耐高温碱性脂肪酶的纯化表达及催化制备生物柴油研究开题报告

 2021-08-08 14:02:04

1. 研究目的与意义

利用大肠杆菌表达重组质粒,分离纯化得到脂肪酶LipA。研究该酶的酶学性质,并根据该酶特点,开发合适的催化油脂生产生物柴油的催化条件。此研究对开发脂肪酶在工业催化上的应用具有重要意义。

生物柴油的燃烧能大幅减少致癌物质的水平(接近85%),更高的生物可降解率(比石油基柴油快四倍),和减少温室气体的排放(比石油基柴油和汽油低三倍以上),更适应于现行绿色理念。

2. 国内外研究现状分析

近年来,我国原油进口量日益上升,危机国家能源安全。从能源替代角度出发,寻找和发展替代能源刻不容缓。生物柴油是以动物油脂,微藻油,废弃食油等为原料,与短链醇发生酯交换反应,得到脂肪酸甲酯或乙酯,是一种新型清洁燃料。

生物柴油的制备可采用物理法、化学法及生物酶法。物理法包括直接混合法和微乳化法;化学法包括中度断链法和酯交换法;生物酶法包括生物脂交换法。相对于化学法制备生物柴油,酶催化法具有很多优点,其反应条件的温度和能耗较低,受游离脂肪酸和水的影响较小,且脂肪酶也可以将废弃油脂中的脂肪酸转化为甲酯。另外酶催化法反应消耗的醇量较少,产品中回收甘油等副产物时过程简单,操作简便。

2007年mohda.salameh和juergenwiegel从脂肪酶dsm11003中分离出两种嗜热耐碱脂肪酶,并对其进行表征分析。sheldon的团队在2000年开发了脂肪酶-生物催化酯交换反应的开创性研究工作。

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3. 研究的基本内容与计划

利用大肠杆菌表达重组质粒,分离纯化得到脂肪酶lipa。研究该酶的酶学性质,并根据该酶特点,开发合适的催化油脂生产生物柴油的催化条件。此研究对开发脂肪酶在工业催化上的应用具有重要意义。本论文研究内容如下:

1.脂肪酶lipa的表达及纯化;

2.脂肪酶lipa的酶学性质研究;

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4. 研究创新点

1.课题选酶具有嗜热耐碱特性,且关于该酶现阶段应用较少,选材具有新颖性。

2.该酶偏好于长链脂肪酸,有利于生物柴油反应催化。

3.本实验方法与传统化学方法相比,更加绿色友好,对实验仪器腐蚀性更小。

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