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皮克林乳液酶反应体系的构建与应用研究进展

2021-04-26徐刘佳郑明明

生物技术通报 2021年2期
关键词:界面体系

徐刘佳 郑明明

(中国农业科学院油料作物研究所 油料脂质化学与营养湖北省重点实验室 农业农村部油料加工重点实验室,武汉430062)

酶是一种高效的生物催化剂,可用于多种化学反应,由于具有较强的选择性、催化效率高、绿色环保等优点,受到越来越多的关注[1-3]。在酶反应体系中,反应底物通常溶于有机溶剂,酶则需要一定的水相环境才能发挥其催化活性[4]。因此,酶促反应往往发生在有机-水双相体系的界面上[5]。然而,双相体系中的酶促反应往往受到依赖于界面面积的传质过程的限制[6]。

皮克林乳液是Pickering[7]于1907 年第一次在公开出版物上描述的一种由固体颗粒稳定的乳状液。固体颗粒紧密排列在油水界面,一旦进入界面就会形成不可逆吸附,促使两相界面张力降低,在液滴之间形成一定的静电斥力和空间位阻,从而起到阻碍油滴合并变大的作用。皮克林乳液的类型由固体颗粒的湿润性来控制,而湿润性可通过油水界面上的三相接触角(θ)体现。如图1 所示[8],当θ<90°时,颗粒相对亲水,容易制得水包油(O/W)型乳液;当θ 接近90°时,颗粒具有两亲性,既可以形成水包油乳液又可以形成油包水乳液;当 θ >90°,颗粒相对亲油,容易制得油包水(W/O)乳液。皮克林乳液具有高的抗聚结性,并且颗粒易于分离、成本低、毒性小,因此皮克林乳液正逐渐成为设计高效双相生物催化反应体系的创新平台[9-11]。

本文总结了常用于稳定皮克林乳液的固体颗粒,详细的举例了皮克林乳液在酶反应体系中的应用情况,并对此反应体系做了简单的展望,旨在为发展更高效、绿色的酶催化反应提供更多的思路。……

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