基于琼脂干凝胶固定化黑曲霉粗纤维素酶及其在胡萝卜汁提取中的应用研究

来自印度的研究人员针对食品加工中酶重复利用难题，通过固态发酵获得黑曲霉粗纤维素酶，采用琼脂立方体包埋、琼脂干凝胶吸附及戊二醛预处理吸附三种固定化方法，实现最高90.8%的固定效率与1.52 IU/g酶活，显著提升酶热稳定性（最适温度升至60℃）和重复使用性，应用于胡萝卜汁提取可提高出汁率、澄清度及还原糖含量，为食品工业提供经济可持续的酶回收方案。

　　

这项研究探索了通过固态发酵(SSF)获得的黑曲霉(Aspergillus foetidus)粗纤维素酶的固定化策略。科研人员对比了三种方法：琼脂立方体包埋法、琼脂干凝胶(agar xerogel)吸附法，以及经戊二醛预处理的琼脂干凝胶吸附法。结果显示，三种方法的固定化效率分别达到90.80%、84.08%和84.23%，对应的酶活性为1.12 IU/g、1.52 IU/g和1.48 IU/g。

固定化酶的特性分析发现，琼脂干凝胶吸附的纤维素酶最适温度从50℃提升至60℃，热稳定性显著增强。所有酶制剂在pH 4时均展现最佳活性。值得注意的是，固定化酶经过多次循环使用后仍保持可观活性，证实其优异的可重复利用性。

酶动力学参数揭示有趣现象：游离酶的K_m值为11.71 mg/mL，而固定化后K_m值升高（最高达62.32 mg/mL），V_max则在4.20-6.58 μmol/mL/min范围内波动。这些变化暗示固定化过程可能改变了酶与底物的亲和力。

在实际应用中，经固定化纤维素酶处理的胡萝卜汁展现出多重优势：出汁率提升、澄清度改善、还原糖含量增加，同时粘度降低。这些发现不仅证实琼脂干凝胶是理想的酶固定载体，更为食品加工行业提供了一种兼顾经济性与可持续性的生物催化解决方案。