脂肪酶固定化及其应用研究

摘要

本论文主要对脂肪酶的固定化、有机相中固定化脂肪酶催化特性、固定化脂肪酶催化合成棕榈酸异辛酯的应用进行了研究。其主要内容如下： 一．脂肪酶的固定化：本文以D311离子交换树脂为载体，通过离子交换吸附法对Lipolase 100L脂肪酶进行了固定化。采用考马斯亮蓝法测定了酶蛋白在离子交换树脂上的吸附率，考察并得到了酶固定化的最佳条件：在pH10缓冲液下，加酶液量为每克预处理过的树脂加入1.5mL，吸附时间为10h，吸附温度为35℃。脂肪酶在非水相系统中具有水相反应所不具备的很多优点，将所得固定化酶用于催化合成月桂酸月桂酯，考察了非水相中固定化脂肪酶催化酯化反应的特性，从反应温度、酶用量、最佳水含量、溶剂、底物酸醇摩尔比等方面对反应进行了全面的研究。在月桂酸月桂酯合成反应中，酸醇摩尔比为0.2：0.2(mol/L)，最佳固定化酶初水含量为8％，在最佳反应介质异辛烷中固定化酶用量为200mg，反应时间为210min，55℃的最佳反应温度条件下，酯合成反应的转化率可达91.3％，得到的固定化脂肪酶的催化反应活化能Eα为19.00kJ/mol。反应的最佳酸醇摩尔比为1：2。将固定化酶在4℃下放置2个月，酶活损失很小，贮存稳定性较好。 二．固定化脂肪酶连续化催化性能研究：根据自制固定化脂肪酶及载体的特征，采用简易的PBR生物反应装置，实现了固定化脂肪酶对月桂酸月桂酯的连续化反应。考察了底物进料速度、催化剂装载量对催化反应的影响。当月桂酸、月桂醇底物浓度均为0.4mol/L时，得到的最佳流加速度为10mL/h，最适装载量为6g。将固定化脂肪酶用于催化月桂酸月桂酯反应的全过程，每次以反应平衡后再反应1h计，重复60次，酶活力还保留达89.82％。 三．固定化脂肪酶催化合成棕榈酸异辛酯的应用：实验结果表明自制的固定化脂肪酶Lipolase在最佳的棕榈酸和异辛醇的摩尔比为1：1.5，反应温度为40℃的条件下，棕榈酸异辛酯的合成反应能很好的实现。通过气相色谱分析，采用相对面积法，得到酯合成的转化率为97.91％.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2应用于非水相脂肪酶酶促反应的固定化研究

1.2.1脂肪酶的固定化方法

1.2.2固定化酶的性质

1.3非水酶学

1.3.1系统含水量

1.3.2载体的影响

1.3.3有机溶剂的影响

1.4有机溶剂中脂肪酶催化反应的应用

1.5立题依据和主要研究设想

第二章离子交换树脂固定化脂肪酶

2.1引言

2.2实验药品及主要实验仪器

2.2.1实验药品

2.2.2主要实验仪器

2.3实验方法

2.3.1离子交换树脂的预处理

2.3.2脂肪酶的固定化

2.3.3蛋白质含量的测定

2.3.4固定化酶水含量的确定

2.3.5固定化酶催化酯化反应

2.4结果与讨论

2.4.1脂肪酶的浓度与吸光值的线性关系

2.4.2固定化条件的考察

2.4.3固定化酶的催化性能

2.4.4固定化酶的储存稳定性

2.5 小结

第三章固定化脂肪酶在固定床中的催化性能研究

3.1引言

3.2实验药品及主要实验仪器

3.2.1实验药品

3.2.2主要实验仪器

3.3实验装置及实验方法

3.4结果与讨论

3.4.1进料速度的影响

3.4.2催化剂装载量的影响

3.4.3固定化脂肪酶的重复使用性

3.5小结

第四章固定化脂肪酶催化合成棕榈酸异辛酯

4.1引言

4.2实验药品及主要实验仪器

4.2.1实验药品

4.2.2主要实验仪器

4.3实验装置及实验方法

4.4结果与讨论

4.4.1底物醇酸摩尔比对反应的影响

4.4.2温度对棕榈酸异辛酯合成的影响

4.4.3气相色谱法测定棕榈酸异辛酯的含量

4.5小结

第五章结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文