖酶加入到木聚糖溶液中进行反应，得到低聚木糖。
6、本专利技术提出了一种通过γ-环糊精和金属有机物组成的框架结构材料固定化木聚糖酶水解甘蔗渣源木聚糖生产xos的方法。
7、优选地，步骤(1)所述的γ-环糊精基金属有机物框架材料由如下步骤制备得到：γ-环糊精溶液与koh溶液混合均匀后，过微孔滤膜，并将过滤液装载于反应容器中，反应容器置于底部设有甲醇溶液的容器中密封，常温密闭保存，4-6天后得到γ-环糊精-k(i)-金属有机框架材料，经洗涤、干燥后，得到所述的γ-环糊精基金属有机物框架材料。
8、进一步优选，γ-环糊精溶液与koh溶液混合均匀后，过0.45μm微孔滤膜，并将过滤液装载于反应容器中，反应容器置于底部设有甲醇溶液的容器中密封，常温密闭保存，5天后得到γ-环糊精-k(i)-金属有机框架材料(γ-cd-mof)，将装有γ-cd-mof的反应溶液拿出来，倾倒其中溶液，保留结晶，用甲醇洗结晶3次，充分置换其中的水分，在真空干燥箱中55℃干燥清洗后的结晶1天，得到所述的干燥后的γ-环糊精基金属有机物框架材料(γ-cd-mof)。
9、本专利技术中使用了离子寸尺较大的钾离子，以及通过调整γ-cd-mof的制备条件，得到孔径适宜的环糊精空腔结构。
10、本专利技术提出的固定化材料为生物相容性良好的γ-环糊精基金属有机物框架材料，该材料不仅拥有众多与酶结合的位点，还拥有可调的孔道结构，以及由于良好生物相容性而对环境污染的压力小于传统酶固定化材料。
11、进一步优选，所述的koh与γ-环糊精的摩尔比为7-9:1。再进一步优选，γ-环糊精溶液的摩尔浓度为0.2mol/l，koh溶液的摩尔浓度为1.6mol/l，koh与γ-环糊精的摩尔比为8:1。
12、优选地，步骤(1)所述的木聚糖酶通过共价键、吸附或包埋固定在γ-环糊精基金属有机物框架材料的具体步骤为：将γ-环糊精基金属有机物框架材料和木聚糖酶溶液在乙醇中混合均匀，进行浸渍，浸渍结束后通过离心收集，洗涤，真空干燥，得到固定化木聚糖酶。
13、进一步优选，所述的木聚糖酶与γ-环糊精基金属有机物框架材料的质量比为1-4:3。
14、进一步优选，木聚糖酶溶液为质量浓度为5-20mg/ml的木聚糖酶水溶液(木聚糖酶悬浮液)。
15、优选地，步骤(2)所述的由生物质原料制备得到木聚糖底物(去除木聚糖底物中的木质素和半纤维素，留下木聚糖)的具体步骤为：将粉碎后的生物质原料使用naoh和h2o2的混合溶液浸泡，在30℃-50℃下浸泡20-28h，接着搅拌1.5-2.5h后过滤得到滤液，滤液进行真空浓缩，调节滤液ph至6.0，加入3-5倍滤液体积的95％乙醇沉淀滤液中的木聚糖，离心分离，干燥恒重，即得到木聚糖底物。
16、进一步优选，步骤(2)所述的由生物质原料制备得到木聚糖底物的具体步骤为：将生物质原料用中药粉碎机进行粉碎，然后将粉碎后的蔗渣浸泡在40℃下浸泡24h，接着搅拌2h后过滤得到滤液，液体部分通过0.2μm的聚醚砜膜过滤从固体中分离出来，将得到的滤液进行真空浓缩，然后用6m盐酸调节该滤液ph至6.0，加入4倍滤液体积的95％乙醇沉淀可溶组分中的木聚糖，离心分离，干燥恒重即得到木聚糖底物。
17、本专利技术优选生物质原料为甘蔗渣，使用粉碎机对甘蔗渣进行粉碎。
18、进一步优选，naoh和h2o2的混合溶液中naoh的质量分数为8％，h2o2的质量分数为2.48％，生物质原料与混合溶液的质量体积比为0.1:1。
19、优选地，步骤(3)所述的木聚糖溶液具体为木聚糖浑浊液，具体由如下步骤制备得到：以柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液为反应液制备所述的木聚糖浑浊液，所述的缓冲液ph为4.5-6.5，木聚糖浑浊液中木聚糖与缓冲液的质量体积比为1-3:1。
20、进一步优选，所述的固定化木聚糖酶与木聚糖溶液的质量体积比为1:4，反应条件为：反应温度45℃-65℃，反应时间20-28h。步骤(3)所述的反应可以在不同的温度、ph和底物浓度下进行，以达到所需的水解程度和xos组成，然后通过树脂过滤法将xos从反应混合物中分离出来。
21、本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：
22、(1)本专利技术提出的固定化材料为生物相容性良好的γ-环糊精基下金属有机物框架材料，该材料不仅拥有众多与酶结合的位点，还拥有可调的孔道结构，以及由于良好生物相容性而对环境污染的压力小于传统酶固定化材料。
23、(2)与游离酶相比，本专利技术提出的固定化木聚糖酶用于生产xos具有更高的酶稳定性和重复使用性。固定化酶不易变性和失活，从而本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种固定化木聚糖酶产低聚木糖的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的γ-环糊精基金属有机物框架材料由如下步骤制备得到：γ-环糊精溶液与KOH溶液混合均匀后，过微孔滤膜，并将过滤液装载于反应容器中，反应容器置于底部设有甲醇溶液的容器中密封，常温密闭保存，4-6天后得到γ-环糊精-K(I)-金属有机框架材料，经洗涤、干燥后，得到所述的γ-环糊精基金属有机物框架材料。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的KOH与γ-环糊精的摩尔比为7-9:1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的木聚糖酶通过共价键、吸附或包埋固定在γ-环糊精基金属有机物框架材料的具体步骤为：将γ-环糊精基金属有机物框架材料和木聚糖酶溶液在乙醇中混合均匀，进行浸渍，浸渍结束后通过离心收集，洗涤，真空干燥，得到固定化木聚糖酶。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的木聚糖酶与γ-环糊精基金属有机物框架材料的质量比为1-4:3。
6.根据权利要求4所述的方法，其特
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的由生物质原料制备得到木聚糖底物的具体步骤为：将粉碎后的生物质原料使用NaOH和H2O2的混合溶液浸泡，在30℃-50℃下浸泡20-28h，接着搅拌1.5-2.5h后过滤得到滤液，滤液进行真空浓缩，调节滤液pH至6.0，加入3-5倍滤液体积的95％乙醇沉淀滤液中的木聚糖，离心分离，干燥恒重，即得到木聚糖底物。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，NaOH和H2O2的混合溶液中NaOH的质量分数为8％，H2O2的质量分数为2.48％，生物质原料与混合溶液的质量体积比为0.1:1。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述的木聚糖溶液具体为木聚糖浑浊液，具体由如下步骤制备得到：以柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液为反应液制备所述的木聚糖浑浊液，所述的缓冲液pH为4.5-6.5，木聚糖浑浊液中木聚糖与缓冲液的质量体积比为1％-3％:1。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的固定化木聚糖酶与木聚糖溶液的质量体积比为1:4，反应条件为：反应温度45℃-65℃，反应时间20-28h。
...【技术特征摘要】
1.一种固定化木聚糖酶产低聚木糖的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的γ-环糊精基金属有机物框架材料由如下步骤制备得到：γ-环糊精溶液与koh溶液混合均匀后，过微孔滤膜，并将过滤液装载于反应容器中，反应容器置于底部设有甲醇溶液的容器中密封，常温密闭保存，4-6天后得到γ-环糊精-k(i)-金属有机框架材料，经洗涤、干燥后，得到所述的γ-环糊精基金属有机物框架材料。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的koh与γ-环糊精的摩尔比为7-9:1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的木聚糖酶通过共价键、吸附或包埋固定在γ-环糊精基金属有机物框架材料的具体步骤为：将γ-环糊精基金属有机物框架材料和木聚糖酶溶液在乙醇中混合均匀，进行浸渍，浸渍结束后通过离心收集，洗涤，真空干燥，得到固定化木聚糖酶。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的木聚糖酶与γ-环糊精基金属有机物框架材料的质量比为1-4:3。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，木聚糖酶溶液为质量浓度为5-20mg/...
【专利技术属性】
技术研发人员：莫柳珍，胡双岚，李明富，张平军，黄俊生，
申请(专利权)人：广东省科学院生物与医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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