SBA-15固定化脂肪酶催化合成棕榈酸乙酯的研究

【摘要】棕榈酸乙酯作为一种香精、香料，主要被用来作为乳化剂、生物柴油和食品添加剂等广泛使用。但是截止目前为止，对于棕榈酸乙酯的合成研究大多集中在化学催化法合成的水平上，生物酶法合成棕榈酸乙酯的文献鲜有报道，另外,采用SBA-15固定化脂肪酶，并用合成的固定化酶当作催化剂合成棕榈酸乙酯目前尚未有相关报道，属于一种新的想法。因此本研究以棕榈酸和乙醇为底物，利用氨基修饰后的分子筛SBA-15为载体，固定化猪胰脂肪酶，并以此复合物作为催化剂，利用可逆反应催化合成该酯化反应。产物经分离纯化后，采用红外、紫外等手段进行检测，并利用酸价法计算棕榈酸乙酯的产率。利用单因素实验，和响应面分析法确定了棕榈酸乙酯合成的最优条件。本篇论文研究主要包括以下几个方面：第一部分：合成NH2-SBA-15。在酸性条件下，以三嵌段共聚物PEO20-PPO70-PEO20(P123)为模板剂，正硅酸乙酯当作硅源，采用水热法合成介孔分子筛SBA-15，并在550℃煅烧除去残留的模板剂P123。通过甲苯和APTES(3-氨丙基-三乙氧基硅烷)对合成的SBA-15进行氨基化修饰，即合成NH2-SBA-15,通过XRD、N2吸附-脱附、FTIR、TEM、SEM、TGA-DTA等分析手段对样品进行了表征。结果表明:合成的NH2-SBA-15样品仍然具有长程有序的六方孔道结构，孔径范围大概在6-8nm。第二部分，以合成的NH2-SBA-15为载体，采用共价交联法固定化猪胰脂肪酶。考马斯亮蓝法测定酶的负载率；采用橄榄油乳化法，进行了酶活测定；另外，分别对游离酶和固定化酶的性质、稳定性进行测定，探究和优化了酶固定化的条件。经过优化分析，结果显示,合成固定化酶的最适条件为：交联时间4h，加酶量360mg/g载体，缓冲液pH7.5，温度25℃，固定化酶的负载率达82.347%，固定化酶最适温度为50℃，最适pH为7.5，最适Km为4.94%。固定化酶在重复使用6次后，剩余酶活力仍保持初始活力约70%。与游离酶相比，固定化酶具有更高负载率和更高的酶的稳定性。第三部分，以NH2-SBA-15为载体的固定化酶作为反应的催化剂，以棕榈酸和乙醇为底物，生物催化法酯化合成棕榈酸乙酯。经单因素分析法和响应面分析法得出结论，最佳反应条件为：反应温度55.94℃，反应时间为6.72小时，乙醇体积为4.26ml。另外棕榈酸1.5g，固定化酶0.1g，水0.5ml。采用上述优化后的工艺参数对棕榈酸乙酯进行酶法制备，棕榈酸乙酯的平均产率约为73.5%。我们成功合成了具有较大孔径的分子筛NH2-SBA-15，以此分子筛为载体，交联法固定化猪胰脂肪酶，得到的固定化酶具有良好的稳定性，适合做非水相催化的催化剂。本实验以棕榈酸和乙醇为底物，固定化酶为催化剂，通过工艺优化合成了产率约为73.5%的棕榈酸乙酯。
【作者】李洋；
【导师】高波；
【作者基本信息】吉林大学，微生物与生化药学，2014，硕士
【关键词】SBA-15；固定化酶；生物法合成；棕榈酸乙酯；

【参考文献】
[1]席峰.汽轮机汽封间隙检测初步研究[D].华北电力大学（北京）,机械设计及理论,2003,硕士.
[2]佟常兵.企业并购交易过程的复杂性研究——秩序与不确定性[D].北京交通大学,2010.
[3]裴斐.宽频带监测天线的设计与应用[D].兰州大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[4]靳晓旭.汉德基本颜色词的文化内涵对比研究[D].沈阳师范大学,课程与教学论,2014,硕士.
[5]蔡自兴,李枚毅.多示例学习及其研究现状[J].控制与决策,2004,06:607-610+615.
[6]魏丽.脐血HIF-1a、VEGF测定及其早产儿脑损伤关系的临床研究[D].河北医科大学,儿科学,2013,硕士.
[7]徐全臣.高脂血症对静脉移植的骨髓基质干细胞归巢及骨再生的影响[D].山东大学,口腔临床医学（专业学位）,2014,博士.
[8]陈帅奇.膀胱癌5637细胞系中CD133阳性细胞亚群的分离及生物学行为研究[D].吉林大学,外科学,2013,硕士.
[9]宋鹏宇,彭伟革,齐保杰.基于模糊控制的套筒窑温度均衡自动控制系统[J].冶金自动化,2013,04:70-72.
[10]刘思.社会管理创新的宪法学研究[D].河北大学,宪法学与行政法学,2014,硕士.
[11]高飞.提高党的建设科学化水平研究[D].辽宁大学,科学社会主义与国际共产主义运动,2012,硕士.
[12]梁荣余.适合于中小城市公安交警专网的规划设计[D].山东大学,电子与通信工程（专业学位）,2013,硕士.
[13]王博.汉英交替传译中脱离语言外壳对译语的重要性及应对策略[D].上海外国语大学,翻译,2014,硕士.
[14]高华为.综合网管系统项目后评估[D].吉林大学,项目管理,2013,硕士.
[15]邹翔,张巍,肖明军,蔡庆生.分布式环境下的序列模式发现研究[J].复旦学报(自然科学版),2004,05:737-741.
[16]黄丽璇.“湿淫于内”的气味配伍理论与应用[D].浙江中医药大学,方剂学,2013,硕士.
[17]朱嘉明.目的论与接受美学指导下的非虚构类传记翻译—《大亨小传》英译汉个案研究[D].北京外国语大学,翻译,2014,硕士.
[18]彭晓光.LH公司特殊过程外包质量控制研究[D].首都经济贸易大学,企业管理,2014,硕士.
[19]张松.CD105靶向金磁纳米粒的合成及其对乳腺癌血管生成的MRI和CT实验研究[D].第三军医大学,影像医学与核医学,2014,博士.
[20]刘玉明.芪舌饮对胰腺癌术后患者CA19-9和CA24-2的影响[D].黑龙江中医药大学,中医内科学（专业学位）,2014,硕士.
[21]杨辉.重力、地震联合反演基岩密度及综合解释[J].石油地球物理勘探,1998,04:496-502+572.
[22]顾斌.数字图像与激光点云配准及在建筑物三维建模中的应用[D].中国矿业大学,大地测量学与测量工程,2014,硕士.
[23]张永明,佘翊妮,宁晓斌.基于虚拟样机的液压挖掘机工作装置最大挖掘力分析[J].机电工程,2014,09:1132-1135.
[24]王龙.中央空调系统的节能设计[D].郑州大学,控制工程（专业学位）,2013,硕士.
[25]阮甦.针刺治疗急性脑梗死患者临床疗效及对血清IL-10、IL-6水平的影响[D].福建中医药大学,中西医结合临床,2012,硕士.
[26]谌红漾.不同婚姻形式下摩梭人的父母教养方式与摩梭青少年的社会适应性关系研究[D].西北大学,应用心理学,2014,硕士.
[27]丰红.对基于问题解决模式下高中英语阅读教学的研究[D].内蒙古师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[28]王新力.高新技术产业开发区规划理论与可持续发展研究[D].西安建筑科技大学,建筑与土木工程,2004,硕士.
[29]江帆.以语用学的角度分析外交语言中的谨慎性保留陈述现象[D].广西大学,外国语言学及应用语言学,2004,硕士.
[30]汪沁.职业价值观、职业决策自我效能感与求职行为的关系研究[D].湖南师范大学,应用心理（专业学位）,2014,硕士.
[31]于海娟,林学春,张玲,孙陆,郭林,侯玮,李晋闽.瓦级石墨烯被动锁模全固态激光器[J].中国激光,2011,02:42.
[32]乔枫,肖正宇,郭焱,李劲松,袁晓红.能源中心技术在酒钢的应用[J].冶金自动化,1998,02:16-20.
[33]赵栋,卢炎生,王涛.一种用于快速关联规则挖掘的分段信息表生成算法[J].计算机工程与科学,2005,11:49-51.
[34]黎逢光.针刺治疗血管性痴呆的临床研究[D].湖北中医学院,针灸推拿学,2004,硕士.
[35]王斌.网络数据智能提取[J].计算机仿真,2004,01:84-86.
[36]王义生.基于图像处理技术的仪表识读算法设计与实现[D].东北大学,计算机技术,2011,硕士.
[37]芮辰.多示例学习的包层次覆盖算法及其应用研究[D].安徽大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[38]李清葆.贵州绿塘煤矿人力资源管理现状及对策研究[D].西南交通大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[39]任晓翠.织锦艺术在传统佛教文化中的传承与应用[D].浙江理工大学,染织设计（专业学位）,2013,硕士.
[40]张晓华.基层检察院职能配置研究[D].华中科技大学,经济法学,2013,硕士.
[41]刘锦辉.鼻鼽方治疗肺脾气虚型鼻鼽的临床研究[D].广州中医药大学,中医五官科学,2013,硕士.
[42]王婕.基于Grover搜索算法的杂凑函数攻击模型[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[43]乔静.基于财务效应分析的我国上市公司管理层收购行为研究[D].长安大学,会计学,2013,硕士.
[44]付丽华,李宏伟,刘智慧,赵浩岚.基于多核模型的地震信号高效稀疏分解[J].石油地球物理勘探,2015,03:444-450+3.
[45]江行飞.毫米波功率量值传递技术研究[D].北京交通大学,2014.
[46]于兆卿.一重设计制造的MP-1型热模锻压力机[J].一重技术.2000(01)
[47]韩嵘.水泥基压电智能器件特性分析[D].北京交通大学,2010.
[48]阎彤.面向产品概念设计的用户行为研究方法[D].北京服装学院,设计艺术学,2012,硕士.
[49]吴迪,武岳,杨庆山,陈旭.大跨屋盖结构风振响应参数灵敏度分析[J].工程力学,2015,02:171-177.
[50]陈泉.五峰县农民专业合作社农产品营销模式研究[D].中南民族大学,中国少数民族经济,2013,硕士.