生物催化

固定化酶及全细胞生物催化研究进展

摘要:生物柴油是一种可再生的绿色环保型能源。醉法合成生物柴油具有条件温和、醉用童小、甘油易回收等优点。

关健词:生物某油;固定化脂肪醉;全细胞生物催化剂

前言：生物柴油是由动植物油脂与低碳醇进行醇解所制得的脂肪酸醋。生物柴油不含芳香烃且含硫量很低，和石化柴油相比，大大减少了主要污染物排放，具有可再生性，润滑性能好、燃烧充分、运输与使用安全等特点，是一种可以替代普通柴油的优质清洁燃料。

生物柴油是由动植物油脂与低碳醇进行醇解所制得的脂肪酸醋。生物柴油不含芳香烃且含硫量很低，和石化柴油相比，大大减少了主要污染物排放，具有可再生性，润滑性能好、燃烧充分、运输与使用安全等特点，是一种可以替代普通柴油的优质清洁燃料。在今后5年内，中国将建成年产2一5万吨规模的生物柴油产业化示范工程。2005年中国原油进口依存度继续扩大，进口量达到1.3亿吨，因此推进能源多元化，鼓励替代能源的发展，提倡使用清洁能源已经刻不容缓。当为了降低成本，提高效率，国内外研究者开发了新技术以克服化学法的缺点，主要有生物酶法、工程微藻法、超临界流体技术。目前主要研究用脂肪酶催化转醋化反应的生物酶法。此法具有提取简单、反应条件温和、醇用量小、甘油易回收等优点，且该过程还能进一步合成其它高附加值产品，例如可生物降解的润滑剂以及用于燃料和润滑剂的添加剂。本文综述了固定化脂肪酶、全细胞生物催化剂在生物柴油制备中研究应用的新进展。 一、固定化酶制备生物柴油的研究

最初生物酶法生产生物柴油使用的催化剂是游离脂肪酶，但酶的价格昂贵，采用游离脂肪酶作催化剂在反应结束后，酶的分离、再生、循环使用很困难。目前酶法合成生物柴油主要应用固定化酶作为催化剂。固定化酶是将游离脂肪酶应用固定化技术制得的，具有稳定性高、可重复使用、容易回收等特点，克服了游离脂

肪酶在有机溶剂中的聚集作用，不易分散，催化效率低的缺点。

新的工艺将会使固定化脂肪酶的应用更加广泛，为实现酶法工业化生产提供了新的解决方案，同时应开发新的脂肪酶固定方法，降低生物柴油的生产成本。 二、全细胞生物催化剂合成生物柴油

脂肪酶的价格昂贵，需要复杂的回收、纯化操作以及固定化过程，使用脂肪酶作为催化剂工业生产成本较高。因此，近年来应用全细胞生物催化剂的研究得到了发展，这种工艺无需复杂的提纯过程，无游离脂肪酶或催化剂残渣存在，节省了设备和运行维护费用。由气升式生物反应器培养的全细胞生物催化剂较采用摇瓶培养的全细胞生物催化剂其耐用性得到增强。在用全细胞生物催化剂转醋化反应中，随着体系含水量的增加，甘油一酸醋减少，游离脂肪酸增加;增加反应的循环次数，则甘油一酸醋，甘油二酸醋，甘油三酸醋的含量也增加。有待进一步的研究。该法替代了有毒性的戊二醛，具有良好的发展前景。

在生物法制备生物柴油的技术中，全细胞生物催化剂克服了使用游离脂肪酶和固定化脂肪酶的缺点，更适宜工业化生产，有巨大的发展潜力。 三、结语

酶的价格昂贵，采用游离脂肪酶作催化剂在反应结束后，酶的分离、再生、循环使用很困难。固定化酶具有稳定性高、可重复使用、容易回收等特点，克服了游离脂肪酶在有机溶剂中的聚集作用，不易分散，催化效率低的缺点，新技术的应

用消除了副产物甘油的影响，减弱了醇类对催化剂的抑制作用;但固定化酶需要 点，节省了设备和运行维护费用，是未来生物柴油制备的发展方向。生物柴油作为一种可替代石化燃料的可再生洁净能源，其优势在于生态环境的保护，可以缓解能源供应的紧张状况，对国家能源安全有益。我国应根据国情建立稳定的高产油料作物供给基地，开发具有自主知识产权的生产新工艺。 参考文献:

(1〕美国生物柴油的生产情况

(2〕北京周报.我国将发展生物能源推动农业和能源产业 (3) 郭琏，贺华阳，王涛，等.超临界流体技术制备生物柴油