环氧树脂功能化共固定化CALB与TLL脂肪酶：Taguchi法优化及生物催化性能增强机制研究

本综述系统阐述了采用支化聚乙烯亚胺（BPEI）功能化环氧树脂（RE）共固定化 Candida antarctica 脂肪酶B（CALB）与 Thermomyces lanuginosus 脂肪酶（TLL）的创新策略。通过Taguchi L9法优化获得高固定化效率（>98%）及显著提升的热稳定性（50–80?°C半衰期延长）、pH耐受性与有机溶剂抗性，为工业生物催化剂设计提供新范式。

　　

Highlight

采用Taguchi L9方法系统优化了CALB与TLL在功能化环氧树脂（RE）上的共固定化工艺，确定最佳条件为：12小时反应时间、pH 9、100 mM缓冲体系及6 mg酶/克载体的酶负载量。该策略显著提升了固定化效率与催化性能。

Materials

Thermomyces lanuginosus 脂肪酶（TLL）和 Candida antarctica B型脂肪酶（CALB）购自Sigma-Aldrich巴西公司。戊二醛（Grade II）、对硝基苯丁酸酯（p-NPB）及Triton X-100均采购自Sigma-Aldrich（美国）。所有其他化学试剂为分析级，购自Synth和Vetec（巴西）。支化聚乙烯亚胺（BPEI，分子量10,000）购自Sigma-Aldrich。

Process optimization using the Taguchi method

Taguchi方法通过最少实验量实现多参数协同优化，极大提升了脂肪酶固定化工艺的效率。本研究通过分析反应时间、缓冲液浓度、pH值与酶负载量四个关键因素的三水平交互作用，成功最大化固定化收率，为工业化放大提供了可靠数据支撑。

Conclusions

本研究证实BPEI功能化环氧树脂是CALB与TLL共固定化的高效载体。在优化条件下（12小时、pH 9、100 mM缓冲液、6 mg/g酶载量），所得生物催化剂RE/TLL-CALB表现出卓越的热稳定性、pH适应性和有机溶剂耐受性，且储存180天后仍保持80%以上活性，显著扩展了其在苛刻工业环境中的应用潜力。