固定化催化剂催化植物油转酯化

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本文研究通过脂肪酶的固定化和对固定化脂肪酶的预处理来提高脂肪酶的催化活性和稳定性。考查了载体种类和吸附条件对脂肪酶吸附固定化的影响,预处理液浸泡对固定化脂肪酶的作用效果,并将固定化脂肪酶应用于催化精炼大豆油与甲醇转酯化反应生成脂肪酸甲酯,结果表明:40目活性炭、硅胶G及DM-130大孔树脂吸附固定化脂肪酶的载酶量和活性较好。脂肪酶浓度和吸附时间影响固定化脂肪酶的载酶量,pH值和温度仅影响固定化脂肪酶的活性,对载酶量没有影响。在pH7.0、30℃和150r/min振荡条件下,采用40目活性炭、硅胶G吸附0.05mg/mL脂肪酶液1h、DM-130大孔树脂吸附2h,制得的固定化脂肪酶活力分别为65U/g、39U/g、32U/g。有机溶剂浸泡影响吸附固定化的脂肪酶的活性及稳定性。丙酮、丙醇、异丙醇和乙酸乙酯能显著提高固定化脂肪酶的活性,异丙醇和乙酸乙酯还能提高固定化脂肪酶的热稳定性和操作稳定性。与未处理的固定化脂肪酶相比,以20ml乙酸乙酯处理40目活性炭固定化脂肪酶1h、20ml异丙醇处理DM-130大孔树脂和硅胶G固定化脂肪酶1h,脂肪酶活力提高了1.93-2.25倍、半衰期延长了3.2-8.4h、催化大豆油转酯化反应延长使用3-5批、保存期延长90d以上,并且在60℃时的残余脂肪酶活力为其初始活力的53.4%-81.7%。戊二醛交联会降低吸附固定化脂肪酶的活性,却能显著提高其稳定性。与未处理的固定化脂肪酶相比,以0.3%戊二醛交联40目活性炭、硅胶G、DM-130大孔树脂固定化脂肪酶10min,其半衰期延长了4.3-9.2h、催化大豆油转酯化反应延长使用3-4批、保存期延长120d以上,并且在60℃时的剩余脂肪酶活力为其初始活力的53.5%-68.5%。采用底物大豆油浸泡固定化脂肪酶可提高脂肪酸甲酯的转化率。将40目活性炭、硅胶G、DM-130大孔树脂固定化脂肪酶于30℃浸泡于底物大豆油中8h,其催化生成的脂肪酸甲酯的转化率为82.9%-89.9%。
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