论文总字数：17430字

摘 要

酶促反应在生物化工领域的研究越来越受欢迎，但是在实际应用过程中，由于酶本身的特点及反应环境的复杂性，酶的催化活性、稳定性以及反应的操作性都影响酶促反应的效率、成本等。以前通常采用固定化酶的方式来提高酶的活性，近年来随着微反应技术的发展，许多研究都报道了微反应器不仅具有设备小型化的优势，而且因其强化传质进而使得过程强化，除此之外，还具有比表面积大、操作安全性高、可以精准控制反应过程而在合成领域备受青睐。微通道反应器可显著提高过程的安全性、加快生产效率。最主要的是对于脂肪酶来说可以，微尺度下可以改善催化时间，提高酶的利用率。因此探索酶促反应在微尺度下的动力学情况有助于提高收率，减少成本等，在工业化生产中具有重要意义。

本课题研究了微反应器中脂肪酶催化生成月桂酸单甘油酯的动力学，测定了反应时间对底物变化的影响，计算了酶催化下的动力学常数，并对米氏方程进行了拟合。对于后续评估脂肪酶的催化特性，研究脂肪酶高效催化的条件提供了帮助。对实现工业生产中脂肪酶的高效催化有重要意义。

关键词：微尺度 酯化反应 酶促反应 米氏动力学方程

Abstract

The research of enzymatic reaction is more and more popular in the field of Biochemistry, but in the practical application process, because of the characteristics of enzyme itself and the complexity of reaction environment, the catalytic activity, stability and operation of enzyme affect the efficiency and cost of enzymatic reaction. In recent years, with the development of micro reaction technology, many studies have reported that micro reactor not only has the advantages of miniaturization of equipment, but also has the advantages of enhanced mass transfer and enhanced process. In addition, it also has a large specific surface area, high operational safety, and can accurately control the reaction process, so it is widely used in the synthesis field favor. Microchannel reactor can significantly improve the safety of the process and speed up production efficiency. The most important thing is that it can improve the catalytic time and the utilization of lipase. Therefore, it is of great significance in industrial production to explore the kinetics of enzymatic reaction at micro scale to improve the yield and reduce the cost.

In this paper, the kinetics of lipase catalyzed monolglyceride formation in microreactor was studied. The effect of reaction time on the substrate change was measured. The kinetic constant under enzyme catalysis was calculated and the Michaelis equation was fitted. For the subsequent evaluation of lipase catalytic properties, the study of lipase efficient catalytic conditions provides help. It is of great significance to realize the efficient catalysis of lipase in industrial production.

Keyword:Microscale;Michaelis kinetic;Enzymatic reaction;Esterification

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 文献综述 1

1.1微反应器简述 1

1.1.1微反应器 1

1.1.2微反应器特点 1

1.1.3微反应器在生物催化领域的应用 2

1.2酶促反应动力学 3

1.2.1底物浓度对酶反应速度的影响 3

1.2.2米氏方程 4

1.2.3参数的计算方法 6

1.3Nov435催化月桂酸和甘油 8

1.3.1酶催化月桂酸和甘油原理及方法 8

1.3.2 GML的合成方法 9

1.3.3 月桂酸单甘油酯的用途 10

第二章 实验材料与仪器 11

2.1实验材料 11

2.2实验仪器 11

第三章 实验方法与具体内容 13

3.1 [S]-t线性范围的确定 13

3.2不同[S]下的初始反应速率测定 14

3.3GC分析方法 14

第四章 结果与数据分析 16

4.1线性范围的确定 16

4.2不同浓度下的产物分析 17

4.3 米氏动力学常数的确定 22

4.4 本章小结 23

小结与展望 24

参考文献 25

致谢 29

第一章 文献综述

1.1微反应器简述

1.1.1微反应器

微反应器因其通道直径在微米到毫米级别而得名。在微通道内，流体以非常微小的薄层彼此接触，使得表面积体积比较大，传质传热效率高，反应速率高进而有效抑制副反应、提高生成物的选择性，提高转化率^[1]。微反应技术于90年代初发展起来，之后不断被研究应用于化工领域。

微反应技术在包括化学和生物化学在内的许多领域中变得越来越重要，在一般情况下，微反应器可以提供更好地选择性，更高的产率，更好地工艺控制，更快的放大规模，灵活的生产^[2-3]。由于所需要的化学品量比较小，并且传热传质速率高，因此微反应器还是用于快速筛选催化剂的有效工具。

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