專利名稱：：油酯催化分離兩相酶-膜生物反應器及其制備和應用的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種油酯催化分離兩相酶-膜生物反應器及其制備和應用于催化食用甘油脂水解的技術。
背景技術：
：固定化酶技術是酶工程的核心技術之一，對食品工業具有重要意義。固定化酶具有易于連續生產、產物分離純化容易、酶的穩定性提高、反應條件容易控制和能改善產物品質等優點。我國固定化酶研究開始于1970年，首先是中科院微生物所和上海生化所(現上海生化與細胞所)同時開始了固定化酶的研究。目前，國內外研究人員對食品酶固定化及其在食品工業中的應用開展了卓有成效的研究開發，取得了一系列成果，為食品工業特別是食品酶工程的創新發展作出了貢獻。雖然固定化酶具有一系列優點，但同樣存在一些不足，主要包括固定化過程酶活力損失、酶固定化效率不高和底物擴散阻力增加等。從化學物理的角度來看，載體材料的化學組成決定了固定化酶與載體之間的相互作用，改變固定化酶的構象，進而影響其活力；載體材料的物理形態則直接影響到酶固定化的效率及其催化活力、酶的穩定性、底物擴散的難易程度。因此，載體材料的選擇和開發至關重要。迄今為止，適合酶固定化的載體材料樣式繁多，與此相對應，國內外固定化酶在食品工業的實際應用主要采取酶柱和流化床的形式。從載體材料的形態來看，固定化酶載體主要集中于微球或微粒。例如，在酶制劑行業占據半壁江山的Novo公司在其專利US6156548和US5342768中公開了大孔無機顆粒載體，其直徑在200-1000微米之間，固定化的脂肪酶可用于催化酯交換和酯水解等反應。最近，另一著名酶制劑公司Genencor公司在其專利EP1692295中公開了一種硅藻土或有機珪修飾的栽體，用于固定化酶或細胞。國內也在酶固定化方面開展了大量研究。北京化工大學譚天偉等人在發明專利CN02117614.0中采用載體膜或織物來固定化脂肪酶，并用來催化合成脂肪酸低碳醇酯；在CN200410046123.5中，中國農業大學李里特等人將木聚糖酶固定在聚合物樹脂載體上，用來生產低聚木糖；天津大學的張鳳寶等人在CN200510016441.1中公開了一種大孔陰離子樹脂載體材料；武漢大學杜予民等人則在CN200510019438.5中公開了一種N-琥珀酰殼聚糖水凝膠球載體；在CN200610015716.4中，天津科技大學王艷萍等人公開了一種海藻酸鈉和胰酶混合微膠囊；蘇州大學張雨青等人在CN200610039191.8中將絲素納米顆粒用于酶固定化。與上述微球類栽體材料相比，靜電紡絲法制備的超細纖維復合膜表現出了明顯的優勢，它具有極大的比表面積、極高的孔隙率和極好的孔連通性。用它作為酶固定化的載體材料，有利于提高載酶量，并有利于底物向酶活性中心和產物向反應區域以外擴散，固定化酶的催化效率也能得到顯著提高。而且，超細纖維膜組裝成為復合膜后，還可以構建高效生物催化/分離系統，在催化轉化的同時實現產物分離，具有極大的實用價值。Jia等將聚苯乙烯紡成120nm的纖維，并將a-胰凝乳蛋白酶用化學方法固定到功能化的纖維上(H.F.Jia,G.Y.Zhu,B.Vugrinovich.Biotechnol.Prog.2002，18:1027-1032);Herricks等將a-胰凝乳蛋白酶包埋在聚苯乙烯/苯乙烯-馬來酸酐共聚物中靜電紡絲(T.E.Herricks，S.H.Kim,J.Kim.J.Mater.Chem.，2005,15:3241-3245);Wang等將脂肪酶通過共價鍵法固定到500nrn左右的超細纖維素纖維上(Y.H.Wang,Y丄.Hsieh.J.Polym.Sci.PartA:Polym.Chem.,2004，42:4289-4299);Wu等利用聚乙烯醇靜電紡絲的方法包埋固定化纖維素酶催化纖維素的水解(L丄.Wu,X.Y.Yuan，J.Sheng.J.Membr.Sci.,2005,250:167-173);CN1737560A將酶固定到靜電紡絲膜上，并應用于酶電極。聚膦腈作為一類具有良好生物相容性和易于功能化的新型高分子材料受到人們的廣泛關注。聚膦腈是由氮和磷原子以交替的單雙鍵構成主鏈、有機基團作為側基的一類新型聚合物，由于它將無機和有機分子緊密地結合起來，從而表現出傳統聚合物無法比擬的特殊性能。近年來的研究發現，由于所連側基的不同，聚膦腈高分子可以是親水的或親油的，可以是易被水降解的或對水穩定的，可以是導體、半導體或絕緣體，還可以具有熱性能、光學性能、抗氧化性以及生物相容性等。正因為聚膦腈高分子性能的多樣性，對于這類高分子的研究方興未艾。Lakshmi等人采用電噴法制備聚膦腈納米纖維(L.S.Nair，S.Bhattacharyya,J.D.Bender,Y.E.Greish,P.W.Brown，H.R.Allcock,C.T.Laurencin.Biomacromolecules,2004,5:2212-2220);HarryR.Allcock等通過物理包埋法將過氧化氫酶固定于聚膦腈材料表面(H.R.Allcock,M.V.B.Phelps,E.W.Barrett,M.V.Pishko，W.G.Koh.Chem.Mater.2006，18:609-613)。由于聚膦腈具有優異的生物相容性，可以極大地提高固定化酶生物活性。但是，物理包埋法進行酶固定化，酶蛋白和載體的結合力較弱，酶易受外界因素的影響而脫落，催化反應受傳質阻力的限制，不易催化大分子底物的反應。為了進一步提高聚膦腈載體表面固定化酶的載酶量、穩定性和催化效率，并用于構建固定化酶-膜生物反應器和水解食用甘油脂，有必要研制一種與酶結合更為穩固的聚膦腈超細纖維膜材料用于酶固定化和酶-膜生物反應器構建。利用化學共價法實現酶的固定化，從而避免固定化酶的脫落流失；利用高比表面積和高孔隙率的超細纖維膜以提高固定化酶的栽酶量、消除酶催化反應時的擴散控制和提高固定化酶的催化效率；同時，將這種集酶催化過程與膜分離過程與一體的高效生物催化/分離兩相酶-膜生物反應器用于催化甘油脂的水解和對豬油或深海魚油的改造，從而生產一系列更具有健康和營養的甘油二酯或甘油一酯食用油和提取功能性脂質，還能同步實現反應催化和產物分離功能，降低生產成本，并簡化生產工藝，提高生產效率。
發明內容本發明的目的就是要用超細纖維膜材料制備一種固定化脂肪酶-膜生物反應器，并將其用于催化食用甘油脂水解，同步實現反應催化和產物分離功能，降低生產成本，并簡化生產工藝，提高生產效率。為實現上述目的，本發明技術方案如下一、本發明的油酯催化分離兩相酶-膜生物反應器，其特征在于(1)該生物反應器的超細纖維復合膜包含有羧基或氨基的功能性聚膦腈，其分子量為50~150萬，纖維直徑為50~1000nm;(2)所制備的聚膦腈超細纖維復合膜，以聚酯無紡布為支撐材料，裝填于內外雙圓筒形膜具中，構成巻式膜器件，有膜內側和膜外側；其中，巻式膜器件中的膜內側纖維表面被活化和酶固定化。二、該種油酯催化分離兩相酶-膜生物反應器的制備方法，包括以下步驟(1)膜器件的制備將含有羧基或氨基的功能性聚膦腈溶于四氳呋喃或氯仿中制成濃度為lwt%~12wt。/o的紡絲溶液，注入多通道靜電紡絲裝置中，在電壓為5千伏~30千伏、噴絲頭溶液流量為0.1毫升/小時~2.0毫升/小時、接受距離為5厘米20厘米的條件下進行靜電紡絲，匯聚成纖維直徑在501000納米的復合膜；再以聚酯無紡布為支撐材料，將其填裝于內外雙圓筒形膜具中形成巻式膜器件。(2)酶-膜生物反應器的制備采用錯流過濾的方式依次將環氧氯丙烷或戊二醛和pH7.0的脂肪酶的磷酸緩沖溶液注入膜反應器，于20~30°C下在膜反應器裝置中進行循環1~3小時，從而實現膜反應器中超細纖維表面的活化與酶固定化。三、該種酯催化分離兩相酶-膜生物反應器應用于催化食用甘油脂水解，其特征在于將食用甘油脂注入一個儲液瓶中，在攪拌下于20~45°C下的恒溫水浴中恒溫；將pH為7.0~9.0的磷酸鹽緩沖溶液注入另一儲液瓶中，在攪拌下于同樣溫度的恒溫水浴中恒溫；同時啟動兩個循環水泵，使食用甘油脂溶液在膜外層循環，磷酸鹽緩沖溶液在膜內層循環；采用流量計控制兩相流量，并與循環回路后段的閥門一起調節過膜壓力，使水解反應在超細纖維復合膜固定化酶催化下進行；在適當的過膜壓力下，水解生成的產物脂肪酸和甘油通過分離膜從反應體系中被循環7jc相萃取分離；同時啟動自動電位滴定儀，用O.01mol/L~l.Omol/L的NaOH標準溶液即時中和萃取到水相中的脂肪酸以維持水相pH值恒定。上述水相流速為50~350mL/min;有機相流速為50~350mL/min;過膜壓力為10~50KPa。本發明的優點是1、含反應性基團聚膦腈納米纖維膜可以通過化學共價法現實酶的固定化，酶蛋白與載體通過共價鍵結合，應用過程中不易脫落；2、所用的靜電紡絲超細纖維復合膜具有極高的比表面積和空隙率，可顯著提高固定化酶的載酶量，且有助于底物的擴散，提高固定化酶的催化效率；3、具有優異生物相容性的聚膦腈超細纖維膜，可以為其表面固定化酶蛋白提供友好的仿生環境，有效地提高固定化酶的生物活性和穩定性；4、固定化酶-膜生物反應器集酶催化過程和膜分離過程于一體，可以同步實現反應催化和產物分離，簡化了生產工藝，提高生產效率；5、本發明所涉及的反應條件溫和、能耗低的固定化酶-膜生物反應器可以重復使用和連續化生產，極大地提高了酶的利用率，降低生產成本。圖1為本發明催化食用甘油脂水解裝置示意圖。具體實施例方式以下實施實例對本發明作更詳細的描述，但所述實例不構成對本發明的限制。實施例1將分子量為50萬的含氨基聚膦腈溶于氯仿中配成濃度為12wt。/。的紡絲溶液，在紡絲電壓為5kV、噴絲頭溶液流量為2.0mL/h、接收距離為10cm條件下，進行靜電紡絲制成超細纖維復合膜，以聚酯無紡布為支撐材料，將其填裝于內外雙圓筒形膜具中，形成膜器件。把所制備的聚膦腈超細纖維膜器件串聯到如圖1所示裝置中，構成膜反應器，采用錯流過濾的方式先將戊二醛注入膜反應器，于20°C下在膜反應器裝置中進行循環3小時，再將濃度為5g/L的脂肪酶溶液于20°C下在膜反應器裝置中進行循環3小時，從而實現膜反應器中超細纖維表面的活化與酶固定化。將經過濾處理的食用油脂注入儲液瓶l中，在磁力攪拌下于40。C下的恒溫水浴中恒溫；將pH為7.0的磷酸鹽緩沖溶液注入儲液瓶2中，在磁力攪拌下于同樣溫度的恒溫水浴中恒溫；用流量計控制水相流速100mL/min，有機相流速50mL/min，并與循環回路后段的閥門一起調節過膜壓力為10KPa;啟動自動電位滴定儀，用0.01mol/L的NaOH標準溶液即時中和萃取到水相中的脂肪酸以維持水相pH值恒定。實施例2將分子量為60萬的含氨基聚膦腈溶于氯仿中配成濃度為1wt。/。的紡絲溶液，在紡絲電壓為22kV、噴絲頭溶液流量為0.1mL/h、接收距離為10cm條件下，進行靜電紡絲制成超細纖維復合膜，以聚酯無紡布為支撐材料，將其填裝于內外雙圓筒形膜具中，形成膜器件。把所制備的聚膦腈超細纖維膜器件串聯到如圖1所示裝置中，構成膜反應器，采用錯流過濾的方式先將戊二醛注入膜反應器，于20°C下在膜反應器裝置中進行循環3小時，再將濃度為5g/L的脂肪酶溶液于20°C下在膜反應器裝置中進行循環3小時，從而實現膜反應器中超細纖維表面的活化與酶固定化。將經過濾處理的食用油脂注入儲液瓶l中，在磁力攪拌下于45。C下的恒溫水浴中恒溫；將pH為7.0的磷酸鹽緩沖溶液注入儲液瓶2中，在磁力攪拌下于同樣溫度的恒溫水浴中恒溫；用流量計控制水相流速150mL/min,有機相流速80mL/min,并與循環回路后段的閥門一起調節過膜壓力為20KPa;啟動自動電位滴定儀，用0.04mol/L的NaOH標準溶液即時中和萃取到水相中的脂肪酸以維持水相pH值恒定。實施例3將分子量為70萬的含氨基聚膦腈溶于氯仿中配成濃度為9wt。/。的紡絲溶液，在紡絲電壓為30kV、噴絲頭溶液流量為0.5mL/h、接收距離為5cm條件下，進行靜電紡絲制成超細纖維復合膜，以聚酯無紡布為支撐材料，將其填裝于內外雙圓筒形膜具中，形成膜器件。把所制備的聚膦腈超細纖維膜器件串聯到如圖l所示裝置中，構成膜反應器，采用錯流過濾的方式先將戊二酸注入膜反應器，于25°C下在膜反應器裝置中進行循環2.5小時，再將濃度為5g/L的脂肪酶溶液于25。C下在膜反應器裝置中進行循環2.5小時，從而實現膜反應器中超細纖維表面的活化與酶固定化。將經過濾處理的食用油脂注入儲液瓶l中，在磁力攪拌下于40。C下的恒溫水浴中恒溫；將pH為7.5的磷酸鹽緩沖溶液注入儲液瓶2中，在磁力攪拌下于同樣溫度的恒溫水浴中恒溫；用流量計控制水相流速200mL/min,有機相流速100mL/min,并與循環回路后段的閥門一起調節過膜壓力為30KPa;啟動自動電位滴定儀，用0.08mol/L的NaOH標準溶液即時中和萃取到水相中的脂肪酸以維持水相pH值恒定。實施例4將分子量為80萬的含氨基聚膦腈溶于氯仿中配成濃度為7wt。/。的紡絲溶液，在紡絲電壓為22kV、噴絲頭溶液流量為1.0mL/h、接收距離為13cm條件下，進行靜電紡絲制成超細纖維復合膜，以聚酯無紡布為支撐材料，將其填裝于內外雙圓筒形膜具中，形成膜器件。把所制備的聚膦腈超細纖維膜器件串聯到如圖1所示裝置中，構成膜反應器，釆用錯流過濾的方式先將戊二醛注入膜反應器，于30°C下在膜反應器裝置中進行循環2.5小時，再將濃度為5g/L的脂肪酶溶液于30°C下在膜反應器裝置中進行循環2.5小時，從而實現膜反應器中超細纖維表面的活化與酶固定化。將經過濾處理的食用油脂注入儲液瓶l中，在磁力攪拌下于30。C下的恒溫水浴中恒溫；將pH為7.5的磷酸鹽緩沖溶液注入儲液瓶2中，在磁力攪拌下于同樣溫度的恒溫水浴中恒溫；用流量計控制水相流速300mL/min,有機相流速150mL/min,并與循環回路后段的閥門一起調節過膜壓力為40KPa;啟動自動電位滴定儀，用O.lmol/L的NaOH標準溶液即時中和萃取到水相中的脂肪酸以維持水相pH值恒定。實施例5將分子量為90萬的含氨基聚膦腈溶于氯仿中配成濃度為5wt。/。的紡絲溶液，在紡絲電壓為22kV、噴絲頭溶液流量為1.0mL/h、接收距離為20cm條件下，進行靜電紡絲制成超細纖維復合膜，以聚酯無紡布為支撐材料，將其填裝于內外雙圓筒形膜具中，形成膜器件。把所制備的聚膦腈超細纖維膜器件串聯到如圖1所示裝置中，構成膜反應器，采用錯流過濾的方式先將戊二醛注入膜反應器，于30°C下在膜反應器裝置中進行循環2小時，再將濃度為5g/L的脂肪酶溶液于30°C下在膜反應器裝置中進行循環2小時，從而實現膜反應器中超細纖維表面的活化與酶固定化。將經過濾處理的食用油脂注入儲液瓶l中，在磁力攪拌下于40。C下的恒溫水浴中恒溫；將pH為8.0的磷酸鹽緩沖溶液注入儲液瓶2中，在磁力攪拌下于同樣溫度的恒溫水浴中恒溫；用流量計控制水相流速350mL/min,有機相流速100mL/min,并與循環回路后段的閥門一起調節過膜壓力為50KPa;啟動自動電位滴定儀，用0.2mol/L的NaOH標準溶液即時中和萃取到水相中的脂肪酸以維持水相pH值恒定。實施例6將分子量為100萬的含氨基聚膦腈溶于氯仿中配成濃度為9wt。/。的紡絲溶液，在紡絲電壓為30kV、噴絲頭溶液流量為0.5mL/h、接收距離為5cm條件下，進行靜電紡絲制成超細纖維復合膜，以聚酯無紡布為支撐材料，將其填裝于內外雙圓筒形膜具中，形成膜器件。將經聚膦腈超細纖維膜器件串聯到如圖l所示裝置中，構成膜反應器，采用錯流過濾的方式先將戊二醛注入膜反應器，于30。C下在膜反應器裝置中進行循環2小時，再將濃度為5g/L的脂肪酶溶液于30°C下在膜反應器裝置中進行循環2小時，從而實現膜反應器中超細纖維表面的活化與酶固定化。將經過濾處理的食用油脂注入儲液瓶1中，在磁力攪拌下于35°C下的恒溫水浴中恒溫；將pH為8.0的磷酸鹽緩沖溶液注入儲液瓶2中，在^F茲力攪拌下于同樣溫度的恒溫水浴中恒溫；用流量計控制水相流速300mL/min，有機相流速200mL/min，并與循環回路后段的閥門一起調節過膜壓力為30KPa;啟動自動電位滴定儀，用0.4mol/L的NaOH標準溶液即時中和萃取到水相中的脂肪酸以維持7jc相pH值恒定。實施例7將分子量為IIO萬的含氨基聚膦腈溶于氯仿中配成濃度為7wt。/。的紡絲溶液，在紡絲電壓為22kV、噴絲頭溶液流量為1.0mL/h、接收距離為20cm條件下，進行靜電紡絲制成超細纖維復合膜，以聚酯無紡布為支撐材料，將其填裝于內外雙圓筒形膜具中，形成膜器件。把所制備的聚膦腈超細纖維膜器件串聯到如圖1所示裝置中，構成膜反應器，采用錯流過濾的方式先將戊二酪注入膜反應器，于30°C下在膜反應器裝置中進行循環1.5小時，再將濃度為5g/L的脂肪酶溶液于30°C下在膜反應器裝置中進行循環1.5小時，從而實現膜反應器中超細纖維表面的活化與酶固定化。將經過濾處理的食用油脂注入儲液瓶1中，在磁力攪拌下于35°C下的恒溫水浴中恒溫；將pH為8.5的磷酸鹽緩沖溶液注入儲液瓶2中，在磁力攪拌下于同樣溫度的恒溫水浴中恒溫；用流量計控制水相流速300mL/min,有4;i4目流速250mL/min,并與循環回路后段的閥門一起調節過膜壓力為10KPa;啟動自動電位滴定儀，用0.6mol/L的NaOH標準溶液即時中和萃取到水相中的脂肪酸以維持水相pH值恒定。實施例8將分子量為120萬的含氨基聚膦腈溶于氯仿中配成濃度為5wt。/。的紡絲溶液，在紡絲電壓為22kV、噴絲頭溶液流量為1.0mL/h、接收距離為20cm條件下，進行靜電紡絲制成超細纖維復合膜，以聚酯無紡布為支撐材料，將其填裝于內外雙圓筒形膜具中，形成膜反應器件。把所制備的聚膦腈超細纖維膜器件串聯到如圖1所示裝置中，構成膜反應器，采用錯流過濾的方式先將戊二醛注入膜反應器，于30。C下在膜反應器裝置中進行循環1.5小時，再將濃度為5g/L的脂肪酶溶液于30°C下在膜反應器裝置中進行循環1.5小時，從而實現膜反應器中超細纖維表面的活化與酶固定化。將經過濾處理的食用油脂注入儲液瓶1中，在磁力攪拌下于40°C下的恒溫水浴中恒溫；將pH為8.5的磷酸鹽緩沖溶液注入儲液瓶2中，在磁力攪拌下于同樣溫度的恒溫水浴中恒溫；用流量計控制水相流速350mL/min，有機相流速300mL/min，并與循環回路后段的閥門一起調節過膜壓力為10KPa;啟動自動電位滴定儀，用0.8mol/L的NaOH標準溶液即時中和萃取到水相中的脂肪酸以維持水相pH值恒定。實施例9將分子量為130萬的含羥基聚膦腈溶于氯仿中配成濃度為7wt/M)的紡絲溶液，在紡絲電壓為26kV、噴絲頭溶液流量為0.5mL/h、接收距離為20cm條件下，進行靜電紡絲制成超細纖維復合膜，以聚酯無紡布為支撐材料，將其填裝于內外雙圓筒形膜具中，形成膜器件。把所制備的聚膦腈超細纖維膜器件串聯到如圖1所示裝置中，構成膜反應器，采用錯流過濾的方式先將環氧氯丙烷注入膜反應器，于30。C下在膜反應器裝置中進行循環1小時，再將濃度為5g/L的脂肪酶溶液于30°C下在膜反應器裝置中進行循環1小時，從而實現膜反應器中超細纖維表面的活化與酶固定化。將經過濾處理的食用油脂注入儲液瓶1中，在磁力攪拌下于40DC下的恒溫水浴中恒溫；將pH為9.0的磷酸鹽緩沖溶液注入儲液瓶2中，在磁力攪拌下于同樣溫度的恒溫水浴中恒溫；用流量計控制7K相流速350mL/min,有機相流速100mL/min，并與循環回路后段的閥門一起調節過膜壓力為50KPa;啟動自動電位滴定儀，用1.Omol/L的NaOH標準溶液即時中和萃取到水相中的脂肪酸以維持水相pH值恒定。實施例10將分子量為150萬的含羥基聚膦腈溶于氯仿中配成濃度為5wt。/。的紡絲溶液，在紡絲電壓為22kV、噴絲頭溶液流量為1.0mL/h、接收距離為20cm條件下，進行靜電紡絲制成超細纖維復合膜，以聚酯無紡布為支撐材料，將其填裝于內外雙圓筒形膜具中，形成膜器件。把所制備的聚膦腈超細纖維膜器件串聯到如圖1所示裝置中，構成膜反應器，采用錯流過濾的方式先將環氧氯丙烷注入膜反應器，于30°C下在膜反應器裝置中進行循環1小時，再將濃度為5g/L的脂肪酶溶液于30°C下在膜反應器裝置中進行循環1小時，從而實現膜反應器中超細纖維表面的活化與酶固定化。將經過濾處理的食用油脂注入儲液瓶1中，在磁力攪拌下于40°C下的恒溫水浴中恒溫；將pH為9.0的磷酸鹽緩沖溶液注入儲液瓶2中，在磁力攪拌下于同樣溫度的恒溫水浴中恒溫；用流量計控制水相流速300mL/min，有機相流速50mL/min,并與循環回路后段的閥門一起調節過膜壓力為40KPa;啟動自動電位滴定儀，用0.5mol/L的NaOH標準溶液即時中和萃取到水相中的脂肪酸以維持水相pH值恒定。上述十個實施例所催化的食用油脂性能結果如下表所示:<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權利要求1、一種油酯催化分離兩相酶-膜生物反應器，其特征在于(1)該反應器的超細纖維復合膜包含有羧基或氨基的功能性聚膦腈，其分子量為50～150萬，纖維直徑為50～1000nm；(2)聚膦腈超細纖維復合膜，以聚酯無紡布為支撐材料，將其填裝于內外雙圓筒形膜具中構成卷式膜器件，有膜內側和膜外側；其中，卷式膜器件中的膜內側纖維表面被活化和酶固定化。2、權利要求1的油酯催化分離兩相酶-膜生物反應器的制備方法，包括以下步驟(1)膜器件的制備將含有羧基或氨基的功能性聚膦腈溶于四氫呋喃或氯仿中制成濃度為lwt%~12wt。/。的紡絲溶液，注入多通道靜電紡絲裝置中。在電壓為5千伏~30千伏、噴絲頭溶液流量為0.1毫升/小時~2.0毫升/小時、接受距離為5厘米20厘米的條件下進行靜電紡絲，匯聚成纖維直徑在50~1000nm的復合膜。再以聚酯無紡布為支撐材料，將其填裝于內外雙圓筒形膜具中構成巻式膜器件。(2)酶-膜生物反應器的制備采用錯流過濾的方式依次將環氧氯丙烷或戊二醛和pH7.0的脂肪酶的磷酸緩沖溶液注入膜器件，于20~30°C下在膜器件中進行循環1~3小時，從而實現膜器件中超細纖維表面的活化與酶固定化。3、權利要求1所述的油酯催化分離兩相酶-膜生物反應器應用于催化食用甘油脂水解，其特征在于將食用甘油脂注入儲液瓶(l)中，在攪拌下于2045。C下的恒溫水浴中恒溫；將pH為7.0~9.0的磷酸鹽緩沖溶液注入儲液瓶(2)中，在攪拌下于同樣溫度的恒溫水浴中恒溫；同時啟動兩個循環水泵，使食用甘油脂溶液在膜外側循環，磷酸鹽緩沖溶液在膜內側循環；采用流量計控制兩相流量，并與循環回路后段的閥門一起調節過膜壓力，使水解反應在超細纖維復合膜固定化酶催化下進4亍；在適當的過膜壓力下，水解生成的產物脂肪酸和甘油通過分離膜從反應體系中被循環水相萃取分離；同時啟動自動電位滴定儀，用O.01mol/L~l.Omol/L的NaOH標準溶液即時中和萃取到水相中的脂肪酸以維持水相pH值恒定。4、根據權利要求3所述的一種油酯催化分離兩相酶-膜生物反應器應用于催化食用甘油脂水解，其特征在于水相流速為100~350mL/min;有機相流速為50300mL/min;過膜壓力為1050KPa。全文摘要油酯催化分離兩相酶-膜生物反應器及其制備和應用食用甘油脂水解的方法。將聚膦腈超細纖維復合膜填裝于內外雙圓筒形模具中，形成卷式膜器件；將活化劑溶液、脂肪酶溶液依次注入膜器件，使脂肪酶化學固定于超細纖維膜表側，得到酶-膜生物反應器，將食用甘油脂和磷酸緩沖溶液分別注入超細纖維復合膜的內側和外側，在纖維膜表面進行水解反應。本發明可用于催化甘油脂的水解，還可以通過對豬油或深海魚油進行改造，從而生產甘油二酯或甘油一酯食用油和提取功能性脂質。甘油脂水解產物可達85％以上。該系統是高效率生物催化和復合膜分離的組合設計，酶膜反應器可重復使用，實現連續化高效生產，降低成本，節約資源，具有良好開發前景。文檔編號C12P7/02GK101265448SQ20081006031公開日2008年9月17日申請日期2008年4月3日優先權日2008年4月3日發明者萬靈書,余安國,徐志康,賦黃,黃小軍申請人:浙江大學