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固定化全细胞法制备生物柴油 Study of Biodiesel Production by Immobilized Whole Cell Method 研 究 生 姓 名：张智慧 指导教师姓名：蔡禄 内蒙古科技大学数理与生物工程学院 包头 014010，中国 Candidate： Zhang Zhihui Supervisor： Cai Lu School of Mathematical, Physics and Biological engineering Inner Mongolia University of Science and Technology Baotou 014010，P.R.CHIN 独 创 性 说 明 本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为 获得内蒙古科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确 的说明并表示了谢意。 签名： 日期： 关于论文使用授权的说明 本人完全了解内蒙古科技大学有关保留、使用学位论文的规定， 即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校 可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手 段保存论文。 （必威体育官网网址的论文在解密后应遵循此规定） 签名： 导师签名： 日期： 内蒙 内蒙古科技大学硕士学位论文 I I 摘 要 随着石油等传统石化能源日益枯竭，以及产生的环境污染问题日益严重，迫使人们 开始寻找清洁、可持续利用的替代能源，生物柴油作为环境友好的可再生的清洁能源备 受关注。生物柴油是指由动植物油与短链醇（甲醇或乙醇）进行酯交换反应所制备的脂 肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。目前采用的化学合成法具有工艺复杂、能耗高、产品色泽深以 及污染环境等缺点，而用脂肪酶法催化合成生物柴油具有条件温和、醇用量小、产品易 于收集、无污染物排放等优点，可以解决化学法存在的问题，是生物柴油工业重要发展 方向。 在本研究中，筛选了 10 株脂肪酶产生菌并对重点对其中酶活力较高的 1 株脂肪酶 产生菌(Y1)进行催化生产生物柴油的研究。 1.对菌株 Y1 进行最佳培养条件确定等研究：菌株 Y1 最佳发酵培养基组成为(g/L)： 蔗糖 5，蛋白胨 15， (NH4)2SO4 1，K2HPO4 1.5， MgSO4·7H2O 2，橄榄油 15，以吐温 80 为诱导剂。在最佳发酵培养基基础上，30℃、170 r/min 摇床培养 36h，最大产酶活力 达 73.3U/mL，比初始菌株的酶活提高了 4.88 倍。 2.对菌株 Y1 的甲醇耐受性进行了驯化，4%的甲醇利于产酶。 3. 菌株 Y1 全细胞的固定化：将菌株 Y1 发酵液得到的沉淀进行冷冻干燥，采用聚氨 酯泡沫法进行了固定化。 4.固定化全细胞法制备生物柴油：转酯化体系：9.65g 橄榄油+0.35g 甲醇（分三次 加入开始加 1.0g，24h 后加 1.5g，48h 后加 1.0g）+1.5 g 有机溶剂(正己烷)+1.2g 酶。薄 层层析分析转酯化产物。 本实验对菌种 Y1 产酶条件进行了优化和甲醇耐受性的驯化，并进行了全细胞的固 定化研究，通过其催化转酯化反应成功合成了脂肪酸甲酯。 关键词：生物柴油；脂肪酶；固定化全细胞；转酯化 II II Abstract The depletion of traditional fossil energy such as petroleum and the increasingly serious environmental pollution problems resulting from it, make human beings begin to look for clean alternative energy with sustainable use, and biodiesel as an environmentally-friendly renewable clean energy gains more and more attention. Biodiesel refers to fatty acid methyl ester or fatty acid ethyl ester produced through the transesterification of vegetable oil and animal fat and short chain alcohol including methanol or ethanol. The exist