脂酶非均相催化反应生物传感器的研究

研究固定化脂肪酶在生物传感器上的响应,研制了能将脂肪酶催化底物所产生的电子转移过程转换为电流信号输出的电化学生物传感器,酯酶非均相反应体系温度为65℃,pH为7.7时验证脂酶活性的变化规律。测定反应体系电流强度的变化趋势为首先是平稳,反应开始电流逐渐增大,随着甘二酯逐渐增多,电流变化缓慢;当甘一酯的量逐渐增多电流也变大,反应结束电流趋于平稳。用液相色谱仪跟踪测定反应过程中底物的含量,结果显示测量相对误差仅为4.9%。证明利用脂酶非均相催化反应生物传感器测定酶催化底物反应的程度是可行的,为实现计算机连续在线检测提供了理论基础。     

固定化酶催化酯化反应合成生物柴油的研究

采用固定化脂肪酶Novozym435催化油酸与甲醇进行甲酯化反应合成生物柴油。通过考察固定化酶的催化反应进程,确定脂肪酶催化酯化反应的基本规律,并通过研究酶的用量、反应时间、催化介质有机溶剂、底物甲醇的抑制、水分的抑制和两种底物酸／醇摩尔比等因素对酯化过程的影响,得到酯化工艺的最佳条件是：在石油醚体系中,4％wt固定化脂酶,温度为40℃,油酸与甲醇摩尔比为1：1．5,甲醇分3次流加,反应时间为24h,酯化率可以达到95％。催化剂循环使用5次,仍具有90％的转化率。酯化后产物经气质联用仪分析．脂肪酸甲酯的纯度可达到96％。     

脂肪酶催化合成乳酸正丁酯过程中酯化率的预测模型

乳酸正丁酯是一种重要的绿色溶剂,广泛应用于食品和化妆品等行业。研究乳酸正丁酯的酶法合成工艺并对其合成过程变化趋势进行有效的监控,是实现高效生产合格产品的重要保证。本文介绍一种估算脂肪酶催化乳酸和正丁醇合成乳酸正丁酯过程中乳酸酯化率变化规律的预测模型。在选择适宜的底物摩尔比(正丁醇:乳酸=1.5:1)后,基于乳酸正丁酯的酶法合成过程的反应时间、反应温度和酶添加量的变化趋势,建立了乳酸酯化率的变化规律的预测模型,Er, % = 0.168×D0.018×(T-7.5) ×Ln(1+100t),实验值与预测值两者相近程度的曲线拟合相关系数（R2）可达到0.995,结果表明,在本实验范围下,该模型可有效预测反应过程中乳酸酯化率的变化。本模型将为脂肪酶催化合成乳酸正丁酯的生产实践提供很好的指导。     

两步酶法合成富含EPA/DHA甘油酯的研究

采用两步酶法合成富含EPA/DHA的甘油酯。首先利用游离脂肪酶催化富含EPA/DHA的脂肪酸与甘油进行酯化反应,在水添加量为底物混合物质量的3%、脂肪酸与甘油摩尔比1∶3和酶添加量为底物混合物质量的1%时,酯化反应达到平衡时富含EPA/DHA脂肪酸的酯化率可以达到67%左右。再将游离脂肪酶催化酯化反应产物中的油相回收,利用Novozym 435为催化剂,在真空状态下继续进行酯化反应6 h,富含EPA/DHA脂肪酸的酯化率可以达到96.4%,甘油酯的组成为甘油三酯52.07%、甘油二酯41.9%。     

酶法催化制备富含甘油二酯米糠油的研究

以高酸值米糠油为原料,采用无溶剂体系酶法催化制备富含甘油二酯的米糠油.考察了脂肪酶种类及添加量,酯化剂种类,底物质量比,反应时间,反应温度对甘油二酯含量和游离脂肪酸残余量的影响.通过单因素试验和响应面试验,确定酶法催化酯化的最佳工艺条件为:固定化脂肪酶Lipozyme RM IM作为催化剂,油酸甘油一酯作为酯化剂,底物质量比0.25:1,反应温度56℃,反应时间5.75 h,脂肪酶添加量4.77%.在此条件下,产物中甘油二酯含量和游离脂肪酸残余量分别为27.61%和0.25%.     

两步法催化鱼油制备MLM型结构三酰甘油酯

以鳀鱼鱼油和辛酸(CA)为底物,研发脂肪酶Lipozyme TL IM两步酶催化法(醇解反应和酯化反应)制备MLM结构三酰甘油酯。结果表明：(1)在醇解反应过程中,Lipozyme TL IM催化鱼油制备2-单酰甘油酯的最佳含水量和乙醇与底物的摩尔比分别为5～9%和32∶1。在此条件下,2-单酰甘油酯含量最高可达35%左右。(2)在酯化反应过程中,Lipozyme TL IM催化2-单酰甘油酯与辛酸制备MLM结构三酰甘油酯的最适条件为：在正己烷溶剂体系下,催化温度为40 ℃,2-单酰甘油酯与辛酸的摩尔比为1∶3,催化时间为24 h。在此条件下,MLM结构三酰甘油酯的最大转化率为91.84%,其中CA-LSFAs(长链饱和脂肪酸)-CA(22.27%)和CA-PUFAs-CA(44.67%)是MLM结构三酰甘油酯的主要类型。这些结果表明,Lipozyme TL IM是一种有潜力的生物催化剂,催化鱼油制备MLM结构三酰甘油酯可应用于食品、医药等领域。     

酶促酯化反应合成共轭亚油酸油脂的工艺优化研究

研究了无溶剂体系中脂肪酶催化共轭亚油酸(CLA)与甘油酯化反应制备共轭亚油酸油脂的影响因素。考察了酶量、体系水分、温度、时间等因素对酯化反应的影响。结果表明,适宜的工艺条件为:酶量1%、水分含量1%、温度60℃,在上述条件下反应24h,酯化率可达94.11%。通过筛筐旋转反应酶重复利用5次后酯化率仍达87.28%。研究了脂肪酶对共轭亚油酸异构体的底物选择性,结果表明,脂肪酶催化10,12-十八碳二烯酸酯化反应优于9,11-十八碳二烯酸。     

有机介质中酶催化合成月桂酸甾醇酯

初步研究了不同脂肪酶在有机溶剂中对月桂酸甾醇酯的催化效果,最终选定Novo435脂肪酶为催化剂,正己烷为溶剂,反应温度40℃,酶用量为底物质量的15%,底物摩尔配比为3∶1（月桂酸∶甾醇）,反应时间为24h,酯化率达到36.5%。     

乳化剂对无溶剂体系合成1，3-甘油二酯的影响

在无溶剂体系中,通过脂肪酶Novozyme 435催化甘油解法合成功能性油脂1,3-甘油二酯。在底物摩尔比1∶1(甘油与天然谷物调和油比),脂肪酶添加量8%(占底物质量)条件下,研究酶催化反应过程中不同HLB值的蔗糖脂肪酸酯和反应温度对1,3-甘油二酯生成量的影响。研究结果表明,选择HLB值为11的亲水性蔗糖脂肪酸酯,在添加量0.5%,反应温度60℃下反应24 h,1,3-甘油二酯生成量最高,为42.61%。     

酶法合成共轭亚油酸单甘酯的研究

采用脂肪酶G50(来源于Penicillium camembertii)作为生物催化剂,催化共轭亚油酸(CLA)和甘油酯化生成共轭亚油酸单甘酯(MAG)。研究了在无溶剂体系中,底物摩尔比、酶加量、体系含水量、反应温度和反应时间对产物中MAG含量和CLA酯化率的影响。结果表明,最佳反应条件为:底物摩尔比n(甘油)∶n(CLA)=4∶1,加酶量300U/g(基于反应底物总质量),体系含水量1%,反应温度15℃,反应时间24h。在最佳反应条件下,CLA的酯化率达到84.98%,MAG的含量为68.40%,共轭亚油酸双甘酯(DAG)含量为16.58%。通过分析产物的脂肪酸组成,发现Penicillium脂肪酶G50对CLA异构体没有拆分效果。     

交联剂固定化假丝酵母脂肪酶及其催化反应研究

以价格低廉的无纺布为固定化载体,添加聚丙烯酸酯作为交联剂,生产固定化脂肪酶。这种固定化方法对脂肪酶的纯度等性质要求不高,制备工艺操作简单。交联剂对酶液的活力没有影响,且具有一定的成膜特性,能够为脂肪酶分子催化提供良好的微环境。固定化脂肪酶酶活损失较少,在25%以内。制备的固定化脂肪酶在棕榈酸异辛酯酯化反应体系可以重复催化达到47批次,酯化率在80%以上;在酯交换生产脂肪酸甲酯反应体系可以连续反应25批次,转酯化率在90%以上。     

固定酶法催化胆固醇合成胆固醇油酸酯的研究

探讨了固定化Camdoda antarctica脂肪酶催化胆固醇与油酸合成胆固醇油酸酯,通过脂肪酶催化酯化反应的工艺路线进行研究,系统考察了反应溶剂、醇油比、催化剂用量、反应温度等对酯化反应的影响.结果表明,以环己烷为溶剂,30℃,物质的量比(胆固醇:油酸)为1:1,2%(质量分数)脂肪酶,反应时间48 h,反应的最高酯化率可达到88%以上,产品经HPLC和LC-MS分析的纯度可达98%以上,固定化Candida ant-arctica脂肪酶具有较高的催化的催化稳定性,其半衰期至少达100 d.     

脂肪酶催化合成肉豆蔻酸植物甾醇酯

考察了在有机介质中不同脂肪酶催化合成肉豆蔻酸植物甾醇酯,选定脂肪酶AYS为催化剂。单因素实验结果表明在正己烷体系中,最优的反应条件为肉豆蔻酸和植物甾醇摩尔比为3∶1,脂肪酶AYS用量为底物总质量的10%,反应温度50℃,反应72h后酯化率可达69.93%。     

双有机溶剂中黑曲霉脂肪酶催化阿魏酸的酯化反应

在双有机溶剂体系中,用黑曲霉脂肪酶催化合成阿魏酸油醇酯,考察酶浓度、温度和底物摩尔比等因素对酯化反应的影响。结果表明:在异辛烷/丁酮体系中,当反应温度为60℃,阿魏酸和油醇的摩尔比为1∶8,即阿魏酸浓度为0.39 mg/mL和油醇浓度为4.3 mg/mL,脂肪酶浓度为0.2 g/mL时,转化率为97.6%;而在环己烷/丁酮体系中,当反应温度为60℃,阿魏酸和油醇的摩尔比为1∶8,即阿魏酸浓度为0.49 mg/mL和油醇浓度为5.37 mg/mL,脂肪酶浓度为0.25 g/mL时,转化率为91.0%。     

固定化脂酶催化合成生物柴油的研究

探讨了酶法制备生物柴油的过程,通过脂肪酶酯化和醇解两种工艺路线合成生物柴油的试验研究,考察了反应条件如醇油比、催化剂用量、反应温度、反应时间等对酯化率和产品纯度的影响.试验表明,采用分批加入甲醇的酯化工艺,酯化率可以达到95%以上;采用醇解工艺菜籽油酯化率达95%以上,产品经GC分析其纯度可达98%以上,固定化酶的半衰期至少达100 d.     

庚烷中微生物脂肪酶催化酯化反应动力学的研究

对国产解脂假丝酵母脂肪酶Ｃａｎｄｉｄａｌｉｐｏｌｙｔｉｃａｌｌｉｐａｓｅ在庚烷中催化丁醇与月桂酸酯化反应的动力学进行了研究。结果发现反应不存在扩散限制，仅为动力学控制，符合米氏方程。虽然存在丁醇抑制现象，但底物浓度对反应速率的影响符合Ｐｉｎｇ－Ｐｏｎｇ反应机理，由此推导了反应动力学模型并由实验数据求得了各模型参数。     

脂肪酶位置选择性的影响因素

为开发高效、绿色、低成本的脂肪酶应用于结构脂质的制备，从内源性(脂肪酶的来源、基因序列、空间位阻)和外源性(底物空间结构、反应介质、固定化条件及反应pH)两方面讨论了脂肪酶位置选择性的影响因素。脂肪酶催化特异性由内源性因素和外源性因素共同决定。改变底物空间结构、反应介质、固定化条件和反应pH,常被用作提高脂肪酶催化性能的处理方式。只有充分考虑内外两方面因素的影响，才能充分提高脂肪酶的位置选择性和催化效率。该综述有望为高选择性脂肪酶的开发开辟新的研究方向，为后续结构脂质的高效合成提供启发性的研究思路。     

新疆棉籽油脱臭馏出物酶法甲酯化工艺研究

以新疆棉籽油脱臭馏出物为研究对象,采用Novozyme435脂肪酶催化其中的游离脂肪酸进行甲酯化反应,通过单因素试验对影响酯化反应的反应温度,反应时间,酶用量及酸醇比4个因素进行优化,选取最佳的工艺参数。在单因素试验的基础上应用响应面设计确定最优的棉籽油脱臭馏出物脂肪酸甲酯化反应的工艺参数。结果表明,棉籽油脱臭馏出物甲酯化最优工艺条件是反应温度60 ℃,酶用量62.86 plu/g,反应时间9 h和酸醇比1.00∶1.65（g∶mL）,模型预测酯化率97.27%,实际试验值为（97.09±0.09）%,基本与预测值一致。     

Ethyl esterification of docosahexaenoic acid in an organic solvent-free system with immobilized Candida antarctica lipase

Ethyl docosahexaenoate (EtDHA) is regarded as a potentially useful pharmaceutical substance on account of its beneficial physiological activities. We attempted the ethyl esterification of docosahexaenoic acid (DHA) in an organic solvent-free system using Candida antarctica lipase, which acts strongly on DHA and ethanol. Esterification of 88% was attained by shaking a mixture of DHA/ethanol (1:1, mol/mol) and 2 wt% immobilized C. antarctica lipase at 30 degrees C for 24 h. However, even in the presence of an excess amount of ethanol, the extent of esterification could not be raised above 90%. To attain a higher level of esterification, a two-step reaction was found to be effective. The first step was performed in a mixture of DHA/ethanol (1:1, mol/mol), and the reaction mixture was then dehydrated. In the second step, the resulting mixture was shaken at 30 degrees C for 24 h with 5 molar equivalents of ethanol against the remaining DHA using 2 wt% immobilized lipase. By means of this two-step procedure, 96% esterification was attained. Repetition of the first and second reactions showed that the immobilized lipase was reusable for at least 50 cycles. In addition, DHA remaining in the second-step reaction mixture was removed by a conventional alkali refining process, giving purified EtDHA with a high yield.