VKT多肽介导的固定化疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶催化制备生物柴油

生物柴油是一种环境友好的生物液体燃料,对于酶法生产生物柴油,迫切需要找到廉价和高效的固定化脂肪酶。本研究利用固体结合肽(SBPs)VKT,将其与疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶(Thermomyces lanuginosus lipase,TLL)融合构建融合脂肪酶,并将其固定化在硅基材料上,获得了一种新型的生物催化剂。在所测试的硅基材料(ZSM-5、Na-Y、SAR-100、MCM-41和SiO_(2)微粉)中,固定在ZSM-5沸石上的TLL-VKT(TLL-VKT@ZSM-5)表现出最佳的固定化效率和最大负载,且具有优异的pH、温度、储存和洗脱稳定性。以TLL-VKT@ZSM-5为生物催化剂,对麻疯树籽油进行转酯化反应,48h生物柴油得率即达到93.9%。此外,TLL-VKT@ZSM-5还表现出较高的重复使用性能,在7次重复使用后,生物柴油得率依然保持71.9%。本研究的酶固定化方法具有简单高效、稳定性高和重复使用性能高等优点。本研究显示VKT肽在酶蛋白固定化的应用方面具有较好前景。

贻贝仿生涂层修饰聚合物微球固定化脂肪酶的制备及应用

为构建新型固定化酶催化体系,以聚甲基丙烯酸缩水甘油酯为载体,利用贻贝仿生技术——多巴胺/聚乙烯亚胺共沉积进行修饰,采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、Zeta电位及红外光谱(FT-IR)表征所得材料,并研究其固定化近平滑假丝酵母CICC 33470所产脂肪酶的表征及酶学性质。最佳酶固定化条件为:固定化温度为30℃,固定化pH为7.0,固定化时间为5 h,初始酶活为337.76 U/mL,载体添加量为0.2 g。固定化酶最佳反应温度为50℃,最佳反应pH为8.0,最佳反应时间为10 min,最优条件下固定化酶酶活为484.42±5.97 U/g-载体。固定化酶的稳定性明显提高,重复使用8次后,固定化酶仍有39.22%的初始酶活。进一步将固定化酶用于催化乙酰丙酸与十二醇的酯化反应,转化率可达75.94%,充分证明聚甲基丙烯酸缩水甘油酯经修饰后是固定化脂肪酶的优良载体,为未来扩大脂肪酶的应用范围提供了基础数据。

固定化脂肪酶ANL-MARE催化酸解合成1-油酸-2-棕榈酸-3-亚油酸甘油三酯

1-油酸-2-棕榈酸-3-亚油酸甘油三酯(OPL)是人乳中主要的脂质组成,为满足婴幼儿配方食品母乳化需求,该试验探究了新型固定化脂肪酶ANL-MARE催化制备OPL的方法。试验成功制备和表征了固定化酶ANLMARE,并以ANL-MARE为生物催化剂,建立了一种用三棕榈酸甘油三酯(PPP)、油酸(OA)和亚油酸(LA)高效酶催化制备富含OPL结构脂的方法。经单因素和响应面试验优化,获得OPL最优合成工艺为:PPP与总脂肪酸的摩尔比1:14.27,OA与LA摩尔比为1:0.76,脂肪酶添加量12.70%,反应温度50℃,反应4 h,此条件下产物中OPL相对含量为47.93%,2位棕榈酸(sn-2 PA)占总棕榈酸(PA)的质量分数(sn-2 PA相对含量)为71.69%。此外,固定化酶ANL-MARE与商业脂肪酶相比,表现出较好的催化合成OPL的活性。综上所述,固定化酶ANL-MARE具有催化制备OPL结构脂的重大潜力,为人乳脂替代脂的高效制备提供了新策略和理论基础。

紫外光固化纳米纤维素/聚乙二醇二丙烯酸酯体系固定化脂肪酶的研究

以羧基改性的纳米纤维素(TOCNF)和聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)为载体,通过紫外光固化实现了脂肪酶的原位包埋固定化,建立了紫外光固化TOCNF/PEGDA固定化酶的体系。研究了制备条件对固定化的影响,确定了制备最佳条件:PEGDA为15 wt%,TOCNF为1.0 wt%,光固化时间为60 s,固定化酶表现出95.90%的负载率和1970 U/g的酶活力;研究了固定化酶的酶活稳定性,固定化酶表现出3.10%的酶泄露率,经过20天储存后干燥的固定化酶保留89.91%的相对活性,经过8次重复水解操作后保留84.76%的相对活性。

脂肪酶固定化常用载体及方法的研究进展

脂肪酶被广泛应用于生物传感器、精细化工和生物催化等诸多领域,在此情形下脂肪酶固定化是提高其重复利用率和催化效率的重要手段。文章按照微生物属、海洋属、动植物属的分类,分别介绍了脂肪酶的不同来源,重点总结了金属有机框架、介孔氧化硅和凝胶等常用的新型酶固定化载体,并讨论了吸附法、共价交联法、包埋法、复合法等脂肪酶固定化常用方法的优缺点,以期为后续研究提供理论依据和参考。

利用近红外光谱技术检测固定化脂肪酶酶蛋白含量

利用近红外光谱技术检测固定化脂肪酶的酶蛋白含量,在获得近红外光谱数据后,分别用一阶导数、二阶导数、标准正态变量变换和多元散射校正4种不同预处理方法进行处理,获得最佳的光谱处理方法为标准正态变量变换。利用连续投影算法、竞争性自适应重加权算法、无信息变量消除算法3种不同的波长筛选算法获得特征波长,在此基础上分别用偏最小二乘法、支持向量机回归和BP神经网络3种建模方法建立近红外光谱模型,最终获得最佳的建模方法为标准正态变量变换-支持向量机回归,在此建模条件下,模型决定系数为0.9894,模型均方根误差为0.3178,模型交叉验证决定系数为0.9764,模型交叉验证均方根误差为0.3816,相对分析误差可达6.51。

脂肪酶固定化技术的研究进展

该文介绍了脂肪酶的传统及新型固定化技术,特别针对纳米载体、磁性载体、微波辅助固定化技术、膜固定化技术等近年来发展的新载体和新技术进行概述,描述了通过固定化来改善脂肪酶的催化性能,包括酶的活力、稳定性、最适条件以及特异性等。提出目前脂肪酶固定化所面临的稳定性差、难以工业化应用等问题,并指出未来脂肪酶固定化技术应向着性质稳定、操作简单以及规模化生产的方向发展。

固定化脂肪酶手性拆分(R,S)-1-苯基乙醇研究进展

(R,S)-1-苯基乙醇是药物合成与精细化学品的重要中间体,可经固定化脂肪酶不对称催化获得光学纯1-苯基乙醇。本文分别从脂肪酶类型、溶剂工程、固定化技术三方面综述了国内外固定化脂肪酶手性拆分(R,S)-1-苯基乙醇的研究进展,并指明该领域中亟待解决的关键问题及解决思路,以期为后续固定化脂肪酶应用于手性拆分(R,S)-1-苯基乙醇提供参考。

新型固定化Aspergillus oryzae脂肪酶催化合成1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯

旨在评价自制固定化sn-1,3专一性脂肪酶Aspergillus oryzae L03(AOL)替代商业固定化脂肪酶酸解法合成1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯(1,3-dioleoyl-2-palmitoylglycerol,OPO)的可行性。以棕榈硬脂和油酸为原料,在正己烷体系中,得到AOL最适反应参数为:反应温度55℃,反应时间1 h,棕榈硬脂和油酸的底物摩尔比为1∶8,正己烷与底物混合物质量比1∶6,AOL水分含量3.5%(w/w)。该条件下,OPO含量44.9%,三棕榈酸甘油酯(PPP)含量为3.23%,sn-2位棕榈酸占所有棕榈酸比例为68.86%,符合国家标准。同时,AOL和LipozymeRM IM、LipozymeTL IM两种商品酶对比,AOL的催化速率最快,1 h达到最大OPO生产峰值。经过8次循环使用,AOL具有良好的操作稳定性。研究表明,自制的新型廉价固定化酶AOL具有良好的应用前景。

SBA-15固定化黑曲霉脂肪酶对柚皮苷的区域选择性酰化

柚皮苷(Naringin)是一种天然存在的生物类黄酮,分布于较多种类的水果和蔬菜中,具有抗癌症、抗氧化和保护心血管等多种生物活性。但因其较差的生物利用率致使其深度开发和临床治疗应用面临着严重阻碍。为了提高柚皮苷的生物利用价值,采用SBA-15固定化黑曲霉脂肪酶(Aspergillus niger lipase,ANL)对柚皮苷进行了酶法转化研究。系统考察了在非水相有机介质中固定化ANL催化柚皮苷酰基化反应的酶活及区域选择性的影响因素。结果表明:酰基供体、反应溶剂、水活度及反应温度对柚皮苷的酰化反应具有不同程度的影响。在最佳催化条件下,酶活最高(153±5μmol·h^(-1)·g^(-1)),酶转化率可达92.00%±2.43%,且固定化ANL对柚皮苷的C-6'位置具有区域选择性(>99%)。

双模型介孔硅固定化脂肪酶研究

以溶胶-凝胶法合成双模型介孔SiO_(2)材料,并以该材料为载体吸附固定化脂肪酶。通过BJH法孔径分析和XRD表征表明,制备的载体呈现出孔径约为3nm和30nm的硅基结构的特征。以考马斯亮蓝法考察固载率,当固定化时间为2h、缓冲溶液pH值为8、固载温度为40℃时,固定化脂肪酶的固载率最大,可达到72.9%。

脂肪酶固定化技术及应用研究

脂肪酶固定化技术能够解决催化不稳定、不易回收等问题,实现连续操作和提高催化效率。综述固定化脂肪酶技术的主要类型和特点,总结固定化脂肪酶技术在食品工业中的应用情况。基于脂肪酶固定化技术的优势,展望其在食品生产领域的应用前景。

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(C_(8))表面修饰制备疏水有序介孔SiO_(2)载体(OMS-C_(8)),在此基础上制得固定化脂肪酶(CSL@OMS-C_(8)),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)、N_(2)-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 m^(2)/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%。

磁性聚合物微球固定化发酵液中脂肪酶

脂肪酶是一类功能多样且应用广泛的酶,但是由于游离酶活性易损失且难以分离回收,通常不适合实际应用。为了解决实际应用中游离脂肪酶的稳定性和重复使用性较差的问题,首先使用近平滑假丝酵母发酵生产脂肪酶,然后合成了聚酰胺-胺树枝状大分子接枝的聚甲基丙烯酸甲酯磁性微球[Fe_(3)O_(4)@poly(methyl methacrylate)/polyamidoamine,Fe_(3)O_(4)@PMMA/PAMAM],并用多种方法对其进行表征。进一步将Fe_(3)O_(4)@PMMA/PAMAM作为载体用于固定化脂肪酶,最优固定化条件为戊二醛用量0.6 mL、固定化时间5 h、固定化pH 8.0、固定化温度35℃,所得的固定化脂肪酶活性为864 U/g,酶活力回收率为74.29%。与发酵液中的游离脂肪酶相比,固定化脂肪酶的热稳定性和pH稳定性均明显增强。在连续循环使用10次后,固定化脂肪酶仍能维持72.23%的酶活性。4℃下贮存30 d后,固定化脂肪酶仍能保留71.44%的酶活性。

磁性壳聚糖纳米复合材料固定化褶皱假丝酵母脂肪酶催化合成木质甾醇酯

以磁性壳聚糖纳米复合材料共价固定的褶皱假丝酵母脂肪酶为催化剂,以木质甾醇和油酸为原料,对木质甾醇油酸酯的酶法合成工艺条件进行了优化。得到的最佳工艺条件为:催化剂用量12.7%(以底物总质量计),油酸与木质甾醇物质的量比为2∶1,木质甾醇质量浓度为122.9 g/L,反应温度50℃,反应时间24 h。在该条件下,木质甾醇转化率为96.42%。对月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸不同碳链长度的脂肪酸或混合脂肪酸进行酯化反应,木质甾醇的转化率可达96.67%~98.74%,催化剂使用5次时,转化率仍可达82.45%。

无溶剂体系介孔分子筛SBA-15固定化脂肪酶拆分(R,S)-3-氯-1-苯基丙醇

在无溶剂体系中,采用介孔分子筛SBA-15固定化P.fluorescens脂肪酶(PFL)拆分(R,S)-3-氯-1-苯基丙醇.结果表明,在以乙酸乙烯酯为酰基供体、水活度为0.19、温度为60℃、“记忆”pH为7.0的优化条件下反应28 h,酶促拆分转化率(c)达到49.87%,产物对映体过量值(ee_(p))达到98.73%,显示了良好的应用前景.

脂肪酶的固定化及其在药物合成中的应用进展

脂肪酶是一种常用的生物催化剂,被广泛应用于医药、食品、生物化工等领域。但游离脂肪酶稳定性差,易受所处的环境影响,重复使用性差,限制了酶催化工业的应用。针对游离脂肪酶在催化领域的不足,酶固定化技术应运而生。脂肪酶经固定后大大提高了其原有的催化活性和稳定性,利用固定化脂肪酶自身的优良性能选择性催化合成所需产物,反应条件温和、收率高、副反应少,工业应用更加广泛。综述了脂肪酶固定化及其在药物合成中的研究和应用进展,并对固定脂肪酶的前景进行了展望,以期对固定化脂肪酶在工业中的应用提供一定参考。

陶瓷膜表面固定化脂肪酶的研究

本文利用(3-氨丙基)-三乙氧基硅烷(APTES)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)对片状陶瓷膜进行改性,再使用戊二醛(GA)交联得到陶瓷复合膜。最后,将脂肪酶固定在该陶瓷复合膜上,制备得到酶膜反应器。通过傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱仪对样品进行表征。确定固定化的最佳条件为:APTES和MTMS浓度均为0.1 M、GA浓度为2%、固定化时间为3 h。固定化酶的最适操作pH值和温度分别为7、55℃。此外,固定化的酶具有较好的热稳定性和可重复使用性。

猪胰脂肪酶固定化及连续流催化拆分合成(S)-2-四氢糠酸

通过筛选实验确定了树脂ESQ-3为PPL的最佳固定化载体,并确定了最佳固定化条件和固定化酶PPL@ESQ-3拆分四氢呋喃-2-甲酸丁酯(2-THFAD)的最适条件,将此固定化条件应用于连续流反应器系统并进行条件优化。实验结果表明:在该条件下,59 min即可将60 mmol 2-THFAD完全拆分得到(S)-四氢呋喃-2-甲酸丁酯((S)-2-THFAD,ee_(s)≥99%),催化效率达到3.347μmol/(min·g),催化效果远胜于间歇式反应;(S)-2-THFAD直接由Novozym 435水解得(S)-2-THFA(ee_(p)≥99%),比旋度[α]_(D)^(21)=3.542(2.0mol/L,甲醇)。PPL@ESQ-3连续流反应体系表现出了优秀的催化能力,具有适用于工业化生产(S)-2-THFA的应用潜力。

功能化活性炭固定化脂肪酶高选择性催化拆分(R,S)-1-苯基-2-丙炔醇

手性1-苯基-2-丙炔醇(酯)是合成精细有机化学品的重要中间体,在医药、农药和化工等领域有着广泛的应用。研究表明,脂肪酶CAL-B固定化于聚甲基丙烯酸缩水甘油酯功能化活性炭,获得的颗粒状固定化脂肪酶在有机溶剂中能够高选择地催化(R,S)-1-苯基-2-丙炔醇发生转酯化拆分反应,(S)-1-苯基-2-丙炔醇的对映体过量值(ees)和(R)-1-苯基-2-丙炔醇乙酸酯的对映体过量值(eep)均达到99%,同时获得了高光学纯度的手性醇及其乙酸酯,固定化酶呈现出优异的催化活性和对映体选择性。