试析脂肪酶的固定化及其在油酸丁酯合成中的应用

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1、北京化工大学硕士学位论文脂肪酶的固定化及其在油酸丁酯合成中的应用姓名：杨婧申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张卫东20080531北京化工火学硕士学位论文脂肪酶的固定纯及其在油酸丁酯合成中的应用摘要作为一种重要的有机精细化工产品，油酸丁酯在多个领域有着广泛的应用。目前，商品化油酸丁酯都是通过化学方法合成的，但生产过程中存在反应条件剧烈、环境污染大、产品品质低等缺点。为克服油酸丁酯传统生产方法的不足，本研究选取两种脂肪酶(黑曲霉脂肪酶和假丝酵母脂肪酶)为催化剂，考察了生物法合成油酸丁酯的可行性及影响因素，同时，考虑到游离酶

2、在工业应用上的缺陷，还研究了脂肪酶的固定化及其在油酸丁酯合成中的应用。主要研究结果如下：。(1)游离脂肪酶催化反应表明，黑曲霉脂肪酶和假丝酵母脂肪酶都能催亿合成油酸丁酯，但假丝酵母脂肪酶的催化能力明显优于黑曲霉脂肪酶。对相关影响因素的考察表明，反应溶剂对转化率影响较大，反应溶剂，lo矿>2时转化率较高，本研究选择的是正己烷。假丝酵母脂肪酶的最佳反应条件为：温度为37℃，摇床速度2∞pmi羹～，底物正丁醇与油酸的摩尔比为1，给酶量为5000IU／25111L溶剂时，其4小时的最高转化率为59．1％。(2)为了克服游离酶应用上的缺陷

3、，从固定化载体选择、固定化影响因素等角度考察了两种脂肪酶的固定化效果，并分析了固定化酶的性能。结果表明，在5种不同性质的固体膜中，PS膜为最适宜的固定化载体，固定化后两种酶的负载量和酶活都较高，但固定化假丝酵母脂肪酶性能明显优于固定化黑曲霉脂肪酶。假丝酵母脂肪酶的最佳固定化条件为：吸附时间为10h，吸附温度为25℃，脂肪酶溶液pH值为6．O时，固定化脂肪I北京化工大学硕士学位论文酶的蛋自负载量力O．09獭g·c珏f，固定佬酶活为13I．55U·e氆～；固定化假丝酵母脂肪酶的性能分析显示，与游离酶相比，固定化酶在高温下有更好的稳定

4、性；重复催化水解橄榄油5次后，残余活性为39．O％；在4℃下保存10天盾，残余活性仍能达到72．7％。f3)以PS固定的假丝酵母脂肪酶催化合成油酸丁酯拳结果表明，与游离酶催化相比，反应最适温度没有变化，但温度对固定化脂肪酶催化反应的影响较小，在实验温度范围内固定化脂肪酶催化反应转化率的最大变化幅度仅为游离酶的42％。这主要是由于固定化酶的热稳定性比游离酶有了较大的提高，热稳定性实验显示，固定化酶和游离酶在50℃下热处理2h后催化酯化反应，其转化率分别是原来的65．3％和29．9％。而且，固定化脂肪酶重复催化酯化反应4批后，相对反

5、应转化率仍可为原来的65。6％，达到了较好的催化效果，使脂肪酶得以重复利用。以带无纺布支撑层的P]陌E疏水膜为载体，利用过滤．交联法制备了固定化假丝酵母脂肪酶，用其馕化合成油酸丁酯，反应4囊羞最高转化率达到82．0％，重复使用9次后转化率没有显著降低。关键词：脂肪酶，油酸丁酯，固定化酶，酯化Ⅱ北京化工大学硕士学位论文lMMOB羔LIZAT薹ONOFL薹lASEANDlTSApPL薹CATIONINSYNTHES薹SOFBUTYLOLE解EABSTRACTAsanimportantfinechemicalproduct，n-but

6、yloleatehasbeenextensiVelyllsedi13Imanyfields．HoweVer，pfesentlythe∞mmefcialn-butylolea￡ewasehe赫c越lysyn￡hes班d，whi幽had瑾a鼗ydisadv耱￡ages，鼹曲菸Viole糕￡玲ac￡奴l∞魏di圭io鹪，e粼i∞藏程跫羹l越poll珏￡ion勰dp∞fp国d珏c耄q珏ali￡y．至糕ofdef幻oVefcomet量lesho拍∞mingo重觚ditiona重methodinsynthesizingn—butylolea

7、te，twolipases(Ca，l旃如sp．andA驴e曙fZ如博以培盯)wereusedasbiocatalysttoinVestigatetheirfeasibilityandinnuencefactorsinsynthes讫ingn_butyloleate．MoreoVer，duetoshoncomingoffreelipase，twolipaseswercimmobilizedtoinVestigatetheiffeasibilityinsynthes娩ingn-butyloleate．砧So，theim搬obil泣a

8、tio藏conditiollsand托action∞nditio珏swefeopti掇ized．The壬鞋氇i建fes珏l￡sa-s幻llowed：重．1、阳l沁elipaseswefeused主llsynthesisofn—blltyloleate。7】me1