脂肪酶的研究進(jìn)展

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ContentsPage1脂肪酶的概述3脂肪酶的應(yīng)用研究2脂肪酶的微生物來(lái)源4脂肪酶在釀酒中的研究進(jìn)展1脂肪酶的概述脂肪酶，全稱(chēng)三?；视王；饷?，是一類(lèi)主要水解由甘油和水不溶性長(zhǎng)鏈脂肪酸形成的甘油三酯的酯鍵水解酶，廣泛存在于動(dòng)物組織，植物種子和微生物中，主要制備方法有提取法、化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法。微生物脂肪酶種類(lèi)多、作用溫度范圍和pH值范圍廣泛、穩(wěn)定性和活性較高、對(duì)底物純度要求不嚴(yán)、便于工業(yè)生產(chǎn)和獲取，是工業(yè)脂肪酶的主要來(lái)源。許多脂肪酶可以催化酯化反應(yīng)、酯交換反應(yīng)、醇解反應(yīng)、酸解反應(yīng)以及氨解反應(yīng)等，廣泛應(yīng)用于食品加工、新型生物材料、生物傳感器，生物醫(yī)學(xué)、手性藥物拆分等領(lǐng)域。隨著酶固定化技術(shù)、界面酶學(xué)和非水解酶學(xué)研究的突破性進(jìn)展和一些脂肪酶基因的克隆及在異源系統(tǒng)中的高效表達(dá)，已有不少脂肪酶實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)的各領(lǐng)域?qū)⒌玫皆絹?lái)越廣泛的應(yīng)用。2產(chǎn)脂肪酶微生物來(lái)源目前,已知大約有2%的微生物產(chǎn)脂肪酶,至少包括65個(gè)屬的微生物,其中細(xì)菌28個(gè)屬、放線(xiàn)菌4個(gè)屬、酵母菌10個(gè)屬、其它真菌23個(gè)屬,且不同微生物來(lái)源的脂肪酶其組成成分、理化特性各不相同。脂肪酶產(chǎn)生菌中得到深入研究的主要有根霉，曲霉，青霉、毛霉、假單胞菌等具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的菌種,以及與醫(yī)學(xué)相關(guān)的金黃色葡萄球菌、鉤端螺旋體、粉刺狀桿菌等。3脂肪酶的應(yīng)用1在食品工業(yè)中的應(yīng)用脂肪酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用廣泛而成功，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于焙烤食品、油脂工業(yè)、乳制品以及食品添加劑工業(yè)中。脂肪酶對(duì)面團(tuán)有強(qiáng)筋作用，可增加面團(tuán)體積，且對(duì)面包芯有2次增白作用。此外，還可用于油脂水解、酯交換以及乳品工業(yè)中。脂肪酶和蛋白酶被廣泛應(yīng)用于加快奶酪的熟化和香味的產(chǎn)生。經(jīng)脂肪酶處理過(guò)的奶制品比未經(jīng)處理的具有更好的香味和可接受性。除奶制品外，也用于改善稻米和酒精飲料的風(fēng)味，如在酒精飲料發(fā)酵中加入一定量的脂肪酶，可使產(chǎn)品具有類(lèi)似奶酪的香味。另外，還可應(yīng)用于無(wú)脂肪肉的生產(chǎn)。2在有機(jī)合成中的應(yīng)用酶促合成是有機(jī)合成的重要發(fā)展方向，具有無(wú)機(jī)催化劑和有機(jī)催化劑所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。曾家豫等在非水相中利用脂肪酶催化合成乙酸薄荷酯，并獲得了優(yōu)化工藝，優(yōu)化條件下的乙酸薄荷酯合成轉(zhuǎn)化率達(dá)92.4%，產(chǎn)品色澤好，氣味純正。夏木西卡瑪爾等在溶劑相中用固定化脂肪酶合成棕櫚酸VC酯，研究了反應(yīng)體系含水量、溶劑類(lèi)型、反應(yīng)溫度、加酶量、加入分子篩等對(duì)反應(yīng)的影響，優(yōu)化條件試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化率為52%，產(chǎn)品純度可達(dá)到95%。3脂肪酶的應(yīng)用4在手性化合物合成中的應(yīng)用脂肪酶酶促催化因其具有高底物專(zhuān)一性、區(qū)域選擇性或?qū)τ尺x擇性等優(yōu)點(diǎn)而成為有機(jī)合成領(lǐng)域中的重要生物催化劑。脂肪酶催化合成手性化合物的類(lèi)型有2種，即前手性底物的反應(yīng)和外消旋化合物的拆分。催化的底物已由傳統(tǒng)的前手性或手性醇和羧酸酯擴(kuò)展到二醇、二酯、內(nèi)酯、胺、二胺、胺基醇、α或β羥基酸等，因此，大多數(shù)重要的功能有機(jī)化合物原則上均可被脂肪酶催化立體選擇性地制備。唐良華等為了提高擴(kuò)展青霉TS414脂肪酶(PEL)對(duì)布洛芬的拆分效率，建立了非水相中選擇性拆分(R，S)－布洛芬的固定方法，研究發(fā)現(xiàn)，酶固定化后，在有機(jī)反應(yīng)體系中分散性增加，大幅度提高了酶促拆分效率。5其他方面的應(yīng)用例如，在脂肪酸提純中的應(yīng)用：利用黑曲脂肪酶不與多不飽和脂肪酸(Polyunsatur-atedFattyAcids，PUFA)，如γ-亞油酸和二十二烷酸作用，而與其他脂肪酸作用，使其優(yōu)先被釋放出來(lái)的性質(zhì)制備PUFA含量高的甘油酯，從而得以純化。在三甘酯結(jié)構(gòu)測(cè)定中的應(yīng)用：通過(guò)特定的脂肪酶催化含不同類(lèi)型的脂肪酸酯，可以產(chǎn)生特定的脂肪酸水解產(chǎn)物，可據(jù)此推測(cè)三甘酯的結(jié)構(gòu)等。

4脂肪酶在釀酒中的研究進(jìn)展我國(guó)白酒市場(chǎng)中以濃香型白酒為主要市場(chǎng)，占市場(chǎng)總額的80%以上，而濃香以及清香白酒的主體香氣成分主要為己酸乙酯和乙酸乙酯，這二者均是通過(guò)微生物代謝產(chǎn)生的脂肪酶和酯化酶催化己酸，乙酸與乙醇反應(yīng)而生成，因此，脂肪酶在形成白酒風(fēng)味的過(guò)程中有著至關(guān)重要的作用。徐巖，趙成明，章克昌等以固定化脂肪酶為研究對(duì)象，研究了在有機(jī)相中脂肪酶催化己酸乙酯的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，提出了有醇抑制時(shí)的脂肪酶催化合成己酸乙酯反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程可描述為:V=79.82/{85.34/[A]+85.34[B]/(89.1·[A])+33.59/[B]}mmol/(min·g）A為己酸濃度B為乙醇濃度和有機(jī)相酶促反應(yīng)系統(tǒng)中水的含量是影響酶催化活性的重要因素之一。

有研究表明，在水相中完成酯化反應(yīng)需要100h，而在非水相中（如正庚烷）完成酯化反應(yīng)只需24h,但由于在非水相中的酯化反應(yīng)常會(huì)產(chǎn)生有機(jī)溶劑污染，使得不能大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。4脂肪酶在酒業(yè)中的研究進(jìn)展4脂肪酶在釀酒中的研究進(jìn)展4脂肪酶在釀酒中的研究進(jìn)展4脂肪酶在釀酒中的研究進(jìn)展結(jié)束語(yǔ)脂肪酶在我國(guó)已應(yīng)用非常廣泛，新的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓展（如可再生能源和綠色化工等領(lǐng)域?qū)π滦兔复呋D(zhuǎn)化技術(shù)的迫切需求使得越來(lái)越多的脂肪酶被應(yīng)用到生物柴油、精細(xì)化學(xué)品及醫(yī)藥中間體合成等方面），脂肪酶已被認(rèn)為是繼蛋白酶、糖化酶之后的又一大工業(yè)用酶。但是，與國(guó)外相比，我國(guó)對(duì)脂肪酶的研究和開(kāi)發(fā)較晚，目前脂肪酶種類(lèi)欠豐、活性不穩(wěn)定、回收困難、成本昂貴，這些因素都限制了脂肪酶的應(yīng)用范圍。因此，盡快篩選酶活力高、產(chǎn)量高及低成本的脂肪酶菌種，同時(shí)開(kāi)發(fā)脂肪酶新的應(yīng)用領(lǐng)域、解決應(yīng)用中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，這些都是今后我國(guó)脂肪酶應(yīng)用研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。如今，基因工程、蛋白質(zhì)工程及發(fā)酵工程技術(shù)的飛速發(fā)展，加之酶工程、底物工程和介質(zhì)工程等