探討固定纖維素水解酵素於幾丁聚醣擔體之研究

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姓名

鍾志祥(Chih-Hsiang Chung) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學工程與材料工程學系

論文名稱

探討固定纖維素水解酵素於幾丁聚醣擔體之研究

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摘要(中)

纖維素水解酵素是一群水解酵素(hydrolytic enzyme)的總稱，經由彼此間的協同作用(synergism)，將不溶性水的纖維素最終分解成可溶性的葡萄糖。利用纖維素水解酵素分解自然界中最豐富的纖維素成單糖(五碳糖及六碳糖)也將是生質能源的第一步。由於酵素價格高，故增加其使用時數及次數尤其重要，固定化為延長酵素使用次數及其多次使用後之活性。
本實驗將探討纖維素水解酵素固定在經過表面改質之幾丁聚醣擔體上最佳催化條件；幾丁聚醣的選用在於它是良好的生物高分子，一種多功能且對環境友善的現代材料，與生物體細胞有良好的生物相容性，亦可扮演保護劑角色。然而為使擔體方便回收，便以自行製備之磁性奈米粒子(Fe3O4)的添加作為考量，經實驗結果得知，控制濃度(0~20mg/ml)為2.5mg/ml時對於回收行為及酵素活性(R.A 14.59μmole/mg*min)考量下為較佳條件；在實驗中添加介面活性劑(surfactant)Tween 80，在隨著添加介面活性劑Tween 80濃度(0%~0.5%)時，酵素的相對活性(R.A) 也從15.881(μmole/mg*min ) 上升至21.414(μmole/mg*min)，對於固定化的效率也有所提升。而纖維素水解酵素在經過固定化之後，其對酸鹼及溫度的容忍穩定度也隨之提升，使得酵素更可以在較高溫下及較中性環境下進行操作。

摘要(英)

Immobilization of cellulase onto chitosan by glutaradehyde has been studied.
Chitosan is a polyaminosaccharide and is also attractive biomaterial has some properties that biocompatible,biodegradable and biorenewable.In this study , chitosan beads were prepared by a sprinkle-nozzle with nitrogen gas as stirring. Addition of magnetic particles make recovery convenient.Addition of surfactant Tween 80 make affinity of enzyme and substrate stronger and activity from 15.881 (μmole/mg*min ) to 21.414(μmole/mg*min). Cellulase was immobilized to the support by a covalent method.The immobilized cellulase had a higher Km than free cellulase and had better stability with respect to pH,thermal stability , reuses than free cellulase.

關鍵字(中)

★ 纖維素
★ 酵素

關鍵字(英)

★ cellulase
★ enzyme

論文目次

目錄………………………………………………I
表引………………………………………………IV
圖索引……………………………………………………………………V
第一章緒論
1.1 研究背景…………………………………………………………1
1.2 研究目的……………………………………………………………2
第二章文獻回顧
2-1 酵素的簡介 ……………………………………………………….3
2-2酵素的分類 ..………………………………………………………… 7
2-3 酵素固定化的分類..………………………………………………… 8
2-4 纖維素及纖維素水解酵素之簡介………………………………… 12
2-4-1 纖維素 .………………………………………………………… 12
2-4-2 纖維素水解酵素………………………………………………… 13
2-4-3纖維素分解酵素的協同作用機制…………………………… 15
2-4-4纖維素水解酵素來源………………………………………… 18
2-4-5纖維素的應用………………………………………………….21
2-5 幾丁質(chitin)及幾丁聚醣(chitosan)之簡介………………22
2-6 介面活性劑之簡介………………………………………………26
第三章、實驗材料與方法 ……………………………………… 28
3-1 實驗材料…………………………………………………………29
3-1-1 實驗藥品…………………………………………………… 29
3-1-2 實驗器材…………………………………………………… 30
3-2 實驗方法………………………………………………………31
3-2-1 分析方法………………………………………………………31
3-2-1-1蛋白質定量………………………………………………… 31
3-2-1-2 酵素活性分析 ……………………………………………33
3-2-2磁性粒子的製備 ……………………………………………35
3-2-3磁性幾丁聚醣擔體製備 …………………………………… 37
3-2-4 纖維素水解酵素在磁性幾丁聚醣擔體上的固定化 …… 38
3-2-5大粒子和小粒子對酵素活性的影響 …………………… 39
3-2-6利用不同濃度磁性珠珠探討其活. …………………… 39
3-2-7利用不同介面活性劑濃度探討其活性……………………… 39
3-2-8固定化時間的影響…………………………………………… 39
3-2-9固定化效率 ………………………………………………… . 40
3-2-10 pH值穩定性與最佳pH操作條件……………………………. 41
3-2-11 溫度穩定性與操作條件…………………………………… 41
3-2-12 動力常數Km與Vm …………………………………………. 42
3-2-14 儲存能力 …………………………………………………43
第四章實驗結果與討論
4-1 磁性粒子尺寸對pH值的影響………………………………… 44
4-2利用不同濃度磁性粒子探討其活性…………………………… 45
4-3利用不同介面活性劑(Tween 80)濃度探討其活性 ……………47
4-4固定化時間的影響………………………………………………47
4-5不同擔體濃度對固定化纖維素水解酵素的影響…………………50
4-6 最佳pH操作條件與穩定性………………………………………52
4-7溫度最佳操作條件與穩定性………………………………………56
4-8動力常數Km與Vm………………………………………………….59
4-9 使用次數 ………………………………………………………61
第五章結論
5-1 結論 ………………………………………………………………62
參考文獻 …………………………………………………………… 65

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指導教授

徐敬衡(Chin-Hang Shu)

審核日期

2007-7-19

推文