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摘 要

本文考察了采用实验室固定的微通道脂肪酶，以油酸和油醇为底物，在无溶剂体系下合成油酸油醇酯。考察微通道的长度（酶量）、底物流速（反应时间）、底物摩尔比、温度对油酸油醇酯化率的影响，同时考察微通道合成油酸油醇酯的使用稳定性。以酯化率为考察指标，其最适条件为：400μg的固定化酶（5m长微管反应器），酸醇比为1.8:1，反应时间为30min，温度为50℃。在该条件下，油酸油醇酯化率达到93.5%。实验表明在酸醇摩尔比为1.8:1和400μg的固定化酶（5m长微管反应器）条件下，50℃反应30min，连续使用7天后酯化率仍可达初始酯化率的83.2％。

关键词：油酸油醇酯 脂肪酶(CAL-B) 固定化 酯化 无溶剂

Synthesis of oleyl oleate catalyzed by immobilized

lipase in microchannel

ABSTRACT

This paper studied the synthesis of oleyl oleate from oleic acid and oleyl alcohol in solvent-free system using lipase immobilized in microchannel in laboratory. It studied the influence of esterification ratio of oleyl oleate on the length of microchannel (enzyme dosage), the flow velocity of substrate (response time), the molar ratio of substrate, temperature, and the stability of synthesis of oleyl oleate catalyzed by immobilized lipase in microchannel. As the esterification ratio reflects , the optimum conditions is 400μg immobilized enzyme (5m microreactor), acid-alcohol ratio of 1.8: 1, reaction time of 30min, temperature of 50 ℃.In this condition,the esterification rate of oleic acid and oleyl alcohol reached 93.5%.Experimental results show that under conditions that the molar ratio of acid to alcohol of 1.8: 1 and 400μg immobilized enzyme (5m microreactor), temperature of 50 ℃, reaction of 30min.According to the esterification rate was 100% at 0 hour, esterification rate is still 83.2% of esterification rate at the first test after 7 days of continuous use.

Key words：oleyl oleate；lipase(CAL-B)；immobilization；esterification；solvent-free

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1课题研究背景 1

1.2固定化酶的概述 1

1.2.1固定化酶的原理与优势 1

1.2.2固定化酶的方法 3

1.2.3微通道固定化酶的优势 3

1.2.4微反应器在生物催化中的应用 4

1.3酶的非水相催化反应体系 5

1.3.1酶非水相催化的概述 5

1.3.2有机溶剂反应体系 5

1.3.3无溶剂反应体系 6

1.4油酸油醇酯的研究应用发展 6

1.5本课题研究的目的和意义 7

第二章 材料与方法 8

2.1实验材料 8

2.1.1实验试剂 8

2.1.2实验仪器 9

2.2实验方法 9

2.2.1开管式微通道固定化酶的制备 9

2.2.2微通道固定化酶酶量的测定 10

2.2.3微通道固定化酶酶活的测定 10

2.2.4油酸油醇酯的合成 11

2.2.5气相色谱分析 11

第三章 结果与讨论 12

3.1层层吸附过程中蛋白吸附量的变化以及酶活的测定 12

3.1.1层层吸附过程中蛋白吸附量的变化 12

3.1.2开管式微通道固定化脂肪酶的酶活测定 13

3.2酶量对油酸油醇酯化率的影响 13

3.3不同酸醇比对油酸油醇酯化率的影响 14

3.4反应时间对油酸油醇酯化率的影响 14

3.5温度对油酸油醇酯化率的影响 15

3.6酶微反应器的稳定性测试 16

第四章 结论与展望 17

4.1结论 17

4.2展望及进一步工作的建议 17

参考文献 18

致 谢 21

第一章 文献综述

1.1课题研究背景

蜡酯来自一些自然资源比如荷荷巴油种子,巴西棕榈和抹香鲸，已经广泛应用于高档润滑油、脱模剂、消泡剂和化妆品^[1]。通常,制得蜡酯的温度高达250℃，在催化剂的存在的情况下反应时间需要20 h。然而,这个过程有一些缺点,因为它可能导致退化的酯类、以及高能源成本^[2]。另一方面, 用醇类和高级脂肪酸酶法合成蜡酯在过去二十年变得很引人注目。因为适中的温度、pH以及其他温和的条件使这个过程变得更有经济和生态优势。

油酸油醇酯可以被认为是荷荷芭油的一种合成类似物。自全球禁止捕鲸以来，这个已经被作为商业应用的主要天然蜡酯来源。油酸油醇酯属于液态不饱和蜡酯的一种，它的用途特殊。可以被用作高级润滑剂和高级润肤油的原料，现在更多作为口红类化妆品的重要添加组分^[3]。油酸油醇酯的性能跟如今市场上昂贵的荷荷巴油的性质非常相似，而且比荷荷巴油有更加广泛的用途。它的稳定性很高，易于渗透进入皮肤里,没有刺激性，对皮肤具有保湿和柔软的作用^[4]。虽然合成油酸油醇酯可以通过化学法进行，但在化学法合成中，反应的高温条件易于将油酸油醇酯长碳链中的双键氧化，最终导致产品的质量下降、使用效果不佳。

采用不同无机催化剂的不同合成过程之前已经描述过了。目前，酯的酶法合成已经变得非常重要。不单是因为生物催化法反应条件温和，还有酶催化的专一性减少了副产物的生成，所以具有良好的研究价值而且应用前景广阔。目前，脂肪酶已经应用到无溶剂反应体系中催化油酸和油醇生产油酸油醇酯。第一，因为固定化技术的使用解决了先前净化产品的问题,其次,由于酶特性,如特异性,温和的反应条件,减少浪费。

1.2固定化酶研究进展

1.2.1固定化酶的原理与优势

固定化酶因为它们的可重用性，易于从反应混合物中分离，与自由酶相比可能增加在热和pH的稳定性,已引起了广泛的关注。因此,它们在生物化学，食品，临床诊断和环境工程领域有了潜在的应用。基质提供一个生物相容的惰性的且不干扰酶的天然结构的环境对固定化酶很重要。许多研究和尝试都重视发展新的基质或载体来促进酶的结合能力和提高酶 解效率和稳定性。

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