固定化脂肪酶催化毛油合成生物柴油

本研究开发了一种用石油醚提取毛油的工艺,研究了以提取的毛油和甲醇为原料,用固定化Candida sp.99-125脂肪酶催化合成脂肪酸甲酯(FAMEs)的可行性。同时考察了磷脂对固定化酶活性、反应起始速率、固定化酶使用批次的影响以及毛油和精炼油对固定化酶使用批次等的影响。研究结果表明,用磷脂质量分数为1%的石油醚悬液浸泡过的脂肪酶比仅用石油醚浸泡过的脂肪酶初始转酯化速率显著下降。当大豆油中无磷脂时,15min时FAMEs的产率为26.2%;磷脂质量分数为5%时,FAMEs降为12.4%。当大豆油中磷脂质量分数小于1%时,固定化酶使用10个批次,FAMEs产率无明显变化。固定化脂肪酶催化石油醚浸提得到的大豆和小桐子毛油,经过10个批次反应FAMEs产率都保持在70%以上,该固定化酶直接催化毛油生产生物柴油具有良好的工业化前景。     

叔丁醇体系中复合酶催化餐饮废油制备生物柴油工艺优化

以叔丁醇为反应体系,研究固定化Novozym 435 和Lipozyme TLIM 脂肪酶协同催化餐饮废油合成生物柴油.采用5 因素5 水平响应面法优化工艺参数,最佳工艺条件为:复合酶用量4%( wt.)、复合酶配比1:1(w/w),油/醇摩尔比1:5,反应温度50℃,叔丁醇用量50%(油体积比v/v).在此条件下反应10 h,生物柴油转化率为83.65 %.复合酶操作稳定性较高,重复使用10 个批次,生物柴油转化率仍保持在80% 以上.     

花椒籽油的提取和组分分析

选用石油醚、无水乙醇、正己烷三种溶剂对花椒籽油进行索氏提取,结果青花椒籽油的得率分别为:5.34%、5.49%、4.80%;红花椒籽油的得率分别为:18.69%、24.41%、17.20%;红花椒籽油得率是青花椒籽油得率的3~4倍。花椒籽油经皂化后采用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)分析不同溶剂提取的花椒籽油脂肪酸组分,并用峰面积归一化法测定各种组分相对含量。结果鉴定的主要组分为棕榈酸、棕榈油酸、油酸和亚油酸,这四种组分占95%以上;青花椒籽油中不饱和脂肪酸含量在83.43%以上;其中棕榈油酸占60%以上,油酸占20%左右,亚油酸占5%左右。红花椒籽油中不饱和脂肪酸含量在69%以下;其中棕榈油酸占12%余,油酸占40%左右,亚油酸占10%左右。而红花椒籽油中棕榈酸含量在30%左右,约是青花椒籽油中棕榈酸含量(11%左右)的3倍。     

荧光假单胞菌脂肪酶固定化及催化制备生物柴油的工艺研究

研究了不同因素对制备固定化荧光假单胞菌脂肪酶的影响及固定化酶的酶学性质,并初步探讨了利用该固定化酶制备生物柴油的工艺。以海藻酸钠明胶为复合载体,采用包埋法制备固定化荧光假单胞菌脂肪酶,考察了载酶量、颗粒直径等因子对固定化效果的影响,并用制备的固定化酶进行了酶促酯交换合成生物柴油的工艺研究,考察了反应条件如酶量、反应温度、甲醇流加方式、醇油比等因素对甲酯得率的影响。试验结果表明,制备固定化荧光假单胞菌脂肪酶的最优条件为:每克载体给酶量为300 IU,选用6号注射器针头(内径为0.5 mm);通过酯交换,催化大豆油合成生物柴油的最佳反应工艺参数为:固定化酶25%,醇油比4:1,含水量6%,反应温度40℃;此条件下反应35 h后,甲酯的最高得率可达82%。     

微水相超声波协同固定化脂肪酶催化酯交换过程优化

超声波协同固定化脂肪酶催化制备生物柴油的最佳工艺条件为：超声波功率70W、叔丁醇为反应介质、叔丁醇用量3％（v／v）、醇油比3：1且甲醇分三批加入、反应温度40℃、水含量为2％（v／v）。副产物甘油对固定化脂肪酶使用寿命影响最大,使用后的固定化脂肪酶用丙酮洗去表面的甘油,进行酯交换反应,酶的稳定性大为提高,可连续使用16批次。     

超声波辅助下脂肪酶催化高酸值废油脂制备生物柴油

探讨了超声波辅助条件下脂肪酶催化高酸值废油脂转化为生物柴油的反应。来源于Aspergillus oryzae和Candida antarctica的固定化脂肪酶,在超声波辅助下,对高酸值废油脂转化为生物柴油具有高的催化活性。以来自于C.antarctica的固定化脂肪酶Novozym435为催化剂,以酸价为157mg KOH/g的高酸值废油脂为原料在超声波辅助下与丙醇反应,在脂肪酶用量为油质量的8%、初始醇油摩尔比为3∶1、反应温度控制在40~45℃、超声波频率和功率分别采用28kHz和100W的条件下,反应50min转化率达到94.86%。在此条件下,不同碳原子数(C1~C5)的直链和支链醇均有较高的转化率,在短链醇的选择上具有宽广的适应性。超声波还减少了反应产物和反应体系中其他黏性杂质在固定化脂肪酶表面的吸附,回收的Novozym435相较单纯机械搅拌条件下回收的外观干净、分散良好无结块现象、易于洗涤和再次利用,具有良好的操作稳定性。     

器壁固定化脂肪酶Pseudomonas cepacia lipase的非水活性与稳定性

许多脂肪酶在有机体系中表现出催化作用,可用于绿色有机合成. 但其催化活性和稳定性明显低于水/油（有机相）界面上的表现. 为了提高脂肪酶在有机反应体系中的活性和稳定性,依据脂肪酶的界面活化机制,以水为酶蛋白构象优化剂、羧甲基纤维素为赋形剂,通过物理吸附的方式,将典型的假单胞菌脂肪酶（Pseudomonas cepacia lipase）固定在锥形瓶的内壁上,形成简易的生物反应器. 为方便检测器壁固定化酶促反应动力学,选择特征吸收为640 nm的生化指示剂2,6-二氯靛酚为反应底物,乙酸乙烯酯为酰化试剂,丙酮为溶剂. 光谱检测表明,催化反应0.5 h后,器壁固定化脂肪酶转化底物的能力是脂肪酶粉的6倍. 在每次催化5 h共10次的循环催化中,器壁固定化脂肪酶的催化活性平均每次仅降低3.2%,而酶粉降低11.8%. 结果表明,该器壁固定化脂肪酶的活性和稳定性相对于酶粉明显提高,这将为通过固定化有效提高脂肪酶的非水催化作用提供重要的参考.     

脂肪酶协同催化猪油合成生物柴油工艺研究

探讨了以乙酸甲酯为酰基受体两种脂肪酶协同催化猪油转酯合成生物柴油的工艺条件。首先利用单因子试验确定2种固定化脂肪酶Novozym435、Lipozyme TLIM单独作为催化剂时的最佳酶用量为40％,反应温度为50℃,乙酸甲酯用量为14（相对于油的摩尔比）。在此基础上,采用3因素5水平和3个中心点的中心组分旋转设计法研究了上述2种脂肪酶协同使用时脂肪酶用量（g/g）、混合酶的配比（%/%）以及乙酸甲酯用量诸因素共同作用对转酯反应转化率的影响。优化后的反应条件为：总酶用量为40％,混合酶配比为50/50,乙酸甲酯用量为14,在该条件下甲酯得率可达97.6％,比同质量的Novozym435、Lipozyme TLIM的催化活性分别高出7.6％、22.3％。表明脂肪酶协同催化猪油合成生物柴油工艺可以较好地提高甲酯得率,并且节约生产成本。     

固定化脂肪酶催化制备生物柴油条件优化

本文探讨了以固定化脂肪酶为催化剂催化制备生物柴油中醇油比、水含量、游离脂肪酸酸值和催化剂使用寿命对菜子油酯交换反应的影响,并与以NaOH、固体碱纳米水滑石为催化剂生物柴油的制备条件相比较.研究表明:固定化脂肪酶为催化剂所需最佳醇油比最低,仅为4:1,游离脂肪酸含量对酯交换反应影响甚微,且有较强的抗水性,固定化脂肪酶催化剂可可重复使用6次;NaOH为催化剂酯交换反应抗水性最强,随游离脂肪酸的增加,酯交换转化率显著降低;纳米水滑石为催化剂可重复使用5次,酯交换产物易分离,所得产品完全符合德国生物柴油标准.     

大孔树脂固定化脂肪酶及在微水相中催化合成生物柴油的研究

以不同大孔树脂吸附法固定化假丝酵母99_125脂肪酶,在微水有机相中的应用表明非极性树脂NKA是最佳的固定化载体。分别以正庚烷及磷酸盐缓冲液作为固定化介质,发现在正庚烷介质中树脂NKA的固定化效率能够达到98.98%,与采用磷酸盐缓冲液作为介质相比,固定化酶的水解活力和表观酶活回收率分别提高了4.07和3.43倍。考察了在微水相中固定化酶催化合成生物柴油的催化性能,结果表明,在给酶量为1.92∶1(初始酶粉与树脂的质量比),pH值为7.4,体系水含量为15%(水与油的质量比),反应温度为40℃条件下,固定化酶具有最佳的催化能力;以正庚烷为介质固定化脂肪酶催化合成生物柴油,采用三次流加甲醇的方式,单批转化率最高达到97.3%,连续反应19批以后转化率仍保持为70.2%。     

大孔树脂共吸附固定葡聚糖-脂肪酶催化合成香茅酯

以大孔树脂为载体对脂肪酶和葡聚糖进行共吸附固定,考察葡聚糖的共吸附对脂肪酶固定化效果的影响,并应用所得固定化酶在无溶剂体系催化合成月桂酸香茅酯。结果表明:在固定化过程中添加终质量浓度为0.75mg/m L的葡聚糖可提高固定化酶酶活回收率,使用该固定化酶在无溶剂体系催化月桂酸与香茅醇酯化,酶的催化效率及操作稳定性均有提高。在底物月桂酸与香茅醇物质的量的比为1∶1,加入1 U的固定化脂肪酶,在50℃时无溶剂体系中反应10 h,反应的酯化率达95.3%。添加终质量浓度为0.75 mg/m L的T-20及T-40(葡聚糖相对分子质量为2×10~4和4×10~4)制备的固定化酶可将到达95%酯化率的反应时间缩短至6 h,其中添加T-40的固定化酶经10次连续催化后,仍保持75%以上的催化活性。     

海泡石吸附固定化猪胰脂肪酶

以海泡石作为猪胰脂肪酶(PPL)的固定化载体,考察采用物理吸附的方法制备固定化脂肪酶的条件。结果表明:在固载时间4 h、反应磷酸盐(PBS)溶液pH 6.0、反应温度25℃时,可达最大比酶活309 U/g,固定化酶的化学稳定性和热稳定性均较高。同时利用红外谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)的分析手段对固定化猪胰脂肪酶试样进行分析,进一步确定了海泡石材料在固定化酶中的作用。     

溶胶凝胶法固定化黑曲霉脂肪酶的性质研究

近年来溶胶-凝胶法固定脂肪酶已成为研究热点。选用TMOS、MTMS、ETMS和PTMS 4种硅烷试剂对黑曲霉脂肪酶进行了固定化研究。固定化的最佳配方为ETMS/TMOS=5：1、水与硅烷试剂分子比为8;固定化脂肪酶的固定率为80.2%、相对活性为136.3%;以乳化橄榄油作为底物,在50℃和pH4.0的条件下,固定化脂肪酶与游离脂肪酶K_m分别为1.899×10^-4M和2.789×10^-4M;最适反应pH均为pH4.0,固定化脂肪酶在pH4.0~pH5.5之间其活性能保持95%以上;固定化脂肪酶最适反应温度为60℃,较游离脂肪酶提高了10℃;固定化脂肪酶的酸碱稳定性和热稳定性较非固定化酶有显著的提高。固定化脂肪酶的使用寿命和保存稳定性良好,使用12次后仍能够保留71.7%活性,在室温避光条件下保存180天后仍可保留79.2%活性。     

木瓜籽毛油精炼条件筛选及其理化指标分析

以磷脂含量为指标对木瓜〔Chaenomeles sinensis ( Thouin) Koehne〕籽毛油水化脱胶过程中脱胶剂种类、脱胶剂添加量、脱胶时间、加水量和脱胶温度进行单因素实验,并在此基础上对脱胶时间、加水量和脱胶温度进行L9(33)正交实验;以酸价为指标对碱炼脱酸过程中的碱液(NaOH溶液)浓度、碱炼温度和超碱用量进行单因素实验和L9(33)正交实验;并比较了毛油、脱胶油、脱酸油和精炼油的主要理化指标变化。单因素实验和正交实验结果表明：在木瓜籽毛油水化脱胶过程中采用不同的脱胶剂种类(包括柠檬酸、草酸和蒸馏水)、脱胶剂添加量(质量分数0.1%~0.5%)、脱胶时间(10~70 min)、加水量(质量分数1%~6%)和脱胶温度(65℃~85℃),毛油中的磷脂含量均有明显差异;而碱炼脱酸过程中采用不同的碱液浓度(质量分数6%~14%)、碱炼温度(40℃~80℃)和超碱用量(质量分数0.15%~0.40%),毛油酸价也有明显变化。总体上看,木瓜籽毛油水化脱胶的适宜条件为添加质量分数0.2%柠檬酸为脱胶剂、脱胶温度75℃、加水量为质量分数4%、脱胶时间50 min;碱炼脱酸的适宜条件为碱液浓度为质量分数12%、碱炼温度80℃、超碱用量为质量分数0.30%。理化指标的测定结果表明：与毛油相比,脱胶油、脱酸油和精炼油的碘值略升高但差异不明显、过氧化值明显升高、磷脂含量和皂化值均明显下降,而脱酸油和精炼油的酸价也明显下降。研究结果显示：经过脱胶、脱酸、水洗干燥一系列过程后获得的木瓜籽精炼油的理化指标基本符合国家食用植物油卫生标准。     

二氧化硅纳米材料固定中性脂肪酶的条件优化及其特性

以二氧化硅纳米材料为载体,采用吸附法对脂肪酶进行固定化,研究了不同条件对固定化脂肪酶的催化活性的影响,得到最佳的固定化条件:给酶量为28300U/g,固定化温度为45oC,pH值为7.5,时间为10h,此时固定化酶的活力约为3867U/g载体。固定化酶的最适反应温度为45oC,比游离酶的反应温度高5oC,最适pH下降到5.5,低于游离酶的反应pH(pH7)。固定化酶的热稳定性和pH稳定性较游离酶有了很大的提高,其在70oC以下能保持70%以上的酶活力,而游离酶在50oC下残余酶活力仅为30%。在pH5～8的范围内,固定化酶的酶活力能保持50%以上,而游离酶只能保持20%左右。用固定化的中性脂肪酶催化不同的油品,即大豆油、菜籽油及泔水油生产生物柴油,菜籽油的酯化率最高。     

有机介质中脂肪酶催化合成亚麻酸甘油酯

研究固定化脂肪酶在有机溶剂中催化亚麻酸甘油酯的合成反应。考察了有机溶剂、酯化温度、物料比、催化剂用量、酯化时间等因素对酯化率的影响。结果表明:以正己烷为溶剂、酯化温度60℃、酸醇摩尔比1:2.5条件下、反应24h,亚麻酸甘油酯化率为90%以上。     

纳米银复合介孔碳材料制备固定化猪胰脂肪酶

以稻壳为原料制备介孔碳材料,对其表面进行纳米银修饰后作为猪胰脂肪酶(PPL)的固定化载体.初步研究并优化该载体固定猪胰脂肪酶的条件.结果表明:在AgNO3浓度为0.01 mol/L、固载时间6h、反应磷酸盐溶液pH为6.0、反应温度25℃时,可达最大酶活,酶活提高3.2倍.同时利用红外图谱(FT-IR)、N2等温吸附-脱附曲线(BET)和扫描电子显微镜(SEM)的分析手段对固定化猪胰脂肪酶试样进行分析,进一步确定了纳米银复合介孔性碳材料在固定化酶实验中的作用.     

固定化脂肪酶催化毛棉籽油制备生物柴油

研究了固定化脂肪酶Lipozyme TL IM和Novozym435催化毛棉籽油和乙酸甲酯制备生物柴油的过程。通过向反应体系中添加甲醇,可减少乙酸的抑制,明显提高生物柴油得率,确定最佳反应条件为:正己烷作溶剂,乙酸甲酯与油摩尔比9:1,添加油重3%的甲醇、油重10%的LipozymeTLIM和5%的Novozym435复合使用,温度55°C,反应8h,生物柴油得率达到91.83%。最后探索了酶催化毛棉籽油合成生物柴油的动力学,得到动力学方程。     

乌桕油脂成分作为生物柴油原料的研究进展

生物柴油本质上是长链脂肪酸甲酯,工业上多通过酯交换反应进行生产.乌桕是广泛分布于中国的油料树种,其种子油脂含量高达40%左右,是生物柴油的优质原料.本文在介绍能源植物的种类及生物柴油生产概况的同时综述了乌桕皮油和梓油的提取工艺、用于催化乌桕油生产生物柴油的催化剂以及乌桕油及种子中脂肪酸组成等方面的研究进展.规范乌桕种质资源的标准化与分子标记辅助遗传育种、油脂代谢途径机理的揭示及转基因技术创制高含油新品种、新型纳米催化剂及新型高效固定化抗逆脂肪酶的研制对推动乌桕生物柴油的发展具有重要作用.     

金属框架结构材料MOF-199对漆酶的固定化及其性质

以金属框架结构材料MOF-199为载体对漆酶进行固定化,并对固定化酶的性质进行初步研究。首先,以3-氨基丙基三乙氧基硅烷对载体MOF-199进行表面氨基化修饰,再用戊二醛对载体进行活化,最后对漆酶进行固定化。固定化条件优化结果表明:在漆酶质量浓度0.3 g/L,戊二醛用量1%(体积分数),pH 4.8下固定7 h,制得固定化酶活性最高。对固定化酶的研究发现:最适反应温度为40℃,最适pH为5.2,在连续操作7次后,固定化酶的活力仍能保持在51%。固定化漆酶热稳定性,pH耐受性,贮存稳定性均明显高于游离漆酶。