SC-CO2是良好的反应介质,其特殊的传质特性能在酶催化反应中加速质量传递,作为反应溶剂可大大降低酶反应体系的界面效应,可进行酶催化的多种反应。在酶催化反应中使用超临界流体作介质还可同时回收产品或反应物。生物催化和产品分馏的综合使用为工业过程的生物催化提供了更大的空间,可使生物催化反应和产物分离同时进行,实现偶联操作,便于工业化生产。目前,虽然对多种脂肪酶在超临界体系中进行过研究,但超临界体系中酶分子的变化对活性的影响及酶催化过程的反应机理至今仍不清楚,其特殊的传质特性能否改变固定化酶催化的主体反应过程,扩大分配效应,消除界面效应,提高扩散效应,使非均相固定化酶体系转化为SC-CO2体系下的"拟均相"反应,至今尚无明确的结论。在SC-CO2体系中研究亚油酸异构酶的催化反应,对于开拓生物活性物质共轭亚油酸制备的新途径和SC-CO2体系的酶催化反应工业化应用奠定理论基础,具有重要意义。
本研究以实验室分离鉴定的一株植物乳杆菌Lactobacillus plantarum,LT2-6发酵产生的能将亚油酸(Linoleic Acid,LA)异构化为共轭亚油酸(Conjugated Linoleic Acid,CLA)的亚油酸异构酶作为酶源,以提高酶的利用率、实现酶与脂溶性底物的均相传质反应为目的,将固定化酶作为生物催化剂,以超临界CO2(Supercritical Carbon dioxide,SCCO2)作为反应介质,对亚油酸异构酶催化异构反应性质进行了初步探讨。首先利用基因工程手段,成功获得了有活性的重组亚油酸异构酶。酶的固定化方面确定了采用海藻酸钠凝胶包埋法效果最好。SCCO2体系下,考察了压力,温度,作用时间,含水量,卸压时间对凝胶颗粒完整率和酶的稳定性影响。确定了SCCO2体系下酶转化共轭亚油酸的最佳反应条件。为SCCO2体系下酶催化反应工业化应用奠定了理论基础,具有重要意义。