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脂肪酶(Lipase)即甘油三酰基水解酶,可以催化酯化和转酯化反应合成脂肪酸糖酯。脂肪酸糖酯的酶法合成需要在非水介质中进行,目前制约其广泛应用的主要问题是脂肪酶成本高、反应介质和底物的选择有限。针对以上问题,本文对离子液体和低共熔溶剂进行了筛选,研究了在离子液体/有机溶剂组成的双溶剂体系中通过酯化反应和转酯化反应采用不同的底物组合进行脂肪酸糖酯的酶法合成,对六种脂肪酶进行了筛选,并采用两种方法对脂肪酶进行固定化。本文着重进行以下几方面研究工作:1.脂肪酶的筛选在所筛选的六种脂肪酶中,诺维信公司的Novozym 435和Lipozyme TLIM催化两种糖酯合成反应(酯化反应和转酯化反应)的转化率都较高。2.酶促脂肪酸糖酯合成通过筛选离子液体,确定了以[HMIm][TfO]/叔戊醇双溶剂体系作为反应介质,采用两种反应来合成脂肪酸糖酯:(1)由Lipozyme TLIM催化葡萄糖和脂肪酸乙烯酯之间发生的转酯化反应;(2)由Novozym 435催化甲基葡萄糖苷和脂肪酸之间发生的酯化反应。使用响应面法(Response Surface Methodology,RSM)BBD实验设计对前者进行优化后转化率可高达94.0%。低共熔溶剂也可以作为糖酯合成的介质,但转化率都较低。两种反应的转化率都随脂肪酸链长的增加而增加。在Lipozyme TLIM的催化下,转酯化反应合成葡萄糖硬脂酸酯在7小时内转化率高达99.6%;Novozym435催化的酯化反应合成硬脂酸葡萄糖苷酯在24小时内可达到63.0%的转化率。3.脂肪酶的固定化采用无载体交联酶聚集体(Cross-Linked Enzyme Aggregates,CLEA)技术固定黑曲霉脂肪酶(Aspergillus niger Lipase,ANL),并运用响应面法CCRD实验设计对固定条件进行优化,对固定化酶(ANL-CLEA)的催化特性和表面形貌进行了表征。结果表明,扫描电镜下可观察到ANL-CLEA表面具有丰富的孔道结构,固定化后的酶在水相中的稳定性较游离酶有显著提高,ANL-CLEA在非水介质中也具有催化活性:在叔戊醇中催化葡萄糖和月桂酸乙烯酯转酯化合成月桂酸葡萄糖酯,反应24 h转化率达44.5%。将脂肪酶Thermomyces lanuginosus lipase(TLL)通过疏水作用和强的离子交换作用固定在辛基和磺酸基团功能化改性的硅藻土上,固定化酶在双溶剂体系([HMIm][TfO]/2M2B;0.3/0.7)中表现出良好的催化活性。最优条件下,转酯化反应合成月桂酸葡萄糖酯的反应在24 h内的转化率高达95.0%,与商品化脂肪酶Lipozyme TLIM催化月桂酸葡萄糖酯合成的转化率相近。综上所述,本课题在酶催化脂肪酸糖酯合成过程中涉及的酶、反应介质和酶的固定化这三个方面开展了相关研究工作,为非水介质中酶催化脂肪酸糖酯的合成提供了理论和实验依据。