一种利用米糠进行生物酶固定的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在污水处理工艺领域中一种生物酶固定化的方法，具体是指一种利用 稻谷加工的产物-米糠进行生物酶固定的方法。 技术背景
[0002] 应用生物酶技术处理废水是目前污水处理领域研宄的热点之一。该项研宄工作对 国家"节能减排"产业政策具有十分重要的意义。生物酶是一种能力巨大的催化剂，酶可以 作用于污染物质中复杂的化学链，将其降解为小分子有机物或co2、H20等无机物，有机物的 处理则通过酶反应形成游离基，游离基发生化学聚合反应生成高分子化合物沉淀，经过滤 即可除去。与其他微生物处理方法相比，酶技术的应用具有催化效率高、反应条件温和、对 设备要求低、反应速度快等优点。可以说酶技术应用在废水处理中是一种很有潜力的方法， 但是酶在高温、强酸条件下稳定性差，易失活，酶活性易受到废水中污染物的影响，不能重 复利用。固定化酶就是人们在寻求克服这些不足的过程中不断改进发展起来的一项技术。
[0003] 酶的固定化是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内，仍能进行其特有催化反 应、并可回收及重复利用的一类技术，就是通过化学或物理的处理方法，使原来水溶性的酶 与固态的水不溶载体相结合或被载体包埋。作为固定化酶的一部分，载体材料的结构和性 能对固定化酶的各种性能都有着巨大的影响。固定化酶不仅在化学、生物学及生物工程、医 学及生命科学等学科领域的研宄异常活跃，得到迅速发展和广泛的应用，而且因为具有节 省资源与能源、减少环境污染而符合可持续发展的战略要求。
[0004] 有关于酶固定化的研宄，相关的报道有[张巍巍，《硕士学位论文》，生物碳纤维 的酶固定化研宄，20100604];[杨雪梅，张兰英，张蕾等，《吉林大学学报》，固定化酶在高浓 度有机废水中的应用，2005, 35-3 :398-402];[刘秀红，常颜红，罗晖，《安徽农业科学》，环 境领域中固定化酶的应用，2014,42-21 :7171-7174];中国专利CN101381721B公布了一种 固定化脂肪酶及其制备方法，该固定化脂肪酶的制备方法，是将脂肪酶溶液与是所述脂肪 酶溶液重量的3%-60%的聚合物乳液混合均匀，将得到混合液浸渍无纺布，干燥得到固定 化脂肪酶；中国专利CN1766103A公开了一种高稳定性固定化酶的制备方法。该方法首先采 用酶、水、表面活性剂、有机溶剂、单体或预聚物、以及交联剂等构建微乳体系，然后加入少 量反应底物诱导出酶的活性构象，通过加热、紫外光照或直接辐射等方式引发自由基聚合， 实现酶在高度交联载体中的包埋固定化。但该方法操作过于繁杂，不适用于工业生产，而且 生产成本相对较高。如何选择一种生产费用低廉，适用范围广，操作简易的酶固定化工艺， 便成为当前酶固定化研宄的一种普遍共识。
[0005] 稻谷是我国第1大粮食品种.目前年产1.85亿t左右。占全国粮食总产量的 42%。稻谷在加工成精米的过程中要去掉外壳和占总重10%左右的种皮、果皮、外胚乳、糊 糊层和胚，传统的米糠也就是现行国家标准米糠主要是由种皮、种皮、外胚乳、糊粉层和胚 加工制成的，因此在加工过程中会混进少量的稻壳和一定量的灰尘和微生物，国内外的研 宄结果和资料表明，米糠中富含各种营养素和生理活性物质，一般来说，米糠中平均含蛋白 质15%，脂肪16% -22%，糖3% -8%，水分10%。米糠在国外已经逐步开始采用生物工程 技术，而在我国米糠的综合利用尚处于初始阶段，仅少部分作为畜牧饲料的原料。随着人们 认识的加深和技术的发展。米糠在饲料中大量应用和作为巨大的可再生资源，在未来将有 很好的发展前途，如果合理利用。将会产生不可估量的经济效益。
[0006] 如果将米糠应用在生物酶的固定化工艺上，不仅大大的扩大了米糠的应用领域， 也会为生物酶的固定化开辟了一个新的方向。
【发明内容】
[0007] 本发明需要解决的首要技术问题在于如何将米糠应用在生物酶的固定化工艺上， 并且具有实际可操作性，工业应用价值明显。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0009] 一种利用米糠进行生物酶固定的方法，其特征在于，包括下述步骤：
[0010] (1)生物酶的处理：用0.5MNaOH将蒸馏水的pH调到8. 0-8. 5,并加入30%过氧化 氢，并使NaOH水溶液中含有质量含量为0. 06 %的过氧化氢，将NaOH水溶液加热至30-35 °C; 将生物酶与NaOH水溶液以1 : 5的质量比分散于上述NaOH水溶液中，用频率40-50K赫 兹超声波振20分钟，然后用5000r/min的速度进行离心15分钟，取上清液；加入pH为9. 0 的0. 2mol/L的硼酸盐缓冲液溶解沉淀，滤去不溶物后得到碱性蛋白改性酶液，存放在温度 4°C的冰箱里备用；
[0011] ⑵烘干过程：将碱性蛋白改性酶液与米糠按质量比为1:10的比例，将碱性蛋白 改性酶液喷洒在米糠上，边喷洒边翻滚搅拌，喷洒完成后再加入引发聚合剂，继续搅拌半小 时后在30-35°C下慢慢烘干，烘干后的水份质量含量〈5%，米糠固定化生物酶即制备完成。
[0012] 作为优选，上述一种利用米糠进行生物酶固定的方法的步骤（2)中的引发聚合剂 为过氧化苯甲酰溶液，其制备方法为：取1份的过氧化苯甲酰粉末溶入100份的乙酸乙酯 中，在酶固定化溶液中的投加的质量比例为1 :1〇〇。为了取得更好的效果，其中的过氧化苯 甲酰、乙酸乙酯均为分析纯原料。
[0013] 作为优选，上述一种利用米糠进行生物酶固定的方法的步骤（1)中的NaOH、过氧 化氢均为分析纯原料。
[0014] 作为优选，上述一种利用米糠进行生物酶固定的方法的步骤（1)中硼酸盐缓冲液 制备方法为：取硼酸溶解于水中，然后再用40%氢氧化钠溶液调节pH至9. 0,并使溶液浓度 为0? 2mol/L的硼酸盐缓冲液。
[0015] 作为优选，上述一种利用米糠进行生物酶固定的方法的步骤（2)中烘干过程采用