Enzymatic hydrolysis of starch using immobilized α-amylase

Niniejszą pracę poświęcono wytworzeniu heterofazowego biokatalizatora do hydrolizy skrobi. Alfa-amylazę immobilizowano na mezoporowatej krzemionce SBA-15 oraz nośniku polimerowym. Powierzchnię SBA-15 zmodyfikowano (3-aminopropyl)etoksysilanem (APTES). Nośnik polimerowy otrzymano poprzez polimeryzację w odwróconej suspensji N-winyloformamidu (NVF) z diwinylobenzenem (DVB) jako monomerem sieciującym. W kolejnym etapie przeprowadzono hydrolizę zasadową grup formamidowych w celu uzyskania grup aminowych. Alfa-amylazę zaimmobilizowano kowalencyjnie na nośnikach, wykorzystując przy tym aldehyd glutarowy jako łącznik. Preparaty na etapie modyfikacji charakteryzowano przy użyciu XFD, DRIFT, EA, BET, DSC, TG. Wytworzone heterofazowe biokatalizatory testowano w procesie scukrzania skrobi ziemniaczanej. Wyznaczono stałą Michaelisa. Katalizatory wykazywały wysoką stabilność, aktywność katalityczną, w przeciwieństwie do enzymu natywnego mogą być stosowane ich w kilku cyklach katalitycznych i w procesach ciągłych.

This work was dedicated to the formation of heterophasic biocatalysts for starch hydrolysis. Alpha-amylase was immobilized on mesoporous silica SBA-15 and polymeric carrier. The surface of the SBA-15 was modified (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES). The polymer carrier was obtained by polymerization in an inverse suspension of N-vinyloformamide (NVF) with divinylbenzene (DVB) as a crosslinking monomer. Basic hydrolysis of the formamide groups was made to obtain the amino groups. Alpha-amylase was covalently immobilized on carriers, while using glutaraldehyde as a linker. The samples on the modification step were characterized using XFD, DRIFT, EA, BET, DSC, TG. The resulting heterophasic biocatalysts was tested in the enzymatic hydrolysis of starch. Michaelis constant was determined. The catalysts showed a high stability, catalytic activity, in contrast to the native enzyme they can be used in several catalytic cycles and continuous processes.