论文部分内容阅读
固载化交联酶聚集体技术是近几年新发展的一种固定化酶方法,它将交联酶聚集体技术与载体固定化相结合,实现酶的高效固定化。本研究以脂肪酶Candida sp.99-125为模型酶,分别以三维有序大孔氧化硅和介孔氧化硅为载体,对固载化交联酶聚集体的制备过程、稳定性和催化特性进行研究,并将其用于催化麻疯树油和碳酸二甲酯的转酯反应制备生物柴油。主要研究内容如下:三维有序大孔氧化硅固载化脂肪酶交联酶聚集体(CLEAs-LP@3DOM-SiO2)的制备及稳定性和催化性能的研究。以三维有序大孔氧化硅为载体,通过优化交联过程,确定用硫酸铵为沉淀剂,用0.25%的戊二醛交联3h时酶活回收率为33%。考察了热稳定性和机械稳定性,CLEAs-LP@3DOM-SiO2在水溶液和有机溶剂中均表现出良好的机械稳定性,摇晃16天后可以保留85%以上的初始活性;在70oC异辛烷中的半衰期为60h。相对于游离酶和EAs-LP@3DOM-SiO2,CLEAs-LP@3DOM-SiO2的机械稳定性和热稳定性明显提高。CLEAs-LP@3DOM-SiO2应用于酯化和转酯反应时,展现出良好的稳定性和重复使用性。介孔氧化硅固载化脂肪酶交联酶聚集体(CLL@MPS)的制备及稳定性和催化性能的研究。从SEM和TEM上可以看出制备的介孔氧化硅高度有序,是直径为300-1000nm的球形粒子,孔径为5.43nm。通过优化实验,CLL@MPS的制备条件为:酶液浓度12mg/mL,吸附时间30min,用0.5%的戊二醛交联60min。通过稳定性实验,CLL@MPS的热稳定性和机械稳定性明显优于直接吸附的固定化酶。应用于水解、酯化和转酯反应时,CLL@MPS展现出良好的稳定性和重复使用性。介孔氧化硅固载化脂肪酶交联酶聚集体催化麻疯树油和碳酸二甲酯反应制备生物柴油及条件优化。通过条件优化,反应温度为50oC,碳酸二甲酯的用量为16mL/g油时CLL@MPS催化麻疯树油和碳酸二甲酯的转酯反应制备生物柴油的最高产率达到52.7%。在重复使用的实验中,固定化酶的催化活性表现出了较好的稳定性。在利用麻疯树油制备生物柴油的最优条件下,用其它的油来制备生物柴油也能得到一定的产率。脂肪酶-磷酸铜杂化纳米花(hybrid nanoflower)的制备及性能研究。用脂肪酶-磷酸铜共沉淀的方法制备杂化纳米花,通过改变酶浓度,得到不同形貌的纳米花。酶浓度为0.5mg/mL时,hybrid nanoflower的蛋白负载量为57mg/g hybrid nanoflower。固定化酶的热稳定性和pH稳定性有所提高,在0oC保存30天后仍保留了72%的初始活性,储藏稳定性显著提高;通过动力学分析得出,hybrid nanoflower的Km是3.64mM,Ea为7.21KJ/mol,Ed为-4.73KJ/mol;游离酶的Km是2.57mM,Ea为7.45KJ/mol,Ed为-16.19KJ/mol。固定化酶催化转酯反应7次后仍保留了67%的催化活性,表现出较好的重复使用性。