论文总字数：20000字

摘 要

脂肪酶作为一类具备多种催化功能的酶，是一种常用的生物催化剂，在食品、医药、化工等领域极具应用潜能。选用大孔吸附树脂NKA作为脂肪酶进行固定化改造的载体，再以醛基葡聚糖作为交联剂对固定化酶进行交联，提高脂肪酶在工业催化过程中的活性和稳定性。

论文选用五种不同分子量醛基葡聚糖为交联剂，将吸附于大孔吸附树脂孔道内的脂肪酶交联成葡聚糖-脂肪酶网状结构，并以固定化脂肪酶酶活、蛋白装载量、酶蛋白泄露率和固定化酶水相催化操作稳定性为指标考察了固定化过程。优化获得了醛基葡聚糖交联固定化酶的最适条件：pH7.0、温度为30℃、脂肪酶溶液浓度4mg/ml、交联剂浓度0.8mg/ml、交联时间5h、载体量取0.1g。在最优条件下，酶蛋白泄漏率降低了8%，且其pH耐受性和热稳定性均至少提高了20%，连续10次催化水解反应后相对活力为72%以上。

关键词：脂肪酶固定化 交联剂 醛基葡聚糖

Study on Immobilized Lipase was further cross-linked by Aldehyde-Dextran

Abstract

Lipase, as a kind of enzyme with various catalytic functions, is a commonly used biocatalyst, which has great potential in food, medicine, chemical industry and other fields. In order to improve the activity and stability of lipase in industrial processes, macroporous resins were employed to immobilize lipases and the immobilized lipases were further cross-link with aldehyde-dextran.

In this paper, five different molecular weights of aldehyde-dextran were used to cross-link CRL that was adsorbed in the pore of macroporous resins into a dextran-lipase network. The immobilization process was investigated by the activity of immobilized lipase, protein loading amount, the leakage rate of protein and the stabilities of NKA-CRL_T in aqueous phase. The optimal synthetic conditions for the cross-linking of immobilized lipase were as follows: pH7.0, temperature 30℃, lipase concentration of 4mg/ml, aldehyde-dextran concentration of 0.8 mg/ml, cross-linking time 5h, carrier volume 0.1g. Under the optimal conditions, the leakage rate of NKA-CRL_T decreased by 8%, the pH tolerance and the thermal stability of immobilized CRL were increased by at least 20%. The relative activity of NKA-CRL_T remained around 72% after 10 times of continuous use in aqueous phase.

Keywords: Immobilization of lipase ;crosslinking agent; Aldehyde-dextran

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1前言 1

1.2脂肪酶固定化研究概述 1

1.2.1脂肪酶简介 1

1.2.2脂肪酶的应用 2

1.3脂肪酶固定化研究进展 3

1.3.1酶的固定化方法 3

1.3.2交联剂在脂肪酶固定化中的应用 5

1.4醛基葡聚糖在脂肪酶固定化中的应用 6

1.4.1葡聚糖简介 6

1.4.2醛基葡聚糖的制备方法 6

1.4.3葡聚糖在脂肪酶固定化中的应用 6

1.5课题研究思路及主要内容 7

第二章 醛基葡聚糖交联固定化脂肪酶 8

2.1前言 8

2.2实验材料与方法 8

2.2.1实验仪器与试剂 8

2.2.2.醛基葡聚糖的制备 9

2.2.3脂肪酶的固定化方法 10

2.2.5醛基葡聚糖交联固定化酶过程 11

2.2.6脂肪酶活性及水相催化稳定性测定方法 11

2.3实验结果与讨论 13

2.3.1不同分子量醛基葡聚糖对固定化酶的交联效果 13

2.3.2 醛基葡聚糖的浓度和反应时间对交联效果的影响 14

2.3.3固定化酶的pH耐受性 15

2.3.4固定化酶的热稳定性 16

2.3.5固定化酶的重复利用能力 16

2.3.6不同交联剂对固定化酶的交联效果 17

第三章 结论与展望 18

3.1结论 18

3.2展望 18

参考文献 19

致谢 21

第一章 文献综述

1.1前言

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]。与传统的化学反应相比较，生物催化具备反应条件温和、能源消耗低、反应生成副产物少等优点，生物催化可提高催化效率，减少底物的消耗，简化反应和分离提纯步骤。

本章综述了固定化脂肪酶的研究进展，重点介绍脂肪酶的不同固定化方法及其应用进展，以及葡聚糖在脂肪酶固定化中的应用，并由此提出了本课题的研究思路和主要内容。

脂肪酶可以在油-水界面上催化非天然底物之间进行的酯化、转酯、水解、醇解、酸解以及高聚物合成等多种类型的有机合成反应[2]。脂肪酶作为一种已经实现商业化的生物催化剂，显现出诱人的前景，但实际应用于工业生产中的脂肪酶仍存在一些局限性，脂肪酶的价格昂贵、难以回收且在反应过程中易失活。经过固定化后的脂肪酶，可以提高酶活回收率，这对于工业生产具有重要意义。

1.2脂肪酶固定化研究概述

1.2.1脂肪酶简介

脂肪酶(lipase E.C.3.1.1.3)是一类特殊的酰基水解酶，故又称三酰基甘油水解酶，其能在油-水界面上催化酯水解或醇解、酯合成、酯交换、多肽合成、高聚物合成及手性拆分等有机化学反应[3-4]。脂肪酶催化的转酯反应已经被应用于工业生产各种重要的酯，是目前备受人们关注，研究及应用最为广泛的一种生物催化剂。

脂肪酶广泛存在于细菌等原核生物，霉菌、酵母等真核生物及一些其他的动植物中，可以通过培养微生物获取或者从动物、植物组织中提取。脂肪酶系由生物细胞所分泌、其主要成分为蛋白质；脂肪酶具备催化效率高、选择性较好、反应条件简单、副产物少不污染环境且不需要辅助因子等特点[5]。

1.2.2脂肪酶的应用

脂肪酶除了其生物学意义外，还具备工业生产中低污染和高效催化的特点，在化工行业中也发挥着重要作用。作为一种良好的生物催化剂，脂肪酶及其改性制剂被广泛应用于食品、制药工业、油脂化学工业等众多领域[6]。

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