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脂肪酶固定化及其在化学品合成中的应用

学位论文数据集第5-6页
中文摘要第6-10页
ABSTRACT第10-13页
第一章 文献综述第21-65页
    1.1 脂肪酶概述第21-23页
    1.2 脂肪酶的结构及构象特征第23-26页
        1.2.1 脂肪酶的活性中心结构第23-25页
        1.2.2 脂肪酶的多构象特征与界面活化第25-26页
    1.3 脂肪酶在化学品合成的应用第26-35页
        1.3.1 概述第26-29页
        1.3.2 棕榈酸异辛酯的合成第29页
        1.3.3 二元酸酯的酶法合成第29-30页
        1.3.4 单甘酯的合成第30-33页
            1.3.4.1 单甘酯的化学法合成第31页
            1.3.4.2 单甘酯的酶法合成第31-33页
        1.3.5 生物柴油的酶法合成第33-35页
    1.4 脂肪酶的固定化第35-42页
        1.4.1 固定化材料第36-39页
            1.4.1.1 颗粒载体第37页
            1.4.1.2 膜材料第37页
            1.4.1.3 纤维材料第37-39页
        1.4.2 固定化方法第39-42页
            1.4.2.1 传统的固定化方法第39-40页
            1.4.2.2 疏水界面活化固定化酶第40-41页
            1.4.2.3 硅基质包埋方法第41-42页
            1.4.2.4 交联酶晶体法第42页
            1.4.2.5 定点固定化技术第42页
    1.5 非水相脂肪酶催化第42-44页
        1.5.1 水对脂肪酶催化反应的影响第43-44页
        1.5.2 溶剂对脂肪酶催化反应的影响第44页
    1.6 离子液体中酶催化研究进展第44-48页
        1.6.1 离子液体的结构和分类第45页
        1.6.2 离子液体的作为生物催化反应溶剂的特性第45-47页
        1.6.3 脂肪酶在离子液体中的催化特征第47-48页
    1.7 COSMO-RS模型简介第48-51页
    1.8 本课题研究思路和内容第51-53页
    参考文献第53-65页
第二章 氨基硅油整理纤维织物固定化脂肪酶:织物亲/疏水性对固定化酶活性和稳定性的影响第65-93页
    2.1 引言第65-66页
    2.2 材料与方法第66-72页
        2.2.0 实验材料第66页
        2.2.1 主要试剂第66页
        2.2.2 仪器与设备第66页
        2.2.3 实验方法第66-72页
            2.2.3.1 织物的表面疏水整理第66-67页
            2.2.3.2 戊二醛活化载体的方法第67页
            2.2.3.3 脂肪酶固定化程序第67-68页
            2.2.3.4 脂肪酶负载量测定方法第68页
            2.2.3.5 水解酶活的定义和测定方法第68-69页
            2.2.3.6 固定化酶酯化活力的定义和测定方法第69-70页
            2.2.3.7 织物膜表面水接触角的测定方法第70页
            2.2.3.8 扫描电镜(SEM)观察织物膜表面形貌第70页
            2.2.3.9 织物膜表面的衰减全反射傅立叶变换红外分析第70页
            2.2.3.10 织物膜表面X-射线光电子能谱分析(XPS)第70页
            2.2.3.11 pH对固定化酶活力的影响第70-71页
            2.2.3.12 温度对固定化酶活力的影响第71页
            2.2.3.13 甲醇和乙醇浓度对固定化酶活力的影响第71页
            2.2.3.14 固定化酶在有机溶剂中的稳定性第71页
            2.2.3.15 酯化反应体系含水量对固定化酶活性的影响第71-72页
            2.2.3.16 固定化酶在酯化反应体系中的操作稳定性第72页
    2.3 结果与讨论第72-89页
        2.3.1 疏水整理剂的选择及整理后织物表面接触角比较第72-74页
        2.3.2 氨基硅油整理织物的表面结构表征第74-78页
            2.3.2.1 氨基改性硅油的基本结构第74-75页
            2.3.2.2 氨基硅油整理后的织物表面性质表征第75-78页
                2.3.2.2.1 纤维织物的表面SEM分析第75-76页
                2.3.2.2.2 氨基硅油整理织物的表面ATR-FT/IR分析第76页
                2.3.2.2.3 氨基硅油整理织物的表面XPS分析第76-78页
        2.3.3 疏水整理对固定化酶水解酶活的影响第78-79页
        2.3.4 疏水整理对固定化酶酯化活力的影响第79-80页
        2.3.5 氨基硅油整理织物固定化酶的SEM分析第80-81页
        2.3.6 氨基硅油用量对固定化酶酶活的影响第81-83页
        2.3.7 疏水织物固定化酶的性质第83-86页
            2.3.7.1 pH值对固定化酶活力影响第83-84页
            2.3.7.2 温度对固定化水解活力的影响第84页
            2.3.7.3 有机溶剂对固定化酶活性和稳定性的影响第84-86页
        2.3.8 疏水织物固定化酶在酯化体系中反应特性和操作稳定性第86-89页
            2.3.8.1 高水含量体系中固定化酶的活性第86-88页
            2.3.8.2 固定化酶的操作稳定性第88-89页
    2.4 小结第89-90页
    参考文献第90-93页
第三章 发酵液固定化脂肪酶及无溶剂体系中生物柴油(油酸乙酯)的酶法合成第93-113页
    3.1 引言第93-94页
    3.2 材料与方法第94-96页
        3.2.1 实验材料第94页
        3.2.2 主要试剂第94页
        3.2.3 仪器与设备第94页
        3.2.4 实验方法第94-96页
            3.2.4.1 脂肪酶发酵液的酶活测定第94页
            3.2.4.2 发酵液吸附固定化脂肪酶第94-95页
            3.2.4.3 无溶剂体系油酸乙酯的酯化合成第95页
            3.2.4.4 固定化酶批次反应稳定性测定第95-96页
    3.3 结果与讨论第96-110页
        3.3.1 发酵液固定化过程的研究思路第96-97页
        3.3.2 固定化过程参数优化及控制第97-103页
            3.3.2.1 发酵液酶活单位对固定化的影响第97-99页
            3.3.2.2 吸附时间对固定化的影响第99-100页
            3.3.2.3 吸附次数对固定化的影响第100-102页
            3.3.2.4 发酵液pH值对固定化的影响第102-103页
        3.3.3 无溶剂体系油酸乙醇酯化过程优化第103-110页
            3.3.3.1 温度对酯化的影响第103-104页
            3.3.3.2 酶用量对酯化的影响第104页
            3.3.3.3 底物摩尔比对酯化的影响第104-105页
            3.3.3.4 乙醇流加对酯化的影响第105-106页
            3.3.3.5 水对酯化的影响第106-109页
            3.3.3.6 固定化酶的稳定性第109-110页
    3.4 小结第110-111页
    参考文献第111-113页
第四章 织物膜固定化酶反应器的构建及其在棕榈酸异辛酯合成中的应用第113-127页
    4.1 引言第113-114页
    4.2 材料与方法第114-116页
        4.2.1 实验材料第114页
        4.2.2 主要试剂第114页
        4.2.3 主要仪器设备第114页
        4.2.4 实验方法第114-116页
            4.2.4.1 脂肪酶的发酵生产第114页
            4.2.4.2 脂肪酶的固定化第114-115页
            4.2.4.3 固定床反应器中棕榈酸异辛酯的合成第115页
            4.2.4.4 反应酯化率的测定第115页
            4.2.4.5 水含量的测定第115页
            4.2.4.6 产物的气相色谱(GC)分析第115-116页
    4.3 结果与讨论第116-124页
        4.3.1 固定床式酶反应器的构建第116-117页
        4.3.2 底物浓度对酯化的影响第117页
        4.3.3 底物摩尔比对酯化的影响第117-118页
        4.3.4 保留时间对酯化的影响第118-120页
        4.3.5 反应柱高径比的影响第120-121页
        4.3.6 酶反应器中水量对酯化的影响第121-122页
        4.3.7 固定床式酶反应器的操作稳定性第122-124页
        4.3.8 产物的分离纯化和分析第124页
    4.4 小结第124-125页
    参考文献第125-127页
第五章 固定化酶催化合成脂肪族二元酸酯第127-143页
    5.1 引言第127页
    5.2 材料与方法第127-129页
        5.2.1 实验材料第127页
        5.2.2 主要试剂第127-128页
        5.2.3 仪器与设备第128页
        5.2.4 实验方法第128-129页
            5.2.4.1 自制Candida sp99-125假丝酵母固定化脂肪酶的制备第128页
            5.2.4.2 酶活的定义和测定方法第128页
            5.2.4.3 二元酸酯的酯化合成第128页
            5.2.4.4 二元酸酯化率的测定第128页
            5.2.4.5 产物分离纯化第128-129页
            5.2.4.6 气相色谱分析第129页
    5.3 结果与讨论第129-140页
        5.3.1 酶的选择第129-130页
        5.3.2 底物对酯化的影响第130-132页
        5.3.4 有机溶剂的影响第132-133页
        5.3.5 温度的影响第133-134页
        5.3.6 酶用量的影响第134-135页
        5.3.7 吸水剂对酯化的影响第135页
        5.3.8 底物摩尔比的影响第135-137页
        5.3.9 固定化酶反应的稳定性第137-138页
        5.3.10 产物的分析第138-139页
        5.3.11 其他二元酸酯的酯化合成第139-140页
    5.4 小结第140页
    参考文献第140-143页
第六章 离子液体结构对酶法甘油解反应转化率和选择性的影响:COSMO-RS计算用于理论表征第143-175页
    6.1 引言第143-144页
    6.2 材料与方法第144-148页
        6.2.1 实验材料第144-145页
        6.2.2 实验主要试剂第145页
        6.2.3 主要仪器及分析程序第145-146页
        6.2.4 实验方法第146-148页
            6.2.4.1 离子液体中脂肪酶催化的甘油解反应第146页
            6.2.4.2 薄层色谱(TLC-FID)分析第146页
            6.2.4.3 无限稀释活度系数和溶解度的计算:模型理论和计算分析第146-148页
    6.3 结果与讨论第148-170页
        6.3.1 不同结构离子液体中甘油解反应行为比较第148-152页
        6.3.2 离子液体结构影响单甘酯合成选择性的作用机理分析第152-155页
        6.3.3 温度对离子液体中甘油解反应的影响第155-156页
        6.3.4 离子液体用量对甘油解反应的影响第156-157页
        6.3.5 底物摩尔比(Gly/TG)对甘油解反应的影响第157-159页
        6.3.6 离子液体对脂肪酶活性的影响第159-160页
        6.3.7 COSMO-RS模型对离子液体结构决定反应特性的量化分析第160-170页
            6.3.7.1 σ-Profiles与σ-Potentials第162-164页
            6.3.7.2 底物溶解度与范德华力作用能和不匹配作用能第164-168页
            6.3.7.3 活度系数与产物选择性第168-170页
    6.4 小结第170-171页
    参考文献第171-175页
第七章 结论第175-179页
本论文创新点第179-181页
问题与建议第181-183页
附录第183-187页
研究成果及发表的学术论文第187-189页
致谢第189-190页
作者和导师简介第190-191页
博士研究生学位论文答辩委员会决议书第191-192页

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