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谈脂肪酶基因工程菌NJY—1—69产脂肪酶在制备生物柴油中的应用

论文导读:orf公司);恒温调速摇床(YPWL,上海通特电讯设备厂)。  1.2试验流程生物柴油工艺流程见图1。  图1试验流程1.3生物柴油制备条件优化  1.3.1 水的添加量。脂肪酶是油水界面酶,水是催化反应中必不可少的物质,但过量的水又会使酶的催化活力下降。通过添加不同量的水0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、025%、0.30%(以油的质量为基

脂肪酶基因工程菌NJY—1—69产脂肪酶在制备生物柴油中的应用摘要主要考察了水的添加量、催化剂用量、醇油摩尔比、有机溶剂的添加、反应时间、反应温度、甲醇流加方式对生物柴油转化率的影响。结果表明,脂肪酶基因工程菌NJY169产脂肪酶制备生物柴油的最佳工艺条件:水的添加量为0.15%, 醇油摩尔比为3∶1,催化剂用量14%,反应温度30 ℃,反应时间36 h,甲醇流加方式是分3次加入,获得的生物柴油最高转化率为89%。
  关键词基因工程菌;脂肪酶;生物柴油
  A文章编号0517-6611(2014)24-08116-02
  The Application of a Lipase Prepared from an Engineered Fungal Strain NJY169 in the Production of Biodiesel
  YAN Lijuan et al (Yun nan Wonfine Biotechnology Co. Ltd, Kunming, Yunnan 650117)
  AcstractEffects of water addition amount, dosage of enzymes, the molar ratio of methanol and oil, the amount of organic solvent, duration/temperature of reactions and methods of fedbatch addition of methano on biodiesel conversion rate were investigated. The results showed that the optimal conditions of a lipase produced from an engineered fungal strain NJY169 in the production of biodiesel are: water amount 0.15%, the molar ratio of methanol and oil 3∶1, dosage of enzymes 14%, reaction temperature 30 ℃, reaction duration 36 h, methanol adding for 3 times, the highest conversion rate of biodiesel is 89%.
  Key words Engineered fungal strain; Lipase; Biodiesel
  脂肪酶因其独特的生物学和化学性质广泛应用于不同工业领域,尤其是在生物柴油制备中。生物柴油作为柴油的代用品是一种环境友好的绿色清洁燃料,发展生物柴油对于保护石油安全、保护环境、推动国民经济的发展具有十分重要的作用。由于脂肪酶催化生产生物柴油具有反应条件温和、产物易回收、醇用量少、无污染排放等优点,因而已引起人们广泛的重视。
  1材料与策略
  1.1主要试剂及仪器
  1.1.1主要试剂。甲醇、正己烷等生化试剂均为进口分析纯,菜籽油购自超市,脂肪酶基因工程菌NJY169(7.0 U/mg蛋白)为云南创新生物产业孵化器有限公司实验室制备。
  1.1.2主要仪器。GCMS(G1701EB,美国安捷伦公司);生化培养箱(SGSP02,上海博迅实业有限公司医疗设备厂);高速冷冻离心机(Centrifuge5810 R,德国eppendorf公司);恒温调速摇床(YPWL,上海通特电讯设备厂)。
  1.2试验流程生物柴油工艺流程见图1。
  图1试验流程1.3生物柴油制备条件优化[1-7]
  1.3.1 水的添加量。脂肪酶是油水界面酶,水是催化反应中必不可少的物质,但过量的水又会使酶的催化活力下降。通过添加不同量的水0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、025%、0.30%(以油的质量为基准),确定水的最佳添加量。
  1.3.2 催化剂用量。脂肪酶作为制备生物柴油的催化剂,不同油脂和不同的反应体系需要适合自身特定的添加量。通过添加不同量的脂肪酶8%、10%、12%、14%、16%、18%(以油的质量为基准),确定脂肪酶最佳添加量。
  1.3.3 醇油摩尔比。生物柴油的生成需要添加一定量的甲醇与动物或植物油等中的甘油三酸酯发生酯交换反应,但甲醇太多又会争夺脂肪酶反应中的必须水,影响脂肪酶的催化效力,通过添加2∶1、3∶1、4∶1、5∶1、6∶1、7∶1、8∶1的醇油摩尔比确定最佳的醇油摩尔比。
  1.3.4 有机溶剂的添加。有机溶剂可以推动底物与酶的接触并使底物更好的溶解,但脂肪酶基因工程菌NJY—1—69产脂肪酶在制备生物柴油中的应用相关论文由http://www.7ctime.com收集整理提供,如需论文可联系我们.有机溶剂的添加也会对产物有一定的影响。添加相同体积的叔丁醇、正丁醇、异丁醇、正己烷、石油醚、丙酮(与油体积比1∶1)进行催化反应,确定有机溶剂的最适添加量。
  1.3.5 反应温度。对于不同的催化剂及不同的反应体系反应温度不同,过高的温度导致催化剂失活,温度太低又使底物反应不完全。在25、30、35、40、45、50、55 ℃下进行催化反应,确定最佳催化温度。
  1.3.6 反应时间。对于不同的催化剂及不同的反应体系反应时间不同,时间长副产物增加,时间短反应不完全,浪费底物和催化剂。在12、24、36、48、60、72 h下进行催化反应,确定最佳反应时间。
  1.3.7 甲醇流加方式。甲醇是试验中不可缺少的反应物,大量甲醇对脂肪酶有毒害作用,但可以转变甲醇的流加方式来减少对脂肪酶的毒害。选择1次性加入甲醇反应36 h来测定转化率,和分2、3、4、5、6次加入甲醇来测定转化率。
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