非水介质中脂肪酶催化转酯化生产生物柴油技术研究进展

近几十年来,脂肪酶在非水相催化中表现出的独特的催化能力引起人们的极大兴趣,不仅在上述传统的催化领域中发挥越来越大的作用,也开始有许多新的用途不断地被人们发现和开发应用。近年来,由于能源危机已经成为一个世界性的难题,人们开始致力于开发新的可再生性生物能源,生物柴油的生产是其中研究最为活跃的方向之一。作为一种新型的清洁能源燃料,生物柴油,具有可再生、可生物降解、环境友好等优良的品性,可部分或全部替代石化柴油。脂肪酶在非水相介质中催化转酯化反应生产生物柴油是目前各国学者研究的热点,本文从非水相中脂肪酶催化转酯化反应,提高脂肪酸甲(乙)酯产率的方法以及如何降低生产成本等方面进行了综述。     

非水相体系中的脂肪酶催化反应制备酯化葡甘聚糖的初步研究

研究了在各种非水相反应体系中以不同的脂肪酶为催化剂的魔芋葡甘聚糖(KGM)的酶催化酯化和转酯化反应,以探索制备酯化KGM衍生物的可行的、环境友好的新途径.初步的实验结果表明通过非水相反应体系中的脂肪酶催化反应能够制得KGM的酯化衍生物;在适宜的条件下,脂肪酶Lipase-OF和Lipozyme Tl 100L 是制备酯化KGM的有效的生物催化剂.     

固定化脂肪酶催化棉籽油合成生物柴油

对比多种载体固定化脂肪酶的吸附效果,确定了以大孔吸附树脂D101为载体,采用先吸附后交联的方法固定脂肪酶。固定化后脂肪酶的稳定性得到较明显改善,最适反应温度50℃,最适反应pH值为8。确定了固定化脂肪酶催化棉籽油与甲醇转酯化反应合成生物柴油工艺条件,醇油比3∶1,含水量1.25%(V/V),加入质量比(酶量与固定化载体)0.48的固定化酶,反应介质辛烷,在40℃反应24h催化生物柴油的合成,最高转化率可达到65%。     

非水相体系中的脂肪酶催化反应制备酯化葡甘聚糖的初步研究

研究了在各种非水相反应体系中以不同的脂肪本科为催化剂的魔芋葡甘聚糖（KGM）的酶催化酯化和转酯化反应，以探索制备酯化KGM衍生物的可行的、环境友好的新途径。初步的实验结果表明：通过非水相反应体系中的脂肪酶催化反应能够制得KGM的酯化衍生物；在适宜的条件下，脂肪酶Lipase-OF和Lipozyme Tl 100L是制备酯化KGM的有效的生物催化剂。     

有机溶剂中C.cylindracea脂肪酶催化有机硅醇的转酯反应

Ｃ．ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ 脂肪酶能在有机介质中催化有机硅醇与酯的转酯反应。高浓度酯和有机硅醇未有抑制酶催化转酯反应活性。在饱和水的有机溶剂中酶催化转酯反应转化率高于脱水有机溶剂中的酶催化转酯反应。     

离子液体作为脂肪酶生物催化绿色反应介质的研究进展

综述了离子液体作为脂肪酶生物催化绿色反应介质在转酯、氨解、酯化和水解等反应体系的最新研究进展,分析了离子液体对脂肪酶生物催化行为的影响.结果表明,离子液体作为绿色反应介质在生物转化工业中有着非常广阔的应用前景.由于人们对离子液体与酶相互作用机理还不甚了解,有许多关键问题需要进一步探讨.     

酯交换反应在制备生物柴油上的应用

生物柴油因其环境友好且可再生作为矿物柴油的替代燃料而备受关注，生物柴油主要通过均相酸碱催化、脂肪酶催化、超临界法和固体酸碱催化的酯交换反应制备得到，但各种制备方法各有优劣，均相酸碱催化法反应迅速，转化率高但存在后续处理复杂，污染严重等问题；脂肪酶催化法反应条件温和，对原料中的水和游离脂肪酸不敏感，不需要过量的甲醇参与反应，后续处理工序简单，但酶的成本过高，这是制约其商业化发展的最大阻碍；超临界法是制备生物柴油的新技术，反应迅速，不需要催化剂，油脂转化率非常高，但其反应需要高温高压且能耗很大；固体酸碱催化剂     

离子液体中6-O-(11-十二烯酸)葡萄糖酯的脂肪酶催化合成及其表征

为了探索脂肪酶在离子液体中选择性地催化葡萄糖与11-十二烯酸乙酯的转酯化反应,通过不同脂肪酶在不同离子液体中进行转酯化反应,并用单因素法研究离子液体种类、温度、底物的比例、体系含水量和脂肪酶含量对反应产率的影响,优化反应条件。反应产物的结构通过红外光谱、高效液相色谱、质谱和核磁共振等表征。结果表明:脂肪酶Novozym-435在离子液体1-正丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐[BMIM][BF4]中,当反应温度为55℃、酶浓度20mg/mL、葡萄糖/11-十二烯酸乙酯的摩尔比1∶2、体系的水含量为2%时,获得糖酯的产率最高,Novozym-435可以重复使用7次。脂肪酶Novozym-435在离子液体[BMIM][BF4]中选择性转酯化反应的产物为6-O-(11-十二烯酸)葡萄糖单酯。     

新型脂肪酶LipB52催化生物柴油

一种来源于荧光假单胞菌的新型脂肪酶基因lipB52在大肠杆菌BL21(DE3)中获得表达,并且利用Ni-NTA亲和柱时脂肪酶LipB52进行纯化.采用固定化脂肪酶LipB52催化大豆油与甲醇的转酯反应生产生物柴油.实验考察了温度、底物摩尔比、酶用量、有机溶剂、酶的种类以及油的类型对于反应的影响,结果表明:转酯反应的最佳反应条件为:m(酶):m(油)=20:80,n(油):n(甲醇)=1:4、正庚烷作为溶剂、反应温度为30℃,在此条件下脂肪酶LipB52表现出很高的催化活性,反应40 h后甲酯的产率高达92%.     

有机溶剂中C.cylindracea脂肪酶催化有机硅醇的转酯的反应

Ｃ．ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ脂肪酶能在有机介质中催化有机硅醇与酯的转反应。高浓度酯和有机硅醇未有抑制酶转化反应活性。在饱和水的有机溶剂中酶催化转酯反应转化率高于脱水有机溶剂中的酶催化转酯反应。     

酶催化地沟油生产的生物柴油的性能研究

以地沟油为原料，固定化假丝酵母脂肪酶为催化剂催化转酯化反应制备生物柴油。并对其组成及物理、化学性能进行了检测，研究了生物柴油燃烧时的排放特性和动力性，并进行了经济评价。实验结果表明，合成的生物柴油纯度达到了97.8%以上，精制后的产品闪点高于170℃，硫的质量分数低于0.0005%，十六烷值高达73.6，在0#柴油中添加了20%的生物柴油后，尾气排放中CO降低28%，未燃烧的HC降低了36%，NO_x降低了24%，全负荷烟度下降幅度达到0.2～0.9Rb，体现出了生物柴油优良的特性。     

酶法手性拆分技术研究和应用的最新进展

系统地综述了酶法手性拆分技术的最新研究和应用进展, 对动力学拆分、 动态动力学拆分和对映体收敛转化3种方法进行了比较, 并介绍了酶,尤其是脂肪酶在非水介质中催化酯和氨基化合物的立体选择性水解、 转酯化和酰胺化的研究进展及其在技术上遇到的问题和解决方法.     

超声辐照对有机相脂肪酶催化酯化反应的促进

探讨了超声辐照对有机相中脂肪酶催化有机硅醇与脂肪酸酯化反应的促进作用, 系统地研究了超声功率、 超声作用方式、 底物脂肪酸的碳链长、 反应体系的水活度等对超声辐照促进有机相脂肪酶催化酯化反应的影响. 研究表明, 适宜的超声辐照可显著提高有机相脂肪酶催化酯化反应的速度; 底物的碳链越长、 反应体系的水活度越大, 超声对酶催化酯化反应的促进作用就越明显.     

脂肪酶CCL催化醋酸乙烯酯与醇的转酯反应的实验探究

考察了在正己烷、AOT/异辛烷反胶束体系、[bmim][PF6]离子液体和[bmim][BF4]离子液体四种体系中脂肪酶CCL催化醋酸乙烯酯与异辛醇的转酯反应以及影响反应转化率的一些因素,确定了较为适宜的反应条件;进行了脂肪酶CCL催化醋酸乙烯酯与异辛醇的转酯反应酶的重复利用性实验;扩展了醇的种类,考察了直链醇（己醇）、不饱和醇（异戊烯醇）、2级醇（仲辛醇）在两种离子液体和正己烷中转化率。     

餐厨废油制备生物柴油的研究进展

生物柴油是一种发展迅速的绿色能源。目前,以餐厨废油为原料通过酯交换反应制备生物柴油的研究受到了广泛的关注。其中,均相催化法以其催化剂价格低廉、操作简便在工业上得到广泛应用。与其他制备方法不同,酶催化法条件更加温和,但其反应时间过长,不宜工业生产;超临界催化法作为一种新兴的制备工艺在近几年得到了广泛关注。本文论述了非均相催化法、均相催化法、酶催化法和超临界催化法制备生物柴油的优缺点,并对生物柴油未来发展前景做出了展望。     

脂肪酶在催化酯交换过程中的稳定性

脂肪酶是一种能够在非水相体系中催化酯交换的生物酶.在实际应用过程中,脂肪酶的稳定性非常重要,因为这会直接影响工业化的成本和效率.针对温度、时间、溶剂和酰基供体对脂肪酶催化酯交换反应稳定性的影响进行了系统的研究.结果表明,温度和溶剂极性对脂肪酶催化稳定性的影响比较显著,而时间和酰基供体的影响不明显.     

脂肪酶的分子结构及应用研究进展

脂肪酶能催化水解、酸解、醇解、氨解、转酯以及酯化合成等反应,广泛应用于食品工业、造纸业、洗涤工业、医药领域以及相关的行业和领域中。本文概述了目前脂肪酶在分子结构、催化类型和机制、基因克隆来源及其应用领域等方面的研究进展。     

非水相中酶催化葡甘聚糖的酯交换反应

探索了生物催化反应制备酯化葡甘聚糖(KGM)衍生物的可能性,并构建了酶催化天然高分子改性的新模式。利用KGM与乙酸乙烯酯在无溶剂体系中的酯交换反应,对8种脂肪酶和5种蛋白酶的催化能力进行了初步评价,并考察了以固定化脂肪酶N ovozym 435作生物催化剂时,不同的非水介质对该反应的影响。结果表明:在本文条件下,这些酶对该反应均具有一定的催化作用;有机溶剂二甲基乙酰胺(DMA c)、甲苯(T o luene)和异辛烷(IOCT)以及其他非水相有机介质,如离子液体N-甲基-咪唑四氟硼酸盐[HM im] [BF4]-和丁二酸二辛基磺酸钠(AOT)/异辛烷反相胶束体系,均有利于脂肪酶N ovozym 435催化的KGM与乙酸乙烯酯的酯交换反应。     

酶法水解亚麻油的探讨

植物油脂直接用于油漆生产的份量越来越少，油脂脂肪酸的应用越来越广，特别是亚麻油酸在电泳漆中的应用显得更为重要。通常生产油脂脂肪酸的方法大多采用化学法，即皂化水解法，随着人们环境意识的增强，生物技术越来越受到人们的重视。酶的催化反应速度大约是一般化学反应速度的１０至１０倍，并且在十分温和的条件下使许多复杂反应进行得极为顺利和迅速。因此，人们称为生物催化剂的酶的研究，发现有许多独特的优点，生物催化法－酶法水解，专一性高、耗能低、环境污染小等特点，尤为当今有机化学、化学工程界重视。脂肪酶作为生物来源较为经济，利用脂肪酶催化的油脂水解已成为油脂化工发展的先进技术之一。甘肃永新油脂化工有限公司长期以来生产亚麻油，一直寻找亚麻油的深加工及其应用。从１９９３年开始与北京中科院微生物所共同研究开发酶法水解生产亚麻酸的工艺流程及工业化生产方案，目前已取得了一定成果。笔者一直主持参与该项工作，现简单论述如下：１、反应机理及应用ＣＨ２ＯＣ－ＲＣＨ２ＯＨＲＣＯＯＨＣＨＯＣ－Ｒ’———→ＣＨＯＨ＋Ｒ’ＣＯＯＨＣＨ２ＯＣ－Ｒ”←———ＣＨ２ＯＨＲ”ＣＯＯＨ脂肪酶催化油脂发生反应的部位是甘油脂肪酸酯的酯键。脂肪酶催化作用的一个重要特征是它...     

酶法水解亚麻油的探讨

植物油脂直接用于油漆生产的份量越来越少，油脂脂肪酸的应用越来越广，特别是亚麻油酸在电泳漆中的应用显得更为重要。通常生产油脂脂肪酸的方法大多采用化学法，即皂化水解法，随着人们环境意识的增强，生物技术越来越受到人们的重视。酶的催化反应速度大约是一般化学反应速度的１０至１０倍，并且在十分温和的条件下使许多复杂反应进行得极为顺利和迅速。因此，人们称为生物催化剂的酶的研究，发现有许多独特的优点，生物催化法－酶法水解，专一性高、耗能低、环境污染小等特点，尤为当今有机化学、化学工程界重视。脂肪酶作为生物来源较为经济，利用脂肪酶催化的油脂水解已成为油脂化工发展的先进技术之一。甘肃永新油脂化工有限公司长期以来生产亚麻油，一直寻找亚麻油的深加工及其应用。从１９９３年开始与北京中科院微生物所共同研究开发酶法水解生产亚麻酸的工艺流程及工业化生产方案，目前已取得了一定成果。笔者一直主持参与该项工作，现简单论述如下：１、反应机理及应用ＣＨ２ＯＣ－ＲＣＨ２ＯＨＲＣＯＯＨＣＨＯＣ－Ｒ’———→ＣＨＯＨ＋Ｒ’ＣＯＯＨＣＨ２ＯＣ－Ｒ”←———ＣＨ２ＯＨＲ”ＣＯＯＨ脂肪酶催化油脂发生反应的部位是甘油脂肪酸酯的酯键。脂肪酶催化作用的一个重要特征是它...