摘要
摘要
CK
稀有人参皂苷因为广泛的药理活性和生物活性受到越来越多的关注，如何高
效大规模制备CK是当前研究的重点。利用酶法转化CK具有特异性高、条件温和及副
产物少等优点。尽管酶催化制备CK具有广阔的应用前景，但游离酶稳定性差，不易
回收限制其大规模的应用。酶固定化是改进生物催化剂的一种突出且有效的技术，固
定化可以明显提高酶的稳定性和回收率，从而降低操作成本，提高产品质量。金属有
metal-organicframeworksMOFs
机骨架（，）具有可定制的孔隙和结构等优势，成为多
种酶常用的固定化载体。本文以双金属沸石咪唑酯骨架材料（ZeoliticimIdazolate
Frameworks，ZIFs）固定化蜗牛酶、β-葡萄糖苷酶，通过不同的酶固定化材料制备不同
酶活性的催化剂。通过优化固定化条件，分析固定化酶的分子结构，比较游离酶和固
定化酶的酶学特征及催化效率，筛选最佳的固定化酶催化剂。主要研究结果如下：
将蜗牛酶包埋在用L-天冬氨酸改性的双金属杂化纳米花Asp@ZIF-ZnCo-Sna中，
2+2+
通过对二甲基咪唑初始浓度、Zn：Co、L-天冬氨酸（Asp）添加量、蜗牛酶（Sna）
添加量、固定化时间等条件进行优化，得到酶载量为142.57mg/g，酶活79.8%的生物
pH
催化剂。固定化酶相较于游离酶有更高的、温度、储存、循环稳定性，更大的底物
亲和力，在相同条件下游离酶对人参皂苷Rb1的最大总转化率为59.95%，而
Asp@ZIF-ZnCo-Sna对人参皂苷Rb1的最大总转化率高达88.35%。
为了进一步提高固定化酶的酶活性使其有更高的催化效率，通过控制沉淀时间合
成了无定形颗粒Asp@aZIF-Sna、杂化纳米花Asp@bZIF-Sna和晶体Asp@cZIF-Sna固
定化酶材料。三种材料都保持与晶体ZIF相似的配位方式和化学成分，所以都具有良
好的稳定性。相比较Asp@bZIF-Sna和Asp@cZIF-Sna，无定形颗粒Asp@aZIF-Sna的
热、pH、储存稳定性略有降低，但是拥有更高的酶活和更高的催化效率。Asp@aZIF-Sna
催化人参皂苷Rb1总转化率分别是Asp@bZIF-Sna和Asp@cZIF-Sna的2.41和3.84倍。
为了减少催化过程中中间产物Rd和F2的含量，增大最终产物CK的量，提出一
Snaβ-β-GaZIF-Snaβ-G
种将蜗牛酶（）和葡萄糖苷酶（）共固定化制备双酶协同催化系统。
双酶共固定化材料具有更大的比表面积和更丰富的介孔，提高了酶的热、pH、长期储
存稳定性和有机溶剂耐受性。双酶的协同作用加快反应速度的同时也使催化反应更彻
底，在48h转化Rb1的总产率为97.35%，其中CK占总产物的96.4%。
ZIF
关键词：双金属；酶固定化；杂化纳米花；无定形颗粒；蜗牛酶
论文类型：应用基础
I
ABSTRACT
ABSTRACT
TherareginsenosideCKhasreceivedincreasingattentionbecauseofitsbroadrangeof
pharmacologicalandbiologicalactivities,andhowtoprepareCKefficientlyandonalarge
scaleisthefocusofcurrentr