畢赤酵母展示稻米脂肪酶催化生成乙酸乙酯的研究.pdf

1、乙酸乙酯是工業(yè)上十分重要的一類芳香酯，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、紡織等領(lǐng)域中，其合成方法一直受到重視。目前對于乙酸乙酯的生產(chǎn)主要集中在化學(xué)催化法合成或從天然植物中分離提取來獲得，酶法催化合成乙酸乙酯的文獻(xiàn)鮮有報道。本論文對展示稻米脂肪酶的畢赤酵母的量產(chǎn)工藝進(jìn)行了優(yōu)化，對畢赤酵母展示稻米脂肪酶生產(chǎn)乙酸乙酯的工藝進(jìn)行了優(yōu)化研究。
　　首先針對本實驗室自主構(gòu)建的畢赤酵母表面展示稻米脂肪酶的菌體富集和產(chǎn)酶條件進(jìn)行優(yōu)化。參考Invitro ge

2、n公司操作手冊的條件，優(yōu)化后的最佳條件是:誘導(dǎo)富集培養(yǎng)基甘油含量為2.00％，裝液量為20mL/250mL，轉(zhuǎn)速為180r/min，甲醇的添加量為1.00％，誘導(dǎo)5d，酶活力由優(yōu)化前的11370U/g升高到16287U/g。
　　其次，本研究對畢赤酵母展示的稻米脂肪酶催化乙酸乙酯的反應(yīng)條件進(jìn)行了系統(tǒng)地探索和研究。結(jié)果表明:在15mL正己烷為溶劑的反應(yīng)體系中，稻米脂肪酶的添加量為4g/mL(相當(dāng)于15750U/g酶用量)，3A分子篩

3、的添加量為1.2g（相當(dāng)于8.00％的添加量），底物摩爾比（乙酸∶乙醇）為1.2∶1，在40℃條件下振蕩反應(yīng)4h，合成乙酸乙酯的的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到90.92％。
　　在系列單因素優(yōu)化的基礎(chǔ)上，利用Design-Expert8.06軟件將催化合成乙酸乙酯的反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，分析得到:在15mL正己烷的反應(yīng)體系中，反應(yīng)溫度35.73℃，酶用量4.07g/mL和底物醇酸摩爾比為1.22∶1，另外分子篩1.20g，反應(yīng)時間為6h。在此最優(yōu)

4、條件下進(jìn)行多次重復(fù)試驗，最終得到乙酸乙酯的平均產(chǎn)率達(dá)到91.57％，與實驗預(yù)測值90.92％相比，相對誤差為0.72％。考察了全細(xì)胞催化劑催化合成乙酸乙酯的重復(fù)利用性，稻米脂肪酶重復(fù)利用6次后，乙酸的轉(zhuǎn)化率仍然可以達(dá)到83.10％。
　　在響應(yīng)面優(yōu)化的基礎(chǔ)上，利用減壓蒸餾的方式對乙酸乙酯實現(xiàn)了初步的分離提純，用氣相色譜等對樣品進(jìn)行檢測，結(jié)果表明:產(chǎn)品純度可達(dá)97.10％。
　　本研究為畢赤酵母展示的稻米脂肪酶生產(chǎn)乙酸乙酯提供