论文总字数：15136字

摘 要

介孔二氧化钛是一种新型材料，它的内部具有多孔结构，其比表面积也是相当巨大，它的孔道结构十分丰富发达^[1]，其作为酶的固定化载体有非常多的优越性，固定化酶跟游离的酶相比有非常多的优点。以介孔二氧化钛为奶酪香精脂肪酶的载体，并对酶的固定量和其活力作检测。因为二氧化钛是亲水性载体，而脂肪酶表面具有疏水性，所以实验中需要对介孔二氧化钛进行疏水性改造，所使用的试剂为苯基三甲基氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷。之后再将此介孔二氧化钛固定化酶作为催化剂，以高油酸葵花籽油和实验室自制的PPP为原料，通过酯酯交换法合成OPO。通过对目标产物产量的检测，来研究固定化脂肪酶的性能。在OPO合成实验中，通过多组单因素优化实验实现对酯酯交换法合成OPO工艺的最适条件的探索，这些因素分别为酶用量、底物摩尔比、反应时间和反应压力。

关键词：介孔二氧化钛 脂肪酶 固定化

Mesoporous TiO₂ structure adjustment and the study of the performance of the immobilized lipase

Abstract

Mesoporous TiO₂ is a kind of porous material, it has great specific surface area, developed pore structure, so it will have a lot of advantages if it become the immobilizing carrier of lipase, and immobilized enzyme may have more superiority than free enzyme. Mesoporous TiO₂ was used as a carrier to fix Palatase 20000L, and the fixed amount of enzyme and enzyme activity of immobilized enzyme were also detected. Because mesoporous TiO₂ is a hydrophilic carrier, and lipase is hydrophobic, so the experiments need to use trimethylphenylsilane and ethenyltrimethoxysilane to do the hydrophobic modification of mesoporous titanium dioxide. Then the experiments use the mesoporous TiO₂ immobilized enzyme as catalyst, with high oleic acid sunflower seed oil and the PPP as raw material, through ester exchange method making the synthesis of OPO. we study the performance of the immobilized lipase through the detection of the target product yield. In the OPO synthesis experiments, through multiple sets of single factor optimization experiment of acetate ester exchange method, we find the optimum conditions of synthesis of OPO, these factors are respectively enzyme dosage, substrate molar ratio, reaction time and reaction pressure.

Keywords: mesoporous TiO₂ lipase immobilizing

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1酶和脂肪酶 1

1.1.1 酶 1

1.1.2 脂肪酶 1

1.2脂肪酶的固定化 2

1.2.1脂肪酶的固定化简介 2

1.2.2脂肪酶固定化的方法 2

1.2.3固定化酶的载体材料 4

1.3 固定化对酶活性的影响及酶活测定 4

1.3.1 固定化对酶活性的影响 4

1.3.2 酶活力 5

1.3.3 脂肪酶活力的检测 5

1.4 固定化脂肪酶的性能研究-在OPO合成中的应用 6

1.4.1 OPO结构脂 6

第二章 介孔二氧化钛的结构调控和固定化脂肪酶的性能研究 7

2.1 引言 7

2.2 介孔二氧化钛结构调节的实验材料和方法 7

2.2.1 试剂和材料 7

2.2.2 主要仪器 8

2.2.3 实验方法 8

2.3 固定化酶的性能研究在OPO合成中的应用 13

2.3.1 实验所需仪器和试剂 13

2.3.2 实验原理 13

2.3.3 工艺路线 13

2.3.4 实验步骤 13

2.3.5 数据分析 14

2.4 结果与讨论 16

参考文献 17

致谢 19

第一章 文献综述

1.1酶和脂肪酶

1.1.1 酶

酶（Enzyme）,指具有生物催化功能的高分子物质，它能够催化底物转化为另一种物质。绝大部分的细胞运动过程程酶都会参与其中，因为它增加细胞运动的效能和速率。和其他非生物催化剂相似，酶可以减少活动反应的活化能来增加反应速率，大部分的酶能够将它催化的反应的速率提高上百万倍；实际上，它们能够提供另一条需要较低活化能的途径，使更多底物分子能拥有不少于活化能的能量，来加大反应速率。

因水溶液体系、条件温和、具有对映体选择性等特点,这种以酶工程为核心的技术成为绿色化学的重要技术之一。 酶在制药、食品、纺织、日化用品等行业有着巨大的应用, 已然发展成为全球性的酶技术工业。在理论上，酶可以催化几乎所以的有机化学的反应，有的还可以在极端条件下发挥催化的功能，有的能够催化在有机相中的反应，有的还具有一些特殊的功能来催化一些特定的反应，有的还能使一些难以进行的反应成为可能，这些都是现代化工产业所需要的。在化工产业中，所选的原料都是非天然的，对环境和安全都有一定的要求，对酶的催化功效也提出了更高的要求。

1.1.2 脂肪酶

脂肪酶（Lipase）是能够催化三酰甘油和其他底物羧基酯键水解的酶。脂肪酶在所有类型的生物中都广泛存在，例如在真核生物中它们可能在细胞器中，或是在细胞外参与代谢、吸收和转运脂类，在不同类型的生物或细胞中，脂肪酶存在的部位和作用都有着很大的区别。即使来源于同一种生物的脂肪酶，在相对分子量，最适温度，最适pH值，专一性和选择性都有很大的区别，这种脂肪酶巨大的多样性对于生物技术有重要意义。一般来源于细菌和真菌的脂肪酶活性都比较强，易用于工业生产或发酵产业中。在酶的活性中心在溶剂中被一个可移动的“盖子”遮住，而“盖子”在底物和水的界面处打开，从而使酶的活性中心暴露出来，底物可进入中心反应，它的这种性质被称为是“界面激活”特性^[2][3]。

反应专一性是脂肪酶的一大特点且几乎所有的酶都有复杂的构造。脂肪酶优异的选择性和一些特异性使其在生物催化中具有强大的潜力。脂肪酶的特异性跟它的分子和构象有关，而酶的分子特性、底物的化学结构和反应条件是影响酶特异性的主要因素。脂肪酶是利用水和底物界面的相互作用来得到各种构象的。当构象状态关着时，“盖子”覆盖在其活性点上，阻止了酶接近底物分子，是催化不能进行，而当打开构象状态时，“盖子”打开而不会挡住反应通道使得反应能够进行。界面通过吸附活化脂肪酶，打开催化部位的盖子^[4]。

1.2脂肪酶的固定化

1.2.1脂肪酶的固定化简介

由于脂肪酶具有高级结构，而这种高级结构对于其所处的环境很敏感，所以它对于所处环境要求较高。如脂肪酶的水解反应，该反应能在水油界面反应，所以此情况中的含水量的要求很高。一般情况下，脂肪酶对热、强酸、强碱和有机溶剂等均不稳定，从而限制了脂肪酶在工业上的广泛应用^[5]。而且脂肪酶价格较贵，不易回收，使用成本高，和产物难分离，也是工业应用的障碍^[6]。自二十世纪六十年代发展起来的酶固定化技术既克服了上述不足，又在一定程度上保持了醇特有的催化活性，从而成为生物技术中最为活跃的研究领域之一^[7]。

请支付后下载全文，论文总字数：15136字