脂肪酶是一种重要的水解酶,具有选择性高、反应速率快、反应条件温和、无污染等优点,在食品、医药、工业方面广泛被应用。但天然酶稳定性差、回收困难、易失活。为了提高脂肪酶的使用效率,降低生产成本,酶的固定化技术得以应用。壳聚糖有许多重要的生物和化学特性,例如生物相容性,正电性和生物降解性,是一种理想的固定化载体。目前,壳聚糖固定化脂肪酶主要有颗粒法和涂层法,这两种方法存在着固定化酶活低、酶活回收率也低、内扩散阻力大等缺点。采用纳米壳聚糖作载体刚好能解决以上问题,这是因为纳米壳聚糖粒径小,容易分散,比表面积大,负载性能好,酶活回收率高。 本学位论文较为系统地综述了纳米壳聚糖的制备方法、酶的固定化方法、载体材料、固定化酶在非水介质中催化反应的特点及固定化脂肪酶在非水介质中催化反应的类型,研究了用离子凝胶法制备纳米壳聚糖粒子的反应条件、纳米壳聚糖与脂肪酶固定化配比、固定化脂肪酶的最适反应条件和稳定性以及用其在非水介质中催化合成戊酸戊酯的-些特性。 研究结果表明,反应条件对用离子凝胶法制备壳聚糖纳米微粒有重要影响。当壳聚糖与三聚磷酸钠溶液的浓度分别为0.4-2.5mg/mL与0.4-1.5mg/mL、保持质量比在3:1-6:1之间、用戊二醛交联3h时,可得到稳定的壳聚糖纳米微粒。纳米壳聚糖与脂肪酶的质量比为10:2时,固定化脂肪酶的酶活最大,为225.3U/g,与用普通壳聚糖固定化脂肪酶相比,酶活提高了92.2％,酶活回收率提高了30％左右。固定化脂肪酶的最适pH为7.5,最适温度为45℃,其热稳定性及在有机溶剂中的稳定性都比游离酶好,说明了纳米壳聚糖对脂肪酶起到了保护作用,是脂肪酶的良好载体。用纳米壳聚糖固定化脂肪酶催化合成戊酸戊酯的转化率随溶剂疏水性的增大先增大后减小,在正己烷中,催化反应8h后基本达到平衡,此时的转化率为20.1％,重复使用5次,反应的转化率仍保持原来的72.9％,可见纳米壳聚糖固定化脂肪酶较游离酶有较好的操作稳定性,可以重复使用,降低了酶催化反应的成本,具有良好的应用前景。