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摘 要

果糖酯是一类十分重要的化合物，属于非离子型生物表面活性剂。由于其没有毒性，没有刺激性，还能够被生物降解，因此在医药、食品和日常等方面都有着重要的运用。化学法和酶法是目前用于合成果糖酯的主要方法，研究表明酶法合成优于化学合成，因而，对于果糖酯的酶法合成，以醛基葡聚糖为交联剂，并建立醛基葡聚糖的分析及其合成方法，优化醛基葡聚糖固定脂肪酶的固定化方法，考察固定化酶的性能，并最终运用于果糖癸酸酯的酶法合成。

脂肪酶具备多种催化功能，常被用来作为生物催化剂。不同脂肪酶对合成果糖癸酸酯的影响不同。本文研究四种脂肪酶：皱褶假丝酵母脂肪酶(CRL)、猪胰脂肪酶（PPL）、洋葱假单胞菌脂肪酶（PSL）、南极假丝酵母脂肪酶B （CALB）作为催化剂，对比酯化结果，最终选取PSL作为本课题使用的脂肪酶。再比较两种大孔吸附树脂载体，最终选取NKA-9载体，制备固定化酶。

本论文通过优化获得了醛基葡聚糖交联固定化酶的最适条件，并将其应用于合成果糖酯。最终以大孔树脂NKA-9作为载体，选用分子量为 20,000 Da 的葡聚糖作为交联剂，且以先固定化后交联方式进行添加，醛基葡聚糖的最适浓度为 0.8 mg/mL，在pH 5.0、30℃条件下，交联 2 h 后，可获得较高的酶活和蛋白装载率，对酸碱度的耐受性、对高温的耐受性、在有机溶剂中的稳定性以及放置时的稳定性都有提高。

关键词：合成果糖酯 固定化脂肪酶 醛基葡聚糖 交联剂

The Application of Aldehyde Dextran Crosslinking Immobilized Enzyme in Fructose Ester Synthesis

Abstract

Objectives:Fructose esters are are very important chemical compounds, they are non-ionic biological surfactants. It is used in everyday life widely because it is nontoxic,non-irritating and biodegradable.Chemical synthesis and enzymatic synthesis are the main methods used to synthesize fructose esters.Studies show that enzymatic synthesis is superior to chemical synthesis. Therefore, aldehyde dextran is used as a crosslinking agent,and establish a method for the analysis and synthesis of aldehyde dextran,optimize the method of immobilized lipase,investigate the performance of immobilized enzyme,and eventually used in enzymatic synthesis of fructose esters.

Lipase has many catalytic functions and is often used as a biocatalyst.Different lipases have different effects on the synthesis of fructose esters.In this paper,four kinds of lipases were studied :CRL,PPL,PSL and CALB.Compared with the results,the final selections PSL was used as the lipase in this study. Then the two macroporous adsorption resin carriers were compared,and finally the NKA-9 carrier was selected to prepare the immobilized enzyme.

In this paper, the optimum conditions were obtained for the synthesis of fructosyl esters by using aldehyde dextran crosslinking immobilized enzyme. Macroporous resin NKA - 9 as the carrier, with molecular weight of 20000 Da glucan as crosslinking agent, and add in after the first immobilized crosslinked way, aldehyde glucan the optimal concentration of 0.8 mg/mL, under the condition of pH 5.0, 30 ℃, crosslinking after 2 h, cubed out can obtain higher enzyme activity and protein, the tolerance of the pH value of the immobilized enzyme, thermal stability, organic solvent resistance and repeated use, and storage stability were also promoted.

Key Words:Synthesis of fructose esters; Immobilization of lipase; Aldehyde-dextran;

crosslinking age

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 交联剂的概论 1

1.1.1 交联剂的分类 2

1.1.2 酶固定化交联剂 2

1.1.3 酶固定化交联剂的特点 2

1.1.4 酶固定化交联剂的应用实例 2

1.1.5 醛基葡聚糖作为交联剂的优势 3

1.2 醛基葡聚糖交联固定化酶的研究 4

1.2.1 醛基葡聚糖交联固定化酶的应用 5

1.2.2 醛基葡聚糖的制备方法 5

1.3 果糖酯的酶法合成 6

1.3.1 果糖酯的简介 6

1.3.2 果糖酯的应用 6

1.3.3 果糖酯的酶法合成实例 6

第二章 实验方法 8

2.1 前言 8

2.2 实验材料 8

2.2.1 实验材料 8

2.2.2 实验仪器 9

2.3 试验方法 9

2.3.1 不同脂肪酶对果糖癸酸酯合成的影响 9

2.3.2 固定化酶载体的选择 10

2.3.3 醛基葡聚糖的制备及酶固定化 10

2.3.4 不同交联剂在酶固定化中的应用 11

2.3.5 固定化酶性能考察 12

2.3.6 固定化脂肪酶合成果糖癸酸酯 12

2.3.7 酶活测定与蛋白浓度测定方法 13

2.4 实验结果与讨论 14

2.4.1 载体的选择对固定化酶影响 15

2.4.2 不同分子量醛基葡聚糖对固定化PSL的交联效果 15

2.4.3 醛基葡聚糖浓度和反应时间对交联效果的影响 16

2.4.4 醛基葡聚糖不同添加方式对固定化酶活的影响 16

2.4.5 不同交联剂对交联固定化脂肪酶的影响 17

2.4.6 固定化酶的催化性能考察 17

2.4.7 固定化脂肪酶合成果糖癸酸酯的测定 20

第三章 结论与展望 23

3.1 结论 23

3.2 课题研究展望 23

参考文献 25

致谢 27

1. 文献综述

随着化工行业的发展，人们的日常生活与之关系日益密切。如何减少或避免使用和生成有毒害物质，以及降低制造过程中的能源消耗，已经成为解决人类生存与发展、能源短缺、环境危机所面临的重要问题^[1]。果糖酯是一类十分重要的化合物，属于非离子性生物表面活性剂，由于其没有毒性，没有刺激性，化学法和酶法是目前用于合成果糖酯的主要方法，有研究表明酶法合成优于化学合成，因为脂肪酶的选择性可以克服上述化学合成法的缺点。酶法合成果糖酯应用广泛，不仅反应条件温和，还高效且具有高度特异性。

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