1. 研究目的与意义
本研究选择南极嗜冷脂肪酶（lip7195）、南极假丝酵母脂肪酶（CALB）和大肠杆菌甘油脱氢酶（EcogldA），通过对南极嗜冷脂肪酶和大肠杆菌甘油脱氢酶基因进行克隆，并在大肠杆菌中进行表达，并进行高效可溶性表达的优化，纯化后得到高纯度的南极嗜冷脂肪酶和大肠杆菌甘油脱氢酶，(其中南极假丝酵母脂肪酶重组菌为实验室保藏)。通过测定酶学性质确定催化反应条件，将三个酶进行酶量配比，探究并构建高效的复合酶协同催化制备二羟基丙酮的体系。
2. 国内外研究现状分析
1）电催化法：Demirel等改进了电催化法的电极，利用碳棒与金铂合金组成电极，此法提高了反应的催化活性和选择性，而且使产物的产率从26%提高到36%。 2）金属催化氧化法：1993年Hiroshi Kimura等将铂铋和碳负载铂作为复合催化剂，在其催化氧化甘油的反应中，首次发现产物中有二羟基丙酮。Hiroshi K等将Bi-Pt/颗粒碳作为催化剂，利用固定床反应器，连续式反应后，二羟基丙酮的产率达到32%，甘油反应物的转化率达40%，反应选择性由10%升至80%。谢艳丽等合成了一系列的单金属（如贵金属Pt）及多金属的催化剂，研究了其对甘油催化氧化作用的选择性，其结果表明当催化剂为 5% Bi/C －9% Pt 时，可以高选择性的将，甘油催化氧化成二羟基丙酮，当反应55℃，50h后，甘油的转化率达到100%，二羟基丙酮产率为50.05%。 3）甲醛缩合法：英国BP化学曾在甲醛连续生产二羟基丙酮的试验种，连续运行128h，结果显示：当甲醛的转化率达到约30%时，二羟基丙酮的产物选择性稳定在93%~97%左右，工艺趋于稳定，更加接近了工业化生产。BASF 公司在 USP5410089专利中公开了以噻唑鎓盐为催化剂合成二羟基丙酮的方法。BP 公司在 USP5166450专利中公开了以甲醛制备生产二羟基丙酮的工艺流程。 4）生物转化法：Bertrand 等在1848～1849年间研究第一次发现某些微生物能够将甘油转化为二羟基丙酮，通过鉴定该微生物为醋酸杆菌属。 5）其他方法：姚日生等利用一氯丙酮酯化醇解法两步反应合成二羟基丙酮，并且研究了反应条件对相转移的催化酯化和醇解反应的蒸馏过程的影响。
3. 研究的基本内容与计划
本文的研究构想则来源于生物酶法催化制备生物柴油中的甘油三酯、脂肪酶与甘油。首先根据脂肪酶的水解特性，其可以将甘油三脂完全水解为甘油和脂肪酸，其次生物酶法制备生物柴油的过程中利用了脂肪酸，将其甲酯化为脂肪酸甲酯，而大量的甘油则残留下来没有利用。以此，本论文将甘油三酯、脂肪酶、甘油与甘油脱氢酶和二羟基丙酮结合起来，通过脂肪酶水解甘油三酯，得到甘油，利用与脂肪酶同时加入反应体系中的甘油脱氢酶将甘油转化为二羟基丙酮。计划：第1周：撰写开题报告第2周：整理所需资料并确定实验方案第3~8周：将两种重组酶和南极假丝酵母脂肪酶CALB（重组菌为实验室保藏）通过测定酶学性质确定催化反应条件，根据比酶活进行配比，构建高效的复合酶协同催化植物油脂制备二羟基丙酮的体系，探究高效复合酶体系催化制备二羟基丙酮（DHA）的最佳反应体系第9~11周：撰写毕业论文第12周： 修改毕业论文、定稿、提交毕业论文
4. 研究创新点
本课题的研究构想则来源于生物柴油的制备成本较高，要使制得的生物柴油价格降低，提高占总产物11%左右的主要副产物甘油的附加值是有效途径之一。
本研究拟将甘油转化为dha作为大幅提高副产品的附加值的有效途径。
首先通过脂肪酶协同作用将甘油三脂完全水解为甘油和脂肪酸，然后将剩余的大量甘油由甘油脱氢酶转化为dha。
