乳酸乙酯具有100%生物降解、易循环使用、无腐蚀、不致癌和不易挥发等优点。它可以取代目前常用的溶剂（丙酮、甲苯和二甲苯等）,从而减少工业生产的危险。而且,乳酸乙酯也是白酒的重要风味酯。脂肪酶可以催化酯类化合物的合成和酯交换,酶催化具有专一性好、反应条件温和以及能耗小等优点,有机相脂肪酶催化的研究极大地扩展了酶的应用范围。 乳酸和乙醇是完全互溶的,这不利于发挥酶在两相界面的活性,同时乳酸与大多数有机溶剂不互溶。而且,乳酸同时包括羧基和羟基两个官能团,这使得乳酸容易自聚形成链形自聚体或内交酯。乳酸的酸性较强,它的解离常数Kα(83.2×10^-5)较其他有机酸高许多(甲酸17.7×10^-5,乙酸1.75×10^-5),又因为乙醇是酶的失活剂,所以乳酸乙酯的酶法合成至今未见报道。基于此,本文对有机相脂肪酶催化合成乳酸乙酯进行了系统的研究,并通过数学方法进行了深入的分析,建立了动力学模型。 第一、考察了在双底物抑制作用下脂肪酶催化合成乳酸乙酯。叔丁醇是最佳溶剂,在所选的脂肪酶中Novozym 435的催化活性最好。从微观角度研究了为什么除叔丁醇以外,其他有机溶剂均使酶失活的原因。对反应进行优化,当酸醇摩尔比为1:8、反应温度60℃、酸浓度0.3mol/L、酶浓度55g/mol、摇床转数200rpm时产率达到77%,酶重复使用6次后产率仍然可达到60%。 第二、采用响应曲面法,考察酸浓（0.1～0.5mol/L）,酶浓（15-55g/mol）和反应时间（24～72h）所组成的三因素中心组合设计对酯化和酶活的影响。即使在较低的酶浓下（15g/mol）,产率仍可达到60%,这与实验结果也十分吻合。 第三、研究了用硅藻土固定化脂肪酶,固定化温度、pH、酶与硅藻土的质量配比、固定化时间和转数利用正交实验分析,当固定化温度30℃、pH7.5、配比1:9、吸附时间5h、摇床转数200rpm时达到最佳固定化结果。 第四、研究了酯化的动力学,反应符合米氏方程,属于双底物抑制的双乒乓机制。动力学参数拟合结果为:V_max=14.5μmol/（min^*g）;K_A=0.0134 mol/L;K_B=0.0367 mol/L;K_iA=0.0107 mol/L;K_iB=0.275 mol/L。乳酸作为短链极性脂肪酸,对酶的失活作用远远大于乙醇。