磁性纳米载体固定化CALB在有机介质中催化合成乳酸乙酯的绿色工艺研究

本文推荐：研究团队通过将南极假丝酵母脂肪酶B（CALB）固定在磁性纳米颗粒上，开发出高效稳定的生物催化剂，用于有机溶剂（正己烷）中乳酸乙酯的绿色合成。相比游离CALB和商用Novozym435，该磁性催化剂在450C、17 mg/mL高底物浓度下保持60%以上转化率（5小时），初始反应速率达3.8 mM/h。研究揭示了乳酸酸复杂平衡对滴定法的干扰，并验证1/10的乳酸酸-乙醇摩尔比优化方案，为可持续化学生产提供新思路。

　　

Highlight

尽管本研究主要目标是评估磁性固定化CALB的催化性能，但作为对照，我们同时测试了游离脂肪酶和商用催化剂Novozym435（CALB吸附于丙烯酸树脂微球的形式）。

Results and discussion

虽然滴定法因乳酸酸在反应体系中的复杂平衡（可能涉及寡聚化）而被证明不可靠，但可滴定酸度降低表明乳酸酸与乙醇的最佳摩尔比为1/10。高效液相色谱（HPLC）分析显示，磁性生物催化剂在高浓度乳酸酸条件下（45⁰C时达17 mg/mL）仍保持稳定转化率（5小时内超60%），证明其处理高底物量的潜力。初始反应速率估算为3.8 mM/h。研究还发现乳酸酸准确定量和催化剂潜在降解等实验挑战。

Conclusions

磁性CALB生物催化剂在乳酸乙酯合成中展现出优异的活性和稳定性，尤其在高底物负载条件下表现突出，为可持续生产的进一步优化和应用铺平道路。