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固定化幾丁質(zhì)酶，可利用食物廢棄物生產(chǎn)二-N-乙�；鶜ざ�

2025-04-07 14:19

文章背景簡介

BACKGROUND INTRODUCTION

幾丁質(zhì)是一種豐富的天然多糖，在自然界中廣泛存在，是許多甲殼類動(dòng)物、昆蟲外骨骼以及真菌細(xì)胞壁的主要成分。然而，大量的含幾丁質(zhì)食物廢棄物（如蝦殼、蟹殼等）在食品加工過程中被產(chǎn)生并丟棄，這不僅造成了資源的極大浪費(fèi)，還可能對(duì)環(huán)境帶來負(fù)面影響。在這樣的背景下，如何實(shí)現(xiàn)這些幾丁質(zhì)食物廢棄物的高值化利用成為了一個(gè)亟待解決的問題。

二-N-乙�；鶜ざ亲鳛橐环N具有重要生物活性的低聚糖，在醫(yī)藥、食品、化妝品等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。例如，它具有抗炎、抗菌、抗氧化等多種生理功能，能夠調(diào)節(jié)人體免疫系統(tǒng)、改善腸道菌群等。傳統(tǒng)的化學(xué)合成方法制備二-N-乙�；鶜ざ谴嬖谥T多弊端，如反應(yīng)條件苛刻、副反應(yīng)多、產(chǎn)物分離困難以及對(duì)環(huán)境的污染等。相比之下，生物催化法以其高效、環(huán)保、特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為研究的熱點(diǎn)。而幾丁質(zhì)酶能夠特異性地降解幾丁質(zhì)，生成二-N-乙�；鶜ざ�，為從幾丁質(zhì)食物廢棄物中制備該物質(zhì)提供了可能。

固定化酶技術(shù)在近年來的發(fā)展為解決酶的穩(wěn)定性、回收利用等問題提供了有效的手段。通過將幾丁質(zhì)酶固定在合適的載體上，可以提高酶的穩(wěn)定性和重復(fù)使用性，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)也便于與反應(yīng)體系分離，有利于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)�；诖耍髡唛_展了這項(xiàng)關(guān)于利用固定化幾丁質(zhì)酶作為生物催化平臺(tái)，從回收的幾丁質(zhì)食物廢棄物中生產(chǎn)二-N-乙�；鶜ざ堑难芯浚荚谔剿饕环N可持續(xù)、高效的資源回收利用途徑，為實(shí)現(xiàn)幾丁質(zhì)食物廢棄物的高值化轉(zhuǎn)化提供理論支持和實(shí)踐參考。

為了開發(fā)一種高效的生物催化幾丁質(zhì)酶固定化系統(tǒng)，用于從幾丁質(zhì)廢物中產(chǎn)生生物活性的二-N-乙�；鶜ざ牵﹪S迪亞西里梅迪科學(xué)技術(shù)研究所Ailada Charoenpol等人于2024年7月在《Bioresource Technology》（IF=9.7，Q1）發(fā)表了題為“Immobilized chitinase as effective biocatalytic platform for producing bioactive di-N-acetyl chitobiose from recycled chitin food waste”的文章。

所用到的主要方法

METHODS

1、電子顯微鏡（TEM）分析

2、傅里葉變換紅外光譜（FTIR）分析

3、熱重分析（TGA）

4、薄層色譜（TLC）分析

5、高效液相色譜（HPLC）分析

6、四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜（QTOF-MS）分析

文章摘要

ABSTRACT

本文通過幾丁質(zhì)酶在磁性納米顆粒（MNPs）上的固定化，作為從幾丁質(zhì)廢物中酶促生產(chǎn)二-N-乙酰基殼二糖的生物相容性載體。幾丁質(zhì)酶固定化的產(chǎn)率為88.9±1.6%，活性保留率為97.8±1.0%，與游離酶相比，固定化具有更好的熱穩(wěn)定性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性。實(shí)際的好處是，磁性納米載體的附著可以在重復(fù)應(yīng)用后很容易地回收酶，從而可持續(xù)地重復(fù)使用。在固定狀態(tài)下，經(jīng)過16個(gè)反應(yīng)循環(huán)，幾丁質(zhì)酶仍保持了39.7±2.6%的起始活性。此外，固定化幾丁質(zhì)酶比游離幾丁質(zhì)酶具有更高的催化活性，可以在一步反應(yīng)中將蝦殼和魷魚的幾丁質(zhì)轉(zhuǎn)化為二-N -乙酰基幾丁質(zhì)。從蝦殼中純化的化合物最終收率為37.0±1.2%，從魷魚殼中純化的化合物最終收率為61.1±0.5%。綜上所述，作者開發(fā)了一種高效的幾丁質(zhì)酶固定化生物催化系統(tǒng)，用于從幾丁質(zhì)廢棄物中生產(chǎn)具有生物活性的二-N-乙�；鶜ざ�。