Evaluation on the preparation, characterization, application and biodiesel production for lipase immobilization

本論文探討脂肪水解酵素(lipase)固定化之效應比較，在文獻中比較載體的使用，搭配適當的活化劑進行改質，再將所需要的酵素以固定化技術與此載體做結合，期望固定於載體上的酵素，其活性表現更穩定，同時藉由固定化技術，讓酵素進行操作反應後能夠易於回收，達到重複使用之功效；另外固定化技術也能使酵素操作在不同酸鹼環境與溫度狀態下，搭配固定化時間與酵素濃度，使固定化獲得更好的轉化效率。 本論文針對多篇文獻在lipase固定化應用上，其載體選擇、活化劑與製備方法、酵素種類、固定後酵素量、固定後酵素活性、酸鹼穩定性、熱穩定性、重複使用性、儲存能力以及產製生質柴油之轉酯化效率，深入探討並進行比較與評估。其中載體選擇分為chitosan、STY-DVB、纖維膜三大類；使用酵素以Thermomyces lanuginosus lipase (TLL)與Candida菌屬的脂肪?為主；酵素與載體間形成共價鍵結；綜合比較後，結果以使用橄欖果渣為載體、PGA為活化劑，可得固定後最高酵素量18.67 mg protein/g support；當使用chitosan為載體、GA為活化劑時，得到最佳酵素活性433 U/g support；且經重複反應使用10次後，酵素殘餘活性保有97%；儲存30天後活性保有98%；最佳轉酯化能力分別為反應3小時後生質柴油產率95%，以及反應12小時後生質柴油產率100%。因此以chitosan為載體、活化劑使用為2%的glutaraldehyde，搭配Candida菌屬的lipase，為lipase固定化中最具商業應用潛力的固定技術組合。總目錄 摘要.................................................................................................................................i Abstract...........................................................................................................................ii 總目錄............................................................................................................................iii 表目錄............................................................................................................................iv 圖目錄.............................................................................................................................v 第一章 緒論...................................................................................................................1 1-1 前言..................................................................................................................1 1-2 研究動機..........................................................................................................4 第二章 文獻回顧...........................................................................................................5 2-1 脂肪分解酵素(lipase)簡介..............................................................................5 2-2 脂肪分解酵素(lipase)催化產生生質柴油......................................................7 2-3 脂肪分解酵素(lipase)的固定化......................................................................9 2-4 應用於固定化脂肪酵素之材料....................................................................11 2-5 使用親水基載體chitosan(幾丁聚醣)的製備方法........................................12 2-6 使用疏水基載體styrenee-divinylbenzene (STY-DVB)的製備方法.............16 2-7 使用薄膜或纖維素作為載體的製備方法.....................................................19 2-8固定化酵素的活性表現.................................................................................24 第三章 結果與討論......................................................................................................36 3-1 固定化lipase之載體與使用菌株種類之比較.............................................36 3-2 載體之官能基效果........................................................................................39 3-3 Polyglutaraldehyde (PGA)的製備過程方式...............................................42 3-4 各種載體固定lipase之量與活性.................................................................45 3-5 各種載體固定lipase之重複使用性.............................................................47 3-6 Lipase固定後之儲存穩定性......................................................................50 3-7 各種lipase固定法在不同酸鹼值中之穩定性比較.....................................52 3-8 固定化lipase應用於轉化生質柴油之能力.................................................54 第四章 結論與未來展望.............................................................................................57 4-1 結論................................................................................................................57 4-2 未來展望........................................................................................................58 參考文獻.......................................................................................................................59 附錄...............................................................................................................................6