عنوان

تثبیت آنزیم آلفاآمیلاز روی بستر نانوذرات مغناطیسی در ماتریکس آلژینات,‮‭Immobilization of -amylase on magnetic nanoparticles in alginate matrix‬

Number

‭۲۱۰۳۲پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

تثبیت آنزیم آلفاآمیلاز روی بستر نانوذرات مغناطیسی در ماتریکس آلژینات

Parallel Title Proper

‮‭Immobilization of -amylase on magnetic nanoparticles in alginate matrix‬

First Statement of Responsibility

/مریم فتحی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: کشاورزی

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۷‬

Name of Manufacturer

، میرزائی

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۱۹‬ص‬

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

علوم وصنایع غذایی

Date of degree

‮‭۱۳۹۷/۰۶/۱۹‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

تثبیت آنزیم روشی برای حل مشکلات مربوط به استفاده از آنزیم، ازجمله آنزیم آلفاآمیلاز، در شکل آزاد است .از حامل‌صهای مختلفی برای تثبیت آنزیم استفاده می‌صشود .نانوذرات مغناطیسی حاملی است که به دلیل جداسازی سریع و آسان از محیط واکنش، با استفاده از یک میدان مغناطیسی خارجی، برای بازیابی و استفاده‌صی مجدد از آنزیم مورد توجه است .آلژینات نیز به دلیل متخلخل، غیرسمی، ارزان و در دسترس بودن ژل مناسبی برای به‌صدام‌صاندازی آنزیم‌صها است .بنابراین، بستر کامپوزیت آلژینات‍ مغناطیسی‌صشده می‌صتواند بستر مناسبی برای تثبیت آنزیم باشد .با این تفاصیل، هدف از این پایان‌صنامه به کار بردن بستر کامپوزیت آلژینات‍ مغناطیسی‌صشده برای تثبیت آنزیم آلفاآمیلاز می‌صباشد .در این پایان‌صنامه مقادیر مختلف آنزیم آلفاآمیلاز ‮‭(۱‬ تا ‮‭۱۰‬ میلی‌صگرم (در ‮‭۱۰‬ میلی‌صگرم از بستر آلژینات- نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن به دام انداخته شد تا بهترین نسبت آنزیم به بستر تعیین شود .سپس دما و ‮‭pH‬ بهینه‌صی فعالیت آلفاآمیلازصهای آزاد و تثبیت‌صشده و نیز میزان پایداری آنزیم‌صهای آزاد و تثبیت‌صشده در‮‭pH‬ های ‮‭۴‬ تا ‮‭۸‬ و دماهای ‮‭۳۰‬ تا ‮‭۸۰‬ درجه‌صی سانتی‌صگراد، میزان پایداری آنزیم‌صهای آزاد و تثبیت‌صشده در طول ‮‭۱۲‬ روز نگهداری در دمای یخچال و ‮‭pH‬ بهینه، خصوصیات سینتیکی هیدرولیز نشاسته با آلفاآمیلازصهای آزاد و تثبیت‌صشده) با استفاده از غلظت‌صهای ‮‭۲/۰‬ تا ‮‭۲‬ درصد نشاسته (و قابلیت استفاده‌صی مجدد از آلفاآمیلاز تثبیت‌صشده در شرایط بهینه مورد بررسی قرار گرفت .هم‌صچنین برای بررسی چگونگی برهم‌صکنش میان اجزای بستر با هم و بستر با آنزیم و نیز بررسی اندازه و شکل ذرات بستر تولیدشده و بستر حاوی آنزیم تثبیت‌صشده به ترتیب از ‮‭FTIR‬ و ‮‭SEM‬ استفاده شد .نتایج نشان داد که بهترین نسبت آنزیم به بستر، از نظر میزان بازده تثبیت و میزان فعالیت آلفاآمیلاز، نسبت ‮‭۱۰:۱‬ است .بازده تثبیت آلفاآمیلاز در بهترین نسبت آنزیم به بستر برابر با ‮‭۸۳/۷۱‬ درصد بود و فعالیت آلفاآمیلاز آزاد و تثبیت‌صشده در بهترین نسبت آنزیم به بستر به ترتیب ‮‭۹۸/۴‬ و ‮‭۱۲/۳‬ میکرومول بر دقیقه .پس از تثبیت آلفاآمیلاز، ‮‭pH‬ و دمای بهینه‌صی فعالیت آنزیم به ترتیب از ‮‭۶/۵‬ به ‮‭۶/۴‬ و از ‮‭۳۷‬ به ‮‭۵۰‬ درجه‌صی سانتی‌صگراد تغییر یافت .هم‌صچنین، تقریبا در همه‌صی‮‭pH‬ های بررسی‌صشده، به‌صویژه در‮‭۴=pH‬ ، آلفاآمیلاز تثبیت‌صشده پایداری بیش‌صتری نسبت به آلفاآمیلاز آزاد داشت .پایداری حرارتی آلفاآمیلاز تثبیت‌صشده نسبت به آلفاآمیلاز آزاد، در دما و ‮‭pH‬ بهینه‌صی فعالیت، نیز در محدوده‌صی دمایی بیش‌صتری حداکثر مقدار بود .علاوه‌صبراین، آلفاآمیلاز آزاد و تثبیت‌صشده در بهترین نسبت آنزیم به بستر پس از دوازده روز نگهداری به ترتیب ‮‭۸۱/۶۴‬ و ‮‭۴۱/۷۳‬ درصد فعالیت اولیه‌صی خود را حفظ کردند .به‌صعلاوه آلفاآمیلاز تثبیت‌صشده در بهترین نسبت آنزیم به بستر پس از سه و شش بار استفاده در دما و ‮‭pH‬ بهینه‌صی فعالیت، به ترتیب ‮‭۰۹/۷۴‬ و ‮‭۹۸/۲۳‬ درصد فعالیت اولیه‌صی خود را حفظ کرد .هم-چنین پس از به‌صدام‌صاندازی آلفاآمیلاز در بستر، مقدار ‮‭Km‬ و ‮‭Vmax‬ از ‮‭۸۴۹۲/۷‬ میلی‌صگرم بر میلی‌صلیتر و ‮‭۸۳۱۲/۱۳‬ میکرومول بر دقیقه) برای آنزیم آزاد (به ‮‭۵۸۷۳/۱۸‬ میلی‌صگرم بر میلی‌صلیتر و ‮‭۲۳۰۷/۱۹‬ میکرومول بر دقیقه) برای آنزیم تثبیت‌صشده در بهترین نسبت آنزیم به بستر (تغییر یافت .بر اساس نتایج‮‭FTIR‬ ، نانوذرات ‮‭Fe۳O۴‬ با آلژینات احاطه شدند و آنزیم آلفاآمیلاز نیز با موفقیت در بستر آلژینات- نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن به دام افتاد .بر اساس نتایج حاصل از ‮‭SEM‬ نیز، نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن ساخته‌صشده) با میانگین اندازه‌صی نانوذرات حدود ‮‭۳۹‬ نانومتر (کروی‌صشکل بوده و در داخل تخلل میان رشته-هاصی آلژینات جای گرفته بودند .آنزیم آلفاآمیلاز نیز بر روی نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن جای‌صگرفته در رشته‌صهای آلژینات تثبیت شده بود

Text of Note

Enzyme immobilization is a method for solving problems associated with the use of the free form of enzymes, including -amylase. Various carriers are used to immobilize the enzyme. The magnetic nanoparticles are considered for retrieval and reuse of the enzyme due to their rapid and easy separation of the reaction medium applying an external magnetic field. Also, since alginate is a porous, non-toxic, inexpensive and available, it is an appropriate gel for entrapment of enzymes. Therefore, the magnetic alginate composite bead can be a suitable support for enzyme immobilization. With this introduction, the purpose of this thesis is to use the magnetic alginate composite bead to immobilize the -amylase enzyme. In this thesis, different amounts of -amylase (1 to 10 mg) were entrapped in 10 mg of alginate- iron oxide magnetic nanoparticles bead to determine the best enzyme to bead ratio. Then, the optimum temperature and thermal stability (30- 80 C), optimum pH and pH stability (4- 8), storage stability in refrigerator temperature and optimum pH (0-12 days), kinetic properties (using 0.2- 2 starch concentrations) of free and immobilized -amylase and reusability of immobilized -amylase in optimum conditions were investigated. Also, FTIR is used to examine the interaction between the bead components and the bead with the enzyme, and SEM to examine the size and shape of the synthesized bead particles and the bead containing the immobilized enzyme. The results showed that the best ratio of enzyme to bead was 1: 10 ratio in terms of immobilization efficiency and activity rate of -amylase. The -amylase immobilization efficiency at the best ratio of enzyme to bead was 71.83 and the free and immobilized -amylase activity at the best enzyme to bead ratio was 4.98 and 3.12 mol/min, respectively. After -amylase immobilization, the optimum pH and temperature of the enzyme activity were shifted from 5.6 to 4.6 and 37 to 50 C, respectively. Also, in almost all pH values studied, especially in pH=4, the immobilized -amylase exhibited greater stability than free -amylase. Moreover, the thermal stability of immobilized -amylase in optimum pH and temperature had its maximum value in the wider temperature range. In addition, free and immobilized -amylase at the best enzyme to bead ratio retained 64.81 and 73.41 of their initial activity after 12 days. Furthermore, the immobilized -amylase at the best enzyme to bead ratio remained 74.09 and 23.98 of their initial activity after three and six times use in optimum temperature and pH, respectively. Also, after the entrapment of -amylase in the bead, the Km and Vmax values were shifted from 7.8492 mg/ml and 13.8312 mol/min (for the free enzyme) to 18.5873 mg/ml and 19.2307 mol/min (for the immobilized -amylase at the best enzyme to bead ratio). Based on FTIR results, Fe3O4 nanoparticles were bounded by alginate and the -amylase was successfully entrapped in alginate- iron oxide magnetic nanoparticles bead. In addition, according to the results of SEM, synthesized iron oxide magnetic nanoparticles (with an average nanoparticle size of about 39 nm) were spherical and were located within the pores of the fibers of alginate. The -amylase was also immobilized on the iron oxide magnetic nanoparticles embedded in alginate fibers

Parallel Title

‮‭Immobilization of -amylase on magnetic nanoparticles in alginate matrix‬

فتحی، مریم

Fathi, Maryam

رضایی مکرم، رضا، استاد راهنما

همیشه‌کار، حامد، استاد راهنما

صوتی خیابانی، محمود، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی