[BMIM]PF_6/缓冲液两相体系中固定化β-葡萄糖醛酸苷酶催化特性研究

利用1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF6)/缓冲液两相体系为介质,固定化β-葡萄糖醛酸苷酶催化甘草酸(GL)合成单葡萄糖醛酸甘草次酸(GAMG),以期改善酶催化效能.实验表明,当反应条件固定化酶为0.25g,两相体系中[BMIM]PF6的体积分数为35%,pH为5.0,反应温度为40℃时,酶活力最高达1 000U,远大于纯缓冲液单相体系中的最高酶活力450U.离子液体重复利用实验表明,[BMIM]PF6回收率高于85%,在含有重复回收的[BMIM]PF6介质中,固定化酶相对活力大于93%.     

3种离子液体对脂肪酶催化鱼油酯交换产物ω-3脂肪酸的影响

分别以离子液体[BMIM][BF_4]、[BMIM][PF_6]和[BMIM][Tf_2N]为反应介质,对ω-3脂肪酸(EPA和DHA)质量分数为30.02%的甘油三酯型鱼油和74.38%的乙酯型鱼油进行酶法酯交换反应.首先测定离子液体中特异性脂肪酶TLIM、猪胰脂酶与非特异性脂肪酶Novozyme435的酶活,进一步探究3种离子液体对脂肪酶催化鱼油酯交换产物ω-3脂肪酸的影响.结果表明:上述脂肪酶在3种离子液体中的酶活均显著上升;与非离子液体体系相比,上述离子液体能够在鱼油酶法酯交换反应中使反应产物甘油三酯ω-3脂肪酸的平均得率提高20%以上.其中,当[BMIM][Tf_2N]添加量为4%(质量分数)时,TLIM催化鱼油酯交换产物甘油三酯的EPA和DHA总质量分数达到63.65%,较不加离子液体提高了11.79%.     

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。     

油包水微乳液介质中脂肪酶催化α-单硬脂酸甘油酯水解反应活性研究

以α-单硬脂酸甘油酯为底物研究油包水（W／O）微乳液介质中脂肪酶的水解催化活性。结果表明，由AOT／水／正庚烷构成的ω/O微乳液体系的w0值、pH值、缓冲液离子浓度、AOT浓度等参数对脂肪酶催化活性有影响，最佳酶活力对应的微乳液组成为：w0=8;pH=7.17(67mmol/L的KH2PO4－Na2HPO4缓冲液）；[AOT]=0.10mmol/L。研究还表明，微乳液介质中，脂肪酶催化α-单硬脂酸甘油酯水解反应动力学与水介质中相类似；当酶浓度恒定时，反应速率与底物浓度的关系符合Michaelis-Menten方程，最大反应速率vmax（用脂肪酶活力表示）约为156u,米氏常数Km约为5．6mmol/L；当底物浓度恒定时，反应速率与酶浓度成正比。     

壳聚糖固定化蚯蚓纤溶酶及其性质

以壳聚糖为载体,戊二醛为交联荆,用吸附交联法固定蚯蚓纤溶酶,对蚯蚓纤溶酶的固定化条件及固定化酶的各种性质进行了研究,确定了酶固定的最适条件:1 g用pH为6.5的磷酸盐缓冲液浸泡的壳聚糖载体与5 mL体积分数为1%戊二醛在25℃交联8 h,充分洗去戊二醛之后,加入蚯蚓纤溶酶13 U,4℃吸附6 h,充分洗去未交联的游离酶,酶活力回收最高大约为63%,固定化酶的比活为0.082 U/mg.固定化酶,游离酶的最适温度均为50℃,游离酶的最适pH值为8.5,而固定化酶的最适pH值为8.0,固定化酶的热稳定性,pH稳定性均比游离酶有所提高,游离酶、固定化酶都能水解纤维蛋白原和纤维蛋白,固定化酶不再水解BSA.     

磁场影响固定化葡萄糖异构酶活性的研究

采用丹麦Novo公司测固定化葡萄糖异构酶 (SweetzymeT)活力的反应体系 ,用半胱氨酸 -咔唑法评价酶的活性 ,研究了磁场在不同条件下对酶活力的影响。实验发现 :在不同磁化时间、温度、磁场强度和pH条件下磁化底物 ,使其活性增加可达 2 8 6 % ,并且具有可逆性 ,但磁化固定化酶或磁场作用于酶—底物反应体系 ,未见酶活力的明显变化。     

固定化粪产碱杆菌青霉素G酰化酶的制备

粪产碱杆菌来源的青霉素G酰化酶通过共价结合在环氧型载体EupergitC上,通过对酶质量浓度、固定化反应时间、pH 值以及反应温度等条件的考察,确定了最优固定化条件：375mg比活力5000U/g的重组粪产碱杆菌青霉素G酰化酶蛋白对应1g载体,最适pH8.0,反应温度30 ℃.反应120h后制得固定化青霉素G酰化酶活力达到220U/g,固定化酶效率为10.7%.该固定化酶可在含饱和乙酸丁酯磷酸缓冲液中彻底水解青霉素G钾盐.经过15批连续水解反应,固定化酶仍保持95%的活力,展现出良好的稳定性.     

醛基化大分子强化介孔泡沫硅中青霉素酰化酶和胰蛋白酶的固定化

为了提高酶的亚基增强固定化酶的稳定性,在介孔泡沫硅中对固定化酶进行共价修饰.以青霉素酰化酶和胰蛋白酶为目标酶,考察醛基化修饰对固定化酶活力、负载率的影响以及在酸性缓冲溶液、亲水有机体系和离子液体中的催化稳定性,并对固定化酶进行电泳分析.结果表明:醛基化修饰的青霉素酰化酶在酸性缓冲液中6h保留95%的残余活力,在疏水离子液体中50℃处理10h保留近80%的残余活力;醛基化胰蛋白酶在20%乙醇中50℃保持活力不变.因此,醛基化修饰能稳定酶的亚基,在创建酶催化的微环境的同时,又能提高酶在极端环境下的稳定性.     

磁性壳聚糖微球固定化漆酶的制备及酶学性质研究

以Cerrena sp. HYB07菌株所产漆酶为研究对象,制备磁性Fe_3O_4-壳聚糖固定漆酶.磁性壳聚糖微球固定化漆酶制备的最优条件为:磁性Fe_3O_4纳米颗粒0.4μg·mL~(-1)、戊二醛质量浓度4 mg·mL~(-1)、交联时间12 h、给酶量160 U·mL~(-1)、固定化时间8 h.在此条件下,漆酶固定化率为78.03%,固定化漆酶活力为97.19 U·g~(-1).酶学性质研究表明,固定化漆酶的最适反应pH值为3.0,最适反应温度为45℃.与游离酶相比,固定化漆酶的热稳定性有所提高.固定化漆酶用于蒽醌染料活性亮蓝脱色,具有良好的重复利用性,不仅染料脱色率优于游离酶,且在汞离子存在下也效果显著.     

[BMIM]HSO4/乙醇降解纤维素残渣的热解行为和产物分布

以微晶纤维素为原料，利用1-丁基-3甲基咪唑硫酸氢盐（[BMIM]HSO4）与乙醇二元溶剂体系在180 oC下进行催化降解制备得到纤维素固体残渣（SRE），并考察了[BMIM]HSO4质量浓度对SRE结构特征和热解过程的影响规律，为SRE的资源化利用提供理论基础。通过FTIR、Raman、XRD、SEM和激光粒度分析仪对样品进行结构表征，结果表明SRE保持了纤维素化学结构，但随着[BMIM]HSO4质量浓度的增加，SRE粒径显著降低，晶体结构不断被破环并转化为热不稳定的无定形结构。通过热重分析仪和管式反应器研究SRE的热解行为规律，结果表明：随着[BMIM]HSO4质量浓度的增加，SRE热失重起始温度显著降低，热失重曲线向低温区移动。同时，随[BMIM]HSO4浓度的增加，促进了可挥发分与残渣的气固作用，引起焦炭和气体产率增加，生物油产率降低；生物油成分中D-Allose的产率随[BMIM]HSO4浓度的增加大幅降低，而左旋葡萄糖酮和5-羟甲基糠醛、糠醛等含量升高，即[BMIM]HSO4浓度的增加有利于SRE转化生产糠醛等小分子生物质基平台化合物。     

含DESs体系中固定化Kurthia gibsonii SC0312细胞催化1-苯基-1,2-乙二醇不对称氧化反应

在含深度共熔溶剂的非水相体系中,利用固定化Kurthia gibsonii SC0312细胞高效催化外消旋1-苯基-1,2-乙二醇(PED)不对称氧化以制备对映体纯的(S)-PED.在所考察的4种离子液体和2种深度共熔溶剂中,氯化胆碱/尿素([ChCl][U])对Kurthia gibsonii SC0312细胞表现出良好的生物相容性,能适当改变细胞膜的完整性,有效提高反应的催化效率.在[ChCl][U]体积分数为4%、缓冲液p H值为7. 5、反应温度为35℃、细胞质量浓度为60mg/m L、底物浓度为100mmol/L的条件下,反应初速度为8. 25mmol/(L·h),反应仅7 h产率及(S)-PED e. e.值即分别达49. 6%和99. 9%.     

醋酸纤维素/聚丙烯复合膜固定化脂肪酶的研究

以醋酸纤维素/聚丙烯复合膜为载体对脂肪酶进行吸附固定,研究了不同条件对固定化脂肪酶活性的影响,得到了最佳固定化条件:酶浓度0.020 g/mL,温度20℃,pH8.0,振荡速度100 r/min,吸附时间2 h,膜酶活力最高为4.5 U/cm2;膜酶转化反应最佳条件:最适温度35℃,比游离酶降低了5℃;最适pH 8.5,与游离酶相比pH向碱性偏移,固定化脂肪酶间歇水解橄榄油132 h酶活力为原酶活力的56.7%.     

鲍鱼内脏β-葡萄糖苷酶中试规模制备研究

采用胶体磨匀浆、高速管式离心、陶瓷复合膜过滤、超滤、DEAE-琼脂糖离子交换层析和CM-琼脂糖离子交换层析的中试制备工艺,从鲍鱼内脏中分离纯化得到β-葡萄糖苷酶.研究发现:胶体磨匀浆所得匀浆液总酶活为12 174.21 U,比活力为0.158 U·mg~(-1);高速管式离心两次后得到粗酶液,酶比活力为0.247 U·mg~(-1);陶瓷复合膜过滤后所得清液的酶比活力为0.133 U·mg~(-1);超滤浓缩脱盐后所得浓缩液的酶比活力为0.249U·mg~(-1);DEAE-琼脂糖阴离子交换层析洗脱缓冲液的最佳pH值为7.5,CM-琼脂糖阳离子交换层析洗脱缓冲液的最佳pH值为6.0;DEAE-琼脂糖阴离子交换层析后收集酶活性组分的酶比活力为0.492 U·mg~(-1),CM-琼脂糖阳离子交换层析收集酶活性组分的酶比活力为1.709 U·mg~(-1),纯化倍数为10.78,收率为5.0%.     

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。     

离子液体[Bmim]PF6萃取处理硝基酚废水

以1-甲基咪唑、氯代正丁烷和六氟磷酸钾为原料,采用两步法制备了疏水性离子液体[Bmim]PF6,并用红外光谱及核磁共振对其进行了表征.对[Bmim]PF6萃取废水中的硝基酚,以及离子液体的回收进行了初步研究.实验结果表明:邻硝基酚和对硝基酚在离子液体和废水两相的分配系数分别可达16和30以上,并随pH值的减小和离子液体用量的增大而增大;当pH<2时,两种硝基酚的萃取率都可达93%以上,可用调整pH值进行反萃的方法回收离子液体;当pH=12时,经5次反萃,离子液体相中的硝基酚即可基本被全部反萃,离子液体可重复使用;用回收的离子液体重复萃取硝基酚,萃取效果基本不变.     

固定化蛋白酶区域选择性催化合成蔗糖己二酸单乙烯酯

用固定化蛋白酶FG-F在有机溶剂中催化蔗糖和己二酸二乙烯酯(DVA)合成了蔗糖己二酸单乙烯酯.用吸附法以硅藻土为载体研究了蛋白酶FG-F的固定化.固定化条件优化为:pH值8～10,温度为20～40℃,磷酸盐缓冲溶液的浓度范围为0.02～0.06 mol/L,酶与硅藻土的质量比为1:6.固定化酶在含水量为0.25%的DMF中,于45℃,220 r/min,pH值为8时,转酯化催化活力最高.转酯化反应3 d,DVA生成2-0-己二酸单乙烯基蔗糖酯的转化为52%.     

重组毕赤酵母生产β-葡萄糖苷酶发酵条件优化及固定化研究

为了实现绿色木霉菌Trichoderma viride来源的β-葡萄糖苷酶在重组毕赤酵母中的高效表达,对重组菌P.pastoris KM71/pPIC9K-bgl1/pPICZ A-pdi进行3.6L罐发酵培养条件优化。结果表明,当诱导温度28℃,初始诱导菌体浓度50g/L,诱导阶段甲醇体积分数1.0%时,酶活力最高,能达到1452U/mL。同时以壳聚糖为载体、戊二醛为交联剂,采用吸附交联法对β-葡萄糖苷酶进行固定化。结果表明,当壳聚糖质量浓度0.03g/mL,戊二醛质量浓度0.008g/mL,游离酶添加量400U/g(1g壳聚糖微球加酶量为400U),固定化吸附时间20h时,固定化酶酶活回收率最高,达到65.4%。以800g/L葡萄糖为底物,优化的转化条件下连续转化6次,低聚龙胆糖产率仍达到15.2%,显示出该固定化酶具有较好的持续利用性及较高的低聚龙胆糖生产能力。     

单宁酸与固定化胰蛋白酶相互作用的研究

研究了单宁酸(TA)对硅胶固定化胰蛋白酶活性的影响,通过酶活抑制测定方法和紫外分光光度法测定了TA与固定化胰蛋白酶作用的最适浓度与最适反应时间,研究了在pH 8.0 Tris-HCl、pH 2.4的甘氨酸-HCl以及含有1 mol/mL NaCl的Tris-HCl三种缓冲液中TA与固定化酶作用的平衡常数KA和结合位点数n.结果表明:TA对固定化胰蛋白酶有不同程度的抑制作用,当反应体系中TA的浓度为7.5×10-6mol/L时,固定化酶活力为91.1 U,抑制率大约为50%,TA与固定化胰蛋白酶最适反应时间为30 s,在pH 2.4的甘氨酸-HCl及含1 mol/mL NaCl的Tris-HCl中,TA与固定化酶的平衡常数KA减小了100倍,结合位点数n也有不同程度的降低.     

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。     

甲苯/TX-100/1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐微乳液的相结构研究

在25 ℃时用相态观察法研究了甲苯/TX-100/[bmim][PF6]三元体系的相结构,结果表明此体系存在单相微乳液区和两相区.用电导法和渗滤器模型进一步确定了甲苯/TX-100/[bmim][PF6]单相微乳液区的微结构,表明了在甲苯/TX-100/[bmim][PF6]单相微乳液区内包括[bmim][PF6]/甲苯、双连续相、甲苯/[bmim][PF6]3种微结构.