有机相中脂肪酶催化合成乙酸芳樟酯的研究

[目的]以乙酸酐和芳樟醇为底物,采用脂肪酶催化法合成乙酸芳樟酯。[方法]通过考察不同种类的脂肪酶对该反应的催化效果,研究不同种类固定化载体对该脂肪酶活性的影响,探讨固定化后的脂肪酶在有机相中催化合成乙酸芳樟酯的条件。[结果]获得了一种对该反应催化效率较高的脂肪酶Novozym 435,得出其最佳固定化条件,确定了固定化后的脂肪酶在有机相中催化合成乙酸芳樟酯的最佳反应条件:异辛烷为最佳有机溶剂,以摩尔比为1∶1.5的芳樟醇和乙酸酐为底物,底物浓度为0.5 mol/L,在45℃下振荡反应24h,此条件下乙酸芳樟酯的收率较高。[结论]该反应体系的建立为今后工业生物催化法合成乙酸芳樟酯奠定了良好的基础。     

硫酸氢钠催化合成乙酸苄酯

在水合硫酸氢钠存在下由乙酸和苄醇合成了乙酸苄酯，当乙酸、苄醇和硫酸氢钠的物质的量比为3：2：0．145，以环己烷为熔剂，回流分水55min，酯收率达74．3％，同时催化剂能重复使用。     

固定化脂肪酶催化餐饮废油合成生物柴油研究

探讨了同定化脂肪酶Novozym435与TLIM混合催化餐饮废油合成生物柴油,研究了脂肪酶的用量与混合比例、醇油摩尔比、反应时间与温度、摇床速度、甲醇的添加方式对转酯反应的影响.结果表明:最佳合成条件为脂肪酶用量为废油质量的8%,Novozym435与TLIM混合比3:1,醇油摩尔比1:1,反应时间19h、反应温度45℃、摇床速度200r·min-1,甲醇采用两步法添加,甲酯转化率达到85.7%,脂肪酶在连续反应266h后,催化活性基本没有下降.     

壳聚糖复合物固定化脂肪酶用于催化合成手性化合物

以天然高分子聚合物壳聚糖(CS)负载在(MCM-41)介孔分子筛表面得到有机-无机复合物(CS-MCM-41),用于制备固定化假单胞脂肪酶,研究了磷酸盐缓冲溶液的pH值、酶量、固定化时间和温度等条件对固定化脂肪酶(PSL/CS-MCM-41)催化活性的影响,得到适宜的固定化条件:缓冲溶液pH=6.5,酶与载体质量比为1:10,固定化时间和温度分别为1 h和30℃.固定化脂肪酶用于苯乙酮一锅法还原转酯化拆分反应中,外消旋苯乙醇转化率为7.1%,(R)-乙酸苯乙酯的ee值为99%,(S)-1-苯乙醇的ee值为7.6%,对映选择性参数E=214.     

脂肪酶催化合成硬脂酸淀粉酯的研究

在无溶剂体系中,用脂肪酶Lipozyme TL IM催化合成硬脂酸大米淀粉酯。考察了初始水活度、温度、时间、底物配比等因素对淀粉酯合成的影响,用水合盐进行了体系水分的调控。确定最适反应条件为控制水活度0.75,酶与淀粉质量比1/10,温度65℃,反应12 h,取代度可达到0.2188,经红外光谱检测,3 000～3 700cm-1的羟基的伸缩振动的特征峰强度变小,说明是淀粉羟基在酯化后被取代所致。     

固定化脂肪酶催化大豆油合成生物柴油生产工艺的研究

对固定化脂肪酶催化大豆油甲酯化反应生产生物柴油的多个因素进行了研究,包括甲醇的添加方式、体系中水分含量、酶的最适用量、酶的预处理及底物预处理对生物柴油产率的影响,同时也研究了酶可高效循环利用的处理方法,为生物柴油的产业化生产提供理论依据。结果表明,以乳化8 h的大豆油为底物,固定化脂肪酶在豆油中浸泡8 h,酶用量为原料油质量的6%,温度为40℃,振荡速率为150 r/min,每隔4 h按油醇摩尔比1∶1添加甲醇1次,共3次反应12 h生物柴油转化率最高可达93.35%。每次反应后的脂肪酶用丙酮处理,可多次循环使用,9次循环使用后,催化效率仍可达84.15%。     

细菌脂肪酶的固定化研究

[目的]在传统海藻酸钠包埋的基础上,探索出一种固定化脂肪酶的有效方法,为其工业化生产提供参考。[方法]以高岭土和海藻酸钠为载体,用包埋法制备固定化脂肪酶,并测定固定化脂肪酶的活力及酶活得率。[结果]固定化脂肪酶的相对活力达到30．00％,酶活得率为62．55％。[结论]固定化脂肪酶具有良好稳定性,有利于工业化生产应用。     

PCL生物反应器中催化合成乙酸正戊酯

为提高脂肪酶催化合成酯类化合物的效率,优化催化条件,通过物理吸附将脂肪酶Pseudom onas cepacia lipase固定在脱脂棉上,与柱形瓶或滴定管一起形成简易的生物反应器,并用于催化乙酸乙烯酯和正戊醇反应,合成乙酸正戊酯。研究了温度、底物配比、溶剂用量等因素对转酯反应的影响,以及生物反应器的稳定性、构型和使用方法。研究发现,在静置的瓶型反应器中,37和25℃条件下,催化反应24 h,反应转化率可分别达到99%和97%。在管式反应器中,室温静置反应5 h,转化率可达77%。可见,制备的固定化酶反应器可在绿色和低碳条件下有效催化合成乙酸正戊酯。     

改性核桃壳固定化脂肪酶研究

以核桃壳为原料,采用磷酸活化法制备炭化核桃壳,接着通过表面氧化和硅烷化对其进行改性处理使表面连接上疏水性有机官能团,并以此为载体来固定化脂肪酶,研究了不同固定化条件对酶活力的影响以及固定化酶的稳定性。结果表明,最佳工艺条件为酶质量浓度16 mg/mL,缓冲液pH值5.0,固定化时间3 h,固定化温度30℃。在此条件下最高酶活力可达166 U/g,稳定性试验表明,固定化脂肪酶具有较好的热稳定性,而且反复使用10次后,固定化脂肪酶仍可保留60%以上的初始酶活。     

微乳液凝胶固定化脂肪酶催化消旋布洛芬辛酯水解反应的研究

初步研究了AOT-正庚烷-明胶微乳液凝胶固定化脂肪酶催化消旋布洛芬辛酯水解反应的影响因素。结果表明:在正庚烷中,布洛芬辛酯水解反应能够顺利进行,产物为光学纯度很高的S-构型布洛芬,转化率为0.3217时,其对映体过量值为0.9826;凝胶R值(水与AOT的摩尔数之比)对酶催化反应有较大影响,最佳R值为73;当酶含量固定,底物浓度为0.10 mol/L时,转化率最大并能得到较高对映体过量值的产物;当反应时间超过16 h时,水解反应达到平衡;固定化酶的重复使用次数与溶剂中的含水量有关,正庚烷中少量的水有助于增加酶的重复使用次数。     

固定化脂肪酶载体的筛选研究

针对不同固定化载体,进行了适合生物柴油生产的脂肪酶固定化载体筛选试验。结果表明,以壳聚糖微球的固定率和甲醇耐受力相对较好,其最适给酶量为30 mg,固定化时间为8.0 h,pH值为7.0,固定化温度为40℃。     

猪胰脂肪酶固定化载体的优化

[目的]考察不同固定化载体与酶量的比例对固定化效果的影响以及缓冲溶液pH值对固定化效果的影响。[方法]以大孔树脂、硅藻土和活性炭的不同加入量作为因素,同时以缓冲溶液的不同pH值作为另外一个因素来考察对固定效果的影响。[结果]通过采用经典的橄榄油乳化法对脂肪酶水解活力进行测定,将得出的结果进行综合性比较。最终试验结果表明,利用大孔树脂的物理吸附法获得了较高的固定化酶水解活性收率。在固定化温度为30℃条件下,以大孔树脂作为载体时固定化猪胰脂肪酶效果最佳,此时缓冲溶液K2HPO4-KH2PO4的pH值为6.4,大孔树脂与猪胰脂肪酶的质量比为2.5∶1.0。如对反应温度、反应时间以及用酶量进行适当的控制,将可以得到活性更高的固定化脂肪酶。[结论]研究得出,固定化载体的选择以及缓冲溶液的pH值都是影响固定化效果的重要因素。     

脂肪酶的固定化及其性能研究

以脂肪酶为原料,通过单因素试验对影响脂肪酶固定化的因素进行分析,并运用响应面方法优化最佳工艺条件。结果表明:硅烷化试剂添加量0.35%、硅藻土与酶的质量比3.5∶1、温度29℃和时间4.5 h为脂肪酶的固定化最佳工艺组合,固定后的脂肪酶活力为2 206.67 U·g-1。     

脂肪酶法催化胆固醇合成胆固醇棕榈酸酯的研究

探讨了固定化Candida antarctica脂肪酶催化胆固醇与棕榈酸合成胆固醇棕榈酸酯的反应过程。通过脂肪酶催化酯化反应的工艺路线进行研究,系统考察了转速、反应介质、醇酸比、固定化酶用量、反应温度等对酯化反应的影响。结果表明,以环己烷为溶剂,在30℃,胆固醇与棕榈酸物质的量比1：1,2%（质量分数）脂肪酶,反应时间为48h的条件下,反应的最高酯化率可达83%以上,产品经HPLC和LC-MS分析的纯度可达98%以上;固定化C.antarctica脂肪酶具有较高的催化稳定性,其半衰期至少达120d。     

脂肪酶催化共轭亚油酸植物甾醇酯合成工艺的优化

【目的】优化脂肪酶催化合成共轭亚油酸植物甾醇酯的工艺条件。【方法】在水溶剂体系中以脂肪酶Pseudomonas为催化剂,研究了共轭亚油酸植物甾醇酯的合成工艺条件,并对产物进行了气相色谱分析与测定;在单因素试验的基础上,选取反应时间、酶添加量、反应温度作为影响酯化反应的主要因素,以酯化率为响应值进行响应面分析,构建相应的回归模型并进行验证。【结果】共轭亚油酸植物甾醇酯的最佳合成工艺条件为:反应温度55.5℃、酶添加量6.6%、反应时间41.2h,在此条件下,酯化率达到84.37%。【结论】脂肪酶催化共轭亚油酸植物甾醇酯合成工艺的研究为甾醇酯安全、高效的生产提供了技术支持。     

脂肪酶的包埋和交联固定化研究

【目的】脂肪酶可以通过高效催化动植物油脂发生转酯反应得到生物柴油,而固定化技术可以极大地提高脂肪酶的使用效率并降低生产成本。【方法】以海藻酸钠为载体,采用海藻酸钠包埋和新型环氧交联剂乙二醇缩水甘油醚交联联合法固定脂肪酶,通过单因素试验和正交试验法共同确定脂肪酶的固定化方案。【结果】最佳固定条件为海藻酸钠浓度2.5%,给酶量400 U/mL海藻酸钠溶液,氯化钙5%,固定20 min,以0.35%的乙二醇缩水甘油醚为交联剂,25℃条件下交联1 h,由此制备得到酶活约为84.90 U/g的固定化酶。【结论】固定化酶的最适反应pH 8.5,比游离酶增大0.5 U,最适反应温度40℃,与游离酶相比保持不变。热稳定性和操作稳定性显著增强。     

孵育对环氧树脂固定化脂肪酶稳定性的影响

【目的】研究甘氨酸孵育对LXEP-120环氧树脂固定化脂肪酶稳定性的影响。【方法】使用甘氨酸孵育环氧树脂固定化脂肪酶,消除固定化酶载体上过剩的环氧基团,对孵育的条件进行探索和优化,并且比较孵育前后固定化脂肪酶的酶学性质。【结果】孵育环氧树脂固定化脂肪酶的最佳条件为:选用浓度为2.5 mol/L、pH7.0的甘氨酸溶液,在25℃条件下孵育24 h。孵育后的固定化脂肪酶的相对酶活力在80℃条件下处理6 h后仍保存60%左右,而相同条件下处理后的未经孵育的固定化脂肪酶的相对酶活力只剩下45%左右;与未孵育的固定化脂肪酶相比较,孵育后的固定化脂肪酶最适反应pH(8.0)、最适反应温度(45℃与孵育前相同,pH耐受性、操作稳定性和储藏稳定性变化趋势在孵育前后基本保持一致。【结论】孵育消除固定化酶载体上剩余的环氧基团是必不可少的一个技术环节,甘氨酸孵育工艺可以较大程度地提高固定化脂肪酶的热稳定性,对反应pH、pH稳定性、操作稳定性和储藏稳定性等性质影响较小。     

孵育对环氧树脂固定化脂肪酶的稳定性研究

目的 研究甘氨酸孵育对LXEP-120环氧树脂固定化脂肪酶稳定性的影响。方法 使用甘氨酸孵育环氧树脂固定化脂肪酶,消除固定化酶载体上过剩的环氧基团,对孵育的条件进行探索和优化,并且比较孵育前后固定化脂肪酶的酶学性质。结果 孵育环氧树脂固定化脂肪酶的最佳条件为：选用浓度为2.5 mol/L、pH7.0的甘氨酸溶液,在25 ℃条件下孵育24 h。孵育后的固定化脂肪酶的相对酶活力在80 ℃条件下处理6 h后仍保存60%左右,而相同条件下处理后的未经孵育的固定化脂肪酶的相对酶活力只剩下45%左右;与未孵育的固定化脂肪酶相比较,孵育后的固定化脂肪酶最适反应pH（8.0）、最适反应温度（45 ℃）与孵育前相同,pH耐受性、操作稳定性和储藏稳定性变化趋势在孵育前后基本保持一致。结论 孵育消除固定化酶载体上剩余的环氧基团是必不可少的一个技术环节,甘氨酸孵育工艺可以较大程度地提高固定化脂肪酶的热稳定性,对反应pH、pH稳定性、操作稳定性和储藏稳定性等性质影响较小。     

固定化微生物脂肪酶粉转化生物柴油研究

采用两种转酯方案进行脂肪酶粉转化生物柴油研究,游离脂肪酶在转酯方案一中转酯效率较高为90.15％,在转酯方案二中转酯效率为52.51％.通过壳聚糖和硅藻土对脂肪酶粉固定化并在转酯方案一中的研究发现,硅藻土固定化酶的平均转酯效率高于壳聚糖固定化酶.两种固定化脂肪酶的循环转酯试验表明,随循环次数的增加,水解酶活和转酯效率均逐渐降低,并呈现显著的相关性.