近年风云突变的国际形势带来的能源危机与温室气体大量排放导致的环境污染加速了可再生、环境友好型替代能源的发展,而生物柴油作为一种可再生的生物燃料无疑是目前的研究热点之一。传统均相催化生产工艺不但副反应多,腐蚀设备,而且产生大量废水污染环境等。因此,以固体催化剂或生物酶为核心内容的非均相催化方法逐渐成为生物柴油催化工艺研究的焦点。针对此问题,本文以生物体系催化桐油生产生物柴油为研究目标,以质优价廉的天然多糖海藻酸钙和壳聚糖为微胶囊原材料、脂肪酶和头状丝孢酵母为生物模型,采用温和的脉冲电场液滴制备工艺制备载脂肪酶和载头状丝孢酵母的壳聚糖／海藻酸钙微胶囊,对载酶微胶囊的制备工艺、载细胞微胶囊的特性以及酶法催化桐油转化生物柴油的工艺进行了研究。主要结论如下：1.系统考察了制备工艺参数对载酶微胶囊的形态和性能的影响规律。海藻酸钠质量浓度和载酶量对载酶微胶囊形态和性能有重要影响。壳聚糖质量浓度和相对分子质量通过调控微胶囊膜的紧密程度和膜的厚度影响固定化酶活力。壳聚糖溶液pH依次影响了壳聚糖与海藻酸钙分子官能团的电离状态、成膜反应静电络合程度、酶蛋白包封率,达到对酶活力的影响。载酶量15mg/mL,海藻酸钠质量浓度lOmg/mL,采用50kDa相对分子质量、质量浓度为lmg/mL、pH=3的壳聚糖溶液成膜反应,此时制得的载脂肪酶壳聚糖／海藻酸钙微胶囊形态好,粒径均一,酶活力最高。2.微囊膜的介入使得微囊化培养的头状丝孢酵母菌较游离培养略滞后,但更稳定的生长、代谢并获得更高的酶活力。培养基中添加橄榄油可以诱导细胞代谢产生更多的脂肪酶,且表现出二次生长现象。微囊化培养的适宜pH范围略广于游离培养,二者的最适培养温度相同。3.初步建立了载酶微胶囊催化桐油转化生物柴油的工艺,转酯化体系中水含量、醇／油摩尔比、微囊化酶用量、反应温度以及有机溶剂均对微囊化脂肪酶催化桐油生成脂肪酸甲酯具有重要影响。采用三步等加甲醇,总醇／油摩尔比为3,体系水含量8wt.%,微囊化酶用量8wt.%,在35℃下以石油醚为溶剂反应48h后的脂肪酸甲酯收率最高。4.采用载头状丝孢酵母壳聚糖／海藻酸钙微胶囊作为全细胞催化剂应用于桐油转酯化反应生产中,获得了一定量的脂肪酸甲酯。初步证明了该法在生物柴油生产中具有一定潜力。