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本文提出了新型制冷剂R134a(1,1,1,2-四氟乙烷)作为酶催化反应介质的新思路,针对亚临界R134a酶催化体系中酶的稳定性和催化活性开展了研究,主要研究内容如下:1.研究了亚临界R134a体系中四种脂肪酶和木瓜蛋白酶,胰蛋白酶的稳定性。探讨了压力(2—8MPa)、温度(30—60℃)、水分、接触时间(1—12小时)、减压速率对酶稳定性的影响。结果表明,在试验选定的压力、温度、水分、接触时间、减压速率范围内,试验选取的四种脂肪酶和木瓜蛋白酶没有出现酶活的降低,在各试验条件下均呈现不同程度的酶活提高;胰蛋白酶在各试验条件下均呈现不同程度的酶活降低。采用热重分析和拉曼光谱手段研究了亚临界R134a处理前后的木瓜蛋白酶与胰蛋白酶的结构变化。结果表明,亚临界R134a处理前后的木瓜蛋白酶与胰蛋白酶的二级结构未发生变化,其酶活的变化可能是酶蛋白三级结构改变的结果。以酶促甘油与油酸酯合成反应为模型,研究了四种脂肪酶在亚临界R134a中的催化活性。以酯化度为评价指标,探讨了压力、温度、水分对酶促酯合成反应催化活性的影响。四种脂肪酶在亚临界R134a中的表现出较高的催化活性。2.研究了以固定化脂肪酶Novozym435为催化剂,亚临界R134a中酶催化制备富含多不饱和脂肪酸甘油酯。研究了亚临界R134a体系中固定化脂肪酶Novozym435的稳定性,在试验选定的压力、温度、水分、接触时间范围内,固定化脂肪酶Novozym435没有出现酶活的降低,在各试验条件下均呈现不同程度的酶活提高。以酶促甘油与油酸酯合成反应为模型,研究了固定化脂肪酶Novozym435在亚临界R134a中的催化活性,探讨了压力、温度、水分对酶促酯合成反应的影响并与无溶剂条件下的酶促酯化进行了对比。结果表明,固定化脂肪酶Novozym435在亚临界R134a中的表现出较高的催化活性,反应速率优于无溶剂条件。应用响应面法对工艺条件进行了优化,得到了优化工艺条件:在亚临界R134a体系中,体系压力4MPa,温度40℃,反应时间3小时,酶量:底物量的3%,底物摩尔比:4:1(甘油/游离脂肪酸,W/W),不添加水分;在此优化工艺条件下,酯化率的预测值为84.68%,试验值为84.06%。最优工艺条件下,合成甘油酯的回收率为91.4%,甘油酯的组成为:单甘酯:28.17%,二甘酯:68.31%,甘油三酯:3.52%。亚临界R134a体系中Novozym435催化甘油与游离脂肪酸合成富含多不饱和脂肪酸甘油酯,Novozym435表现为1,3位置专一性,Novozym435催化不同链长的脂肪酸酯化的转化率基本相同,未显示出底物选择性。在最优工艺条件下进行了Nonozym435的重复使用性能研究,结果表明,Novozym435循环使用40次,其酶活残余率仍达到109.6%。3.研究了以固定化脂肪酶Lipozyme TL IM为催化剂,亚临界R134a体系酶催化制备EPA/DHA磷脂。研究了亚临界R134a体系中固定化脂肪酶Lipozyme TLIM的稳定性,在试验选定的压力、温度、水分、接触时间范围内,固定化脂肪酶Lipozyme TL IM没有出现酶活的降低,在各试验条件下均呈现不同程度的酶活提高。研究了固定化脂肪酶Lipozyme TL IM在亚临界R134a中的催化大豆磷脂酸解的影响因素。探讨了酶添加量、压力、温度、水分含量、底物摩尔比对酶促大豆磷脂酸解的影响。结果表明,固定化脂肪酶Lipozyme TL IM在亚临界R134a中的表现出较高的催化活性,需要较少的酶量即可迅速达到较高的转化率,反应不存在底物抑制。应用响应面法对工艺条件进行了优化,得到了优化工艺条件:在亚临界R134a体系中,体系压力6MPa,温度40℃,反应时间1小时,酶量:底物量的14.77%,底物摩尔比:10:1(游离脂肪酸/大豆磷脂,mol/mol),添加水分1%(酶量)。在此优化工艺条件下,转化率的预测值为51.36%,试验值为52.16%。在最优条件下,合成EPA/DHA型磷脂的磷脂回收率为90.4%,其脂肪酸组成中EPA:12.23%,DHA:39.83%。合成的EPA/DHA型磷脂与原料大豆磷脂的磷脂成分无明显变化。4.研究了亚临界R134a中磷脂酶D催化制备富含多不饱和脂肪酸的磷脂酰丝氨酸。以鱿鱼卵为原料,经氯仿/甲醇法提取,柱层析纯化得到富含多不饱和脂肪酸的鱿鱼卵磷脂。在亚临界R134a体系中,磷脂酶D催化鱿鱼卵磷脂酰基转移反应制备富含n-3 PUFA磷脂酰丝氨酸。探讨了压力、温度、水分对酶促反应的影响。结果表明,磷脂酶D在亚临界R134a中的表现出较高的催化活性。应用响应面法对工艺条件进行了优化,得到了优化工艺条件:在亚临界R134a体系中,体系压力6MPa,温度40℃,反应时间3小时,酶量:9.6U,L-丝氨酸0.85g,溶于1.8mlpH5.5磷酸盐缓冲液;在此优化工艺条件下,转化率的预测值为88.68%,试验值为89.06%。在最优条件下,合成EPA/DHA型磷脂酰丝氨酸的磷脂回收率为87.1%。以制得的EPA/DHA磷脂酰丝氨酸对Hela细胞和Caco-2细胞增殖的影响为模型,探讨EPA/DHA磷脂酰丝氨酸的抗癌活性。结果表明,EPA/DHA磷脂酰丝氨酸对Hela细胞和Caco-2细胞增殖有显著抑制。