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。     

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。     

利用乌桕梓酸化油生产生物柴油的条件优化

为探寻环保低耗的柴油生产工艺,以乌桕梓酸化油为原料,利用固定化细菌A007脂肪酶催化甘油三脂的水解反应和固定化南极假丝酵母脂肪酶催化游离脂肪酸的酯化反应将其转化为生物柴油.结果表明,水解反应的最适条件为温度30℃、底物浓度60%(wt)、酶用量100 U/g,在此条件下反应12 h后甘油三脂水解率可达94%;酯化反应的最适底物摩尔比(甲醇/FFA)为5∶1,在30℃、酶用量为100 U/g的反应条件下,通过"酯化-脱水-再酯化"可使FFA的总酯化率达到98%以上.该工艺可操作性强,具有较好的应用价值.     

壳聚糖对栓菌属漆酶固定化条件的研究

为了掌握固定化漆酶对苹果酚类化合物生物催化的特异性,以白腐菌漆酶为试材,采用分光光度法手段,首次对壳聚糖固定化的白腐菌漆酶的特性进行了研究。以儿茶素作为标准底物检验催化活性,实验结果如下:用壳聚糖固定化漆酶,单因素实验表明戊二醛(交联剂)的最适浓度5%,交联时间8h,最适pH为5.5,最适酶浓度1U/ml,固定化酶的最适温度为55℃;最适反应条件固定化漆酶的重复使用次数实验表明,经壳聚糖固定化的漆酶重复使用6次,相对酶活仍能保持70%以上。这为苹果加工中漆酶催化混合酚类化合物转化工艺的确定提供了依据。     

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.     

硅藻土吸附固定化Bacillus sp.DL-2胞内蛋白酶拆分制备(S)-乙酸苏合香酯

[目的](S)-乙酸苏合香酯是手性药物合成的关键手性砌块,其在多种手性化合物的合成及医药、香料的工业生产中具有重要的作用.传统的化学合成手性化合物的方法需要有毒有机溶剂及重金属的参与,对环境及人类具有严重的危害,同时得到的手性化合物的光学纯度较低.与传统的化学合成相比,酶法选择性拆分消旋体化合物,具有高立体专一性和区域选择性、副反应少、产率高、产物光学纯度好以及反应条件温和的优点,是一种被广泛认可的拆分方法.实验表明,Bacillus sp.DL-2胞内蛋白游离酶可拆分制备(S)-乙酸苏合香酯,然而游离酶不易回收且稳定性差,将Bacillus sp.DL-2胞内蛋白游离酶制备成固定化制剂,克服了游离酶对环境敏感,稳定性不高的缺点,为工业化生产(S)-乙酸苏合香酯奠定了基础.[方法]酶的固定化方法主要有物理吸附法、离子结合法、共价结合法、交联法和包埋法.以吸附法固定酶,酶的构象很少改变,因此,酶的催化活力损失较少;且吸附法固定化操作过程简单,因此吸附法在经济上是最具吸引力的固定化方法.硅藻土由硅藻的细胞壁沉积而成,硅藻土表面的多孔性与负电性使其呈现明显表面吸附性,因而被常用做吸附载体.以硅藻土作为固定化载体,对Bacillus sp.DL-2胞内蛋白酶进行固定化,用以拆分制备高光学纯的(S)-乙酸苏合香酯.利用单因素实验优化,确定制备固定化酶的最佳固定化条件及制备(S)-乙酸苏合香酯的最佳拆分条件,并测定了制备的固定化酶对金属离子的敏感度及储存稳定性.[结果]最佳固定化条件为:温度40℃,pH为7,固定化时间10 h,载体添加量100 g/L.在最佳固定化条件下制备了固定化酶,优化确定了制备(S)-乙酸苏合香酯的最佳拆分条件为:固定化酶用量为160 mg/mL,拆分时间7 h,拆分温度30℃,缓冲液pH为7.[结论]在最佳固定化及拆分条件下,制备的(S)-乙酸苏合香酯e.e.值可达到96.8％,转化率为73.9％,且固定化酶对金属离子敏感度较低,对反应环境要求较低,适用于工业化生产.固定化酶在4℃条件下储存,随保存周数的增加,e.e.值及转化率均逐渐降低,但4周后e.e.值仍能达到90.1％,转化率保持在66.6％左右,具备较高的储存稳定性,为工业化生产(S)-乙酸苏合香酯提供了参考.     

海藻酸钠法固定化酪氨酸酶的研究

为了确定海藻酸钠法固定化酪氨酸酶的最适条件,以海藻酸钠为栽体,研究了海藻酸钠浓度、CaCl2浓度、固定化时间和固定化酶的最适pH、最适温度、最适底物浓度及反复利用的稳定性.结果表明,最适固定化条件如下:3%海藻酸钠、2%CaCl2、固定化时间2 h.固定化酶的最适pH 7.0、最适温度30℃、最适底物浓度0.01 mol/L,反应进行5次后一半酶活损失.研究证明海藻酸钠法固定化酪氨酸酶转化邻苯二酚效果好,实用潜力大.     

IPPO催化氧化EGCG的催化特性研究

[目的]研究IPPO催化氧化EGCG的催化特性。[方法]以表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）为原料,对固定化多酚氧化酶催化氧化形成儿茶素低聚物进行了探讨,并且研究以EGCG作底物时固定化多酚氧化酶的催化特性。[结果]固定化多酚氧化酶酶促氧化EGCG能够生成一种非茶黄素类的聚合物,此聚合物在pH值6.5、温度50℃、底物浓度1.5%、反应时间10min时生成量最大。[结论]在此条件下,其反应动力学符合米式方程,测得Vmax值为0.108OD/min,Km值为2.565mg/ml。     

固定化漆酶酶促合成茶黄素工艺的研究

[目的]探索固定化漆酶酶促合成茶黄素的工艺。[方法]采用D152树脂固定化漆酶体外酶促氧化茶多酚合成茶黄素。通过单因素试验研究反应温度、pH、酶浓度、反应时间和通氧量对合成茶黄素的影响,在此基础上进行茶黄素的酶促氧化合成反应,之后测定茶黄素产量。[结果]采用树脂载体D152固定化得到的固定化漆酶,在重复使用5次后,固定化漆酶催化活性约为原始催化活性的70%;在重复使用10次后,酶催化活性仍然可以保留48%左右。固定化漆酶促氧化的最佳条件为：反应温度60℃,最佳pH 5,底物浓度2.0g/L,通氧量20 L/min和反应时间1.5 h。[结论]采用树脂载体D152可有效固定漆酶。与游离漆酶氧化法相比,固定化法能有效提高漆酶的稳定性和利用效率,反应产物也更易于纯化。     

R-工程菌表达产物酯酶 B1的固定化及其降解特性

将抗性库蚊的解毒酶基因克隆到大肠杆菌中,得到R-工程菌,该工程菌的表达产物酯酶B1能高效降解有机磷、有机氯、氨基甲酸酯、菊酯等4大类农药。本研究将重组质粒pR L-B1转入大肠杆菌D H5α,以5%的接种量转接到LB液体培养基中,37℃振荡培养13h。超声波破碎工程菌,20%～80%的硫酸铵沉淀粗提后,采用海藻酸钙将R-工程菌表达产物酯酶B1进行固定化,并测定了固定化酶对其特异性底物α-乙酸萘酯的降解特性。结果表明,酶的最佳固定化浓度为0.15g·L-1,最佳固定化时间为12h,固定化酶最佳反应pH为7.0～7.5,最适温度为40℃,固定化酶显示出很高的热稳定性和重复使用稳定性,在常温下其半衰期为12d,利用双倒数法确定固定化酶的Km为1.8×10-3m m ol·L-1,Vm ax为1.45×104U·g-1,固定化酶的K m是液态酶(1.35×10-3m m ol·L-1)的1.33倍,V m ax只有液态酶(2.7×104U·m L-1)的近1/2。利用气相色谱测得其对有机磷农药对硫磷(1605)的降解率在30m in内达53.8%。     

固定化唾液链球菌的酶学性质研究

以海藻酸钙为载体包埋唾液链球菌嗜热亚种Y-2的菌体细胞,对固定化细胞催化合成γ-氨基丁酸进行了较详细的研究。研究结果表明:固定化细胞谷氨酸脱羧酶(Glutamate decarboxylase,GAD)反应的最适温度为40℃,同时具有良好的温度稳定性。固定化细胞酶活最适反应pH为3.8。细胞经固定化后pH稳定性明显增加,GAD酶活回收率普遍高于游离细胞。0.1%Triton X-100具有较强的酶活促进作用。固定化细胞的GAD在酶促反应中并不存在底物抑制现象。在上述最优条件下进行菌体生产力测试,固定化细胞转化L-谷氨酸单钠盐11 h后,转化液γ-氨基丁酸的浓度达到了2.79 g/L。     

固定化菊粉酶酶解菊芋提取液制备果糖的研究

[目的]研究固定化菊粉酶酶解菊芋提取液制备果糖的适宜反应条件。[方法]以菊芋提取液为原料,以固定化菊粉酶酶法制备果糖,采用蒽酮比色法测定总糖含量,采用3,5-二硝基水杨酸法测定果糖含量,研究了底物浓度、反应温度、pH值、加酶量对果糖制备的影响。[结果]底物浓度、反应温度、pH值、加酶量对果糖制备均有显著影响。固定化菊粉酶酶解菊芋提取液制备果糖的适宜反应条件为:底物浓度10%(W/V),反应温度60℃,pH值5.0,加酶量3.0U/g菊糖。在适宜条件下反应12h,底物降解率为98.2%,果糖占总糖的87.6%,总转化率高。[结论]固定化菊粉酶既保持了游离酶的活性,又具有固定酶的功效,具有实用价值。     

鸡福氏志贺菌SHV-12型ESBLs基因的扩增、原核表达及酶特性研究

对5株鸡福氏志贺菌产SHV-12型ESBLs基因进行重组表达并优化表达条件,观察了表达蛋白的底物水解特性和抑制剂的抑酶特性.结果表明:构建的重组质粒经EcoR I和Xhol I双酶切后,可切下目的条带.重组质粒转化BL21后所表达的重组蛋白有超广谱β-内酰胺酶活性.SHV-12原核表达的最佳条件是IPTG浓度为0.5 mmol/L、温度37℃、诱导时间5 h;SHV-12型ESBLs亲和力最强的底物是头孢噻呋钠,Km值为1.29μmol,较难水解的底物是头孢曲松钠,Km值为24.13 μmol;它唑巴坦、舒巴坦对头孢曲松钠的抑酶保护率分别为21.01%、25.51%,对头孢噻呋钠的抑酶保护率分别为34.99%、35.49%.     

植酸酶催化活性的研究

[目的]控制影响酶促反应的因素,确定酶促反应的最佳条件,提高收率。[方法]在温度、pH值、底物浓度、反应时间等不同条件下利用植酸酶催化植酸水解,判断不同因素对水解结果影响的大小,筛选出植酸酶催化植酸水解生成肌醇的较好工艺条件。[结果]水解植酸的最佳工艺条件是：温度为37℃、pH值为5.0、底物浓度为10%、反应时间为16h。[结论]在最佳工艺条件下可以较好地生产肌醇。     

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。     

单宁酶的固定化及其性质的研究

采用海藻酸钙凝胶对单宁醇进行固定化,酶活力回收率高达60．6％。对固定化单宁酶性质研究结果表明,以没食子酸丙酯为底物时,固定化单宁醇酶促反应的最适pH为6．0,最适温度为50℃,在pH5．0,50℃,保温1h或pH6．0,25℃时1个月内保持稳定,或pH4．0～7．0,25℃保温6h仍有100％的酶活。固定化单宁醇处理没食子酶丙酯20min,经18个循环后,酶仍不失活,其稳定性优于单宁醇。     

纤维素酶—木聚糖酶—漆酶的共固定化

多酶共固定化能发挥多酶的协同作用,实现底物到产物的一步转化。文章以纤维素酶、木聚糖酶和漆酶分别固定化工艺研究为基础,选择pH敏感型可逆可溶性聚合物Eudragit L-100为载体,应用物理吸附法制备固定化纤维素酶、木聚糖酶和漆酶。采用物理吸附和共价交联相结合的方法进行酶的固定化研究发现,当pH为4.8、反应温度为60℃、反应时间为40 min、载体浓度为1.6%和EDC浓度为0.1%时,纤维素酶、木聚糖酶和漆酶的固定化率分别为50.86%、36.90%及25.93%。     

海藻酸钠固定化果糖基转移酶的催化特性及其合成低聚果糖的研究

果糖基转移酶是酶法生产低聚果糖的关键催化剂,固定化酶具有催化特性稳定、重复使用及节省用酶成本的优势,开展固定化果糖基转移酶催化特性的研究对其工业化应用提供数据依据。以海藻酸钠为载体,采用包埋法固定化果糖基转移酶,探究其最适催化温度、热稳定性,最适反应pH及pH稳定性、酶催化动力学等催化特性,并对固定化果糖基转移酶催化合成低聚果糖的应用进行初步研究。结果表明：海藻酸钠包埋法固定化果糖基转移酶的最适催化温度为50℃,pH值为5.0,酶学动力学米氏常数K_m值为0.03 mg·mL^-1,采用该固定化酶以蔗糖为底物可制得48.03%纯度的低聚果糖。海藻酸钠固定化果糖基转移酶相对游离酶具备更好的与蔗糖底物的亲和性、更佳的温度与pH稳定性,具备更好的工业应用潜力。     

甘蔗渣纤维素固定化木瓜蛋白酶及其应用研究

匀浆状甘蔗渣纤维素用NaOH活化后，顺次经过高碘酸钠、尿素、甲醛处理，成为高反应性固定化酶载体，可用于木瓜黄蛋白酶的固定化，其酶蛋白的结合量与甲醛处理时间、酶固定时间、溶液酶浓度等有关，甲醛处理最适时间为14h，酶固定8h后，载体结合酶量趋向稳定；溶液酶最佳浓度范围为1－2．0mg/ml粗酶，固定化酶活力回收达34．5％，半衰期35天，固定化酶和溶液酶的Km值（底物酪蛋白，w/v,%)分别为0．12％和0．26％；固定化酶和溶液酶的最适PH分别为PH8．0和PH8．5，二者的最适温度均为60－70℃。固定化酶和溶液酶一样有底物抑制现象，固定化酶在6mol/L脲中处理6h活力趋向稳定，其活力为原有活力的46．75，用固定化酶处理啤酒，啤酒浊度下降了2－9．25倍，蛋白质含量下降了78．8％，冷藏120天，处理啤酒无冷混浊现象发生，同时啤酒原有风味和其它理化指标保持不变。     

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%。