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广西轻工业GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY2009年6月第6期（总第127期）食品与生物【作者简介】袁宁宁（1980-），女，硕士，研究方向：化工工艺。
现代溶胶凝胶技术的研究始于二十世纪中叶，利用溶胶和凝胶制备单组分化合物。
到六十年代末期和七十年代早期，由于电子学、通讯技术、能源技术及其他高技术领域对新材料的要求越来越高，溶胶—凝胶技术开始进入突飞猛进的发展阶段。
溶胶—凝胶过程是指将烷氧金属或金属盐等前驱物在一定条件下水解缩合成溶胶（Sol ），然后经溶剂挥发或加热等处理使溶胶转化为网状结构的氧化物凝胶（Gel ）的过程[1，2]，其特点是可在室温或略高于室温的温和条件下将聚合物溶解在无机物的前驱体溶液中,在聚合物存在的条件下,使前驱体水解、聚合形成SiO 2网络或使聚合物单体和无机物前驱体同步发生聚合而获得有机无机交织网络[3]。
其相微区尺寸在纳米尺寸范围内,紧密结合或相互贯穿于小的微区尺寸,使材料具有更高的透明性[4]。
正是这些优点，使sol-gel 技术在固定生物分子、生物传感器等领域，应用非常广泛[5]。
１固定化酶近年来生物分子固定化技术—直是生物、化工、制药等领域研究的热点之一。
固定化生物分子的种类繁多，由最初的蛋白质逐渐扩展到酶、多肽、氨基酸、DNA 、RNA 、抗体等具有生物活性的分子[6]。
对于具有生物催化活性的酶，酶蛋白分子的活性中心是酶的催化功能所必须的，酶蛋白分子的空间构型与其活性也密切相关，因此，在酶的固定化过程中，必须注意酶活性中心的氨基酸残基不发生变化，也就是酶与载体的结合部位不应该是酶蛋白分子的活性部位，否则将导致酶蛋白分子的活性失活。
由于酶蛋白分子的高级结构是凭借氢键、疏水键或离子键等较弱的键维持的，所以固定化时应尽可能采用温和的条件，尽可能保护好酶蛋白分子的活性基团[7]。
图1溶胶—凝胶法包埋生物分子过程溶胶—凝胶法包埋生物分子过程是利用前驱体正硅酸酯水解、缩聚后形成凝胶网络，生物分子在凝胶形成过程中被包囊于其中。
豆 丁 推 荐 ↓精 品 文 档Corresponding author :KeWu.Tel:+86-551-2158448;E-mail:*************.cn. 安徽省科技厅重点攻关项目(No. 0701*******)资助。
二氧化硅纳米材料固定中性脂肪酶的条件优化及其特性金杰1, 杨艳红2, 吴克1, 王华林2, 刘斌1, 俞志敏11 合肥学院应用酶学与工程重点实验室 城市固废处理与资源化利用安徽省工程技术研究中心, 合肥 230022 2 合肥工业大学化学工程学院, 合肥 230009摘 要: 以二氧化硅纳米材料为载体, 采用吸附法对脂肪酶进行固定化, 研究了不同条件对固定化脂肪酶的催化活性的影响, 得到最佳的固定化条件: 给酶量为28 300 U/g, 固定化温度为45o C, pH 值为7.5, 时间为10 h, 此时固定化酶的活力约为3867 U/g 载体。
固定化酶的最适反应温度为45o C, 比游离酶的反应温度高5o C, 最适pH 下降到5.5, 低于游离酶的反应pH(pH 7)。
固定化酶的热稳定性和pH 稳定性较游离酶有了很大的提高, 其在70 o C 以下能保持70%以上的酶活力, 而游离酶在50 o C 下残余酶活力仅为30%。
在pH 5~8的范围内, 固定化酶的酶活力能保持50%以上, 而游离酶只能保持20%左右。
用固定化的中性脂肪酶催化不同的油品, 即大豆油、菜籽油及泔水油生产生物柴油, 菜籽油的酯化率最高。
关键词: 二氧化硅纳米材料, 固定化, 脂肪酶, 生物柴油Optimize conditions and activities for neutrophil lipaseimmobilized by nano-silica dioxideJie Jin 1, Yanhong Yang 2, Ke Wu 1, Hualin Wang 2, Bin Liu 1, and Zhimin Yu 11Key Laboratory of Applied Enzymology & Engineering, the Engineering Technology Research Center for Municipal Solid Waste and ResourceApplication of Anhui Province, Hefei University, Hefei 230022, China2 School of Chemical Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230039, ChinaAbstract : We used adsorption method to immobilize the lipase by using nano-silica dioxide as the carrier. And we also studieddifferent immobilization conditions effects on the catalytic activity. We got optimize immobilization conditions which were as follow the lipase quantity of 28 300 U/g, temperature of 45o C, pH of 7.5 and treated for 10 h. Under these conditions the immobilized lipase activity yield 3867 U/g carrier. The best reactive temperature for immobilized lipase was 45o C and higher than 5o C for free enzyme, and the optimal pH dropped to 5.5 compared that of free enzyme (pH 7.0). The immobilized lipase stability for thermal and pH are improved than free lipase. When temperature was below 70o C the immobilized enzyme activity was over 70% than initial activity. The free lipase activity just kept original 30% at 50°C. When pH was 5–8, the immobilized lipase activity was still more than 50% and the free lipase only remained 20%. When we used the immobilized neutrophil lipase catalyzing different oil to produce biodiesel such as soybean oil, rapeseed oil and waste oil, the esterification rate of rapeseed oil was the highest. Keywords: nano-silica dioxide, immobilization, lipase, biodiesel2004 ISSN1000-3061 CN11-1998/Q Chin J Biotech December 25, 2009 Vol.25 No.12脂肪酶(EC 3.1.1.3)是一种非特异性酶[1], 其在脂肪酸和甘油的工业生产方面有着巨大潜力[2]。
2002年12月天津大学学生学报第六卷第2期Dec.2002 S tudent’s Journal Of Tianjin University Vol.6 No.2酶的溶胶凝胶固定化技术陈岩摘要酶的溶胶——凝胶固定化技术以其温和的反应条件，较好的酶活收率而受到日益广泛的关注。
本文概括介绍了这种酶固定化技术的过程，条件及优点。
关键词溶胶——凝胶固定化酶Eneyme is Imnmbilized by Sol-GelChen YanAbstract Eneyme is imnmbilized by sol-gel is kind for the facik neaction condition moneoner．The activity Heneymes is aways rerernecl．The process thectian condition and adventepes of sol-qel technique and neproted in this paper．Keywords sol-gel，immobilizatien，enzyme酶作为一种天然高活性，高选择性的催化剂，使许多难以进行的有机化学反应在酶的催化下能顺利进行，而且避免或减少副反应的发生。
更重要的，无污染物质产生，属于绿色催化剂，酶以其如此之多的优点，近年来倍受化学工作者的青睐。
但是目前认为酶是一种蛋白质，稳性较差。
在过热，强酸，强碱，有机溶剂等条件下，都能发生蛋白质的变性，使酶失去催化效能。
即使在最佳酶反应条件下，也往往会很快失活，且酶在反应后，也不能回收，造成重大浪费（难以回收）。
目前常用的固定方法分为三类[4]：（1）吸附法，它是最简单的方法，适用于各种试剂，但由于试剂与基质之间的作用力较弱，被吸附的试剂容易洗脱，此点也就限制了催化剂的寿命应用性；（2）共价键合法，此法固定的试剂一般比吸附法寿命长，但用此法固定试剂较复杂和费时，有时由于被固定的试剂与基质形成的共价键使试剂的自由度减少而导致试剂的响应降低；（3）包埋法，试剂被物理的包裹在多孔的机制中，方法简单且适合各种试剂，只要控制适当的包埋步骤，此法固定的试剂不会洗脱或洗脱很慢。
利用介孔硅酸盐对南极假丝酵母中脂肪酶B的化学修饰和固定化摘要：对南极假丝酵母（CalB）中的脂肪酶B进行化学修饰并将其固定在三种不同的介孔硅酸盐（MPS ）中，用两种双功能试剂EGNHS和戊二醛以及单一功能的柠康酸酐对可溶性的CalB进行修饰。
经过化学修饰和未经处理的酶均通过吸附固定在SBA-15, CNS和MCM型介孔硅酸盐上，并对经过溶解和固定化预处理的化学修饰的CalB进行热稳定性评价和比较。
结果表明，在70C条件下，柠康酸酐明显地降低了CalB的热稳定性，而与自然状态下游离的CalB相比，两种双功能性的试剂都将它的热稳定性提高了8倍。
经EGNHS处理过的CalB接着固定在CNS-MPS上，其稳定性提高了六十几倍，同时，这种方法的结合被证明是最有效的能提高稳定性的方法。
CalB也更易吸附在孔径更大的SBA-15型MPS上，而且CalB经藻酸盐固定后热稳定性也比较好。
1.前言脂肪酶属于水解酶类，催化由甘油和长链脂肪酸形成的酯类的水解。
它们也水解其他类型的底物，然而，它们能够催化底物进行酯化反应和转酯化反应，这些功能使脂肪酶在生物技术工业领域得到广泛应用，比如在对映体纯的药品和精细化学品的合成、乳制品产业、石油加工及化合物和食品的调味料加工这些方面的应用。
研究发现，脂肪酶在动物、植物、真菌和细菌中广泛存在。
CalB是从南极假丝酵母中分离出来的一种非常有研究价值的酶，也许在工业上是脂肪酶中最重要的一个，因为它能够催化多种多样的反应、不溶于有机溶剂、适当的热稳定性、立体定向性和高度的对映选择性。
Uppenberg等人测定了CalB的X射线晶体结构，发现该酶由317个氨基酸组成，分子质量大约为33kDa，等电点为6.0。
与其他脂肪酶相比，CalB只有一个小的活性位点盖子，所以它的活性位点暴露于溶剂中。
对一些特定的底物，它不会表现出一个脂肪酶所具有的典型的界面活性。
这些性质使它能催化进行相当多的反应。
固定化脂肪酶在有机相中催化酯化反应盛梅;曹国民;宋国强;郭登峰【期刊名称】《石油化工高等学校学报》【年(卷),期】1999(012)003【摘要】以交联烯丙基葡聚糖凝胶(CADB)为载体,以对-β-硫酸酯乙砜基苯胺(SESA)为偶联活性剂,共价固定工业脂肪酶.研究了固定化脂肪酶在有机溶剂中催化酯化反应时,有机溶剂性质、脂肪酸与脂肪醇的结构、pH值、反应温度和体系含水量等对酯化反应结果的影响.试验结果表明:异辛烷是最适宜的有机溶剂;脂肪酸与脂肪醇的碳链越长,越易于酯化;固定化脂肪酶对伯醇的选择性优于仲醇;以异辛烷为有机溶剂,在反应温度为40℃、pH为7.4时,油酸与十二醇的酯化率最高;反应初期应加入少量水以激活酶,反应后期则应除去体系中的水以避免酶失活;固定化酶间歇催化油酸与十二醇的酯化时,重复使用30次(每次24 h),酯化率从93.5%降至47.0%,其操作半衰期约为720 h;在柱式固定床反应器中,固定化酶连续催化油酸与十二醇酯化时,连续运行50 d酯化率仍高达73%.【总页数】6页(P25-30)【作者】盛梅;曹国民;宋国强;郭登峰【作者单位】江苏石油化工学院化工系,江苏常州,213016;江苏石油化工学院化工系,江苏常州,213016;江苏石油化工学院化工系,江苏常州,213016;江苏石油化工学院化工系,江苏常州,213016【正文语种】中文【中图分类】O643.32【相关文献】1.有机相中固定化脂肪酶催化合成植物甾醇酯 [J], 蒋振华;于敏;任立伟;周华;韦萍2.有机相中脂肪酶催化转酯化反应动力学拆分左旋帕罗醇 [J], 贾义刚;刘维明;倪潇;黄和;胡燚3.表面活性剂包衣的固定化脂肪酶在有机介质中催化酯化反应 [J], 宋宝东;邢爱华;吴金川;王世昌;张敏卿4.固定化脂肪酶有机相中催化己酸乙酯反应动力学研究 [J], 徐岩;赵成明5.有机相中吸附态固定化脂肪酶催化月桂酸与2—辛醇酯化反应的催化性能研究[J], 朱洁;许建和;冯仰婕;邹文樵;胡英因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
脂肪酶固定化方法的研究进展脂肪酶是一种可以催化脂肪水解的酶类，对于脂肪的降解具有重要的应用价值。
脂肪酶固定化是一种重要的手段，可以改善脂肪酶的稳定性、降低酶的负担、提高反应产率。
本文将对脂肪酶固定化方法的研究进展进行探讨。
脂肪酶固定化的方法主要包括物理吸附、交联固定化、共价固定化和包埋固定化等。
物理吸附是一种简单易行的方法，通过静电作用或氢键等力使酶分子吸附于载体表面。
物理吸附固定化方法操作简单，但稳定性较差，容易发生脱附。
交联固定化是一种常用的方法，通过交联剂将酶分子固定于载体上。
交联固定化能够提高酶的稳定性和重复使用次数，但可能会降低酶的催化活性。
共价固定化是将酶与载体之间形成共价键，具有较高的稳定性和催化活性，但操作复杂且成本较高。
包埋固定化是将酶包藏于聚合物中，形成固定化酶粒子，具有较好的稳定性和催化活性。
随着生物技术的发展，脂肪酶固定化方法不断得到改进和完善。
例如，一些研究者采用纳米材料作为载体，通过调节纳米材料的物理化学性质，改善酶的固定化效果。
金属纳米材料如金纳米颗粒、银纳米颗粒等具有较大的比表面积和活性位点，可以显著提高酶的固定化效果和催化活性。
同时，这些纳米材料还可以通过表面修饰，提高载体与酶之间的亲和性，进一步增强酶的固定化效果。
另外，一些研究者采用分子印迹技术固定化脂肪酶。
分子印迹技术是一种特异性识别和绑定分子的方法，通过将目标分子与功能单体结合，形成高选择性和亲和力的识别位点。
利用分子印迹技术固定化脂肪酶，可以大大提高酶对底物的选择性和催化活性。
此外，一些研究者还采用双酶固定化方法，将脂肪酶与其他酶共同固定在载体上。
双酶固定化方法可以形成多酶复合体，提高酶对底物的转化效率。
例如，将脂肪酶与脱氢酶固定化，可以实现脂肪的选择性酸化。
总之，脂肪酶固定化是一种重要的手段，可以改善酶的稳定性、降低负担、提高反应产率。
随着生物技术的发展，脂肪酶固定化方法不断得到改进和完善，例如利用纳米材料作为载体、分子印迹技术固定化和双酶固定化等。
固定化脂肪酶的研究进展固定化酶技术是一种将酶固定在一种载体上，从而提高其稳定性和重复利用性的方法。
固定化酶技术在工业生产和生命科学研究领域具有广泛的应用前景。
其中，固定化脂肪酶作为一种重要的酶类，在食品工业、制药工业、生物燃料生产等领域有着广泛的应用。
首先，固定化载体的选择。
固定化载体是固定化酶技术中至关重要的一环，它直接影响到酶的稳定性和重复利用性。
常见的固定化载体包括凝胶、纤维素、磁性材料等。
目前，研究者对于固定化脂肪酶的载体选择进行了大量的尝试和优化。
例如，一些研究表明，以凝胶为载体的固定化脂肪酶具有较高的活性和稳定性，并且可以通过改变凝胶的孔径和化学性质来调控酶的催化性能。
其次，固定化方法的优化。
固定化脂肪酶的固定化方法多种多样，包括物理吸附、化学交联等。
研究者通过比较不同的固定化方法，优化固定化过程，以提高固定化脂肪酶的活力和稳定性。
例如，一些研究表明，采用化学交联的方法固定化脂肪酶可以在较宽的温度和pH范围内保持较高的活性。
第三，固定化脂肪酶的特性研究。
固定化脂肪酶的特性研究旨在揭示固定化过程对酶的结构和功能的影响。
通过比较固定化脂肪酶与游离酶的特性差异，可以了解固定化过程中酶的构象变化、活性中心的可用性以及固定化载体对酶的稳定性和催化性能的影响。
例如，一些研究表明，固定化脂肪酶的活性中心由于受限于固定化载体的孔径而发生改变，从而导致酶的催化性能发生变化。
最后，固定化酶反应机制的解析。
固定化酶的反应机制是研究者关注的另一个重要问题。
通过研究固定化脂肪酶的反应机制，可以深入了解固定化过程中酶与底物的相互作用、反应路径以及固定化载体对反应过程的影响。
例如，一些研究采用动力学分析方法，揭示了固定化酶反应速率与温度、底物浓度、pH值等因素之间的关系。
总之，固定化脂肪酶的研究进展涵盖了固定化载体的选择、固定化方法的优化、固定化酶的特性研究和固定化酶反应机制的解析。
这些研究为进一步优化固定化酶的性能，推动其在工业生产和生命科学研究中的应用提供了重要的理论和实验基础。
