Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การตรึงเอนไซม์ไซโคลเดกซ์ทรินไกลโคซิลทรานสเฟอเรสบนตัวค้ำอนินทรีย์

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Immobilization of cyclodextrin glycosyltransferase on inorganic carriers

Year (A.D.)

1994

Document Type

Thesis

First Advisor

เปี่ยมสุข พงษ์สวัสดิ์

Faculty/College

Graduate School (บัณฑิตวิทยาลัย)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เทคโนโลยีทางชีวภาพ

DOI

10.58837/CHULA.THE.1994.539

Abstract

เมื่อนำเอนไซม์ไซโคลเดกซ์ทรินไกลโคซิลทรานสเฟอเรส จาก Bacillus All ที่ทำให้บริสุทธิ์ขั้น 15 เท่า ไปทดลองตรึงด้วยวิธีดูดซับแบบกายภาพบน ไคโตแซน อลูมินา คาร์บอน เม็ดแก้วพรุน และซิลิกา ที่ pH 6.0 พบว่าซิลิกาเป็นตัวค้ำที่เหมาะสมที่สุด โดยมีประสิทธิภาพการตรึงเท่ากับ 54% ของแอคติวิตีที่ใส่ตั้งต้น และเมื่อทดลองนำเอนไซม์ตรึงนี้ไปผลิตไซโคลเดกซ์ทริน พบว่าไม่เหมาะสมที่จะใช้งานต่อไป เนื่องจากเอนไซม์ค่อยๆหลุดออกจากตัวค้ำในระหว่างการผลิตได้ทดลองตรึงเอนไซม์นี้ด้วยวิธีโคเวเลนต์บนตัวค้ำ 5 ชนิดเดิม ที่ pH 6.0 โดยใช้สารกระตุ้นอะมิโนโพรพิลไตรเอทอกซีไซเลนและกลูทารัสดีไฮด์ พบว่าเอนไซม์สามารถตึงบนอะลูมินาได้ดีที่สุดคิดเป็น 71% ของแอคติวิตีตั้งต้น ความสามารถในการตรึงเอนไซม์ไซโคลเอกซ์ทรินไกลโคซิลทรานสเฟอเรสของอะลูมินาที่กระตุ้นด้วย 1.0% อะมิโนไตรเอทอกซีไซเลน และ 0.25% กลูทารัสดีไฮด์ มีค่าเท่ากับ 258 ยูนิต/กรัมอะลูมินา เอนไซม์ตรึงมีค่า pH และอุณหภูมิที่เหมาะสมต่อการเร่งปฏิกิริยาเท่ากับ 7 และ 55ºซ. ขณะที่ค่าของเอนไซม์อิสระเท่ากับ 6 และ 60ºซ. ตามลำดับ ความเสถียรต่อ pH ของเอนไซม์ทั้งสองสภาวะอยู่ในช่วง 4.5 – 9.0 เท่ากัน และเอนไซม์ตรึงจะมีค่าความเสถียรต่ออุณหภูมิ 55ºซ. ซึ่งมากกว่าเอนไซม์อิสระ สภาวะที่เหมาะสมสำหรับการผลิตไซโคลเดกว์ทรินของเอนไซม์ตรึงแบบต่อเนื่อง คือ ความเข้มข้นของสับสเตรทเท่ากับ 1.5% อัตราการป้อนสับสเตรทเท่ากับ 5 มิลลิกรัมต่อชั่วโมง โดยสามารถผลิตไซโคลเดกซ์ทรินได้นานคงที่ 5 วัน และมีอัตราการผลิตเท่ากับ 72% และสามารถผลิตได้นานขึ้นโดยไม่มีจุลินทรีย์ปนเปื้อน เมื่อเติม 0.02% โซเดียมเอไซต์ ส่วนในการผลิตไซโคลเดกซ์ทรินแบบไม่ต่อเนื่องในถังปฏิกิริยา เอนไซม์ตรึงมีอัตราการเปลี่ยนแป้งเป็นไซโคลเดกซ์ทรินได้ 78% และนำมาใช้ผลิตได้ซ้ำถึง 10 ครั้ง โดยปริมาณไซโคลเดกซ์ทรินที่ผลิตได้จะลดลงประมาณ 40% ภายหลังการใช้งานครั้งที่ 10

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase) from Bacillus All was purified about 15 fold and was immobilized on various carriers. The immobilization by physical adsorption on chitosan, alumina, carbon, porous glass and silica at pH 6.0 had been studied. Silica was found to be the best support since it bound 54% of the loaded CGTase activity. However, this immobilized CGTase was not suitable for cyclodextrins production since the enzyme was detached from the support during operation.CGTase was also immobilized on the above mentioned carriers by covalent means. Aminopropyltriethoxysilane and glutaraldehyde were used to activate the carriers. Seventy-one of the loaded CGTase was covalently bound onto alumina which was the best support. The ability to bind CGTase of alumina activated with 1.0% aminopropyltriethoxysilane and 0.25% glutaraldehyde was 258 units per gram alumina. The optimum pH and ogtimum temperature of immobilized CGTase were slightly shift from 6 and 60C to 7 and 55 °C after immobilization. The stability to pH were in the range of 4.5 - 9.0 for both the immobilized and the free enzyme, wherease the stability to temperature of immobilized CGTase was up to 55 °C which was higher than the free enzyme. When this immobilized CGTase was used for continuous cyclodextrins production, the optimum conditions for substrate given were 1.5% soluble starch and 5 ml/hr feed rate. Approximately 72% of soluble starch was converted to cyclodextrins, the production level which was constant. for 5 days. By supplying sodium azide, the production can be prolonged without bacterial contamination. In batch operation, the immobilized CGTase converted soluble starch to cyclodextrins with 78% conversion. This enzyme could be repeatedly used for 10 times, after which the amount of cyclodextrins produced decreased 40%.

Link to Full Text

Share

COinS