纳米晶镁铝水滑石固定化脂肪酶性质研究

以阴离子型层状材料纳米晶镁铝水滑石为载体通过直接吸附对脂肪酶进行固定,考察了各因素对酶固定化的影响,优化了固定化条件.研究表明,脂肪酶的较优固定化条件为载体用量0.32 g/mL(720 U/mL酶液),30～35℃,pH值7.5,负载6～7 h,制得的固定化酶表观酶活达725 U/g.游离酶和固定化酶的水解活化能分别为5.45 kJ/mol和16.31 kJ/mol,游离酶和固定化酶的表观失活活化能分别为20.28 kJ/mol和29.02 kJ/mol,固定化酶较游离酶稳定.     

sol-gel法固定化漆酶及其性质

采用sol-gel法固定化漆酶,最佳固定化条件为:聚乙二醇分子量PEG600;聚乙二醇添加量1.5%;酶液浓度15mg/mL;水/前驱体质量比1:6;缓冲液pH值4.5。固定化漆酶活性保持在游离漆酶的50%以上,最适反应温度为60℃,最适pH值为pH4.5。同时,热稳定性、酸碱稳定性和贮存稳定性都有明显的提高。当以ABTS为底物时,固定化漆酶的K_m值(122.8μmol/L)比游离漆酶的K_m值(32.9μmol/L)高,与底物的亲和力有所降低。     

弱碱性大孔树脂固定化氨基酰化酶的性能研究

对以弱碱性大孔阴离子树脂二乙胺基乙基羟乙酯(DEAE-E/H)为载体制备得到的固定化氨基酰化酶的性质进行系统研究。结果表明,DEAE-E/H固定化氨基酰化酶具有很好的热稳定性。与自由酶相比,固定化酶的最适反应温度分别由47℃变为57℃,pH值由7.0变为6.5,并且最适反应条件范围明显变宽。Co2+对固定化酶活力具有较强的激活作用,其最佳浓度为1×10-3mol/L。分别对其在间歇和连续操作过程巾的反应进行研究,结果表明,固定化酶具有较高的操作稳定性。     

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%。     

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。     

磁性聚乙烯醇缩丁醛微球固定化α-淀粉酶

制备出磁性聚乙烯醇缩丁醛微球,并用该微球做载体,采用共价交联法固定α 淀粉酶。最佳固定化工艺条件为:pH=6 07,激活和交联时戊二醛的质量分数分别为4%和0 025%。在最佳固定化条件下所制磁性固定化酶的活力为25426 3U/g微球,蛋白载量为187 2mg/g微球,比活为135 8U/mg蛋白,活性回收率为36 9%。磁性固定化酶的理化性质为:磁性固定化酶的最适温度(60℃)比自由酶(50℃)高,最适pH(6 97)与自由酶相同,磁性固定化酶Km(米氏常数)值(5 7×10-4kg/L)较自由酶Km值(5 0×10-4kg/L)大,热稳定性、pH稳定性及操作稳定性均比自由酶有所提高。     

凹凸棒土固定脂肪酶及其在催化菜籽油转酯反应中的应用

采用吸附法对来源于,Staphylococcus aureus JH的脂肪酶进行了固定化.以凹凸棒土作为载体系统研究了固定化条件对固定化效率及固定化酶转酯活力的影响.结果表明最适加酶量、缓冲液pH和吸附时间分别为0.35 g/g、8.0和3 h,在上述优化条件下固定化酶的转酯活力为465.5 U/g,而所用的游离酶只有较低转酯活性.利用该固定化酶催化菜籽油转酯反应生产生物柴油时,叔丁醇为适宜的反应介质,其最适添加昔为0.8 mL/g;适宜的酶鼍、加水晕和反应温度分别为40.0 U/g、油质量的的1.2%和40℃.按甲醇/油摩尔为3.5的比例在优化反应条件下,反应12 h后甲酯产率达96.0%;固定化脂肪酶具有较好的操作稳定性,反应160批次时,相对酶活力为78.4%.     

梳状亲水性环氧基载体固定化Pseudomonas stutzeri LC2-8脂肪酶

以氯乙酰化聚苯乙烯微球(PS-acyl-Cl)为引发剂,亲水性丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体,CuCl及联吡啶(Bipy)为催化体系,通过原子转移自由基聚合反应(ATRP)制备得到梳状亲水性环氧基柔性载体(PS-acyl-P(AM-co-GMA)),通过改变AM与GMA配比,使载体环氧基含量和亲水性得到控制.用该柔性载体固定Pseudomonas stutzeri LC2-8脂肪酶,优化了固定化条件,并对柔性固定化酶性质进行考察.结果显示,当n(AM)∶n(GMA)=20∶60,固定化时间为24 h,固定化温度为30℃,固定化pH为7.0时,固定化酶活力达到最高,为24.1U·g-1.固定化酶的最适pH为8.0,最适温度为30℃,其热稳定性比游离酶高,重复使用8次,剩余酶活力80％左右.以上表明,以ATRP法合成的载体PS-acyl-P(AM-co-GMA)可成功用于脂肪酶的固定化,有效提高脂肪酶的稳定性和实用性.     

海藻酸钠明胶协同固定化黑曲霉脂肪酶

以海藻酸钠明胶为复合载体,采用包埋法制备固定化黑曲霉脂肪酶,考察了海藻酸钠、明胶浓度等因子对固定化效果的影响,比较固定化酶和游离酶对温度、pH等条件的稳定性。结果表明,制备固定化黑曲霉脂肪酶的最优条件为:海藻酸钠、明胶浓度分别为1.25%和0.5%,CaC l2浓度为10%,给酶量为450 IU/g;固定化酶最适温度为35℃,最适pH为9.0,常见有机溶剂和金属离子对固定化酶的活力影响较小。     

固定化沙雷氏菌脂肪酶拆分(R,S)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯

利用海藻酸钙-戊二醛交联法对本实验室筛选到的一株能选择性拆分(R,S)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯〔(R,S)-HPBE〕的沙雷氏菌脂肪酶进行固定化,并对固定化脂肪酶的酶活和拆分条件进行了研究。结果表明,最适反应温度为50℃,pH=7.0,底物浓度40 mmol/L,ρ(酶液)=200 g/L,在该条件下,反应10 h后,(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯〔(R)-HPBE〕产率达93.4%,光学纯度(e.e.)为96.2%。连续反应12批次,固定化脂肪酶仍可使(R)-HPBE产率维持在80%以上。     

脂肪酶催化合成维生素A酯

研究了有机溶剂中脂肪酶催化合成维生素A酯。对催化合成维生素A棕榈酸酯反应的脂肪酶和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10mL不含水分的正己烷中,0.200g维生素A醋酸酯和0.468g棕榈酸在酶量为10%(指固定化酶与维生素A醋酸酯的质量比)的固定化脂肪酶催化下,在30℃、190r/min下反应6h,转化率可以达到75%,固定化酶可连续使用6次以上。     

大孔树脂D380固定化硫酸软骨素裂解酶

目的以大孔树脂D380为载体,戊二醛为交联剂,进行硫酸软骨素裂解酶(ChSase)的固定化,并考察固定化酶的酶学性质。方法分别考察加酶量、吸附温度、吸附时间、吸附pH值、戊二醛交联浓度、交联时间及交联温度对ChSase固定化效果的影响,并分析该固定化酶的最适反应温度、最适反应pH值、米氏常数(Km)及其操作稳定性。结果ChSase的最佳固定化条件为:加酶量150U/g树脂,吸附温度15℃,吸附时间6h,吸附pH值7.0,戊二醛交联浓度0.01%,交联时间3h,交联温度4℃。以此条件制备的固定化酶,其酶结合效率可达79.1%。该固定化ChSase的最适反应温度为45℃;最适反应pH值为7.0;Km达1.46×10-1g/L,较游离酶高;具有较好的操作稳定性。结论以大孔树脂D380为载体固定化ChSase是可行的,所得固定化酶有较高的使用效率和稳定性,适合于工业化生产。     

醇脱氢酶在聚乙烯膜表面的固定化研究

以聚丙烯酸（PAA）改性的聚乙烯（PE）膜为载体,研究了醇脱氢酶（ADH）的两种固定化路线,并以甲醛为底物考察了固定化酶的催化性能。路线1用聚乙烯亚胺（PEI）进一步改性,使用戊二醛（GA）固定化ADH。最优固定化pH为6.0,温度为5～15℃,酶浓度为1.0 mg/ml,GA浓度为0.01%(质量);固定化酶的最适反应pH为6.5,温度为15～30℃,反应速率最高为9.6 μmol/(L·min);重复利用10次后可保持47.3%的活性。路线2以PAA-PE为载体,用1-(3-二甲氨基丙基)-2-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）为活化剂,固定化ADH。EDC和NHS最优摩尔比为1∶0.5,固定化时间为24 h;固定化酶的最适反应pH为6.5,温度为20～37℃,反应速率为15.58 μmol/(L·min);重复利用10次后可保持53.8%的活性。     

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.     

溶胶-凝胶法固定化Candida sp.99-125脂肪酶

利用正硅酸甲酯(TMOS)和丙基三甲氧基硅烷(PTMS)为复合硅源,以PEG(MW=20000)为稳定剂,以HCl为催化剂,经过溶胶-凝胶过程包埋假丝酵母99-125脂肪酶. 研究得到最适的固定化条件为：PTMS与TMOS的摩尔比4: 1, R值(水与硅源的摩尔比)20, 给酶量(酶占硅源的质量百分数)3.71%, PEG与酶的质量比(1~1.5):1, 硅源水解时间35 min. 在该条件下,固定化脂肪酶的最高酯化活力是游离酶最高酯化活力的2.02倍. 固定化脂肪酶在100℃保温2 h后酶活仍维持为59.1%,固定化酶催化特定酯化反应,经过8批连续反应96 h后酶活维持不变.     

大孔载体固定化脂肪酶

用自制大孔载体固定化脂肪酶,对固定化条件进行了优化,比较了固定化酶与游离酶的酶学参数. 结果表明,酶粉与载体质量比为1:1、固定化温度在20~25℃之间、固定化时间1.5 h的条件下,所得固定化酶的酶活最高. 固定化酶的最适pH为8.5,最适温度为40℃,其热稳定性、操作稳定性都比游离酶高,4℃下保存7 d后,酶活仍剩余94%.     

用氨基化硅胶和甲醛固定脂肪酶的研究

以甲醛为偶联剂,将脂肪酶固定在3-氨基丙基硅胶上。以差热分析法测试了自然酶和固定化酶的热稳定性,并研究了反应介质的温度和pH值对自然酶和固定化酶活性的影响。自然酶和固定化酶的最适pH值都在7.5附近,但固定化酶的最适温度较自然酶低。另外,还测试了固定化酶在37℃的磷酸盐缓冲溶液中贮存的稳定性,与自然酶相比其贮存的稳定性有显著的提高,同时发现固定化酶在37℃的磷酸盐缓冲溶液中有一个恢复活力的过程。     

叔丁醇体系中脂肪酶催化合成蔗糖乙酸酯

以蔗糖和乙酸乙烯酯为底物,脂肪酶催化合成蔗糖乙酸酯并分离得到了三氯蔗糖生产的关键中间体蔗糖-6-乙酸酯。今对催化合成蔗糖乙酸酯的反应溶剂进行比较,确定叔丁醇为较好的反应介质,详细考察了各反应参数:酶种类、初始水活度、底物摩尔比、酶用量、反应温度和时间对酯化反应效果的影响,确定了该反应体系的最优工艺条件:蔗糖40mmol?L?1,乙酸乙烯酯/蔗糖(mol/mol)=5,初始水活度aw=0.75,温度60℃,20%(w/w,酶/蔗糖)固定化脂肪酶LipozymeTLIM催化,反应24h后酯化率达84.70%。通过硅胶柱层析分离得到高纯度的其中一种产物,经二维核磁(2D-NMR)结构分析后,确定其为蔗糖-6-乙酸酯,占总酯化产物的质量达48.30%。     

利用乳液酶膜反应器拆分萘普生甲酯实验研究

利用乳液酶膜反应器进行外消旋萘普生甲酯的水解反应,以制备光学纯对映体(S)-萘普生,反应同时从膜透过侧收集产物,实现反应分离一体化。实验研究了固定酶前后膜传质阻力和反应过程的水相跨膜通量,考察了透过侧的产物浓度、反应器的转化率、产量和对映体选择性。结果表明:固定化酶引起的传质阻力远大于膜本身的阻力;透过侧的产物浓度与水相渗透通量密切相关,通量较低时,产物浓度较高;固定化酶的初始反应速率为3.660μmol/(h.g),为自由酶的20倍以上,固定化酶的对映体过剩值为99%—100%,远高于自由酶的选择性,表明该反应体系为脂肪酶催化拆分反应提供了良好环境。     

溶胶-凝胶法固定脂肪酶的方法研究

采用溶胶-凝胶技术,以正硅酸乙酯为前驱物,制备了S iO2微粒,以3-氨基丙基三乙氧基硅烷作偶联剂对S iO2微粒进行表面改性,制备了一种功能化载体3-氨基丙基硅胶。以甲醛为偶联剂,将脂肪酶固定于3-氨基丙基硅胶上。用红外光谱对产物结构进行表征,同时研究了固定化酶的性质。结果表明,氨基化硅胶交联固定化脂肪酶具有可行性,固定化酶的最适反应温度在30℃附近,且在碱性范围内其稳定性比自然酶高;当pH=7.5,其它条件相同时,自然酶的活力大于固定化酶的活力。