تثبيت آنزيم اينوليناز روي نانوذرات مغناطيسي پپتيدي و پروتئيني جهت توليد شربت پر فروكتوز

Inulinase Immobilization on Magnetic Peptide and Protein Nanoparticles for High Fructose Syrup Production

آنزيم اينوليناز قادر به توليد شربت پر‌فروكتوز در يك فرايند تك مرحله‌اي آنزيمي از اينولين مي‌باشد. در اين پژوهش در ابتدا نانوذرات مغناطيسي به روش هم رسوبي تهيه گرديد. پس از آن در مرحله دوم، نانوذرات ايزوله پروتئين سويا به همراه سرم آلبومين گاوي (نانوذرات پروتئيني) و نانوپپتيدهاي حاصل از هيدروليز آنزيمي گلوتن گندم با آنزيم‌هاي اندوپپتيداز، به روش حلال زدايي تهيه و سپس جهت اصلاح سطح و پايدار سازي نانوذرات مغناطيسي، فرآيند پوشش دهي سطح انجام گرفت. در مرحله سوم، فرآيند تثبيت آنزيم بر روي سطوح بستر مغناطيسي با استفاده از گلوترآلدهيد صورت گرفت. در اين تحقيق به منظور مطالعه شكل و ساختار، اندازه و ويژگي‌هاي عملكردي نانوذرات مغناطيسي و پروتئيني و فرآيند تثبيت آنزيم در كليه مراحل تهيه، روش‌هاي تشخيص ميكروسكپ الكتروني روبشي ( SEM) وتفرق ديناميك نور (DLS ) به‌كار گرفته شد. پس از تثبيت آنزيم، ويژگي‌هاي عملكردي آنزيم تثبيت شده بررسي و با ويژگي‌هاي آنزيم آزاد مورد مقايسه قرار گرفت. نتايج نشان داد كه، مقاومت حرارتي آنزيم، همچنين پايداري در pH اسيدي بهبود يافته است. ميزان فعاليت آنزيم، تعداد سيكل‌هاي استفاده مجدد از آنزيم، همچنين پارامترهاي سينتيكي (Vmax, Km, t1/2) آنزيم تثبيت شده در مقايسه با آنزيم آزاد به‌ صورتي تغيير يافته بود كه نشان دهنده افزايش پايداري و بهبود عملكرد آنزيم پس از تثبيت بود.

Inulinase can produce high fructose syrup from inulin in a one-step enzymatic process. In this research, Inulinase was immobilized on the magnetic nanoparticles functionalized with protein and peptide nanoparticles through covalent attachment to improve the stability of the enzyme. At the first step, the magnetite nanoparticles were prepared by co-precipitation method. Then, in the second step, a mixture of soy protein isolate and bovine serum albumin nanoparticles, and wheat gluten hydrolysates prepared by endopeptidases were synthesized by desolvation method and then the magnetite nanoparticle’s surface were coated for modification and stabilization. In The third step, the enzyme was immobilized on the surface of the magnetite carrier by using of glutaraldehyde. In this study, scanning electron microscope (SEM) and dynamic light scattering (DLS) were used for analyzing the particle size, shape, morphology and functional characteristics of magnetite and protein nanoparticles and enzyme immobilization in all steps of preparation. After enzyme immobilization the functional properties were compared with the free enzyme. The results implied that thermal stability and resistance to acidic pH were increased. The activity of the enzyme, reusability, and kinetic parameters (Vmax, Km, t1/2) were assayed and the results revealed better operational stability compared to free enzyme.