本发明属于材料科学，涉及使用酞菁溶液收集马铃薯过氧化物酶的絮凝法，该方法中的酞菁为四磺酸铵基酞菁铁，其水溶性好，物化性质稳定且环境友好。四磺酸铵基酞菁铁作为新型絮凝材料，其用量少，絮凝效果好，絮凝产物失活率低，容易再分散，可有效絮凝收集马铃薯过氧化物。
背景技术：
1、植物过氧化物酶在医疗、食品、环保领域有巨大的价值，但是已商品化的酶制剂价格昂贵，工业上使用成本太高，寻找一种资源丰富、价格低廉、酶含量较高的原料，非常必要。如马铃薯过氧化酶，在马铃薯淀粉加工废水中含有马铃薯过氧化物酶，假如能从此废水中用简单有效的方法提取出过氧化物酶，则可以廉价地获得过氧化物酶，为过氧化物酶的实际应用提供丰富的酶源。絮凝提取法，絮凝剂用量少，方法简单，成本低，因此，絮凝收集马铃薯过氧化物酶的方法有较大的实用价值。
2、马铃薯是日常食物，可以作为主食，也可以作为菜品，还可以加工成淀粉而广泛食用。马铃薯淀粉的加工量较大，产生的加工废水体积庞大，其中存在着大量的纤维素、蛋白质以及糖类，这些物质容易变质、容易腐坏以及不易保存等特性，也不容易收集。如果将这些废水直接排放到附近的水体中，会造成资源浪费，也会对周围的生态环境造成影响。科学地处理马铃薯淀粉加工产生的废水，既可以提高天然资源的利用效率，又可以减轻生态压力，避免对环境造成污染，对实现马铃薯淀粉加工产业的可持续发展有着重要的现实意义。
3、马铃薯加工生产淀粉的过程中，产生的对生态环境有污染的废水主要是工艺废水，也就是从生产设备中提取淀粉后的废水、压榨机和沉淀池排出来的废水、及淀粉精制的洗涤废水，这部分废水中的蛋白质含量较高，不能循环利用，目前回收蛋白质的成本较高，现阶段这部分废水全部外排，会影响到生态环境。为了实现资源利用的最大化，目前需要对马铃薯加工废水进行深入开发利用，如，回收废水中的蛋白质，并将处理后的淀粉废水回灌到农田中，肥沃土壤。用根霉菌发酵，可使废水的化学需氧量降低93.6％。将废水作为生物防治菌、毛壳菌和链霉菌的培养基，用以生产生物防治菌等。也有用黏土矿物质作为阳离子交换剂，从马铃薯浆液中分离提取特异性糖蛋白和蛋白酶抑制剂。马铃薯淀粉加工废水中含有丰富的氧化还原酶，如过氧化物酶，有重要的应用价值，更值得开发和利用。
4、马铃薯过氧化物酶的传统提取方法是盐析法，即在马铃薯淀粉加工废水中加入高浓度的盐溶液或固体盐，如硫酸铵的饱和溶液或固体硫酸铵，使马铃薯过氧化物酶盐析，然后离心、过滤，或直接过滤，收集马铃薯过氧化物酶。这种收集马铃薯过氧化酶会消耗大量的无机盐，无机盐的回收等会增加生产过氧化物酶的成本，也容易造成二次污染。收集到的马铃薯过氧化物酶固体容易结块，不易再分散到水中去，使其实际应用价值降低。如果对盐析得到的过氧化物酶进行再精制，如色谱分离、冷冻干燥等，其生产成本更高。因而，需要探寻生产马铃薯过氧化物酶更实用的方法，如絮凝法。
5、絮凝法，絮凝剂的用量少，从水相中分离固体颗粒的效果好。常用的絮凝剂有硫酸铝、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酸盐、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚合氯化铝硅酸盐、聚硅酸铝钾，等等。这些絮凝剂一般用于工业废水的处理，用于马铃薯过氧化物酶的絮凝收集，相对而言其用量偏多，絮凝后的酶蛋白不易分散，会造成过氧化物酶的失活，还容易残留在水体中，造成二次污染。因此，需要探索絮凝能力强、用量少、廉价而环保的新型絮凝剂，通过絮凝法收集马铃薯过氧化物酶，为其工业应用提供价廉物美的酶制剂。
6、常用工业絮凝剂，其絮凝作用是通过絮凝剂在水体中建立分子之间的桥联作用形成空间网络结构，以及絮凝剂所带的大量电荷，使得水体中的微小颗粒聚集在一起而被絮凝。建立分子间桥联在一起的空间结构，需要一定量的絮凝剂分子，因而絮凝剂分子需要满足一定的量。絮凝剂依靠建立起的桥联结构对水体中的微小固体颗粒吸附作用较强，单个的絮凝剂分子或分离出的离子对微小固体颗粒的吸附作用有限。如要提高絮凝剂的絮凝作用，那就要求絮凝剂单个分子有吸附作用，而且性质稳定且环保。
7、单个分子有较强吸附作用的物种有很多，如果性质要稳定且环保的分子，可选酞菁分子，如四磺酸铵基酞菁铁。酞菁分子是一类功能材料，在微电子、医疗和催化等多个领域有重要的应用，酞菁分子含有18-π电子的共轭平面结构，这种结构性质稳定，使得分子间的作用力强。四磺酸铵基酞菁铁这种分子外围的四个取代基使得分子的水溶性好，易于分散在水体中，且一个分子带有4个负电荷。而且其分子又保留了较强的分子作用力，其代谢的产物安全无害，中心金属铁原子对环境友好。基于这些特性，从理论上看，四磺酸铵基酞菁铁应当具有絮凝作用，实验研究也证明这种酞菁分子具有较好的絮凝作用，且用量少，对酶蛋白的活性影响较小。
技术实现思路
1、(一)本发明目的：选出一种有效的酶蛋白絮凝剂四磺酸铵基酞菁铁，高效絮凝酶蛋白，从马铃薯淀粉加工废水中收集马铃薯过氧化物酶，且马铃薯过氧化酶活性得到较好的保留。
2、(二)其技术方案：发明的技术方案如下。
3、(1)配制相关溶液
4、配制浓度为0.01％的四磺酸铵基酞菁溶液，及1％的三氯化铁对照絮凝剂溶液溶液。在50ml的ph 6.0的0.1mol/l磷酸缓冲液中，加入28μl愈创木酚，磁力搅拌器上加热搅拌，至愈创木酚完全溶解，再加入19μl h2o2，得分析过氧化物酶活力用的反应混合液。
5、(2)马铃薯淀粉加工废水的准备
6、将新鲜马铃薯去皮洗净，切成小块，约1×1×1cm大小，放入匀浆机中，加入等质量的4℃下预冷的0.05mol/l的ph 7.2的磷酸缓冲液或蒸馏水中。匀浆后，用8层纱布过滤，于4℃下浸提4h，于10000r/min离心30min，收集上清液，即模拟制备的马铃薯淀粉加工废水。
7、(3)絮凝马铃薯过氧化物酶
8、在50ml的马铃薯加工废水中，加入浓度为0.01％的四磺酸铁酞菁溶液1ml，在磁力搅拌器上低速搅拌，静置，4000r/min离心10min。测定絮凝前后上清液中的过氧化物酶活力，以及沉淀物粗酶的溶液的酶活力。
9、(4)絮凝出的过氧化物酶的加工
10、絮凝出的马铃薯过氧化酶固体为粗酶，与上清液分离后，固体部分的含水量约为45％。将一定质量的湿粗酶固体与一定质量可溶性淀粉混合搅拌，40℃恒温干燥6h，研碎得棕色固体粉末，即可再分散的粗酶固体，可将其溶于水相测定其酶活力。
11、(5)马铃薯过氧化物酶活力的测定
12、在比色皿中加入3ml上述的反应混合液，0.1ml磷酸缓冲液，作为校零对照液。在比色皿中加入3ml反应混合液，0.1ml粗酶液，混匀后，立即计时，470nm波长下测量吸光值，每隔30s读数一次，连续读数至2min。酶活力单位定义为，在测定条件下，吸光度值每分钟增加0.01所需要的酶量定义为1个活力单位(u)。酶活力的计算公式如方程(1)
13、e＝δa470/(0.01×t×v) (1)
14、式中：e为过氧化物酶活力(u/ml)；δa470为在470nm下测得的吸光度的变化值；t为时间(min)；v为测定使用酶液体积(ml)。
15、(三)优点和效果：
16、1、絮凝剂用量极少。达到明显絮凝的效果，絮凝剂四磺酸铵基酞菁铁的用量，只有常用絮凝剂用量的约1/100。
17、2、絮凝后酶活性损失少。絮凝后，酶的活性损失少，没有显著的活性损失。
18、3、絮凝过程环保。絮凝剂具有环境友好特性，与絮凝物一起析出溶液。
1.一种收集马铃薯过氧化物酶的酞菁絮凝法，特征在于，包括以下(1)-(5)部分：
2.根据权利要求1所述的絮凝剂为四磺酸铵基酞菁铁，其絮凝使用浓度为0.01％，其絮凝效果与浓度1％的氯化铁溶液的絮凝效果相当，其絮凝能力相当于氯化铁的100倍。
3.根据权利要求2所述浓度的絮凝剂四磺酸铵基酞菁铁溶液絮凝50ml的权利要求1中的(2)废液，其体积用量为2.5-4ml，最适宜用量为3ml。
4.根据权利要求2所述浓度的絮凝剂四磺酸铵基酞菁铁溶液3ml絮凝50ml的权利要求1中的(2)废液，所得湿絮凝物重新分散到50ml的水或缓冲溶液中，其酶活力相对于粗酶溶液保留72％以上。
5.根据权利要求1所述的(4)中的絮凝物和可溶性淀粉形成干粉混合物时，湿絮凝物与可溶性淀粉的质量比为2：0.5-2：2.5，最适宜的质量比例为2：1。
6.根据权利要求1所述的(4)中的絮凝物干粉其再分散到水或缓冲溶液中的酶活力，相对于粗酶的原废水溶液，酶活力保留有69％以上。
