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脂肪酶的应用与制备方法

脂肪酶的应用与制备方法

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  • 来源:
  • 发布时间:2022-03-25
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【概要描述】脂肪酶(Lipase,甘油酯水解酶) 是一种重要的工业酶制剂,在脂质代谢中发挥着重要作用。并在食品加工、饲料、洗涤剂、制药、精细化工、有机合成、生物传感器和生物柴油合成等领域具有广泛的应用。

脂肪酶的应用与制备方法

【概要描述】脂肪酶(Lipase,甘油酯水解酶) 是一种重要的工业酶制剂,在脂质代谢中发挥着重要作用。并在食品加工、饲料、洗涤剂、制药、精细化工、有机合成、生物传感器和生物柴油合成等领域具有广泛的应用。

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    脂肪酶(Lipase,甘油酯水解酶) 是一种重要的工业酶制剂,在脂质代谢中发挥着重要作用。脂肪酶隶属于羧基酯水解酶类,能够逐步的将甘油三酯水解成甘油和脂肪酸。脂肪酶存在于含有脂肪的动、植物和微生物(如霉菌、细菌等)组织中。包括磷酸酯酶、固醇酶和羧酸酯酶。并在食品加工、饲料、洗涤剂、制药、精细化工、有机合成、生物传感器和生物柴油合成等领域具有广泛的应用。

 

    脂肪酶是一类具有多种催化能力的酶,可以催化三酰甘油酯及其他-些水不溶性酯类的水解、醇解、酯化、转酯化及酯类的逆向合成反应,除此之外还表现出其他一些酶的活性,如磷脂酶、溶血磷脂酶、胆固醇酯酶、酰肽水解酶活性等(Hara;Schmid)。脂肪酶不同活性的发挥依赖于反应体系的特点,如在油水界面促进酯水解,而在有机相中可以酶促合成和酯交换。

 

脂肪酶的来源

    脂肪酶广泛的存在于动植物和微生物中。植物中含脂肪酶较多的是油料作物的种子,如蓖麻籽、油菜籽,当油料种子发芽时,脂肪酶能与其他的酶协同发挥作用催化分解油脂类物质生成糖类,提供种子生根发芽所必需的养料和能量;

 

    动物体内含脂肪酶较多的是高等动物的胰脏和脂肪组织,在肠液中含有少量的脂肪酶,用于补充胰脂肪酶对脂肪消化的不足,在肉食动物的胃液中含有少量的丁酸甘油酯酶。在动物体内,各类脂肪酶控制着消化、吸收、脂肪重建和脂蛋白代谢等过程;

 

    细菌、真菌和酵母中的脂肪酶含量更为丰富(Pandey等)。由于微生物种类多、繁殖快、易发生遗传变异,具有比动植物更广的作用p H、作用温度范围以及底物专一性,且微生物来源的脂肪酶一般都是分泌性的胞外酶,主要的发酵微生物有黑曲霉,假丝酵母等等。适合于工业化大生产和获得高纯度样品,因此微生物脂肪酶是工业用脂肪酶的重要来源,一般不同来源的脂肪酶特性也不一样并且在理论研究方面也具有重要的意义。

 

脂肪酶的应用

    脂肪酶在工业生产中被广泛应用。如在食品工业中脂肪酶被用于肉类脱脂、面粉改良、油脂改性、奶酪加工、酿酒和酱料加工。在饲料工业中,脂肪酶与其他碳水化合物降解酶复配成复合酶作为饲料添加剂,可以有效提高饲料利用率。在造纸工业中,脂肪酶可以实现木浆中松脂的酶法去除。

 

    在生物柴油工业中,脂肪酶可以用于催化油脂与断链醇的酯交换反应,用于酶法合成生物柴油。在洗涤工业、皮革加工和纺织工业中脂肪酶也被大量应用。

 

    脂肪酶还被广泛应用于医药和精细化工工业中的手性化合物的生物拆分。

 

脂肪酶的制备方法

1. 反应机理
    三酸甘油酯+水→二酸甘油酯+游离脂肪酸→单酸甘油酯+游离脂肪酸甘油+游离脂肪酸。

 

2. 常见脂肪酶生产菌株
    产生脂肪酶的微生物种类很多,已报道的有65个属,其中细菌28个属,酵母菌10个属,放线菌4个属,其他真菌23个属。目前,产脂肪酶菌株主要集中在根霉、曲霉、假丝酵母、青霉、毛霉、须霉和假单胞菌等具有工业应用价值的菌种以及与医学相关的金色葡萄球菌、够短螺旋体、粉刺状杆菌等.

 

3. 菌株筛选
    常见的筛选脂肪酶高产菌的方法是含甘油三酯琼脂平板法,以橄榄油为底物,溴甲酚紫为指示剂,通过平板法筛选脂肪酶高产菌株。

 

4. 发酵条件优化
    影响发酵过程的因素有很多,主要包括培养基组成、接种量、种龄、培养温度、转速、装液量、发酵周期、溶氧、pH值和通气条件等,这些因素往往也不是独立的。除传统的单因子法、正交设计法在生物过程优化中得到广泛应用外,响应面法在发酵培养基的优化及过程控制中逐步得到推广应用,并日益显示出优越性。

 

5. 脂肪酶发酵工艺
    脂肪酶发酵工艺包括分批(batch)、补料分批(fed-batch)和连续( continuous)发酵,而较为常见而有效的是补料分批发酵,也就是流加发酵,除此之外还有固态发酵和固定化发酵。

 

6、纯化工艺
    酶的分离纯化一般包括3个基本步骤:抽提、纯化、结晶或制剂。首先将所需的酶从原料中引入溶液,此时肯定会夹带着一些杂质。然后,再将此酶从溶液中选择性地分离出来,或者从此溶液中选择性地除去杂质。最后,制成纯化的酶制剂。

 

湖南福来格拥有二十年酶制剂专业生产研发经验,可供应固定化脂肪酶、固定化青霉素酰化酶、头孢菌素C酰化酶、精氨酸酶等系列产品,并为客户提供产品生物催化解决方案、酶的定向改造及产业化定制服务。

 

 


参考来源:知乎《脂肪酶的发酵生产及其应用 》
                 百度百科 脂肪酶
                 Chemical Book 脂肪酶

图文来源网络  如有侵权请联系删除
 

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