以油酸甲酯、棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯为代表的脂肪酸甲酯和环氧大豆油等环氧酯是环保型增塑剂的重要组成成分。脂肪酶作为一种天然催化剂,同时具有催化酯化反应和环氧化反应的能力,且具有反应条件温和绿色环保的优点。因此,本文以假丝酵母(Candida sp.99-125)脂肪酶作为催化剂,尝试合成脂肪酸甲酯和环氧酯。增塑剂广泛应用于食品包装,儿童玩具和医用制品中,对原料来源和安全性要求高,不适宜以地沟油等废油为原料进行生产。因此,本文以脂肪酸为原料,采用酯化反应的方式合成脂肪酸甲酯。相比于生物柴油生产所采用的转酯化反应,Candida sp.99-125脂肪酶催化酯化反应的速率更快。此外,反应中无甘油生成,甲酯的分离难度低,而且体系的黏度小,有利于脂肪酶的多批次使用。酶催化的酯化反应存在两个主要问题：①传统工艺中,通常需要使用高挥发性的有机溶剂,因此存在底物浓度低和安全性差的缺点。②在反应后期,由于产物水的积累,脂肪酶会发生吸水团聚,分散性降低且容易失活。针对这两个问题,本文利用油酸的溶解性,实现了无溶剂生产,并利用硅藻土等疏水性载体对脂肪酶进行改性,提高了酶的分散性,有效的防止了酶的团聚。本文还通过甲醇的流加降低了酶活力的损失,并在甲醇流加的间歇,以干空气带水的方法,降低体系中的水含量,以防止酶的团聚。在35℃,300rpm,甲醇流速35.5mL·h-1,反应8h的条件下,油酸的转化率可达到90%。酶制剂可在5L反应器中连续使用240 h,每一批的酶用量仅为47U/g底物。研究时还发现,Candida sp.99-125脂肪酶的发酵液具有催化酯化反应的能力,且脂肪酸甲酯在发酵液的催化作用下水解速率缓慢。因此,本文开发了脂肪酶发酵液催化一级反应,硅藻土固定化酶催化二级反应的酯化新工艺。由于发酵液中的脂肪酶不会发生团聚,因此该工艺的一级反应无需控制反应生成的水,省去了通气脱水步骤。在对一级反应料液进行脱水后,二级反应中固定化酶需要耐受的水的负荷也相应减少,更有利于工艺的放大。在35℃,250 rpm,油酸、甲醇摩尔比1：1.2,脂肪酶发酵液1 00U/g底物,发酵液与水的总量为底物质量10%的条件下,脂肪酸在30L反应体系内可以在7h内达到75%的转化率。使一级反应的料液自然沉降,上层料液用于硅藻土酶催化的二级反应,脂肪酸的转化率可在4h内达到97%。本文还验证了Candida sp.99-125脂肪酶催化环氧化反应的可行性,并采用了无溶剂的环氧化工艺。在此基础上,分别对比了脂肪酶催化大豆油、油酸和油酸甲酯环氧化的催化效率,选择了以油酸甲酯作为底物进行环氧化。在35℃,180 rpm,硅藻土固定化酶3500U/g底物,木耳粉3.5%(w/w),羧基供体油酸2.5%(w/w),油酸甲酯与H202摩尔比为1：1.2,H202流加速率5%·h-1的条件下,环氧油酸甲酯的转化率可在24h内达到85%。