叔戊醇体系酶促大豆油制备生物柴油

生物柴油是由可再生的动植物油脂与短链醇（甲醇或乙醇）经转酯化反应制得的脂肪酸酯（甲酯或乙酯）。作为一种无毒、可降解和可再生的替代燃料，生物柴油已受到越来越多的关注，并被认为是石化柴油的优良替代品。

生物柴油的制备

目前生物柴油主要的制备方法是化学法，即通过酸碱催化剂催化甲醇和甘油三酯酯交换生产脂肪酸甲酯。由于化学方法存在能耗高、工艺复杂、甘油回收困难以及产生较多废水污染环境等问题，因此近年来更倾向于采用反应条件温和、专一性强、环境友好的生物催化法。然而生物酶技术制备生物柴油目前仍处于瓶颈阶段，这主要是因为甲醇对酶的毒性以及副产物甘油吸附在酶的表面，很大程度上降低了酶的活性及稳定性，致使酶促合成生物柴油的生产成本过高。

为了解决以上问题，许多研究学者对酶促生物柴油的反应介质进行了研究探索。最近，叔丁醇作为酶促生物柴油的反应介质引起了广泛的关注，这主要是因为：①叔丁醇具有3个甲基，支链程度高，因而酶在这种有机溶剂中可以保持催化活性；②叔丁醇可以同时溶解甲醇和甘油，使整个反应体系处于均相，从而可以减少甲醇及甘油对酶活性的负面影响。

叔戊醇的优势

与叔丁醇相比，叔戊醇不但具有以上相同的特点，而且叔戊醇的极性（lgP=1.5）小于叔丁醇（lgP=0.8），因而从疏水酶学的角度分析，叔戊醇可以更大程度地保持或提高酶的活性，然而到目前为止，以叔戊醇作为反应介质制备生物柴油的研究报道较少。

结论

通过系列研究，相关人员得到以下结论。

1.确定了脂肪酶Novozym435在叔戊醇反应体系中催化大豆油制备生物柴油的反应条件为：醇油摩尔比为3，脂肪酶添加量为2%（质量分数），叔戊醇用量为1倍大豆油体积，反应温度40˚C，反应时间15h，系统含水量2%，生物柴油产率可达到97%。

2.以叔戊醇作为反应介质的反应体系中，脂肪酶Novozym435可有效催化大豆油转化为生物柴油，与传统的酶法制备，叔戊醇作为反应介质，甲醇的毒性及副产物甘油对酶活的抑制得到了很好的改善。

3.在叔戊醇反应介质的体系中，脂肪酶表现出很好的操作稳定性，反应进行160批次后，仍然保持很高的生物柴油产率，为酶催化制备生物柴油的工业化提供了理论的基础。