固定化脂肪酶催化合成油酸丁酯的研究.pdf

1、作為一種重要的有機(jī)精細(xì)化工產(chǎn)品，油酸丁酯在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前，商品化油酸丁酯多是通過(guò)化學(xué)方法合成的，生產(chǎn)過(guò)程中存在反應(yīng)條件劇烈、環(huán)境污染大、產(chǎn)品品質(zhì)低等缺點(diǎn)。本論文在前期探索的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了固定化假絲酵母脂肪酶（Candida sp．1619）催化合成油酸丁酯的研究，主要研究結(jié)果如下： （1）載體選擇研究表明，在疏水聚四氟乙烯（PTFE）/無(wú)紡布復(fù)合膜、PTFE疏水膜、聚偏氟乙烯（PVDF）膜、親水PTFE/無(wú)紡布復(fù)合

2、膜、親水PTFE/殼聚糖（CS）復(fù)合膜5種不同結(jié)構(gòu)的固體膜中，疏水PTFE/無(wú)紡布復(fù)合膜的負(fù)載量和酶活較高。在酶液濃度10mg·mL-1，戊二醛濃度0．5%，交聯(lián)時(shí)間2h的條件下可得到活性最高的固定化酶，此時(shí)酶蛋白負(fù)載量為0．082mg·cm-2，固定化酶活為2．660U·cm-2。 （2）疏水PTFE/無(wú)紡布復(fù)合膜固定化假絲酵母脂肪酶的性能分析顯示，酶的熱穩(wěn)定性、pH穩(wěn)定性和操作穩(wěn)定性都得到了顯著提高；重復(fù)催化水解橄欖油7次后

3、，殘余活性為66%。固定化酶的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)測(cè)定表明，固定化酶表觀米氏常數(shù)和最大反應(yīng)速度較之游離酶增大，這說(shuō)明固定化酶對(duì)底物的親和力較游離酶要弱，但單位時(shí)間內(nèi)的固定化酶催化效果要優(yōu)于游離酶，同時(shí)固定化酶的半衰期較之游離酶明顯提高，為游離酶的15倍。 （3）以疏水PTFE/無(wú)紡布復(fù)合膜固定化假絲酵母脂肪酶催化合成油酸丁酯。結(jié)果表明，與游離酶催化相比，固定化酶將反應(yīng)穩(wěn)定時(shí)間縮短了1倍以上。溫度對(duì)固定化脂肪酶催化反應(yīng)的影響較小，且在6

4、0℃的高溫條件下固定化脂肪酶仍可以保持87%的高轉(zhuǎn)化率，而游離酶在60℃條件下轉(zhuǎn)化率僅為37%。在本實(shí)驗(yàn)條件下，最佳的反應(yīng)條件為：給酶量50U，轉(zhuǎn)速200r/min，醇酸摩爾比1，底物油酸濃度為0．12mol·L-1，反應(yīng)溫度37℃，反應(yīng)時(shí)間2h，得到油酸丁酯的轉(zhuǎn)化率為90%。固定化脂肪酶催化合成油酸丁酯的重復(fù)性試驗(yàn)表明，催化反應(yīng)18批后，轉(zhuǎn)化率仍可保持73%，達(dá)到了較好的催化效果，使脂肪酶的重復(fù)利用率得到顯著提高。 （4）在搖