维生素E琥珀酸酯是目前研究较为成熟的维生素E衍生物,其化学稳定性及许多功效较维生素E均有所改善,不但能弥补维生素E应用方面的不足,同时还能拓宽维生素E的应用领域。目前,在欧美和日本等发达国家,维生素E琥珀酸酯普遍应用在健康食品中,由于其较好的水溶性和稳定性,在绝大多数营养补充剂中(片剂和硬质胶囊形式)添加使用的维生素E均为维生素E琥珀酸酯。同时,用于食品、医药行业的维生素E琥珀酸酯主要是通过酶法催化合成的,本文以课题组之前研究筛选优化过的皱褶假丝酵母脂肪酶(Candida rugosa Lipase,CRL)为研究对象,通过化学修饰和固定化两种方法对酶学性质进行改善,获得高稳定性、高活性的固定化脂肪酶。将其应用到酶法催化合成维生素E琥珀酸酯中,并优化反应条件,以提高产率,从而降低生产成本。主要内容如下:(1)构建了一种基于金属有机骨架化合物(MOFs)ZIF-8前体分子修饰的新型固定化脂肪酶。首先,采用含有ZIF-8前体分子的2-甲基咪唑-4-羧酸对CRL进行化学修饰,修饰度为16.3%,修饰后的CRL催化活性较游离酶提高1.3倍。采用圆二色谱对修饰后的CRL进行表征,结果显示修饰后的CRL二级结构发生了改变,其α-螺旋含量增加到18.9%。将修饰后的CRL进一步用于原位合成固定化的CRL复合材料(mCRL-ZIF-8)。固定后,通过共价键固定的mCRL与通过物理包埋固定的CRL保持相似的活性。对其酶学性质进行研究,结果表明其存储稳定性、有机溶剂的耐受性及可重复使用性均得到改善。(2)制备了一种基于功能性离子液体修饰的新型脂肪酶纳米凝胶。首先,采用离子液体对CRL进行化学修饰,修饰度为19.5%,修饰后CRL的催化活性是游离CRL的1.2倍。圆二色谱结果表明,CRL分子发生了变化,CRL的α-螺旋含量增加到19.6%。修饰后的CRL进一步用于制备脂肪酶纳米凝胶,获得具有优异稳定性的CRL纳米凝胶。其pH和热稳定性,储存稳定性以及对有机溶剂的耐受性均得到了改善。CRL纳米凝胶在乙酸乙酯中的有机溶剂稳定性仍然保留了82.6%的催化活性,而游离CRL仅保留了14.8%。储存7周后,游离CRL仅保留了约17.53%的催化活性,但CRL纳米凝胶的活性几乎不受影响,剩余活性为97.26%。(3)优化了一种新的酶催化合成维生素E琥珀酸酯的方法。CRL纳米凝胶展现出了较高的产率,反应介质为最低Log P值的二甲亚砜(DMSO)时具有最高的产率。对其工艺条件(底物摩尔比、酶浓度、反应温度和反应时间)进行了优化,最优工艺条件为:底物摩尔比1:4,酶浓度6 mg/mL,反应温度55℃,反应时间15 h。在此条件下,产率达到了62.58%。