介孔分子筛SBA-15的表面改性对脂肪酶固定化的强化作用

Three kinds of support for enzyme immobilization were prepared by modifying SBA-15 mesoporous silica with thiol,methyl and hexyl groups respectively.The prepared supports were characterized with FT-IR and BET method and exhibited high specific surface area and uniform pore size.Furthermore,unmodified SBA-15 and the modified SBA-15 materials were used for lipase immobilization.The results were compared in terms of enzyme adsorption capacity,activity,activity retention and stability.The modified SBA-15 materials with thiols(SBA-15-PrSH)showed good performance for lipase immobilization.Compared with unmodified SBA-15,the adsorption capacity of SBA-15-PrSH to lipase was improved by more than 80%,and the activity retention increased by more than 10%.

脂肪酶固定化新材料

脂肪酶因其在油脂工业中的重要作用而成为酶研究领域的重点。脂肪酶的不稳定性和高昂的价格是限制其广泛应用的主要原因。对脂肪酶进行固定化是增强其稳定性、降低应用成本的关键。改进脂肪酶固定化工艺的一个重要方面就是选择和开发适合相应脂肪酶的固定化材料。从脂肪酶的固定化材料方面,对无机、有机、复合载体等固定化材料进行了综述,特别是对各种新型的固定化材料予以了归纳,对脂肪酶固定化材料的选择有一定的指导意义。

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。

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。

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。

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.

固定化脂肪酶对邻苯二甲酸酯污染土壤的修复研究

土壤中邻苯二甲酸酯(Phthalic acid esters,PAEs)的去除能改善农业生态环境,提高PAEs降解酶的稳定性是提高其去除率及缩短降解半衰期的关键。以玉米秸秆生物炭为固定化载体,以脂肪酶为降解酶,研究了固定化脂肪酶的最佳制备条件及对土壤PAEs的去除。通过对固定化酶活大小的比较,确定了固定化脂肪酶的最佳制备条件:pH为7.5,反应温度为30℃,脂肪酶质量浓度为2 g/L,固定化时间为9 h。在土壤pH为7.5,反应温度为30℃,固定化脂肪酶施加量为2%,土壤中水的质量分数为60%的条件下,固定化脂肪酶对土壤中6种PAEs的去除率为51.38%~84.07%,且6种PAEs的降解均符合一级降解动力学模型;与自然降解相比,固定化脂肪酶处理能使PAEs降解半衰期缩短52.33%~75.86%,表明生物炭固定化脂肪酶可提高土壤PAEs去除率。

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。

核壳结构磁性树枝状纤维形有机硅固定化脂肪酶制备及其应用

为了提升脂肪酶的稳定性并构建新型固定化酶催化体系,利用改进的WinsorⅢ微乳液双连续相体系合成了超顺磁性Fe_(3)O_(4)内核和树枝状纤维形氧化硅外壳的核壳结构磁性有机硅纳米粒子(MMOSNs),用于固定化南极假丝酵母脂肪酶B(CALB)。优化条件后CALB负载量为177.49 mg/g,比水解活性为27390 U/g。磁性有机硅通过与CLAB分子之间疏水相互作用及表面孔道结构,可有效激活CALB的界面活性并保护活性构象免受破坏,比游离酶和磁性无机硅固定化酶表现出更好的活性和稳定性。除此之外,将CALB@MMOSNs用于催化乙酰丙酸与十二醇的酯化反应最高转化率为85.05%,重复使用9次后仍保留68.94%转化率,而商业化N435只保留29.83%。证明疏水性磁性核壳结构有机硅是固定化CALB的良好载体,可有效扩展脂肪酶的工业应用。

基于聚乙烯醇微球为载体固定化脂肪酶的研究

以具有广泛工业应用性和生物相容性的聚乙烯醇(PVA)为原料,利用PVA分子结构特点对其进行改性,进一步采用高速搅拌制备聚乙烯醇微球,采用扫描电镜表征其形貌。采用1,1′-羰基二(1,2,3-三氮唑)将聚乙烯醇微球活化,以活化后的聚乙烯醇微球为载体固定化脂肪酶,并采用聚乙烯醇物理吸附脂肪酶为实验对照组。结果表明:聚乙烯醇微球粒径分布在2～3μm之间,微球表面形态较为光滑。聚乙烯醇微球固定化脂肪酶可重复使用,重复10次酶催化水解反应,相对酶活仍维持在70%以上。固定化脂肪酶的最优催化水解反应温度为30℃,与游离酶相比降低了10℃,最佳催化水解反应pH为8,与游离酶最佳催化pH相比,催化反应条件更温和。

硅藻土固定化脂肪酶

采用硅藻土作为载体 ,对脂肪酶进行固定化 ,研究了固定化条件对固定化脂肪酶的催化活性以及硅藻土吸附脂肪酶量的影响 .得到最适的固定化反应条件 :温度为 3 0～ 3 5℃ ;p H值为 7.7;缓冲液离子浓度在 0 .0 1～ 0 .0 3 mol/ L之间 ;载体与脂肪酶的质量比为 8∶

地沟油固定化脂肪酶生产生物柴油(英文)

研究了地沟油和甲醇在三段式反应器中固定化脂肪酶上合成生物柴油。对地沟油的酸值、皂化值以及水含量进行了检测。考察了进料流速、溶剂、水含量对反映的影响。在40℃,正己烷作溶剂,添加水含量为地沟油质量的20%,每一段反应器中添加的甲醇与地沟油的摩尔比为1∶1时,生物柴油产率为94%。

固定化脂肪酶催化高酸废油脂酯交换生产生物柴油

探讨了固定化脂肪酶NOVOZYM 435催化高酸废油脂与乙酸甲酯酯交换生产生物柴油.NOVOZYM 435能催化高酸废油脂与乙酸甲酯的酯交换反应,反应24 H后甲酯产率为77.5%,但该值大大低于以精制玉米油为原料时的甲酯产率(86.2%).系统研究了反应体系中的水、游离脂肪酸和乙酸对反应的影响.当反应体系中的水含量低于0.05%时,水对酶反应速率和甲酯产率影响甚小,而水含量高于0.05%时,酶反应速率和甲酯产率随着水含量的增加而降低.游离脂肪酸对反应有较大影响,甲酯产率随着游离脂肪酸含量的增加而急剧下降.乙酸甲酯与游离脂肪酸反应产生的副产物乙酸是导致甲酯产率显著下降的原因.在反应体系中添加适量(油重的10%)的有机碱三羟甲基氨基甲烷或三乙胺可有效提高酶促高酸废油脂的酯交换反应速率和甲酯产率,使反应12 H后的甲酯产率分别达到85.9%和80.8%;碱的加入还提高了酶的操作稳定性,添加有机碱三羟甲基氨基甲烷或三乙胺可使反应10批次后NOVOZYM 435的相对酶活力分别由对照值86%提高到97%和93%.

有机溶剂中固定化脂肪酶催化硅醇的酯化反应

固定化Ｍｕｃｏｒｍｉｅｈｅｉ脂肪酶可催化有机硅醇和脂肪酸的酯化反应．对固定化酶用量、脂肪酸链长、不同有机硅醇底物、有机溶剂极性和水含量等影响因素进行了初步研究．

混合溶剂系统中固定化脂肪酶对酮基布洛芬的催化酯化反应

以硅藻土吸附的脂肪酶为催化剂，对外消旋酮基布洛芬［２－（３－苯甲酰苯基）丙酸］进行对映选择性酯化反应；考察了不同的脂肪酶制剂，固定化时所加缓冲液的体积与ｐＨ值，酰基受体（醇）的种类以及混合溶剂系统的组成等因素对酶活性的影响．结果表明，在所考察的７种脂肪酶中，以ＬｉｐａｓｅＯＦ的酯化活性最高；用硅藻土吸附固定化酶时，缓冲溶液的最适ｐＨ为７．０左右，每克酶粉加１．０ｍＬ缓冲溶液为最佳；固定化酶催化酯化的活性比游离的脂肪酶高．在酮基布洛芬与不同酰基受体（醇）的酶促酯化反应中，以丙醇的反应速度为最快．在由一种主溶剂与一种助溶剂组成的混合溶剂系统中，酶促酯化的速度要比在单一的主溶剂或助溶剂系统中快．当以ｌｇＰ值较大的环己烷或异辛烷等为主溶剂，甲苯为助溶剂时，脂肪酶催化酮基布洛芬酯化反应的活性最高．

脂肪酶的固定化及其在食品领域的应用

脂肪酶(lipase,EC 3.1.1.3)是一类能将长链脂肪酸甘油酯水解成脂肪酸和单甘油酯、甘油二酯或甘油的生物酶,主要来源于动物、植物和微生物。脂肪酶在食品领域的应用有巨大潜能,改善脂肪酶的性能对于实现工业上连续化和低成本的生产具有重要的意义。固定化酶技术可以通过提高脂肪酶的酶活力、稳定性及回收率显著改善脂肪酶的性能。固定化脂肪酶在食品领域中被广泛应用于糖酯合成、油脂改性、芳香味酯类化合物及抗坏血酸酯类抗氧化剂的合成。介绍了脂肪酶及固定化酶技术,并综述了近7年固定化脂肪酶在食品领域中的应用。最后对如何提高脂肪酶性能进行了展望。

固定化脂肪酶催化椰子油制备月桂酸单甘油酯

利用3种固定化脂肪酶(Novozym 435、Lipozyme TL IM、Lipozyme RM IM)催化椰子油与甘油酯交换制备月桂酸单甘油酯(GML)。以椰子油与甘油(含水量5%)摩尔比、加酶量、反应温度、反应时间和使用次数为考察因素,以GML含量为指标,比较了3种固定化脂肪酶的酯交换能力;在此基础上,采用正交实验优化最佳酶催化制备GML的工艺条件。结果表明:Novozym 435催化酯交换效果最佳,重复使用7次,其活性保持在80%;Novozym 435催化制备GML的最佳反应条件为:椰子油与甘油摩尔比1∶4,加酶量8%,反应温度50℃,反应时间36 h。在最佳反应条件下所得混合脂肪酸甘油酯中GML含量为30.76%。

固定化脂肪酶催化合成生物柴油

研究了菜籽油与甲醇在固定化脂肪酶催化作用下转酯反应生成菜籽油甲酯(即生物柴油)的过程,考察了酶的预处理方式、反应体系含水量、醇与油摩尔比和甲醇的加入方式等对产物中甲酯含量的影响。结果表明,将酶在油酸甲酯中浸泡2h,用菜籽油洗涤,再在菜籽油中浸泡12h后,可明显提高其催化活性,加快醇解反应速率。原料菜籽油和甲醇本身含有的微量水,可激活酶的催化活性,加快醇解反应速率,体系含水量过高反而使酶的活性有所下降。酶催化菜籽油醇解反应最适醇与油摩尔比为3∶1,甲醇分3次加入,可避免酶在甲醇溶液中失活,最终产物中甲酯含量高达99%以上。