固定化脂肪酶ANL非水催化合成L-抗坏血酸棕榈酸酯

为提高酶促合成L-抗坏血酸棕榈酸酯的效果,采用物理吸附法,将黑曲霉脂肪酶(Aspergillus niger lipase,ANL)固定在瓶壁、脱脂棉上,制得固定化酶(器壁-ANL、脱脂棉-ANL),并催化L-抗坏血酸(Vc)与棕榈酸酯化反应合成Vc棕榈酸酯。结果发现,在37℃、转速160 r/min、Vc和棕榈酸摩尔比1∶3、反应24 h、丙酮为溶剂的条件下,器壁-ANL和脱脂棉-ANL催化反应的摩尔转化率分别为87.3%和90.4%。同样条件下,酶粉催化反应转化率不足36%。底物摩尔比为1∶1,器壁-ANL、脱脂棉-ANL催化反应的转化率分别为51.5%和62.2%。从生产的角度来看,脱脂棉-ANL催化,丙酮为溶剂、底物等摩尔比的反应体系具有低碳、环保和产物易提纯的特性,通过进一步提高转化率,更具工业应用价值。     

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。     

有机相脂肪酶催化合成乙酸肉桂酯

对有机相中酶法催化合成乙酸肉桂酯的转酯化反应进行研究。结果发现:Candida anatarctic脂肪酶(Novozyme435)、根霉脂肪酶(Rhizopus niveus lipase)和荧光假单胞菌脂肪酶(Pseudomonas fluore lipase)均有较好的催化活性。同时考察各反应参数(温度、反应溶剂、体系水活度、酰化剂类型、肉桂醇与酰化剂摩尔比、肉桂醇浓度等)对脂肪酶Novozyme435合成乙酸肉桂酯反应的影响,确定了反应体系最优工艺条件:在10 mL甲基叔丁基醚中,肉桂醇200 mmol/L,n(肉桂醇)∶n(乙酸乙烯酯)=1∶1.5,初始水活度αw=0.84,温度35℃,酶加量0.02 g,反应3 h后肉桂醇转化率可达到99%,产物经质谱(MS)鉴定。固定化酶经过10个批次反应,反应转化率都保持在90%以上。     

几种离子液体的微波法合成及其对脂肪酶催化效果的影响

采用微波法合成9种目标离子液体,对中间体[Bmim]Br的合成条件及其离子液体对全细胞催化剂催化效果的影响进行考察.直接将产脂肪酶真菌粗状假丝酵母(Candida valida) T2细胞固定在聚氨酯颗粒中,制备固定化细胞催化剂,将其应用于合成离子液体介质中催化甲醇与大豆油酯交换反应制备生物柴油.结果表明:微波功率200 W下间隙照射100 s,中间体[Bmim]Br的收率达95.16%,有效地提高了离子液合成产率;在[Bmim]PF6离子液中固定化细胞酶催化转酯化反应30 h,大豆油的转化率达42%,反应效果较其他8种合成离子液体好;固定化细胞颗粒和[Bmim]PF6重复使用4次,其油脂转化率和酶活保持率分别达到29%和69%,表现出较好的催化反应稳定性.     

展示南极假丝酵母脂肪酶B的毕赤酵母全细胞催化合成短链芳香酯

展示酶的酵母细胞作为全细胞催化剂,既具有固定化酶的优点,又有制备简单、成本较低的特点。本研究将细胞表面展示南极假丝酵母脂肪酶B(Candida antarctica lipase B,CALB)的重组毕赤酵母用于非水相中催化合成短链芳香酯,通过滴定和气相色谱的方法测定底物酸的转化率,从底物的碳链长度、醇的结构、酵母冻干粉的添加量、底物浓度及底物的酸醇摩尔比等方面考察了展示CALB的毕赤酵母全细胞催化合成短链芳香酯的特性。研究结果表明:该全细胞催化剂可催化C10以下的酸和醇直接酯化合成多种短链芳香酯,酸的转化率达到90%以上;其中己酸和乙醇为酶的最适底物;酵母冻干粉的添加量20g/L(306.0U/g-drycell)、己酸浓度0.8mol/L、酸醇摩尔比1:1.1是合成己酸乙酯的最佳条件。在此条件下反应1.5h,己酸的转化率达到97.3%。在现有的关于脂肪酶非水相催化合成短链芳香酯的报道中,该全细胞催化剂显示出较好的底物耐受性以及较高的催化反应速率。因此,展示CALB的毕赤酵母全细胞催化剂在合成短链芳香酯方面具有较大的商业化应用潜能。     

固定化脂肪酶催化花椒籽皮油转酯化反应研究

采用固定化脂肪酶催化花椒籽皮油制备生物柴油,研究了该转酯化反应的工艺条件.结果表明:在脂肪酶用量25%(质量分数).含水量10%(质量分数),正己烷用量15%(质量分数).醇油比3:1.分三次添加甲醇,于反应温度45℃下反应时间24 h,固定化脂肪酶使花椒籽皮油的棕榈酸甲酯的转化率达到82.5%.     

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.     

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.     

固定化脂肪酶的创制及其在乙酸肉桂酯无溶剂制备中的应用

采用模板法结合辛基(C8)表面修饰制备疏水有序介孔SiO₂载体(OMS-C₈),在此基础上制得固定化脂肪酶(CSL@OMS-C8),成功应用于乙酸肉桂酯的无溶剂酶法制备。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N2-吸附脱附、傅里叶红外(FTIR)对载体材料和固定化酶进行表征。结果显示,OMS具有整齐有序的介孔结构,比表面积达149.9 m2/g,平均孔径为15 nm。经过疏水改性后,接触角从20°提高到120°。优化获得了乙酸肉桂酯的最佳反应条件为温度50℃,肉桂醇与乙酸乙烯酯的摩尔比1∶5,固定化酶添加量2 g/L,反应时间2 h,转化率达到96.6%。催化剂经过5次重复使用肉桂醇的转化率仍能达到80%。     

神经网络优化非水相脂肪酶催化合成抗坏血酸油酸酯的条件研究

抗坏血酸油酸酯具有强抗氧化作用．为了获得脂肪酶催化合成抗坏血酸油酸酯的最适条件,主要研究了反应温度、脂肪酶量、油酸量对抗坏血酸油酸酯合成效果的影响．采用中心组合设计和动量梯度下降神经网络对反应条件网络进行训练仿真,并利用训练好的网络对催化酯化工艺条件进行预测．研究结果表明：经过训练的网络可以很好的模拟反应条件,得到了脂肪酶催化反应的最佳工艺参数．当抗坏血酸0．8g时,反应温度56℃,油酸量0．95g,固定化脂肪酶量0．74g,添加分子筛条件下,抗坏血酸油酸酯的转化率为46.5％．该方法为抗坏血酸酯化催化效果的预测提供了一条可行的途径．     

脱脂棉固定化脂肪酶的非水活性与稳定性

脂肪酶具有非水催化作用,但其非水催化活性和稳定性需进一步提高,这是非水酶学的瓶颈问题之一。理想的策略是模拟脂肪酶的界面活化机制,以大分子代替水,优化、稳定化和有效分散酶蛋白,阻止其在有机相中变性。因此,选用多羟基、比表面积大、惰性、且与酶蛋白能兼容的大分子--脱脂棉纤维,作为固定化载体,以1∶0.9的质量比,通过物理吸附,将假单胞菌脂肪酶(Pseudomonas cepacia lipase)固定在脱脂棉纤维上。在催化己醇与乙酸乙烯酯的转酯反应中,反应1 h,脱脂棉固定化脂肪酶转化底物的能力是酶粉的3.7倍。在每次6 h共6次的循环催化中,固定化酶和酶粉转化底物的能力分别平均每次降低约0.3%和2.4%。表明脱脂棉固定化脂肪酶的非水活性,尤其是稳定性明显提高。这为通过固定化有效提高脂肪酶的非水催化作用,以满足工业应用的需要,提供了一种有效的途径和重要参考。     

生物法合成维生素C棕榈酸酯

研究了不同的脂肪酶在有机溶剂体系中催化合成L-维生素C棕榈酸酯的反应。针对维生素C在有机溶剂中溶解度较低这一问题,对催化合成维生素C棕榈酸酯反应的脂肪酶和反应介质进行比较,同时对影响合成维生素C棕榈酸酯反应的因素（温度、底物浓度、底物摩尔比、反应时间和酶量等）进行探讨,优化了反应条件：在10mL的丙酮中,1.094g棕榈酸与0.107g维生素C在酶量为20％（W/W, 固定化酶/维生素C）的固定化脂肪酶催化下,初始含0.4nm分子筛20%,温度为60℃,转速为200r/min,反应48h转化率可以达到80%,产物维生素C棕榈酸酯的浓度可达20g/L。     

固定化β-葡萄糖苷酶催化合成红景天甙的研究

目的:利用海藻酸钠和壳聚糖固定β-葡萄糖苷酶,催化合成红景天甙,并对固定化条件的选择、固定化酶催化合成红景天甙的条件优化进行研究.方法:采用正交实验方法寻求最佳固定化条件,以转化率为指标对合成条件进行优化.结果:固定β-葡萄糖苷酶的最佳条件为:壳聚糖浓度1.5%,吸附时间9h,交联时间12h,戊二醛浓度1.0%,吸附温度O℃,酶活力回收率达74.38%.催化合成红景天甙的最佳条件为:反应介质pH 5.8醋酸缓冲液/叔丁醇(1:9),底物浓度酩醇5g/L,D-葡萄糖与酪醇摩尔比为1:1,反应时间50h,反应温度50℃,红景天甙的转化率最高可达到71.9%.结论:固定化酶催化合成红景天甙的转化率得到较大的提高,为工业化生产提供了可靠的理论依据.     

固定化脂肪酶合成维生素A棕榈酸酯

研究了有机溶剂中脂肪酶催化维生素A棕榈酸酯的合成工艺。采用维生素A醋酸酯和棕榈酸乙酯作为反应底物, 对催化合成维生素A棕榈酸酯反应介质进行了比较, 同时对影响合成维生素A棕榈酸酯反应的因素(温度、初始水含量、底物摩尔比、反应时间和酶量等)进行了探讨, 优化了反应条件: 在10 mL的石油醚中, 体系初始含水量0.2%(体积比V/V), 0.100 g 维生素A醋酸酯和0.433 g 棕榈酸乙酯在酶量为1.1 g的固定化酶催化下, 在30°C、190 r/min下反应12 h, 转化率可以达到83%, 固定化酶可连续使用5次以上。     

固定化脂肪酶合成维生素A棕榈酸酯

研究了有机溶剂中脂肪酶催化维生素A棕榈酸酯的合成工艺。采用维生素A醋酸酯和棕榈酸乙酯作为反应底物, 对催化合成维生素A棕榈酸酯反应介质进行了比较, 同时对影响合成维生素A棕榈酸酯反应的因素(温度、初始水含量、底物摩尔比、反应时间和酶量等)进行了探讨, 优化了反应条件: 在10 mL的石油醚中, 体系初始含水量0.2%(体积比V/V), 0.100 g 维生素A醋酸酯和0.433 g 棕榈酸乙酯在酶量为1.1 g的固定化酶催化下, 在30°C、190 r/min下反应12 h, 转化率可以达到83%, 固定化酶可连续使用5次以上。     

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。     

超声辅助酶促合成丙二酸单对硝基苄酯

为了研究超声对固定化脂肪酶Novozym 435催化合成丙二酸单对硝基苄酯反应的影响。对超声辅助酶促酯化反应条件进行了优化,确定最佳反应条件:以甲苯为溶剂,固定化脂肪酶Novozym 435质量浓度为3.0 g/L,对硝基苄醇质量浓度为4.0 g/L,反应温度为30℃,反应时间为5 h,超声声强为0.8 W/cm2,超声频率为20 k Hz,丙二酸单对硝基苄酯收率为89.7%。与振荡水浴条件相比,超声辅助酶催化反应能强化传质,在反应温度降低15℃,时间缩短3 h和固定化酶浓度减少1.5 g/L的同时,产物收率增加了18.2%。超声作用下,Novozym 435重复使用性能较佳,应用于酯化反应8次后,丙二酸单对硝基苄酯收率为69.3%。     

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%。     

间歇及连续式固定化酶反应生产生物柴油

探讨了利用本实验室自制的Candida sp99．125脂肪酶转酯化合成生物柴油的过程。在利用间歇式反应得到最佳反应条件的情况下利用固定床反应器生产生物柴油,经过初步优化的试验结果表明,在采用分级流加甲醇下,生物柴油的转化率可以达到93％左右,并且固定化酶的使用寿命超过480h。     

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。