纖維素酶在幾種咪唑類離子液體中活性研究.pdf

1、近年來(lái)，以纖維素為原料得到乙醇、氫氣等替代能源的工藝路線受到了人們的廣泛關(guān)注。這條工藝路線主要包括纖維素的預(yù)處理、酶水解、還原糖的發(fā)酵三部分。目前的水解工藝需要將預(yù)處理后的纖維素分離出來(lái)進(jìn)行，效率不高。用離子液體這種新型溶劑溶解纖維素，其可行性已經(jīng)在2002年被證實(shí)，由此為纖維素的處理開(kāi)辟了新的思路。如果可以在離子液體中同時(shí)完成纖維素的溶解、酶水解，那么必然可以提高反應(yīng)效率，更重要的是可以為清潔能源的生產(chǎn)提供更“綠色”的生產(chǎn)工藝。

2、>　　 本實(shí)驗(yàn)研究了一系列離子液體中([C4mim]Cl，[C6mim]Cl，[C8mim]Cl，[C2mim]BF4，[C4mim]BF4，[C6mim]BF4，[C8mim]BF4，[C4mim]PF6，[C6mim]PF6，[C8mim]PF6)纖維素酶的活性和穩(wěn)定性，以及體系中添加微量水后對(duì)纖維素酶穩(wěn)定性的影響，并且初步試驗(yàn)了離子液體/纖維素酶回收重復(fù)利用的可能性。
　　 對(duì)纖維素酶在離子液體中的活性的研究表明：在疏水

3、性的離子液體中([C4mim]PF6、[C6mim]BF4、[C8mim]BF4)纖維素酶能保持很高的初始活性(＞85％緩沖液初始酶活)。其中在[C4mim]PF6中的初始酶活為纖維素酶本身活性的94％。而在親水性離子液體中則有不同程度的失活現(xiàn)象。從溶液極性的角度看，纖維素酶在極性較高的離子液體中保持良好的活性。最佳的ENT范圍在0.67～0.68之間。當(dāng)離子液體的ENT低于0.65，纖維素酶在其中失活嚴(yán)重，而過(guò)高的極性也會(huì)對(duì)酶造成不利

4、的影響。綜合溶液的親疏水性與極性這兩個(gè)因素考慮，前者的影響大于后者。纖維素酶在與水不互溶、極性強(qiáng)的離子液體中能保持良好的活性。三種陰離子對(duì)酶活的影響不盡相同：Cl-會(huì)造成酶的嚴(yán)重失活，BF4-離子液體中纖維素酶較穩(wěn)定，而PF6-離子不夠穩(wěn)定，容易分解，造成酶的失活。
　　 對(duì)纖維素酶在離子液體中穩(wěn)定性的研究表明：七天的培養(yǎng)中，纖維素酶在離子液體中表現(xiàn)出了良好的穩(wěn)定性。相比在緩沖液中20％的失活，離子液體中纖維素酶的剩余酶活波動(dòng)不

5、大。說(shuō)明離子液體環(huán)境能夠起到保護(hù)纖維素酶的作用。
　　 對(duì)體系中微量水分的影響的研究表明：向干燥后的離子液體中添加2％v/v的微量水分，并沒(méi)有提高其中纖維素酶的活性，反而造成剩余酶活的損失，酶的穩(wěn)定性變差。說(shuō)明2％v/v的添加量已經(jīng)超過(guò)了酶的必需水量，造成了活性結(jié)構(gòu)的失去。這種現(xiàn)象在含PF6-的離子液體中更加明顯。
　　 [C4mim]PF6/纖維素酶的回用效果不佳，可以接受的使用次數(shù)是兩次，但是對(duì)于在離子液體對(duì)酶的固定