试析脂肪酶催化酯合成的研究

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1、上海化工研究院硕士学位论文脂肪酶催化酯合成的研究姓名：肖禄生申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：童海宝;徐大刚20030521摘要在生物体中，脂肪酶催化甘油脂水解生成脂肪酸和甘油的反应。但在特定的条件下，脂肪酶也能催化酯化、转脂、酰胺化等反应。近年来，脂肪酶在生物化工领域的应用得到深入的研究，特别是80年代以来，随着非水相酶催化反应方法的建立，脂肪酶的非水相催化反应更是成为生物技术领域的研究热点，并且在工业生产中得到了应用。脂肪酶在非水溶剂中发挥催化作用有许多优点，但同时依然有一些关键技术需要继续深入研究。以脂肪酶在非水相催化酯合成反应为例，水在

2、反应过程中起着重要作用：对酶的活性、稳定性以及反应的平衡点都有影响，微量的水是维持酶活性所必需的，但是太多的水又会降低酶的活性和稳定性，还使反应平衡点朝向酯水解方向移动。因此，在非水相酶催化反应中，特别是在非水相脂肪酶催化酯合成反应中，需要建立有效控制(除去)反应体系的水分的方法。现在，已经有许多方法用于除去脂肪酶催化酯合成反应生成的水分，比如加入分子筛等吸水剂，或者用渗透蒸发的物理手段。但是，如何有效的控制反应体系的水活度，如何有效地除去反应过程中不断产生的水分，以及如何在除水的同时保证反应的连续操作性能、维持酶的稳定性等问题依然没有得到很好解决。在

3、本论文中，我们提出了一种新的方法，用可截留盐的反渗析膜以及吸水性的盐(溶液)可以将反应体系控制在稳定的水活度，有效的除去酯化反应生成的水分。采用这种方法后，不仅酯化速率加快，而且酯转化率可以接近100％。另外，这种方法还易于实现连续操作，有利于工业规模生产。有许多脂肪酶已经实现商品化生产，并且很多已经用于工业催化。在本论文研究中，考虑到酶的价格和来源，我们选择了国产的解脂假丝酵母脂肪酶(CLL)用于催化合成目标产物己酸乙酯。由于游离酶稳定性差、不利于连续操作，因此，我们将CLL吸附固定在一种聚苯乙烯大孔疏水性树脂上。通过选择合适的固定化工艺，获得的固定

4、化酶活性为游离酶的2．45倍，而且稳定性也得到提高。另外，本论文还对CLL的性质、表面活性剂对CLL酯合成能力的促进作用以及筛选反应溶剂方面作了初步研究。关键词：脂肪酶，CLL，酯合成，非水相，己酸乙酯，水活度AbStractInnature，lipasescatalyzehydrolysisoftriglyceridestofattyacidsandglycer01．帅ile．underspecialconditionS，lipasesalsocatalytiereactionsinvolvingesterificatiort,transesteri

5、fication．amidatiort,andSOforth。Duringrecentyears，thebiotechnologicaluseoflipasesinnonaqueousmediahasbecomeacommonapproachinindustrialapplications．Itiswellknownthatlipaseexhibitahighcatalyticactivityinwater-restrictedenvironments．ande筋rtstoimproveUpasescatal)jrzedbiotransformatio

6、nsinthesemediaarewarrantedanddeskable．Generally，wateractivityisofvitalimportantindeterminingtheactivityofenzymesandthechemicalequilibriumpositionofreactionsystem．Thoughreducedwateractivityshiftsthereactiontowardsynthesis，thedependenceofwaterforcatalyticvarieswidelyfromdifferente

7、nzymes．Thereareseveralmethodsusedtoeontrolwateractivityandremovewaterfromnonaqueousreactionsystem,suchasmolecularsieves、pervaporation,andSOon．But,howtoremovewaterproducedaSthereactionprogresses．andhowtoeontrolwateractivityattheoptimizingpositionarestillthemajordifficulties,espec

8、iallyinlipases—catalyzedesterificationreactions