脂肪酶的固定化技术有助于提高酶的稳定性和维持酶的催化活力,使酶能够在工程化条件下重复使用,从而降低了生物工业行业的生产成本。本文研究了以四甲氧基硅烷(TMOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为前驱体的溶胶-凝胶法(sol-gel)固定洋葱假单胞菌(Pseudomonas cepacia)脂肪酶,优化了固定化条件。结果表明,当TMOS为2 mmol和MTMS为10 mmol时,最优固定化条件是:水与硅烷前驱体摩尔比为10,PEG400为120μL,给酶量为200 mg。在此条件下固定化酶的蛋白质回收率为93.7 %,pNPP水解比活力为游离酶的1.54倍。在此基础上,考察了固定化酶与游离酶的酶学性质差异。结果表明,80℃以下固定化酶能保持80%以上的酶活,而游离酶在50℃以上活力急剧降低,到80℃时残余酶活约为10%;固定化酶在50%的甲醇中处理48 h能保持85%的酶活,在90%的乙醇中处理48 h能保持31%的酶活,而游离酶残余酶活只有69%和0;固定化酶的pH稳定性与游离酶相比也有一定程度的提高。测定的酶反应动力学参数为:固定化酶的Vmax为12.3mmol/min·mg,Km值为4.04mmol/L,游离酶的Vmax为8.0mmol/min·mg,Km值为13.64mmol/L,该结果表明固定化酶比游离酶有更好的底物亲和性和催化活力。随后比较了来源于日本天野酶公司的七种游离脂肪酶酯交换效率的差异,筛选出酯交换效率最高的Lipase PS,采用溶胶-凝胶法固定化后用于催化大豆油制备生物柴油;系统研究了固定化Lipase PS催化大豆油与甲醇酯交换反应合成生物柴油工艺中的各种影响因子(包括酶用量、醇油比、含水量、反应温度、反应时间、溶剂等)对酯交换效率的影响。结果表明,通过酯交换反应,催化4.5g大豆油合成生物柴油的最佳反应工艺参数为:固定化酶646mg,醇油比4:1,含水量6%,反应温度40℃。此条件下反应72 h后,甲酯的最高得率为96.33%,高出游离酶16.3个百分点,且固定化酶重复使用10次后仍能保持60%的酶活。