稻壳源介孔二氧化硅中交联脂肪酶的协同增效水解杂化催化剂开发

本刊推荐：本研究创新性地利用稻壳源介孔二氧化硅（RH-MS）作为水解催化剂载体，通过"船中瓶"（ship-in-a-bottle）策略固定化脂肪酶（LP），首次实现载体自身水解活性与酶固定化的协同增效效应。交联固定化LP比活性提升377%，展现卓越的pH/热稳定性、长期储存稳定性及10次循环使用后仍保持活性的可重复使用性，为绿色生物催化提供了突破性解决方案。

　　

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Chemicals

稻壳取自韩国忠清道地区稻米加工厂。氢氧化钠（97%，大正）、乙酸（99.7%，关东化学）、Pluronic P-123（EO₂₀PO₇₀EO₂₀，Aldrich）和三甲苯（TMB；98%，Aldrich）均直接使用无需纯化。荧光假单胞菌来源的阿马诺脂肪酶（Amano lipase）、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、戊二醛（GA）、对硝基苯乙酸酯和乙腈均购自Sigma-Aldrich公司。

Characterization of RH-MS

RH-MS的整体合成流程如图1所示。采用NaOH溶液直接从稻壳中提取的黑液作为硅源制备介孔二氧化硅。提取在温和条件（80°C）下进行，能获得低杂质碳水化合物和木质素的黑液。如既往文献证实，即使在温和条件下，稻壳中高达80%的二氧化硅可溶于黑液。

Conclusions

本研究成功验证了稻壳源介孔二氧化硅（RH-MS）作为脂肪酶（LP）固定化载体的巨大潜力。与游离酶相比，固定化LP比活性提升377%，同时具有增强的热稳定性和pH耐受性，成为多种工业应用的理想候选。采用戊二醛交联的"船中瓶"创新策略不仅有效防止酶泄漏和变性，更首次在介孔二氧化硅载体中实现了水解性能的协同增强效应。