论文部分内容阅读
脂肪酶作为一种绿色生物催化剂,可广泛应用于食品、油脂化工、药物、洗涤和生物柴油等工业领域。而游离酶的高成本、不稳定以及不可重复的局限性,限制其在工业实践中的广泛应用。因此制备高活性稳定固定化脂肪酶成为其应用研究的重要前提。固载化交联酶聚集体可实现交联酶聚集体与载体固定化相结合,具有回收率高、制备简便和可重复使用等独特优势,能获得高效的固定化脂肪酶。本文以海洋微生物脂肪酶YS2071为研究对象,采用载体-交联酶聚集体的方法,制备活性高、可重复稳定使用的固定化脂肪酶。通过对载体的选择、载体交联酶聚集体的制备以及酶学性质进行研究,确定最佳制备工艺,并将其应用于鱼油的生物转化中。主要研究内容和结果如下:(1)以WDA918树脂为脂肪酶固定化载体,交联酶聚集体(CLEAs)对海洋微生物脂肪酶进行固定化研究。载体脂肪酶CLEAs最佳制备条件为:沉降剂1,4-二氧六环与酶液体积比和沉降时间分别为4:1和180 min,交联剂京尼平浓度和交联时间分别为30 mM和60 min,添加剂BSA为0.04 mg/mL,温度、pH和加酶量分别为25 ℃、8.0和2.4mg/mL。(2)对载体脂肪酶CLEAs和海洋脂肪酶游离酶酶学性质进行系统分析比较,发现载体脂肪酶CLEAs最适作用温度为40 ℃,比游离酶提高5 ℃。与游离酶相比,载体脂肪酶CLEAs温度和pH稳定性都有所拓宽,耐受金属离子、化学试剂、有机溶剂以及蛋白酶的稳定性明显增强。游离酶和固定化酶的半衰期分别为31天和81天;载体脂肪酶CLEAs重复使用10批次后仍保留31%的催化活性,具有良好的存储稳定性和重复使用性。载体脂肪酶CLEAs的Km为1.034 mmol/L,Vmax 值为 0.107 mmol/(L · min);游离酶的 Km 为 2.203 mmol/L,Vmax为0.393 mmol/(L · min),固定化后的脂肪酶具有更强的底物的亲和力。(3)以乙酯型鱼油为反应底物,对载体脂肪酶CLEAs催化鱼油的生物转化反应条件进行优化,最终确定:反应时间为24 h,反应温度为40 ℃,加酶量为10 mg/mL,油水比为1:1,此条件下乙酯型鱼油转化率为83%。