脂肪酶固定化技术的研究进展_张闻修

固定化脂肪酶的研究进展摘要固定化脂肪酶是一种重要的酶类生物催化剂，因其具有高效、高选择性、环保等优势而备受关注。

本文将对固定化脂肪酶的研究进展进行综述，主要包括固定化技术、载体种类、酶固定化方法、应用领域等方面，旨在为深入研究和开发固定化脂肪酶提供参考。

引言脂肪酶（Lipase）是一种重要的酶类生物催化剂，广泛应用于食品加工、制药、化工等领域。

传统的脂肪酶生产方式多为分离和提纯天然来源的酶，其成本高、效率低、质量难以稳定。

为了克服这些缺陷，人们通过基因工程技术获得了大量高度纯化的重组脂肪酶，这些酶具有更高的活性、热稳定性和抗丝氨酸等性质，但其应用领域仍然受到限制。

与传统的脂肪酶生产方式相比，固定化脂肪酶因具有高效、高选择性、易回收等优势而受到广泛关注。

本文将从固定化技术、载体种类、酶固定化方法、应用领域等方面对固定化脂肪酶的研究进展进行综述。

固定化技术固定化技术是将酶固定在载体上，形成固定化酶，以提高其催化效率和稳定性的一种生物技术。

固定化脂肪酶通过固定化技术制备而成，其固定化技术主要有物理吸附、交联固定、共价固定、包埋固定、磁性固定等多种方法。

这些方法的选择取决于酶的性质和产物特性以及应用需求等因素。

载体种类载体是将酶固定化在其表面的材料，其种类主要有聚合物、无机材料、金属有机框架（MOFs）、磁性材料等。

聚合物是最常用的载体材料之一，主要包括聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚酰胺等。

无机材料则包括硅胶、陶瓷、玻璃等，其中硅胶是最常用的载体材料之一。

MOFs是一种新型的多孔有机-无机化合物，可以提供大量的活性位点和大表面积，因此受到研究者的关注。

磁性材料通常是由铁磁性物质和非磁性材料组成的，其具有磁性和化学稳定性，因此可以在固体和液体之间实现快速分离。

酶固定化方法1.物理吸附法物理吸附法是将酶直接吸附在载体表面，主要依靠静电作用力和范德华力等物理力作用固定酶，其优点是操作简便、成本低廉，缺点是载体表面吸附作用力比较弱，酶结合不稳定。

固定化脂肪酶的研究进展固定化酶是一种将酶固定在一定载体上的技术，它可以有效地提高酶的稳定性、重复利用性和操作性，从而广泛应用于食品、制药、生物工程等领域。

其中，固定化脂肪酶是一种重要的酶制剂，具有广泛的应用前景。

本文将对固定化脂肪酶的研究进展进行介绍。

固定化脂肪酶最早应用于生产特定脂肪酸酯的催化反应。

通过将脂肪酶固定在载体上，可以有效地提高其催化活性和稳定性，从而使脂肪酶在催化作用中具有更长的寿命。

同时，固定化脂肪酶还可以简化生产过程，提高产品质量。

在固定化脂肪酶的载体选择上，常用的载体包括无机载体和有机载体。

无机载体主要包括多孔陶瓷、多孔玻璃、硅胶等，这些载体具有较大的比表面积和孔隙结构，可以提供较好的活性位点和固定脂肪酶的空间结构。

有机载体主要包括聚合物材料和纤维材料，通过调整聚合物的化学结构和纤维材料的纤维结构，可以实现对脂肪酶的有效固定，提高其催化活性和稳定性。

固定化脂肪酶的制备方法主要包括物理吸附、化学交联和共价连接。

物理吸附是将脂肪酶与载体之间的非共价相互作用力用于固定酶，例如静电引力、范德华力等。

化学交联是在载体上引入交联剂，使酶与载体之间形成共价键，从而实现酶的固定。

共价连接是通过化学反应在载体上引入活性基团，然后将酶与载体上的活性基团通过共价键连接。

固定化脂肪酶的应用主要包括生产特定脂肪酸酯、脂肪酸的转化、生物柴油的合成等。

在生产特定脂肪酸酯方面，固定化脂肪酶可以通过酯交换反应和酶解反应实现。

通过固定化脂肪酶催化，可以有效地控制反应条件，提高反应速率和产物选择性。

在脂肪酸转化方面，固定化脂肪酶可以催化饱和脂肪酸的脱饱和反应和反硝化反应，从而实现对脂肪酸的功能性改造。

在生物柴油的合成方面，固定化脂肪酶可以有效地催化酯交换反应和脂肪酸甲酯化反应，从而提高生物柴油的产率和质量。

除了以上应用外，固定化脂肪酶还可以应用于废水处理、食品加工、药物合成等领域。

通过固定化脂肪酶催化，可以实现废水中脂肪酸的降解，减轻环境污染。

脂肪酶固定化的新方法研究及其应用的开题报告一、选题背景脂肪酶（Lipase）是广泛应用于食品、医药、化工等领域的一类重要酶。

目前，大多数的脂肪酶分离纯化方法采用离子交换色谱、凝胶过滤、透析等传统方法，但这些方法存在分离纯化周期长，成本高，难以大规模生产等问题。

因此，对脂肪酶固定化的研究具有重要意义。

脂肪酶固定化可以提高催化活性和稳定性，减少废弃物污染等优点，成为了研究的热点。

目前常见的固定化方法有包埋法、吸附法、凝胶法等。

但这些方法还存在着单一、操作困难等问题。

因此，本研究旨在探究一种新的脂肪酶固定化方法，使其具有更高的效率和实用性。

二、研究内容与目的本研究将探究一种新的脂肪酶固定化方法，该方法是基于金属有机骨架材料（MOF）的。

MOF具有稳定的多孔结构和良好的吸附性能，易于构造多种功能化材料，在催化应用方面具有广泛的应用前景。

本研究的目的是通过MOF固定化脂肪酶，提高其酶活性，稳定性和重复使用次数，拓展其在食品、医药等领域的应用。

具体研究内容包括：1. MOF的制备和表征2. MOF固定化脂肪酶的制备和表征3. 固定化脂肪酶的催化性能研究，包括酶活性、稳定性和重复使用次数等方面的研究4. MOF固定化脂肪酶在食品、医药等领域的应用实验三、研究意义本研究将探究一种新的脂肪酶固定化方法，对脂肪酶的高效、稳定和重复使用具有重要的意义。

该方法具有以下几个扩大应用的优点：1. MOF材料生产成本低廉，有望实现在大规模生产中的应用2. 脂肪酶的稳定性和催化活性得到提升，可支持更多化学反应的进行3. 固定化脂肪酶的重复使用次数增加，节约成本，提高效率4. 有望广泛应用于食品、医药和化工领域四、研究方法和技术路线1. 实验用具的准备，如摇床、离心机、pH计、紫外分光光度计、荧光分光光度计等2. MOF材料的制备和表征3. 脂肪酶的生物学特性分析4. MOF固定化脂肪酶的制备和表征5. MOF固定化脂肪酶的催化性能研究，包括酶活性、稳定性和重复使用次数等方面的研究6. MOF固定化脂肪酶在食品、医药等领域的应用实验七、论文结构本研究将完成以下部分的论文：1. 绪论2. 相关理论和方法3. MOF固定化脂肪酶的制备和表征4. 固定化脂肪酶在催化反应中的应用5. 结论6. 参考文献以上是本研究的开题报告，目前仍需在实验数据上进行更深入的探究和研究。

脂肪酶的固定化及其在生物柴油制备中的应
用
脂肪酶是一种催化酶，能够加速脂肪酯的水解反应，将脂肪酯分解为甘油和脂肪酸。

在生物柴油制备过程中，脂肪酶的固定化技术被广泛应用，以提高酶的稳定性和循环利用率，降低生产成本，增加产量。

本文将重点介绍脂肪酶的固定化方法及其在生物柴油制备中的应用。

脂肪酶的固定化是将酶固定在载体上，使其与底物接触，以提高酶的稳定性和循环利用率。

固定化方法包括物理吸附、共价键结合、包埋法、交联法等。

物理吸附是将酶吸附在载体表面，共价键结合是将酶与载体通过共价键结合，包埋法是将酶包埋在载体内部，交联法是通过交联剂将酶和载体交联在一起。

这些方法都可以有效固定脂肪酶，提高其稳定性和活性。

在生物柴油制备中，固定化的脂肪酶被广泛应用。

固定化的脂肪酶能够在较宽的温度和pH范围内保持较高的催化活性，增加酶的循环利用率。

此外，固定化的脂肪酶还能够在水相和有机相中均能有效催化酯化反应，提高生物柴油的产率和纯度。

固定化的脂肪酶还可以通过反复使用，降低生产成本，提高生产效率。

在实际生产中，固定化的脂肪酶还可以通过固定化载体的选择和酶的固定化条件的优化，进一步提高酶的固定化效率和生物柴油的产率。

目前，固定化的脂肪酶已经在生物柴油生产工艺中得到了广泛应用，为生物柴油的生产提供了一种高效、环保的生产技术。

综上所述，脂肪酶的固定化技术在生物柴油制备中具有重要的应用价值。

固定化的脂肪酶能够提高酶的稳定性和活性，降低生产成本，增加产量，为生物柴油的生产提供了一种高效、环保的生产技术。

随着固定化技术的不断发展和完善，固定化的脂肪酶在生物柴油制备中的应用前景将更加广阔。

毕业论文开题报告一．选题背景和意义一．选题背景（1）脂肪酶的应用脂肪酶是一类特殊的酰基水解酶，它能在油水界面上催化酯水解和醇解、酯合成、酯交换、内酯合成、多肽合成、高聚物合成及立体异构体拆分等有机合成反应，是目前被重点研究的酯催化剂。

脂肪酶也是一种重要的工业酶类，应用于油脂水解、食品风味和香味的改进、医疗医药、皮革绢纺脱脂等优质化工和有机合成工业中。

脂肪酶催化的反应具有条件温和、耗能低、原料要求低、成品质量高等优点，尤其是1，3一专一性脂肪酶，可用于特殊脂肪酸、单甘酯的合成及立体选择性化学合成和分解，具有巨大的应用潜力。

随着人们生活水平的提高，在食品、牛奶、香水、化妆品和医药中添加天然成分的产品越来越受消费者青睐。

由天然底物生物合成的化合物被认定为天然产物，而同样的原料用化学法生产的产物则不受欢迎。

因此，天然成分在今后将会具有很大的需求，这使生物催化剂极具吸引力，所以说，脂肪酶在油脂、食品、医药、化妆品等领域具有光明的应用前景。

（2）应用中出现的问题在利用脂肪酶催化反应进行工业化生成遇到了一些问题，归纳起来主要有以下几个方面：1)酶的分离困难，反应结束后难以从反应液中回收尚未变性的脂肪酶加以重复利用，难以实现过程的连续化。

2)酶在非水溶液中不溶解，反应过程中容易结块，大大降低了酶的利用率。

3)脂肪酶催化反应的底物油脂不溶于水，因而必须加入合适的溶剂或乳化剂使酶分子与底物分子紧密接触。

这样易使产品被残余酶活污染，不易储存，必须进行后处理。

4)对单级反应器，脂肪酶的使用寿命受反应器空时的制约，使脂肪酶的部分潜在酶活受到损失。

5)脂肪酶价格昂贵，使用一次就废弃，对酶的利用很不经济，成本太高。

二．选题意义正是由于游离脂肪酶在催化反应中存在缺点，因此难以实现工业化应用。

为此，许多研究者展开了对脂肪酶进行固定化的研究，寻找解决脂肪酶的工业化应用问题。

同时，固定化技术一直也是学术界和工业界的接触点和共同热点。

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。

生物技术进展 2023 年 第 13 卷 第 2 期 220 ~ 227Current Biotechnology ISSN 2095‑2341进展评述Reviews脂肪酶的固定化及其在药物合成中的应用进展周亚梅 ， 刘佳 ， 陆丹 ， 孔庆新 *重庆化工职业学院制药工程学院，重庆 401228摘 要：脂肪酶是一种常用的生物催化剂，被广泛应用于医药、食品、生物化工等领域。

但游离脂肪酶稳定性差，易受所处的环境影响，重复使用性差，限制了酶催化工业的应用。

针对游离脂肪酶在催化领域的不足，酶固定化技术应运而生。

脂肪酶经固定后大大提高了其原有的催化活性和稳定性，利用固定化脂肪酶自身的优良性能选择性催化合成所需产物，反应条件温和、收率高、副反应少，工业应用更加广泛。

综述了脂肪酶固定化及其在药物合成中的研究和应用进展，并对固定脂肪酶的前景进行了展望，以期对固定化脂肪酶在工业中的应用提供一定参考。

关键词：脂肪酶；固定化；催化；药物合成DOI ：10.19586/j.2095‑2341.2022.0207中图分类号：Q814.2, TQ460.1 文献标志码：AProgress on Lipase Immobilization and its Application in Pharmaceutical SynthesisZHOU Yamei ， LIU Jia ， LU Dan ， KONG Qingxin *Department of Pharmaceutical Engineering ， Chongqing Chemical Industry Vocational College ， Chongqing 401228， ChinaAbstract ：As a commonly used biocatalyst ， lipase is widely used in pharmaceutical ， food and biochemical applications. Howev­er ， the application of lipase in enzyme catalysis industry was limited because of its poor stability of free lipase ， susceptibility to the environment and poor reusability. In response to the shortcomings of free lipase in the field of catalysis ， enzyme immobiliza­tion technology was developed. The immobilization of lipases has greatly improved their original catalytic activity and stabilityand has led to a wider range of industrial applications. The use of immobilized lipases with their own excellent properties selec­tively catalyses the synthesis of the desired product with mild reaction conditions ， high yields and few side reactions. The re­search and applications of lipase immobilization and its use in pharmaceutical synthesis were reviewed and the future of immobi­lized lipases was given ， which was expected to provide reference for the application of immobilized lipase in industry.Key words ：lipase ； immobilization ； catalysis ； pharmaceutical synthesis脂肪酶（lipase ），亦称三酰基甘油水解酶，隶属于羧基酯水解酶类，广泛存在于动植物（如胰脏、脂肪、油料作物的种子）和微生物（如霉菌、细菌等）中。

河南工业大学硕士学位论文１．２．１．２包埋法将酶分子包埋于凝胶的网眼中或半渗透的聚合物膜腔中，以达到固定化酶的方法即为包埋法。

它包括网格型和微囊型两种。

网格和微囊的结构可以防止酶渗出到周围介质中，但底物仍能渗入到网格或微囊内与酶接触。

包埋法一般不需要与酶蛋白的氨基酸残基进行结合反应，很少改变酶的高级结构，酶活回收率较高，因此可应用于许多酶、微生物和细胞的固定化。

但包埋法只适合作用于小分子底物和产物的酶。

因为只有小分子可以通过高分子凝胶的网格扩散，而对作用于大分子底物的酶不适用。

适用于网格型的高分子化合物有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、淀粉、明胶和海藻酸。

图１－２几种固定化方法的示意图１．２．１．３共价键结合法这是以共价键结合于载体的固定化方法。

此法或是将载体有关基团活化，然后与酶的有关基团发生偶联反应；或是在载体上接一个双功能试剂，然后将酶偶联上去。

与载体共价结合的酶的功能基团包括氨基、羰基、羧基、酚基、吲哚基等。

活化与偶联的方法多种多样，主要有重氮化法、烷基化法和芳基化法；戊二醛处理法，钛螯合法，硫醇．二硫化物互换反应法和四组分缩合反应法等。

１．２．１．４交联法利用双功能试剂或多功能试剂，使酶分子之间发生交联，凝聚成网状。

而成固定化酶，此即交联法。

戊二醛是应用最广的双功能试剂，它与酶的游离氨基反应，形成希夫碱而使酶分子交联。

此外，可用作交联剂的还有双重氨联、苯联、４，４－异硫氰二苯基－２，２－－－磺酸，甲苯－２．异氰酸４．异硫氰酸，六甲基二异氰酸等。

此法与共价结合法一样，也是利用共价键固定化酶，不同的是它不使用载体。

交联法广泛应用于酶膜和免疫分子膜的制备，操作简单，结合牢固。

脂肪酶固定化技术研究因此载体的性质是影响固定化酶活力及酶活回收率的重要因素。

以７种极性不同的树脂作为载体采用水相固定化法进行固定并进行了水解活力的测定。

从表３－４可以看出，树脂的极性对酶的固定化有较大的影响，非极性的树脂优于极性的树脂。

固定化酶技术是２０世纪６０年代发展起来的一项生物工程技术，是使生物酶得到广泛而有效利用的重要手段．酶的固定化是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内，进行其特有的催化反应，并可回收及重复利用的技术．与游离酶相比，固定化酶在保持其高效专一及温和的酶催化反应特性的同时，又克服了游离酶的不足之处，呈现储存稳定性高、分离回收容易、可多次重复使用、操作连续可控、工艺简便等优点．固定化酶的研究不仅在化学生物学、生物工程医学及生命科学等领域异常活跃，而且具有节省能源与资源、减少污染的生成．1固定化酶的概念它是不溶于水的酶．是用物理的或化学的方法使酶与水不溶性大分子载体结合或把酶包埋在水不溶性凝胶或半透膜的微囊体中制成的．酶固定化后一般稳定性增加，易从反应系统中分离，且易于控制，能反复多次使用．便于运输和贮存，有利于自动化生产．固定化酶是近十余年发展起来的酶应用技术，在工业生产、化学分析和医药等方面有诱人的应用前景．2固定化酶的制备方法２．１物理法物理方法包括物理吸附法、包埋法等．物理法固定酶的优点在于酶不参加化学反应，整体结构保持不变，酶的催化活性得到很好保留．但是，由于包埋物或半透膜具有一定的空间或立体阻碍作用，因此对一些反应不适用．２．２化学法化学法是将酶通过化学键连接到天然的或合成的高分子载体上，使用偶联剂通过酶表面的基团将酶交联起来，而形成相对分子量更大、不溶性的固定化酶的方法．3固定化酶和游离酶的比较与游离酶相比，固定化酶在保持其高效专一及温和的酶催化反应特性的同时，又克服了游离酶的不足之处，呈现贮存稳定性高、分离回收容易、可多次重复使用、操作连续可控、工艺简便等一系列优点．固定化酶不仅在化学、生物学及生物工程、医学及生命科学等学科领域的研究异常活跃，得到迅速发展和广泛的应用，而且因为具有节省资源与能源、减少或防治污染的生态环境效应而符合可持续发展的战略要求．目前，固定化技术已经取得了许多重要成果，充分发挥了固定化酶和固定化细胞在改革工艺和降低成本方面的巨大潜力．但从目前的发展状况来看，尽管酶种类繁多，但已经固定化的酶却相对有限，采用固定化酶技术大规模生产的企业尚属少数，真正在工业上使用的固定化酶还仅限于葡萄糖异构酶、葡萄糖氧化酶和青霉素酰化酶等为数不多的十几个酶种．4酶的固定化方法传统方法主要可分为四类：吸附法、包埋法、共价键结合法和交联法等．吸附法和共价键结合法又可统称为载体结合法．见图１．４．１吸附法吸附法（ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）是通过载体表面和酶分子表面间的次级键相互作用而达到固定目的的方法，是固定化中最简单的方法．酶与载体之间的亲和力是范德华力、疏水相互作用、离子键和氢键等．吸附法又可分为物理吸附法和离子吸附法．４．１．１物理吸附法是通过物理方法将酶直接吸附在水不溶性载体表面上而使酶固定化的方法．是制酶固定化技术的研究和进展郑善切（泉州师范学院，福建泉州366200）摘要：酶是一种生物催化剂，广泛用于食品加工、医药和精细化工等行业.而酶自身的缺点如稳定性差，不能重复使用而难以广泛的在工业中应用.因此，人们开始对酶的特性进行研究，通过模仿人体膜的作用机理，利用固定化技术对其加以固定改造，克服它的固有缺陷.21世纪，酶固定化技术的发展因其诸多优点，正得到全面深入的研究.关键词：酶；固定化技术；载体中图分类号：Ｑ８１４文献标识码：A文章编号：1673-260X （2011）02-0036-03Vol.27No.2Feb.2011第27卷第2期2011年2月赤峰学院学报（自然科学版）Journal of Chifeng University （Natural Science Edition ）３６－－备固定化酶最早采用的方法，如α－淀粉酶、糖化酶、葡萄糖氧化酶等都曾采用过此法进行固定化．物理吸附法常用的有机载体如纤维素、胶原、淀粉及面筋等；无机载体如活性炭、氧化铝、皂土、多孔玻璃、硅胶、二氧化钛、羟基磷灰石等．４．１．２离子吸附法是将酶与含有离子交换基团的水不溶性载体以静电作用力相结合的固定化方法，即通过离子键使酶与载体相结合的固定化方法．此法固定的酶有葡萄糖异构酶、糖化酶、β－淀粉酶、纤维素酶等，在工业上用途较广．如最早应用于工业化生产的氨基酰化酶，就是使用多糖类阴离子交换剂二乙基氨基乙基（ＤＥＡＥ）－葡聚糖凝胶固定化的．此外，ＤＥＡＥ－纤维素吸附的α－淀粉酶、蔗糖酶已作为商品固定化酶．４．２包埋法是将酶包埋在高聚物的细微凝胶网格中或高分子半透膜内的固定化方法．前者又称为凝胶包埋法，酶被包埋成网格型；后者又称为微胶囊包埋法，酶被包埋成微胶囊型．４．２．１凝胶包埋法凝胶包埋法常用的载体有海藻酸钠凝胶、角叉菜胶、明胶、琼脂凝胶、卡拉胶等天然凝胶以及聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和光交联树脂等合成凝胶或树脂．４．２．２微胶囊包埋法微胶囊包埋即将酶包埋在各种高聚物制成的半透膜微胶囊内的方法．它使酶存在于类似细胞内的环境中，可以防止酶的脱落，防止微囊外的环境直接接触，从而增加了酶的稳定性．常用于制造微胶囊的材料有聚酰胺、火棉胶、醋酸纤维素等．４．３共价键结合法是将酶与聚合物载体以共价键结合的固定化方法．酶蛋白上可供载体结合的功能基团有以下几种：（１）酶蛋白Ｎ末端的α－氨基或赖氨酸残基的ε－氨基．（２）酶蛋白Ｃ末端的α－羧基、天门冬氨酸残基的β－羧基以及谷氨酸残基的γ－羧基．（３）半胱氨酸残基的巯基．（４）丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基的羟基．（５）组氨酸残基的咪唑基．（６）色氨酸残基的吲哚基．（７）苯丙氨酸和酪氨酸残基的苯环．４．３．１重氮法重氮法是将酶蛋白与水不溶性载体的重氮基团通过共价键相连接而固定化的方法，是共价键法中使用最多的一种．常用的载体有多糖类的芳族氨基衍生物、氨基酸的共聚体和聚丙烯酰胺衍生物等．４．３．２叠氮法即载体活化生成叠氮化合物，再与酶分子上的相应基团偶联成固定化酶．含有羟基、羧基、羧甲基等基团的载体都可用此法活化．如ＣＭＣ、ＣＭ－ｓｅｐｈａｄｅｘ（交联葡聚糖）、聚天冬氨酸、乙烯－顺丁烯二酸酐共聚物等都可用此法来固定化酶，其中使用最多的是羧甲基纤维素叠氮法．４．３．３溴化氰法即用溴化氰将含有羟基的载体，如纤维素、葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶等，活化生成亚氨基碳酸酯衍生物，然后再与酶分子上的氨基偶联，制成固定化酶．任何具有连位羟基的高聚物都可用溴化氰法来活化．由于该法可在非常缓和的条件下与酶蛋白的氨基发生反应，近年来已成为普遍使用的固定化方法．尤其是溴化氰活化的琼脂糖已在实验室广泛用于固定化酶以及亲和层析的固定化吸附剂．４．３．４烷化法和芳基化法以卤素为功能团的载体可与酶蛋白分子上的氨基、巯基、苯酚基等发生烷基化或芳基化反应而使酶固定化．此法常用的载体有卤乙酰、三嗪基或卤异丁烯基的衍生物．４．４交联法是使用双功能或多功能试剂使酶分子之间相互交联呈网状结构的固定化方法．由于酶蛋白的功能团，如氨基、咪唑基，参与此反应，所以酶的活性中心构造可能受到影响，而使酶失活明显．但是尽可能地降低交联剂浓度和缩短反应时间将有利于固定化酶活力的提高．以上四种固定化酶方法各有其优缺点（见表１）．往往一种酶可以用不同方法固定化，但没有一种固定化方法可以普遍地适用于每一种酶．在实际应用时，常将两种或数种固定化方法并用，以取长补短．5新型酶固定化方法及应用开发新型酶固定化方法的原则是：实现在较为温和的条件下进行酶的固定化，尽量减少或避免酶活力的损失．通过辐射、光、等离子体、电子等新方法均可制备高活性固定化酶．Ｍｏｈｙ等［６］以１３７Ｃｓ为３７－－辐射源，通过γ－射线引发将甲基丙烯酸甲酯接枝共聚于尼龙膜表面，经进一步活化，用于青霉素酰化酶的固定．光偶联法是以光敏性单体聚合物包埋固定化酶或带光敏性基团的载体共价固定化酶，由于条件温和，可获得酶活力较高的固定化酶．Ｌｉ等［７］利用含芳香叠氮基的光活性酯，在远紫外光辐照下，叠氮基光解生成氮烯与ＰＥＳ膜表面的Ｃ－Ｈ键间发生插入反应形成仲胺，将脲酶共价键合到ＰＥＳ膜的表面．等离子体是高度激发的原子、分子、离子以及自由基的聚集体，大量的等体进行有用修饰，从而引入活性基团．Ｐｕｌｅｏ等将钛合金Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ表面用丙烯酸氨等离子体处理引入氨基，然后将含碳硝化甘油接枝于钛合金表面，或者将等离子体处理的钛合金先由琥珀酸酐处理，再用含硝化甘油接枝，进而将溶菌酶和蛋白进行固定，实现了生物分子在生物惰性金属上的固定化．离子体常在室温下存在．载体材料表面可以由等离子新应用：１．微胶囊化尼龙珠．２．丙烯酰胺包埋，已经运用于聚丙烯酰胺凝胶电泳（ＰＡＧＥ），也应用于酶的包埋．３．酶在非孔玻璃表面的共价固定化，缺点是玻璃对强酸和溶剂油抵抗能力，并且它具有紧密的固体结构，因此在技术过程方面成为了酶固定化的有价值材料．而玻璃的惰性和较小的可接受面，因此必须在固定化之前硅烷化．４．可调孔玻璃的固定化，它有多微孔结构，是一种特殊的有较大表面的烧结玻璃，现已经被用于直接的酶固定化的活化型．５．共价固定化酶到聚酰胺，合成的聚合物在不同的技术应用中可用作酶固定化的基质．经常使用聚酰胺、聚酯、聚乙烯和聚乙烯乙醇．６．用三乙基氧化四氟硼酸的烷基化，蛋白质通过氨基键中氧的烷化固定到聚合物上．７．聚酰胺部分水解后固定化酶到氨基．８．聚酰胺部分水解后固定化酶到羧基．９．固定化酶到聚酯．１０．用碱水解和氯甲苯活化的固定化，用这种方法使脂键通过碱的处理被部分水解．１１．碱水解和由而吲哚碳酰的活化．与氯化物相比这个方法更有效和温和．6结束语目前，酶固定化技术已经普遍的在制药、食品生产、精细化的化工等等，特别在手性化合物行业得到应用，更是在环境污水处理方面大有可为．酶技术生产无“三废”产生，没有危险性，人们因环保的重视而更重视酶技术应用．如今，怎样更好利用天然的高分子，进行膜技术，纳米技术等来固定酶，将迎来一个高潮．而随着科学技术不断创新，各种新型的，更先进的固定化酶技术，还有固定化酶反应器的不断改进，将是个全新的课题．———————————————————参考文献：〔1〕陈建龙,祁建城,曹仪植,郭勇,段惠丽.固定化酶研究进展[J].化学与生物工程,2006．〔2〕肖海军,贺筱蓉.固定化酶及其应用研究进展[J].生物学通报,2001(07,02)．〔3〕固定化酶与固定化细胞[J].辽宁大学学报(自然科学版),1982(S1)．〔4〕马晓建,白净,任珂,邱竹.酶工程研究的新进展[J].化工进展,2003(08)．〔5〕刘建龙,王瑞明,刘建军,杨连生.酶的固定化技术研究进展[J].中国酿造,2005(09)．〔6〕宋丽,宋宝东,蒋亚庆.酶的固定化及在生物传感器的应用[J].化学与生物工程,2006(11)．〔7〕黎刚.固定化技术进展[J].中国生物工程杂志, 2002(05)．〔8〕杨玉玲.酶固定化技术及载体材料研究新进展[J].粮油食品科技,2001(05)．〔9〕钱军民,张兴,吕飞,李旭祥.酶固定化载体材料研究新进展[J].化工新型材料,2002(10)．〔10〕李晓燕,董志贤.酶工程及其新进展[J].甘肃农业,2004(09)．〔11〕吴显荣.酶工程的研究及其应用[J].世界农业, 1995(01)．吸附法包埋法共价键结合法交联法物理吸附法离子吸附法制备易易较难难较难结合程度弱中等强强强活力回收率高，但酶易流失高高低中等再生可能可能不可能不可能不可能固定化成本低低低高中等底物专一性不变不变不变可变可变表１各种固定化方法的比较３８－－。

脂肪酶固定化技术的研究进展
梅玲;李道明
【期刊名称】《食品研究与开发》
【年(卷),期】2024(45)4
【摘要】该文介绍了脂肪酶的传统及新型固定化技术,特别针对纳米载体、磁性载体、微波辅助固定化技术、膜固定化技术等近年来发展的新载体和新技术进行概述,描述了通过固定化来改善脂肪酶的催化性能,包括酶的活力、稳定性、最适条件以及特异性等。

提出目前脂肪酶固定化所面临的稳定性差、难以工业化应用等问题,并指出未来脂肪酶固定化技术应向着性质稳定、操作简单以及规模化生产的方向发展。

【总页数】9页(P177-185)
【作者】梅玲;李道明
【作者单位】陕西科技大学食品科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TS2
【相关文献】
1.脂肪酶固定化及固定化脂肪酶的应用研究进展
2.脂肪酶固定化载体材料研究进展
3.基于磁性纳米载体的固定化脂肪酶在r生物柴油中的应用研究进展
4.脂肪酶固定化及其在食品领域中应用的研究进展
5.固定化脂肪酶手性拆分2-芳基丙酸类药物研究进展
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脂肪酶的固定化及在离子液体中催化合成生物柴油的研究的开题报告题目：脂肪酶的固定化及在离子液体中催化合成生物柴油的研究一、研究背景和意义：随着全球环保意识的不断提高和化石能源逐渐枯竭的现实，生物质能源逐渐成为可持续发展的热点之一。

其中生物柴油作为一种替代石化柴油的可再生、清洁能源，得到越来越广泛的研究和应用。

生物柴油的主要制备方法是通过转化油脂为甲酯，在化学催化剂的作用下完成反应。

然而，传统化学催化剂存在重金属污染、不可再生、收率低等问题。

相比之下，生物催化法更加环保、高效、可再生。

而酶催化作为一种生物催化法，具有高催化效率、选择性强、反应条件温和、产生的副产物少等优点，因此被广泛应用于生物柴油的制备中。

但是，传统酶催化法中的酶易受到反应溶剂、温度和pH等条件的影响，容易失活和分解，且反应后酶的回收和重复使用也比较困难。

固定化技术可以解决该问题，将酶固定在载体上，不仅能够增强酶的稳定性和耐受性，还能使酶更容易分离和重复使用，从而降低生产成本。

离子液体作为一种环保的溶剂，具有不挥发、高稳定性、高温热稳定性、可重复使用等优点，被广泛应用于有机合成领域。

因此，将固定化后的酶引入离子液体作为反应介质，可以大大提高反应效率和产物收率，从而在生物柴油制备中得到更广泛的应用。

二、研究内容和方法：研究内容：1. 优选脂肪酶的酶种，通过固定化技术将酶固定在载体上。

2. 构建离子液体催化体系，考察反应溶剂、温度和pH值对反应效果的影响。

3. 基于所优选的酶、载体和离子液体体系，合成生物柴油，并研究反应机理。

研究方法：1. 选用不同酶种，通过固定化技术制备酶固定载体，并通过扫描电镜、傅里叶变换红外光谱等手段进行表征。

2. 构建离子液体催化体系，考察反应条件对酶催化效果的影响，并采用比色法和气相色谱法分别分析反应产物，确定反应的最优条件。

3. 合成生物柴油，通过氢谱、质谱等手段对产物进行表征，并结合先前研究实验数据进行反应机理的研究。

固定化脂肪酶的研究进展固定化脂肪酶的研究进展摘要：将脂肪酶固定化，可以提高酶的专一性及稳定性等，使酶的性质更加稳定，且反响条件温和，副产物少，易于别离。

本文综述了常用的固定化方法，包括物理吸附法、共价交联法和包埋法等，研究了不同的固定化方法对酶的性质的影响。

关键词：脂肪酶固定化方法脂肪酶是一类广泛用于催化甘油三酯水解的酶类。

除了具有水解的功能外，它还可以催化醇解、酯化、酯交换等反响，但在实际使用过程中，游离脂肪酶存在易失活、催化反响不稳定、与产物别离困难或别离本钱高等缺点【1】，因此限制了脂肪酶的进一步应用，然而通过选择适宜的载体及固定化方法，将脂肪酶固定化，可以有效解决上述问题。

本文介绍了近几年不同学者研究脂肪酶固定化的方法和研究成果，以期为固定化脂肪酶的生产及应用提供参考。

1.固定化脂肪酶的方法1.1吸附法吸附法通过氢键、疏水键、电子亲和力等分子间作用力完成酶的固定【2】。

吸附法具有工艺简单、酶剩余活力高、载体材料丰富的特点。

王冰【3】等以沙蒿多糖-壳聚糖复合磁性微球为载体，采用物理吸附法固定化脂肪酶，对固定化过程中对酶活力有影响的各种因素进行研究，同时对固定化酶的局部理化性质、最适IR、温度、酶的热稳定性和表观米氏常数等与游离酶做了比拟。

确定固定化脂肪酶的最正确条件为每0.1g 载体加2%的酶溶液0.9 ml，固定8h，pH 8.4，温度为50℃。

纵伟【4】等以磁性壳聚糖微球为载体，用物理吸附法固定化脂肪酶，对影响固定化的各种因素进行考察，确定固定化的最适宜条件为加酶量600 U/g，温度5℃ ，pH 7.0，固定时间2h，固定化酶连续使用5 次，其相对酶活仍为使用前的57.8% ，具有较好的操作稳定性。

Liu等【5】采用吸附法将脂肪酶固定在经四乙氧基硅烷修饰的磁性纳米颗粒上，并用此催化橄榄油和甲醇制备生物柴油，发现在室温条件下，当水质量分数为10%、转速为200rpm、醇油比4：1时，反响12h后生物柴油的产率可达70%。

固定化脂肪酶研究进展毛满琴（生物工程一班，20091489）摘要：固定化脂肪酶由于其易与底物分离且可重复使用而备受关注。

综述了常用的固定化方法，包括吸附法、共价交联法和包埋法，不同的固定化方法对酶的性质有不同的影响。

关键词：固定化，脂肪酶，载体Research progress in lipase immobilizationMAO Man-qin(Class one, bioengineering, 20091489)Abstract: Immobilized lipase become a hotspot because its easy to separate and can be reused. The common immobilization methods were generally introduced including adsorption, covalent cross-linking method and entrapment method. Different immobilization methods had different effects on the enzyme.Key words: immobilization; lipase; carrier脂肪酶(Lipase EC3.1.1.3，甘油酯水解酶)是一类特殊的酰基水解酶，它的底物是油脂，其水解部位是油脂中脂肪酸和甘油相连接的酯键；脂肪酶能在油水界面上催化酯水解或醇解、酯合成、酯交换、内酯合成、多肽合成、高聚物合成及立体异构体拆分等有机合成反应，是目前被重点研究的酶催化剂。

脂肪酶与底物的作用过程包括：第一步，活化丝氨酸的酰基化（通过亲核攻击）和酯键裂解，甘油二酯释放后，四面体半缩醛中间产物形成；第二步，脱酰基作用（丝氨酸酰基化的逆反应），是活化水分子对酯进行攻击，接下来的裂解过程同样包括脂肪酸释放后四面体半缩醛中间产物结构的形成。

固定化脂肪酶的研究进展酶是活细胞内产生的具有高度专一性和催化效率的蛋白质，又称为生物催化剂。

酶作为生物催化剂，具有很高的催化功能、底物特异性和反应特异性。

近十年来，随着生物技术的发展，酶催化反应作为一种有效的手段越来越多地被有机化学家用于有机合成，并应用于医药、农药、日用化学品等部门。

目前，有2000种以上的酶已被人们认识，其中200多种已有市售。

用于有机合成中的酶大多数是脂肪酶和蛋白酶，尤以脂肪酶的应用更引人注目。

脂肪酶，三酯酰甘油酰基水解酶，催化油脂水解的一类酶的总称。

最初用于酯键的水解，广泛存在于动物、植物和微生物中。

由于水解底物是不溶于水的油脂，而脂肪酶本身是溶于水的蛋白，因此催化反应只能发生在油水相接触的界面（即油—水界面），这是脂肪酶特有的性质，最初由sarda和Desnuene发现并提出。

研究发现，来源不同的脂肪酶在一级结构上具有同源性，它们有着相似的结构序列，His-X-Y-Gly-Z-Ser-W-Gly 或Y-Gly-His-Ser-W-Gly（X、Y、Z和W表示非专一性的氨基酸残基），处于活性位点的丝氨酸残基被一个盖子（a-螺旋盖子）保护，当脂肪酶与界面接触时盖子打开，此时在丝氨酸附近产生电位区域而导致脂肪酶结构重排，疏水残基暴露，亲水残基被掩盖，从而增加了脂肪酶与脂溶性底物的亲和性，并且增加了反应过程中中间过渡态的稳定性。

脂肪酶的天然底物是甘油酯类。

然而研究表明，脂肪酶除了能够催化甘油酯类化合物的水解和合成之外，还可以用于催化酯交换反应、生物表面活性剂的合成、多肽合成、聚合物的合成和药物的合成等，尤其是利用某些脂肪酶的立体专一性，催化旋光异构体的拆分和手性药物的合成成为酶工程领域研究的新热点。

因而脂肪酶及其改性制剂在食品与营养、油脂化学品工业、农业化学工业、造纸工业、洗涤和生物表面活性剂的合成以及药物合成等许多领域得到广泛应用。

虽然脂肪酶能够催化多种化学反应，已应用于精细化工，生物柴油，传感器等领域，但用于大规模工业催化仍存在缺陷和不足。

脂肪酶固定化方法的研究进展生物工程2班周明 20091525摘要：酶的固定化是生物技术中最为活跃的研究领域之一。

脂肪酶能发生催化水解、醇解、酯化、酯交换等反应，是一种重要的生物催化剂。

而由于脂肪酶的特性，其能否工业化利用很大程度取决于固定化技术的成功与否，酶的固定化方法是酶固定化技术的重要研究内容。

固定化脂肪酶由于其易与底物分离且可重复使用而备受关注。

为此，本文综述了常用的固定化方法，包括物理吸附法、共价结合法、交联法和包埋法，不同的固定化方法对酶的性质有不同的影响。

本文对近年来固定化脂肪酶方法的研究进行了综述，为固定化方法的进一步探讨提供了研究基础。

关键词：固定化；脂肪酶；载体材料The research progress of lipase immobilized Abstract：Of enzyme fixed is in the biotechnology research field of the most active.Fat enzymes would happen catalytic water and alcohol, ester, ester exchange for is a major catalyst of biological.And the fat, the enzymes can be very much depends on the use of technology on the success of the enzyme is a fixed set of the technical content of important research.Into a fatty because of the enzymes that are and separate and can reuse have a major concern.The common immobilization methods were generally introduced including physical adsorption, covalent cross-linking method and entrapment method. Different immobilization methods had different effects on the enzyme.Of the few years, the enzymes a study of the review, as a further explore the method provides research.Keywords：immobilization; lipase; carrier脂肪酶（Lipase EC3.1.1.3，甘油酯水解酶）是一类特殊的酰基水解酶它的底物是油脂其水解部位是油脂中脂肪酸和甘油相连接的酯键[1]；人们对脂肪酶的研究已有上百年的历史，是最早被研究的酶类之一[2]。