枯草桿菌脂肪酶固定化催化生產(chǎn)生物柴油的研究.pdf

1、目的: 將枯草桿菌脂肪酶分泌菌株產(chǎn)生的脂肪酶固定在人造沸石上，考察該固定方法的可行性，并對固定化酶的催化能力和催化條件進行系統(tǒng)評估；對固定化酶催化合成生物柴油的工藝進行探討，考察各影響因素對酯化率的影響，并通過正交試驗確定最佳轉(zhuǎn)酯反應條件，以增加脂肪酶的利用率和催化效果，為實際運用固定化酶催化生產(chǎn)生物柴油提供實驗依據(jù)。
　　 方法: 本研究以枯草桿菌表達菌株產(chǎn)生的脂肪酶為材料，通過酶的粗分離后，采用交聯(lián)-吸附法將脂肪酶固定在人造

2、沸石上，使用p-NPP法通過單因素實驗和正交實驗設計，確定發(fā)揮該酶最大酶活的條件。以橄欖油作為催化底物，碳酸二甲酯為?；w使用該固定化酶催化制備生物柴油，考察了酶用量、醇油摩爾比、含水量、催化溫度、催化時間，以及不同的催化底物對催化過程的影響；建立正交試驗設計方案，采用高效液相色譜檢測法檢測轉(zhuǎn)化率的變化情況，運用單因素實驗和正交實驗優(yōu)化酯交換工藝條件，定性、定量分析固定化酶催化生產(chǎn)生物柴油的最佳條件。
　　 結(jié)果:
　　

3、 1.采用交聯(lián)-吸附法固定枯草桿菌脂肪酶。使用硫酸銨分級沉淀法提取脂肪酶，通過實驗證實，以人造沸石作為酶的載體，戊二醛濃度3%時能達到最好的固定化效果。測得酶動力學常數(shù)Km=12.5μmol/L，Vmax=1.896μmol/ml/min。
　　 2.固定化酶酶學特性測定。對固定化脂肪酶和游離脂肪酶的溫度、pH值、熱穩(wěn)定性、操作穩(wěn)定性進行比較，結(jié)果表明固定化酶最佳反應溫度為40℃，相對與游離酶提高5℃，最佳反應pH值為8.

4、0，比游離酶提高0.5；熱穩(wěn)定性明顯增強。連續(xù)反應5個批次后酶活剩余78%。
　　 3.采用正交試驗分析，結(jié)果表明在溫度50℃，pH8.0，反應時間45min的條件下，固定化酶能夠發(fā)揮最高的酶活性。
　　 4.使用固定化酶進行酶催化法制備生物柴油。HPLC作為測定酯化率的檢測方法，確定固定化酶的酯交換優(yōu)化條件為：醇油比4：1，酶用量為0.1g/g·oil，反應溫度50℃，反應時間24h，再此條件下，酯化反應的轉(zhuǎn)化率達

5、到41.5%。
　　 結(jié)論:
　　 1.以人造沸石為載體戊二醛為交聯(lián)劑的交聯(lián)吸附法固定枯草桿菌脂肪酶是有效、可行的固定化方法。
　　 2.通過對酶學特性的測定，認為固定后枯草桿菌脂肪酶的熱穩(wěn)定性和pH穩(wěn)定性均得到提高，并可重復使用，表現(xiàn)出了固定化酶的優(yōu)勢，符合制備固定化酶的目的。
　　 3.采用酶催化法合成出了生物柴油，用薄層層析法和高效液相色譜分析法可對產(chǎn)物進行定性定量分析，確定本方法確實可用于生