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脂肪酶是一种性能优良的生物催化剂。自由酶(FL)稳定性差,易失活。酶的固定化可有效提高其工业应用性能,脂肪酶的固定化包括新型酶固定化材料的研发和酶固定化方案的设计。本论文参照植物细胞膜壁结构仿生设计脂肪酶的固定化,采用同轴电喷技术将脂质体预包封的脂肪酶(LL)包覆于钙化的海藻酸钠凝胶微球中,制备多孔凝胶微胶囊(GLL)。论文首先改进了水相酶活的测定方法,采用乙醇作为有机相溶剂,实现了脂肪酶水相活性的均相测定,得到了脂肪酶活性均相测定的详细参数及测定方法,研究了FL在该测试方法下的酶学性能。论文以脂质体预包封脂肪酶,为脂肪酶构建仿生微环境,得到了具有合适粒径脂质体微球的制备工艺条件,以此为基础研究了脂质体对脂肪酶的包封效果及包封酶的酶学性能。论文创新性的将上述脂质体包封酶为芯材海藻酸钠为壁材采用同轴电喷方法制备了含酶多孔凝胶微胶囊,以包封率为指标优化了工艺参数,得到了高包封率的GLL微胶囊。将凝胶包覆自由酶的微胶囊(GL)作为对照组,研究多孔凝胶内脂肪酶的泄漏问题。测试了FL、LL、GL和GLL四个不同体系中脂肪酶的催化活性和催化条件,并研究了它们的热稳定性,耐酸碱稳定性以及重复使用性。论文基于自由酶和固定化酶催化性能,依据酶催化理论、流体流动理论和传质动力学理论,分别建立表面吸附及内部包埋脂肪酶球状颗粒模型。通过理论分析,计算不同固定化脂肪酶的催化性质。结果表明:乙醇作为有机相溶剂配备均相底物反应液能简便有效的测定脂肪酶活性。FL的最适反应p H为5.5,反应时间为5 min时的最适温度为45℃。FL在该均相体系中催化的水解反应满足阿伦尼乌斯方程,活化能Ea为 31.7 k J/mol。且该反应符合米氏方程,Vm为1.99±0.116 U.mg-1,Km为5.17±0.176 m M。脂质总浓度、配比和水化时间等因素对脂质体粒径大小及分布情况存在影响,且微乳液体系中存在脂质体自融合现象。制备粒径大小约为100 nm脂质体的工艺条件为:卵磷脂/胆固醇总浓度2.0 mg/ml,质量比为4:1,水化时间为3 h。该工艺条件下LL对脂肪酶的包封率为81.2%。最优催化环境下(T:50℃,p H:6.5)脂肪酶酶活力大幅增加,比酶活为165%。采用同轴电喷法制备GL和GLL,通过正交实验优化的微胶囊制备工艺参数列举如下:脂质总量为2.0 mg/m L,ALG-Na质量浓度为2.0 wt%,Ca Cl2浓度为0.10 mol/L,电压为8 KV,核壳流速比(Vi:Vo)为1:2。GLL对脂肪酶的包封率为57.45%,同等条件下GL的酶包封率为63.42%。相比于FL、GL和GLL的最适催化环境发生变化。LL、GL和GLL体系中固定化脂肪酶的热稳定性、酸碱稳定性及储存稳定性均高于FL,且GLL内的脂肪酶稳定性最好。将不同酶体系在65℃下保存1 h,FL残留酶活不足20%,而GL和GLL的残留酶活分别约为40%和50%。凝胶包封后,酶的储存稳定性增强,储存30天时,FL活性已不足5%,而LL、GL和GLL内酶的残留酶活分别为28%、46%和67%。GL和GLL具有可重复使用性,10次重复催化反应后,GL和GLL的残留酶活分别为47%和72%,通过测定酶的泄漏率确定被包埋酶的绝对酶活分别为85%和92%。理论计算得p-NPP在乙醇和水的混合溶剂中的扩散系数为D’=4.13×10-13m2/s。仅考虑外扩散效应,对建立的微颗粒表面固定化酶催化模型进行理论分析计算,表面固定化酶的催化效率因子(外扩散效率因子)ηout=41.6%。仅考虑内扩散效应,对内部微孔包埋酶的纳米球形颗粒流化床催化反应模型理论分析计算,酶催化效率因子为ηin=96.7%。脂肪酶催化反应的反应系数为k-2=1.72×10-2,催化反应类型为零极反应。同轴电喷技术可应用于酶固定化领域,通过与合适材料的结合实现对酶的高效固定化,即不仅使酶充分发挥催化活性,酶的耐热、耐酸碱、耐储存等稳定性也大大增加,还兼具重复使用性。改进的脂肪酶活测定方法具有操作简便、准确度高、测试面广等优点。均相体系中自由酶和不同方式固定化脂肪酶催化模型的理论分析结果,可为脂肪酶的工业化应用奠定理论基础。