Biopolymers processed and used as enzyme carriers

Sammanfattning: Syftet med detta masterprojekt var att undersöka möjligheten att använda biobaserat, mjukgjort natriumalginat (NaAlg) som enzymbärare. Alginaterna görs traditionellt bearbetbara genom att tillsätta olika mjukgörare, såsom polyoler (glycerol, sorbitol, etc.), i detta arbete användes glycerol. Den experimentella aspekten av projektet involverade beredning i laboratorieskala av prover, som omfattade blandning, varmpressning, potentiell behandling med nedsänkning i kalciumbad och efterföljande torkning. Förlusten av kemikalier under bearbetningen kvantifierades med hjälp av termogravimetrisk analys (TGA) och ultraviolett-synlig spektroskopi (UV-Vis). De preparerade bearbetade proverna karakteriserades genom extraktionsexperiment. Under den första halvan av projektet undersöktes färgämnesladdningen av proverna för enkelhets skull. Senare byttes den laddade föreningen ut mot enzymer. UV-Vis-mätningar användes i båda fallen för att effektivt karakterisera proverna. De initialt preparerade mjukgjorda natriumalginatproverna var för känsliga och löstes lätt i vatten. Följaktligen utfördes experiment för att förbättra stabiliteten hos matrisen till en tillräcklig nivå genom jonbyte av natriumjoner till kalciumjoner. Denna process förbättrade avsevärt vattenstabiliteten hos proverna. Av resultaten verkar det som om frisättningen av den laddade föreningen kan kontrolleras genom jonbytesbehandlingen. När väl förbättrad vattenstabilitet hos matrisen upptäcktes, undersöktes effekten av mjukningsmedlet genom att ändra blandningsförhållandet för glycerol. Det visade sig att nivån av glycerol i provet är omvänt proportionell mot den laddade föreningens återhållbarhet. De enzymladdade proverna implementerades först med användning av lipasenzymer på grund av att de var lättillgängliga i laboratoriet. Inom kort visade det sig att analysen för att kvantifiera lipasaktivitet utförs i 2-metyl-2-butanol (2M2B), vilket inte orsakade någon svullnad i proverna som observerats tidigare. Därför byttes det laddade enzymet till Horseradish Peroxidase (HRP). Det visade sig att HRP-laddade prover hade aktivitet efter bearbetning. De vattenstabiliserade HRP-laddade proverna hade mätbar aktivitet under fyra timmars exponering för analysen. Förutom enzymatisk analys övervakades frisättningsprofilen för protein också med användning av Bradford-analysen. Man såg att efter en initial måttlig frisättning av enzymerna, planade frisättningen ut och upphörde efter fyra timmar. Resultaten av Bradford-analysen överensstämde med de enzymatiska aktivitetsmätningarna. Det bör noteras att den ursprungliga formuleringen av projektet var starkt baserad på en nyligen utvecklad bearbetningsmetod, extrudering för alginatkompositer. Tyvärr gjordes inga tester med extrudering på grund av tekniska svårigheter med instrumentet.