Abstract
本文係於有機溶劑/水相之兩相系統中，探討以 Cylindracea candida 脂 肪酵素催化水解苯氧乙酸甲酯之界面吸附及反應動力學。在不同溶劑系統 中，藉由界面張力動態變化及平衡之測定與界面吸附模式之建立，可求得 酵素在不同界面上之吸附常數、脫附常數及單位莫耳分子於界面上之吸附 面積；以路易士槽進行兩相水解反應探討和界面反應模式之建立，可以得 到脂肪酵素於不同溶劑系統中之界面反應速率常數；利用本文所建立的研 究方法，可以將溶劑對酵素界面吸附與界面反應之影響區分出來。研究結 果顯示：本文所提出之模式與研究方法，可以有效地描述脂肪酵素在不同 兩相界面上之吸附與反應行為。不同的溶劑不但會影響酵素在界面上之吸 附速率與平衡，也同時會影響界面反應速率。溶劑之極性愈小，吸附常數 愈大，但脫附常數較小；單位界面積之酵素飽和吸附量在非極性的溶劑界 面上較大，但是要達到吸附平衡之時間愈長。於路易士槽反應器進行之水 解反應，是在酵素達到吸附平衡後才加入基質，開始反應。結果顯示：脂 肪酵素於兩相界面之水解仍遵循 Michaelis Menten 動力，在所探討的溶 劑中，以辛醇系統具有最大的界面反應速率常數 Ak2＝6.38 *106 hr -1， KmKs = 1.2530 M。脂肪酵素在多相薄膜反應器上之界面反應動力亦 遵循 Michaelis-Menten動力，但和兩相反應系統比較，具有較大的界面 反應速率常數及較小的吸附平衡常數。酵素之界面比活性為 1.33 mole/ hr.m2.g ，約為兩相系統之 0.33 mole/hr.m2.g 的四倍 。多相薄膜反應 器之固定化效率幾乎可達 100﹪，其最佳之酵素充填量為 1.0∼1.5 g/m2 。使用後之中空纖維模組在清洗再生後可恢復其原有之水透過係數，可重 覆作為酵素固定化之載體。若改以管式無機膜模組作為反應器，其酵素比 活性較有機薄膜差，但仍比兩相反應系統為佳。以薄膜萃取器萃取分離有 機相中苯氧乙酸產物之初步研究結果顯示：在所探討之條件下，親水性薄 膜之總質傳係數為 6.85×10-4 cm/sec,較親油性薄膜之 8.96×10-5 cm/ sec 為佳。