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固定化脂肪酶催化合成结构脂的研究

作　者: 秦德元
导　师: 张鹏
学　校: 北京化工大学
专　业: 生物化工
关键词: 固定化脂肪酶结构脂酯交换 EPA/DHA型卵磷脂
分类号: TQ645
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

结构脂是由中碳链脂肪酸三甘酯与不饱和长碳链脂肪酸三甘酯进行酯交换生成的新一类油脂,合成结构酯的目的是优化脂肪底物混合物,利用每一种脂肪酸的功能和特性,使合成的结构脂拥有更多的优点。本课题首先筛选了各种载体,选择弱碱性阴离子交换树脂D301-G树脂作为固定化猪胰脂肪酶的载体,并且确定了D301-G作为固定化载体的优化条件:在13℃的摇床中,吸附时间为8h,给酶量为127IU/g,戊二醛浓度1%,交联时间10min,得到固定化酶活为28.0 IU/g(平均值)。用NOVO公司提供的固定化脂肪酶lipolase催化卵磷脂和橄榄油的酯交换反应,并且考察温度、时间、酶活、底物浓度比、水分等因素,设计正交实验,得到lipolase催化卵磷脂和橄榄油酯交换反应的优化条件:在100mL烧瓶中,反应溶剂是20mL正己烷,恒温水浴温度45℃,反应时间12h,酶活是4.1U/mL(即加lipolase脂肪酶3.0mg),底物浓度比1∶4,加20μL水。用气相色谱分析得到的产物卵磷脂中亚油酸和油酸的总含量为59.92%。同样利用制备的固定化酶D301-G来卵磷脂和橄榄油的酯交换反应,考察同样的条件,得到D301-G催化卵磷脂和橄榄油酯交换反应的优化条件:在100mL烧瓶中,反应溶剂是20mL正己烷,恒温水浴温度为45℃,反应时间24h,酶活是10.5U/mL(即加7.5g固定化脂肪酶D301-G),底物浓度比1∶3,加20μL水。分析得到的产物卵磷脂中亚油酸和油酸的总含量为79.87%。再用lipolase催化卵磷脂和鱼油的酯交换反应,用相同的方法得到这个反应的优化条件:在100mL烧瓶中,反应溶剂是20mL正己烷,恒温水浴温度45℃,反应时间12h,酶活是6.9U/mL(即加lipolase脂肪酶5.0mg),底物浓度比1∶4,加20μL水。得到的产物卵磷脂中含有EPA为1.40%,DHA为5.43%,总的EPA/DHA的含量为6.83%,而固定化酶D301-G对这个催化这个反应没有效果。合成的EPA/DHA型卵磷脂使其氧化稳定性增强。并且磷脂分子形态可以原封不动地由细胞摄取,在细胞内分解为DHA、EPA与磷脂,显示出增效作用,所以可以作为食品、化妆品、药品来利用。

全文目录

第一章文献综述  8-27
  1.1 简介  8-9
    1.1.1 脂肪酶简介及历史  8
    1.1.2 脂肪酶性质  8-9
    1.1.3 脂肪酶的应用及前景  9
    1.1.4 酶固定化定义  9
  1.2 酶固定化方法  9-14
    1.2.1 吸附法  9-10
    1.2.2 交联法  10-11
    1.2.3 共价结合法  11-12
    1.2.4 包埋法  12-14
  1.3 酶固定化载体  14-17
    1.3.1 壳聚糖及其衍生物  14
    1.3.2 纤维素及其衍生物  14
    1.3.3 有机合成聚合物  14-15
    1.3.4 凝胶材料  15
    1.3.5 磁性微球  15-16
    1.3.6 无机材料  16
    1.3.7 丝素和甲壳素  16
    1.3.8 载体发展的展望  16-17
  1.4 结构脂简介  17
  1.5 卵膦脂  17-20
    1.5.1 卵磷脂的主体结构  18-19
    1.5.2 卵磷脂的基本性能  19-20
    1.5.3 卵磷脂的作用及应用  20
  1.6 卵磷脂的改性  20-24
    1.6.1 化学改性  20-21
    1.6.2 水解反应  21
    1.6.3 脂肪酶催化合成  21-22
    1.6.4 酶的选用  22-23
    1.6.5 酶法合成的影响因素  23-24
  1.7 FPA／DHA型卵磷脂的应用研究及发展  24-25
  1.8 论文选题的目的和意义  25-26
  1.9 研究的主要内容  26-27
第二章脂肪酶的固定化  27-39
  2.1 实验  27-30
    2.1.1 实验试剂及仪器设备(参见附录一)  27
    2.1.2 树脂的预处理  27
    2.1.3 酶的固定化方法  27-28
    2.1.4 酶活的测定方法  28-30
  2.2 实验结果与讨论  30-38
    2.2.1 固定化载体的筛选  30-34
    2.2.2 大孔吸附树脂与弱碱性阴离子树脂作为载体的比较  34-35
    2.2.3 D301-G与其他载体固定化脂肪酶的活力比较  35
    2.2.4 以D301-G为载体对酶固定化条件的优化  35-38
  2.3 结论  38-39
第三章卵磷脂脂肪酸的气相色谱分析  39-48
  3.1 实验  39-41
    3.1.1 实验试剂及仪器设备  39
    3.1.2 卵磷脂的提取分离  39
    3.1.3 甲酯化方法  39
    3.1.4 脂肪酸分析  39-41
  3.2 结果与讨论  41-47
    3.2.1 原料卵磷脂的脂肪酸分析  41-42
    3.2.2 标准品的测定  42-43
    3.2.3 橄榄油的脂肪酸测定  43-44
    3.2.4 鱼油的脂肪酸分析  44
    3.2.5 酯交换反应产物的处理及检测  44-47
  3.3 结论  47-48
第四章卵磷脂和橄榄油的酯交换反应  48-61
  4.1 实验  48-49
    4.1.1 实验试剂及仪器设备  48
    4.1.2 验证酯交换反应  48
    4.1.3 lipolase催化卵磷脂和橄榄油的酯交换反应  48
    4.1.4 固定化酶D301-G催化卵磷脂和橄榄油的酯交换反应  48-49
  4.2 结果与讨论  49-60
    4.2.1 酯交换反应的验证  49
    4.2.2 正交实验的条件、谱图及脂肪酸分析结果  49-55
    4.2.3 卵磷脂和橄榄油反应的优化条件  55-56
    4.2.4 水分含量对酯交换反应的影响  56-58
    4.2.5 固定化酶D301-G催化卵磷脂和橄榄油的酯交换反应  58-59
    4.2.6 游离脂肪酶催化酯交换反应  59-60
  4.3 结论  60-61
第五章卵磷脂和鱼油的酯交换反应  61-71
  5.1 实验  61-62
    5.1.1 实验试剂及仪器设备  61
    5.1.2 合成方法  61
    5.1.3 lipolase催化卵磷脂和鱼油的酯交换反应  61-62
    5.1.4 固定化酶D301-G催化卵磷脂和鱼油的酯交换反应  62
  5.2 结果与讨论  62-69
    5.2.1 正交实验的条件、谱图及脂肪酸分析结果(酶为lipolase)  62-67
    5.2.2 卵磷脂和鱼油反应的优化条件  67-68
    5.2.3 酯交换前后卵磷脂中脂肪酸含量比较  68-69
    5.2.4 固定化酶D301-G催化卵磷脂和鱼油的酯交换反应  69
  5.3 结论  69-71
第六章结论  71-73
第七章问题与建议  73-74
致谢  74-75
参考文献  75-80
附录一  80-82
附录二  82-85
附录三  85-90
攻读学位期间发表论文情况  90

固定化脂肪酶催化合成结构脂的研究

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