脂肪酶催化反應(yīng)的水-有機(jī)溶劑兩相兩相反應(yīng)體系的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
化學(xué)先生 / 2019-08-02
脂肪酶的生理學(xué)角色是水解甘油三酯類底物,由于這些底物都是水不溶性的,因此反應(yīng)一般在乳化狀態(tài)下發(fā)生。
由于脂肪酶可以被油/水界面活化,因此非常適合于在含有有機(jī)溶劑的兩相體系中反應(yīng)。Halling 等按照水含量的多少將兩相體系劃分為以下幾種類型:乳化體系(emulsion-typesystems)、固定相捕獲水體系(trapped aqueous phase systems)、極低水含量的兩相體系(very low water biphasic systems)。它們的結(jié)構(gòu)如圖7-9所示。
當(dāng)兩相體系中水含量較高時(shí),可形成油包水或水包油乳化體系;當(dāng)兩相體系中水含量較低時(shí),水相可能會(huì)被固體顆粒(載體或生物催化劑本身)所捕獲而被限制在其孔道和內(nèi)部,此時(shí)兩相體系中看不到游離的水相,稱為水相固定體系;當(dāng)兩相體系中水含量極低時(shí)(水活度aw<1),生物催化劑所處的環(huán)境發(fā)生了明顯的變化,水以結(jié)合水形式存在于生物催化劑或載體上,被稱為極低水含量的兩相體系。
含有有機(jī)介質(zhì)的兩相反應(yīng)體系中的酶催化反應(yīng),歸納起來有如下優(yōu)點(diǎn)[32~-34,36]:①有利于疏水底物的反應(yīng);②提高了酶的熱穩(wěn)定性,可避免微生物污染;③可防止由水引起的底物或產(chǎn)物的不必要水解反應(yīng),能催化在水中不能進(jìn)行的反應(yīng);④可以改變反應(yīng)的平衡方向;⑤可以控制底物的專一性;⑥可擴(kuò)大反應(yīng)對(duì)pH的適應(yīng)性;⑦便于消除底物和產(chǎn)物的抑制作用;⑧酶和產(chǎn)物易于回收,易于與化學(xué)過程連接等。