吸附法固定化脂肪酶研究进展简

吸附法固定化酶优点众多,特别是操作简单,载体种类丰富使其在固定化技术上占有一席之地.目前吸附法固定化脂肪酶已经得到广泛应用.介绍了吸附法固定化脂肪酶的研究现状,并对该技术的发展瓶颈及趋势进行了总结.     

脂肪酶固定化及催化酯化反应

本研究报道了利用吸附法和化学键合法将白地霉脂肪酶固定化于五种载体上，用吸附法固定化的脂肪酶保持了高的活性。在有机溶剂中，固定化酶催化了长链脂肪酸与醇的酯化反应，酯化率可达９４％。固定化过程并未改变脂肪酶的选择性。固定化脂肪酶可重复使用。     

仿生膜吸附-絮凝组合固定化脂肪酶及其应用

研究了猪胰脂肪酶的仿生膜、吸附-絮凝组合固定化新工艺,考察了该组合固定化脂肪酶体系用于橄榄油水解的性能。最终试验结果表明：该组合固定化脂肪酶水解反应体系的反应转化率达到54.5％,固定化酶质量回收率86,7％,酶活回收率66．7％,远高于单一固定化方法。     

磁性纳米粒子的制备及脂肪酶的固定化

建立了以纳米级磁性粒子为载体固定化脂肪酶的方法,优化了脂肪酶的固定化条件,考察了固定化酶的性质. 制备的磁性载体平均粒径20 nm,具有超顺磁性,分散和再分散效果好. 固定化酶的最适吸附时间为60 min,酶用量:载体量为1:1,固定化酶的酶活达到718 U/g. 结果表明,经纳米磁性粒子固定化后,脂肪酶得到活化,固定化酶比活为游离酶的1.8倍. 同时,固定化脂肪酶的pH稳定性显著提高.     

冰胶印迹聚合物固定化脂肪酶的制备及催化性能

利用冰冻凝胶(cryogel,简称冰胶)印迹聚合物实现了脂肪酶的固定化.在脂肪酶存在的条件下,以过硫酸铵/亚硫酸氢钠为引发剂,由丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸、烯丙胺共聚而得到印迹聚合物固定化酶.通过催化三油酸甘油酯与甲醇的酯交换反应,发现冰胶固定化脂肪酶、常规凝胶固定化脂肪酶、游离脂肪酶具有相似的催化性能.冰胶固定化酶与相应的凝胶固定化酶显示出类似的稳定性,而传质方面则优于常规凝胶固定化酶,因此冰胶印迹聚合物固定化有望成为一种具有吸引力的酶固定化方法.     

三维有序大孔硅材料载体固定化脂肪酶研究

以聚苯乙烯胶体晶体为模板制备三维有序大孔硅材料(3DOM-SiO_2),以其作为载体来固定脂肪酶。分别考察了脂肪酶加入量、反应体系pH、固定反应时间对固定化效果的影响。结果表明,3DOM-SiO_2材料固定脂肪酶的最佳酶液加入量为200 mL/g,固定化最适宜pH为7.0,最佳反应时间为5 h。固定化的脂肪酶在催化性能上与游离脂肪酶相比优势明显,最适宜反应温度提高到40℃左右,并且酶活随温度变化率低,热稳定性明显提高;脂肪酶固定化后对pH的敏感度降低,适应范围更宽,催化反应的最适pH为8.0;固定化脂肪酶重复使用8次后,相对酶活保持在62%。由此可见,3DOMSiO_2材料是固定脂肪酶的优良载体,在酶固定化领域应用前景广阔。     

黏土吸附法固定化脂肪酶的初步研究

为研究天然黏土为载体固定化脂肪酶的可行性,采用羟基化、硅烷化处理,对黏土进行改性,并以此为载体吸附固定化脂肪酶,探讨黏土固定化脂肪酶的条件对酶活及蛋白吸附量的影响,优化固定化脂肪酶条件。研究结果表明:黏土经羟基化、硅烷化改性处理后能显著提高固定化酶活和蛋白固定量,其中硅烷化改性最优;载体固定脂肪酶最优条件为:加酶量50 mg/g,载体粒径180—250μm,pH值为4.0,固定化温度25℃,固定化时间2.0 h;与游离酶相比,固定化酶显示出更广的pH值适应性。黏土固定化脂肪酶重复使用10批次后,仍能保留76.85%的初始活力。以天然黏土为载体固定化脂肪酶,具有较好的实际可应用性及操作稳定性,在较低pH值条件下应用具有一定优势。     

Biodiesel production using immobilized enzyme-current state and future perspective

近年来由于化石燃料的全球性短缺、原油价格的过度上涨和环境问题的加剧致使生物柴油的生产迅速增长。生物柴油生产的关键反应是化学或生物催化的转酯反应,酶催化的转酯反应与化学催化相比有相对节能、副产物甘油易回收及适合高含量游离脂肪酸油脂作为底物等明显优势。本文综述了固定化脂肪酶生产生物柴油的现状及最新进展,包括生物柴油的原料、脂肪酶的来源、酶的固定化技术、甲（乙）醇及甘油对脂肪酶的失活作用,展望了固定化脂肪酶生产生物柴油的未来前景。     

介孔材料SBA-15固定化脂肪酶的研究进展

介孔材料由于其孔道分布有序且孔径均匀等优点而在固定化酶催化领域引起人们的广泛关注.本文综述了新型介孔材料SBA-15对脂肪酶固定化的研究进展.总结了SBA-15的孔径大小、形貌及等电点等因素对脂肪酶固定化的影响.归纳了SBA-15上三种不同固定化方法的优缺点,并介绍了SBA-15固定化脂肪酶在手性拆分、酯水解、酯合成及转醇化反应等领域的应用.最后提出SBA-15固定化脂肪酶在发展过程中存在的问题以及今后的发展趋势.     

利用醋酸纤维/聚四氟乙烯复合膜中的微结构固定化脂肪酶

脂肪酶的固定化是降低其使用成本的有效途径之一.提出了利用亲水/疏水复合膜中的微结构固定化脂肪酶的新思路.首先制备由致密的亲水层和多孔的疏水层组成的醋酸纤维素/聚四氟乙烯（CA/PTFE）复合膜,然后利用复合膜的特殊微结构,用超滤的方法实现了脂肪酶的固定化.扫描电镜照片结果表明,大部分被截留的酶位于复合膜的界面处.制备得到的固定化酶膜应用于水解橄榄油的反应,其最高催化活力达到1.24 μmol FFA·min^-1·cm^-2,大大高于文献报道值.同时研究了固定化脂肪酶膜的催化动力学,考察了亲水层厚度和脂肪酶负载量对固定化效果的影响,优化了固定化条件.在经过10次（50 h以上）的重复使用后,固定化酶膜的活力仅降低了20%.     

脂肪酶的固定化及其手性拆分的研究进展

将脂肪酶固定化可提高酶的选择性、稳定性等,已广泛应用于手性拆分等研究。常用的高分子固定化载体有聚丙烯酸多孔树脂及带功能基团的共聚物等。从脂肪酶结构的角度介绍其手性拆分机理,并具体讨论了一些商品化固定化脂肪酶在手性拆分中的应用及固定化载体材料对手性拆分的影响。     

以凹土颗粒稳定的乳液为模板制备复合微球固定化酶

以凹土颗粒稳定的Pickering乳液为模板聚合有机/无机复合微球,并以此为载体固定化脂肪酶,当脂肪酶浓度为0.020wt％,固定化温度为45 ℃及pH=7.4的条件下,固定化效果较好,酶活达到最大.脂肪酶固定化后显示出较好的热稳定性、储存稳定性,重复使用三次后酶活仍与游离酶的初始酶活相近.从而为酶的固定化的提供了一条新的途径.     

固定化脂肪酶的载体材料

脂肪酶是一种羧基酯水解酶,能够逐步将甘油三酯水解成甘油和脂肪酸,也可以催化酯交换、酯合成等反应,广泛应用于食品、能源及医药等工业领域。但是,脂肪酶在应用环境中结构易被破坏而丧失活性。固定化脂肪酶是提高酶稳定性的一种有效手段,并能保持更高的催化活性。不同的固定化材料对酶的活性影响也不同,本文综述了固定化脂肪酶的无机、有机载体材料,以及近年来备受关注的纳米载体材料的研究进展,分析了各类材料的优缺点,并展望了固定化脂肪酶应用前景。     

脂肪酶固定化载体材料研究进展

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和重复利用性的一种关键技术。固定化材料的选择和开发是改进脂肪酶固定化工艺的一个重要方面。本文围绕酶的固定化载体,对无机、有机、复合载体等固定化材料进行了归纳,综述这些方面近年来的研究进展。对固定化所用材料的发展前景予以展望。     

固定酶法催化合成生物柴油Ⅰ.大孔树脂固定化脂肪酶的制备

研究了用于生物柴油酶催化的大孔树脂固定化脂肪酶的制备过程,考察和优化了脂肪酶固定化方法及条件。结果表明,采用大孔树脂D3520作载体,以载体涂布法固定化脂肪酶的最适固定化条件为:酶用量为酶∶树脂=0.16∶1(质量比),吸附时间1~3 h,pH值范围为9.0~9.4,固定化温度40℃。酶活力可达91.49 U/g,酶活回收率约为54%。     

大孔型纤维素硫酸钠-聚二甲基二烯丙基氯化铵微胶囊固定假丝酵母产脂肪酶

脂肪酶（1ipase,EC．3．1．1．3）能够分解或合成甘油酸酯键．近年来,随着非水相酶学研究的进展,大大扩展了脂肪酶在有机合成、外消旋体拆分等方面的用途．到目前,有关游离及固体培养产脂肪酶的方法已有较多的报道．固定化技术由于在提高产品产率和简化下游分离过程等方面特殊的优越性,也被应用于固定化发酵胞外酶．     

烷基侧链对Sol-gel固定化脂肪酶酯化活性的影响机理

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、乙烯基三甲氧基硅烷(VIMOS)、乙烯基三乙氧基(VTEOS)、辛基三甲氧基硅烷(OTMOS)和四甲氧基硅烷(TMOS)为前趋体制备4种不同的固定化脂肪酶,并系统考察了烷基侧链对sol-gel固定化酶胶体结构和酶活性的影响.结果表明,随着烷基侧链的增长和数目的增加,固定化酶活力均逐渐增加,固定化脂肪酶颗粒平均孔径逐渐增大,孔体积逐渐增加,对底物的传质阻力逐渐降低;同时颗粒逐渐由球形变成不定形或团块状结构.脂肪酶活性的增加不仅来源于疏水性烷基侧链引起的脂肪酶的界面激活效应,同时固定化颗粒结构的改变了增加了底物和酶分子的结合,提高了固定化酶的表观活性.     

固定化少根根霉发酵产脂肪酶及催化合成单甘酯

采用多种载体固定少根根霉细胞发酵产脂肪酶，发现珍珠岩和聚氨酯泡沫比较适合作固定化载体，发酵液酶活性比无载体直接发酵高6~8倍，而且产酶后固定化根霉细胞的废载体有较高酶活性，可直接作固定化细胞用于催化化学反应. 对根霉脂肪酶的性质进行了初步探讨. 提取的脂肪酶和固定化根霉细胞用于催化合成单甘酯，效果显著.     

膜材料的亲疏水性对固定化脂肪酶的影响

用吸附法固定脂肪酶时,膜材料的亲疏水性对固定化酶的量、比活力和活力稳定性等有很大影响.今以柱状假丝酵母脂肪酶和猪胰脂肪酶为研究对象,选取了8种亲疏水性不同的膜材料(醋酸纤维素、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜、聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚丙烯和聚四氟乙烯)作为固定化载体,用吸附法制备了固定化脂肪酶膜.研究结果表明,强疏水性聚四氟乙烯和聚丙烯膜对两种酶的吸附量都比较大,且固定化酶的比活力和活力回收率比较高,聚四氟乙烯固定化柱状假丝酵母酶比游离态酶的半衰期提高了6倍以上.强亲水性醋酸纤维素膜对猪胰脂肪酶的吸附量比聚四氟乙烯高,但是固定化酶的比活力、活力回收率比强疏水性膜低,而接触角在40°～50°的聚酰胺膜和聚砜膜的吸附量最小.因此吸附法制备固定化脂肪酶膜,选择聚丙烯膜和聚四氟乙烯膜是合适的,制备的优化条件为吸附温度25℃,酶溶液的pH为7.5,吸附时间10 h.     

固定化脂肪酶催化天然油脂水解和甘油解

概述了国外用于工业化生产的效水解、甘油解油脂的微生物脂肪酶和固定化酶的各种载体，讨论了固定化脂肪酸论油脂水解和甘油解的影响因素，介绍了三种固定脂肪酶生物反应器。