[01439296]脂肪酶固定化及酶促合成乳酸乙酯的研究

本课题属于天津市应用基础及前沿技术研究计划项目（项目合同编号：08JCYBJC02400）。到目前为止sol-gel 法固定化酶技术虽取得了一些进展，但仍存在一些问题，如凝胶化时的酸碱度以及醇的存在破坏了适宜酶生存的微环境；酶与凝胶基质间的相互作用以及酶微环境的变化，引起酶的构象改变和屏蔽；由于凝胶机械强度低引起的孔坍塌，造成孔径小或孔道堵塞，使得底物与产物的扩散阻力大。因此有必要对溶胶—凝胶固定化酶技术进行进一步研究。本研究为了解决固定化时醇、酸及有机物对脂肪酶引起的变性失活问题，用生物质（糖、脂质体等）作为酶的保护剂将酶预保护，提高了酶的活性。并且将经过预保护的脂肪酶在用sol-gel 法固定化过程中加入聚乙二醇等改性剂，避免了孔道堵塞，提高了固定化酶的传质性能，降低了固定化酶成本。 传统的乳酸乙酯生产都是采用化学法，存在污染严重、副产物多、设备腐蚀等问题，生物催化具有反应条件温和、活性高、专一性强、无污染等优点，本研究首次尝试用生物催化的方法合成乳酸乙酯，通过研究固定化酶催化合成乳酸乙酯的反应，构建了反应动力学模型，反应遵循双底物抑制的双乒乓机制，且在本反应体系中，乳酸的抑制作用要大于乙醇，在此基础上建立了固定化酶催化合成乳酸乙酯的新工艺，该方法具有反应条件温和、选择性好、活性高、无污染等优点，符合环保要求，有潜在的工业应用价值，取得了预期的结果，除本课题组外目前尚未见用生物催化法合成乳酸乙酯的文献报道。 乳酸乙酯是极具开发价值和应用前景的“绿色溶剂”，而成本高是制约乳酸乙酯作为绿色溶剂应用的主要原因，本研究技术成果既可以降低生产成本，又可以减少环境污染，可利用原来乳酸厂的厂房和设备，稍加补充和改造，就可生产乳酸乙酯，因此该技术具有广阔的推广应用前景，可为企业带来很大的经济效益和社会效益。