脂肪酶的固定化及固定化酶的应用

为简单 ，废水少 ，设备要求低等优 点， 日益受到人们
三 、 固定化 脂肪 酶的应 用
（ 催化水解反应 一） 油脂水解是将作为基质 的油脂制成 不均匀状 ，使
的重视 。刘志强等采用分步加醇脂肪酶催化菜籽油制
备 乙酯生物柴油 ，在醇油摩尔 比５： ，催化剂加入量 １
１ｗ ． （ 重 ） ， 正 己烷 加 入 量 ｌ ｗ ． （ 重 ） 反 Ｏｔ％ 油 ５ ｔ％ 油
落 ，稳定性好 ，在固定化酶 的制备方法中此法研 究最
为活跃和深入 。 。
（ 交联法 三） 利用双功能或多功能试剂 ，使酶分子之间发生交
联，凝集呈 网状 ，而成固定化酶 ，戊二醛是应用最广
近几年，将 酶固定化 ，使反应后酶可回收和 多次
重复利用 ，则有可能降低酶的使用成本 ，促进酶法合 成工 艺在酯 交换 反应制 备生物 柴油生 产 中的推广 应 用 ，然而在这方面 国内仅有 少数成功报道 。
之与水 良好 的接触 ，并采用催化剂来得 到在两相 间具
有 亲合 性 的化合 物 。一般 认为 ，脂 肪酶 能够 吸 附在 水一 油两相的界面上，并在此相互作用 。 （ 催化醇解反应 二）
应温度 ４ ￣ ０Ｃ，反应时间３ ｈ ０ ，甲醇分三 次加入 的条件
下 ，最终测得酯交换转化率达９ ％ ３。 近几年 ，随着石 油资源 的逐渐枯竭和公众环保意 识的增强 ，可再生的绿色 环保型燃料——生物 柴油，
先将载体有关基 团活化 ，然后与酶的有 关基 团发生偶 联反应；或是在载体上接上一个 双功能试剂 ，然后将 酶偶联上去 活化与偶联 的方法多种多样 ，主要有重 氮化法 、溴化氰亚胺碳酸基法 、芳香烃基化法等 。与
酶 的催化活性并且可 以重复和连续使用。 早在２ 世 纪９ 年代 末 ， 日本大 坂政科 技研 究所 ０ ０ 对 固定 化 脂肪 酶催 化 转 酯 化 植物 油脂 做 了大 量 研 究 ，并 进 行 了初 步 工业 化 设 计 。利 用丹 麦 诺 维 信 （ ｏ ｏ ｙ ｅ ）公 司生产 的 固定化假 丝酵 母脂 肪酶 Ｎ ｖｚｍ Ｓ
相互作用力弱 ，酶易脱落等缺 点。离子吸附法是酶通 过离子键吸 附于具有离子交换基 的法 二） 酶 以共价键结合于载体的固定化方法 。此法或是
Ｈ ｍ ｓ ｉｅ ａ ｐ ｈ ｒ 举行的酶工程会议上首次提 出的，定义为
酶用物理 或化学方法 固定在空间的一个特定区域保存
脂肪酶 的固定化及 固定化酶 的应用
何 慧艳
（ 平煤神 马股份 帘子 布公 司 ， 南 平 顶 山 ４ ７ ０ 河 ６ ０ ０）
摘要 ： 脂肪酶是一种专一、高效的生物催化剂。文章 简述了脂肪酶及其 固定化方法，并对 固定化脂肪酶的应 用 ，特 别是 固定化 脂肪酶催 化剂在 生物 柴油上 的应 用进行 了 究。 研 关键 词 ： 肪酶 ； 脂 固定化 方法 ； 生物 柴油 ； 附 法 ； 吸 共价 结合 法 ； 交联 法 中图分类号 ： １ Ｑ８４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０９ ２ ７ ２ １ ）６ ０ ７一 ２ １０ — ３４（ ０１ ３ － ０８ ｏ
可应用于许多酶、微生物和细胞器 的固定化 。
（ 固定化脂肪酶在制备生物柴油上的应用 二） 酶法催化合成生物柴油 ，对原料品质没有特别要 求 。酶法不仅可 以催化精炼的动植物 油，同时也可 以
催化酸值较高且有一定水分含量的餐饮废油转化成生
物柴油 。酶法反应具有条件温和，副产 品分离工艺较
牢固。
二 、酶 的固定化方 法
酶的催化作用主要由其活性中心完成 ，酶蛋 白的构
象也与酶活性密切相关。因此酶的固定化应尽量在温和 条件下进行，以避免酶蛋白的高级结构遭到破坏。
（ 吸附法 一）
（ 包埋法 四）
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 。包括 网格 型和微
利用酶与载体吸附剂之间的非特 异性 吸附作用 ，
７ ｏ中闯 新斌 企 ２ １ ２ ８ 高 术 业 ０ １ １
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
Ｎ ｖ ｚ ｍ ３ ，Ｙ ｈ ｍ ｄ 等成功利用三步法 （ ｏ ｏ ｙ ４ ５ ．Ｓ ｉａ ａ 即每次 分别加入 １３ ／ 计量的 甲醇）在３ ℃下反应４ ｈ ０ ８ ，转化率
达 ９ ． ９ ‘ ７ ３６ 。
载 体共价 结合 的酶 的功能基 团包括 氨基 、羧基 、羟
基 、酚基 等 。 由于酶 与载 体结合较 牢 固，酶 不易脱
的双功能试剂 。此外 ，可用 作交联剂 的还有双重氨联
苯４ 一 硫氰二 苯基一 ，２ －磺酸 、 甲苯－ － ，４ 异 ２ － ２ 异氰 酸一 一 ４ 异硫氰酸等 。此法 与共价结合法一样 ，也是利 用共价键 固定酶 ，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
一
、
脂 肪酶及 固定 化脂肪酶研 究现状
（ 脂 肪酶 简 介 一）
将酶 固定在吸附剂 上。它分为物理吸附法和离 子吸 附 法 。物理吸附作用 的因素有 ：范德华力 、氢键 、疏水
脂肪酶又称三酰基甘油酰基水解酶 ，是一类可 以
作用和静 电作用等 。此法 的优点是操作简单，处理条
件温和 ，对酶 的损害作用 小。但 同时也存在酶与载体
催 化甘 油三酯 合成和 分解 的酶 的总称 ，普遍 存在于 动 、植物和微生物中，是一种专一 、高效的生物催化
剂 。工业化 的脂肪酶主要有动物脂肪酶 （ 主要来动物 的胰脏 ）和微 生物脂肪酶。 （ 固定化脂肪酶研究现状 二） 固 定 化 酶 是 在 １ １ 美 国Ｈ ｎ ｅ Ｎ ｗ ７ 年 ９ ｅ ｋ ｒ ｎ ｉ ｅ