تثبیت آنزیم آلفا آمیلاز بر روی نانوکامپوزیت پلی آنیلین / هالوسیت
/الهام رحمانی
: کشاورزی
، ۱۳۹۵
چاپی
کارشناسی ارشد
علوم و صنایع غذایی
۱۳۹۵/۰۶/۱۶
دانشگاه تبریز
آنزیم ها ماکرومولکولهای بیولوژیکی هستند که به عنوان کاتالیست ها کاربرد گسترده ای در صنعت دارند پلیمرهای رسانا دارای یک سری مزایا نظیر سنتز آسان، پایداری محیطی و همچنین بهره الکترونیکی خوب می باشد .هالوسیت نوعی خاک رس معدنی متشکل از آلومینا سیلیکا با فرمول مولکولی Al۲Si۲O۵(OH)۴nH۲O با نسبت لایه ای ۱:۱ با ساختار میکرو یا نانولوله ی تو خالی است که در طبیعت به فراوانی یافت می شود . هدف کلی از این تحقیق به کاربردن بستر نانوکامپوزیتی پلی آنیلین /هالوسیت به منظور تثبیت آنزیم آلفاآمیلاز می باشد.در این مطالعه خصوصیات سطحی و اندازه ذرات بستر با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) با شکل ظاهری لوله ای و محدوده اندازه ذرات بین ۲۰ تا ۴۰ نانومتر شناسایی شد .تائید اتصال آنزیم به نانو ساختار و همچنین تائید اتصال عناصر به کار رفته در تهیه بستر با استفاده از طیف فروسرخ (FTIR) انجام گرفت .همچنین نتایج نشان داد آنزیم تثبیت شده بر روی نانوکامپوزیت ها ۱۵ میلی گرم به ازای ۲۵ میلی گرم بستر بود و بهینه ترین حالت تثبیت در نسبت ۶/۰ به ۱ آنزیم به بستر حاصل شد .آنزیم تثبیت شده در دماهای بالاتر پایدارتر بوده و بیشترین فعالیت آنزیم تثبیت شده و آزاد به ترتیب در دمای۴۵ Cو۳۰ Cبدست آمد .نتایج مدت زمان نگهداری نشان داد که آنزیم آزاد تمام فعالیتش را بعد از ۵ هفته از دست داد اما آنزیم تثبیت شده بعد از گذشت ۴ هفته ۳۸/۸۳ و بعد از گذشت ۶ هفته ۹۳/۶۰ از فعالیت اولیه خودش را حفظ نموده است.همچنین بیش از ۸۸ فعالیت اولیه آنزیم بعد از ۶ مرتبه استفاده پی در پی حفظ شده است .نتایج نشان داد که پایداری حرارتی آنزیم تثبیت شده بهبود پیدا کرده است و pH بهینه هم در آنزیم آزاد و هم تثبیت شده ۵/۶=pH می باشد .ثابت میکائیلیس- منتن (Km) و بیشترین سرعت واکنش (Vm) نیز اندازه گیری شد .میزان Km برای آنزیم تثبیت شده بالاتر از آنزیم آزاد بدست آمد و Vm در هر دو مورد تقریبا یکسان بود .نتایج حاصل از این تحقیق نشانگر پتانسیل بالای این نانوکامپوزیت برای تثبیت آنزیم است
Enzymes are biological macromolecules that have been widely used in industry as a catalyst. Conducting polymers have some advantage such as easy produce ability environmental stability and excellent electrical conductivityHalloysite represent from two layers of allominate and sillicate (formula: Al2Si2O5(OH)4nH2O 1:1 layer allominosilicate). The structure of halloysite is micro and hollow nanotubes and it is find abundantly in enviroment. The main purpose of this study is use of polyaniline/ halloysite nanocomposite bed in order to -amylase immobilization. Surface and particle size of prepared bed were detected by scanning electron microscopy (SEM). Particles shape were nanotubes and particles size range were between 20 and 40 nm. Moreover Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) was used for confirm binding between enzyme and bed and verification the elements used in the preparation of nanostructured bed. The results indicate that the amount of immobilized -amylase on nanocomposite was 15 mg per 25 mg bed and the best immobilization was achieved by 1:0.6 ratio of enzyme to the bed. Immobilized enzyme was much more stable than the free enzyme at higher temperature. The highest activity of immobilized and free enzyme were at 45C and 37C, respectively. The results of storage time showed that free enzyme was inactived after 5 weeks, but the activity of the immobilized enzyme retained 83.38 of initial activity after 4 weeks and 60.93 after 6 weeks. Also more than 88 of the initial activity was maintained after 6 times usage. The results showed an improvement in thermal stability and the optimum pH in immobilized and free enzyme was 6.5. Michaelis- Menten constent (km) and maximum reaction rate (Vm) were investigated. The Km for the immobilized enzyme was found higher than free enzyme and Vm was found to be almost the same as free enzyme. It can be concluded that this nanocomposite has a high potential for enzyme immobilization