Title of article :
Textural and Structural Characterizations of Mesoporous Chitosan Beads for Immobilization of Alpha-Amylase: Diffusivity and Sustainability of Biocatalyst
Author/Authors :
Heydarzadeh Darzi, H Faculty of Petroleum and Petrochemical Engineering - Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran , Gilani, S Faculty of Chemical Engineering - Noshirvani University of Technology, Babol, Iran , Farrokhi, M Faculty of Petroleum and Petrochemical Engineering - Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran , Nouri, S.M.M Faculty of Petroleum and Petrochemical Engineering - Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran , Karimi, G Arvandan Oil & Gas Company, Khoramshahr, Iran
Pages :
10
From page :
207
To page :
216
Abstract :
In the present study, textural and structural characterizations of chitosan bead for immobilization of alpha amylase in detail by N2 adsorption–desorption, Microspore Analysis (MP), Barrett–Joyner–Halenda (BJH) plots and Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM) observations were investigated. Pore structure observation revealed chemical activation of chitosan bead by glutaraldehyde can change both the isotherm type of adsorption and pores shape. In consistence with textural analysis, the high value of pore volume distribution with range of mesopores region indicated the porosity of activated chitosan bead was uniformly increased. Intra-particle diffusion model designated that 97.6% of amylase was adsorbed inside the mesopores of activated chitosan bead owing to increase in kid (rate constant) and reduce of boundary layer effect on diffusion process. In addition, the stability experiments (pH, storage and thermal stability), enzyme leakage, Ca2+ and salt concentration effects were evaluated for immobilized amylase and compared with its free activities. Ca2+ concentration of 1 mM shows an excellent impact on relative activity of amylase on its free and immobilized forms. NaCl experiments indicated that 84% of amylase was covalently immobilized on activated chitosan beads. Further, the Michaelis–Menten kinetic coefficients, Km (~0.4mg/ml) and, Vmax(~227 U/mg Enzyme), point out strong affinity and high activity of immobilized enzym.
Farsi abstract :
در اين تحقيق خواص بافتي و ساختاري دانه هاي كيتوزان به منظور تثبيت آنزيم آلفا آميلاز به وسيله ي جذب و واجذب نيتروژن،نمودارهاي آناليز ميكرو حفرات، نمودارهاي بارت - جوينر - هالندا و مشاهدات ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهدات ساختاري حفرات نشان داد كه فعال سازي شيميايي دانه كيتوزان توسط ميداني گلوتار آلدئيد مي تواند نوع ايزوترم جذب و همچنين شكل حفرات را تغيير دهد. در تاييد نتايج تحليل بافت، توزيع حجمي حفرات به مقدار زيادي در محدوده مروحفره ها مي باشد كه همچنين نشان مي دهد، تخلخل دانه كيتوزان فعال شده، به طور يكنواخت افزايش يافته است. مدل نفوذ درون ذره اي نشان مي دهد كه به دليل افزايش kid (ثابت سرعت) و كاهش اثر لايه مرزي بر پديده نفوذ97/6% آميلاز در داخل حفرات دانه فعال شده كيتوزان جذب شده است. همچنين آزمايش هاي پايداري ( pH ، ذخيره سازي و پايداري حرارتي)، نشت آنزيم، اثرات غلظت نمك و پون كلسيم براي آميلاز تثبيت شده بررسي و با آنزيم آزاد مقايسه گرديد. غلظت 1 ميلي مولار يون كلسيم تاثير بسيار خوبي بر فعاليت نسبي آميلاز در شكل آزاد و تثبيت شده نشان داده است. آزمايشات تاثير نمك كلريد سديم نشان مي دهد كه 84٪ از آميلاز به صورت كوالانسي بر روي دانه هاي فعال كيتوزان تثبيت شده است. علاوه بر اين ثابت معادله ميكائيليس- منتن (~ 0.4mg /U / mg Enzyme (ml و بيشترين سرعت در معادله ميكائيليس- منتن به دست آمده است كه نشان دهنده تمايل قوي و فعاليت بالاي آنزيم تثبيت شده مي باشد.
Keywords :
Covalent Immobilization , Alpha Amylase , Chitosan Bead , Structural Characterization
Serial Year :
2019
Record number :
2496282
Link To Document :
بازگشت