在某些人群中，有很多患有乳糖不耐症，這是由於缺乏分解乳糖所需的β-半乳糖苷酶。因此，乳糖在腸道中發酵，從而引起消化紊亂。β-半乳糖苷酶的應用在乳製品，如牛奶和乳清中的乳糖水解中受到很大關注。根據目前的科學知識，由於產物的抑制，不穩定和難以回收等原因，可溶性酶不能用於工業和環境應用。為了克服這些侷限性，酶固定化被認為是最成功的方法之一。由於納米材料表面積大，增加了酶的摻入，提高了催化效率，因此酶在納米材料中的應用越來越受到人們的重視。近年來，靜電紡絲已成為最熱門的技術之一，廣泛應用於各種材料製備納米纖維，如聚合物，無機材料和複合結構。
本文的研究目標是：1.通過一步靜電紡絲法將β-半乳糖苷酶固定在CS/PVA納米纖維上。2.研究聚合物溶液參數，如CS/PVA質量比，電導率，CS/PVA混合溶液的流變性能以及工藝條件對電紡樣品和酶形態的影響，以確定優化的納米纖維用於酶固定化。研究的工藝條件包括施加的電壓和溶液的流速。3.比較用β-半乳糖苷酶得到的優化納米纖維與不用β-半乳糖苷酶獲得的納米纖維的化學和熱特性。
圖1. 在不同條件下以CS / PVA溶液質量比為50:50的靜電紡絲樣品的FESEM圖像：E）20kV，0.5ml / h; F）20kV，0.1ml / h; G）30kV，0.5ml / h; H）30kV，0.1ml / h。
圖2. 納米纖維的FTIR光譜圖。（A;無β-半乳糖苷酶的納米纖維和B：固定β-半乳糖苷酶的納米纖維。（在質量比為50:50，20kv和0.5 ml/h條件下從CS/PVA溶液中獲得樣品）
圖3. 納米纖維的DSC熱分析圖。（A;無β-半乳糖苷酶的納米纖維和B：固定β-半乳糖苷酶的納米纖維。（在質量比為50:50，20kv和0.5 ml/h條件下從CS/PVA溶液中獲得樣品）
通過靜電紡絲將β-半乳糖苷酶成功地固定在殼聚糖（CS）/聚乙烯醇（PVA）混合納米纖維上,研究了聚合物溶液參數和電紡絲工藝條件對納米纖維形貌和酶活性的影響。FESEM結果表明，納米纖維的形貌和直徑均受到研究因素的顯著影響。質量比為50:50，條件為20kv和0.5ml/h的CS/PVA納米纖維墊作為優化的納米纖維，其具有最小的直徑和最均勻的結構。另一方面，β-半乳糖苷酶固定的納米纖維（Enzyme-NF）的催化活性沒有隨這些因素顯著改變。在pH6.8和4℃下，Enzyme-NF的催化活性為遊離酶活性的57.03％。此外，與50℃下的遊離β-半乳糖苷酶相比，β-半乳糖苷酶固定的納米纖維表現出更高的溫度穩定性。在28天的儲存期間，Enzyme-NF樣品分別在4℃和25℃保持其初始活性的77％和42％。
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