脂肪酶的研究进展

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ContentsPage1脂肪酶的概述3脂肪酶的应用研究2脂肪酶的微生物来源4脂肪酶在酿酒中的研究进展1脂肪酶的概述脂肪酶，全称三酰基甘油酰基水解酶，是一类主要水解由甘油和水不溶性长链脂肪酸形成的甘油三酯的酯键水解酶，广泛存在于动物组织，植物种子和微生物中，主要制备方法有提取法、化学合成法和微生物发酵法。微生物脂肪酶种类多、作用温度范围和pH值范围广泛、稳定性和活性较高、对底物纯度要求不严、便于工业生产和获取，是工业脂肪酶的主要来源。许多脂肪酶可以催化酯化反应、酯交换反应、醇解反应、酸解反应以及氨解反应等，广泛应用于食品加工、新型生物材料、生物传感器，生物医学、手性药物拆分等领域。随着酶固定化技术、界面酶学和非水解酶学研究的突破性进展和一些脂肪酶基因的克隆及在异源系统中的高效表达，已有不少脂肪酶实现了工业化生产，在日常生活和工业生产的各领域将得到越来越广泛的应用。2产脂肪酶微生物来源目前,已知大约有2%的微生物产脂肪酶,至少包括65个属的微生物,其中细菌28个属、放线菌4个属、酵母菌10个属、其它真菌23个属,且不同微生物来源的脂肪酶其组成成分、理化特性各不相同。脂肪酶产生菌中得到深入研究的主要有根霉，曲霉，青霉、毛霉、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黄色葡萄球菌、钩端螺旋体、粉刺状杆菌等。3脂肪酶的应用1在食品工业中的应用脂肪酶在食品工业中的应用广泛而成功，现已广泛应用于焙烤食品、油脂工业、乳制品以及食品添加剂工业中。脂肪酶对面团有强筋作用，可增加面团体积，且对面包芯有2次增白作用。此外，还可用于油脂水解、酯交换以及乳品工业中。脂肪酶和蛋白酶被广泛应用于加快奶酪的熟化和香味的产生。经脂肪酶处理过的奶制品比未经处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饮料的风味，如在酒精饮料发酵中加入一定量的脂肪酶，可使产品具有类似奶酪的香味。另外，还可应用于无脂肪肉的生产。2在有机合成中的应用酶促合成是有机合成的重要发展方向，具有无机催化剂和有机催化剂所无法比拟的优点。曾家豫等在非水相中利用脂肪酶催化合成乙酸薄荷酯，并获得了优化工艺，优化条件下的乙酸薄荷酯合成转化率达92.4%，产品色泽好，气味纯正。夏木西卡玛尔等在溶剂相中用固定化脂肪酶合成棕榈酸VC酯，研究了反应体系含水量、溶剂类型、反应温度、加酶量、加入分子筛等对反应的影响，优化条件试验发现转化率为52%，产品纯度可达到95%。3脂肪酶的应用4在手性化合物合成中的应用脂肪酶酶促催化因其具有高底物专一性、区域选择性或对映选择性等优点而成为有机合成领域中的重要生物催化剂。脂肪酶催化合成手性化合物的类型有2种，即前手性底物的反应和外消旋化合物的拆分。催化的底物已由传统的前手性或手性醇和羧酸酯扩展到二醇、二酯、内酯、胺、二胺、胺基醇、α或β羟基酸等，因此，大多数重要的功能有机化合物原则上均可被脂肪酶催化立体选择性地制备。唐良华等为了提高扩展青霉TS414脂肪酶(PEL)对布洛芬的拆分效率，建立了非水相中选择性拆分(R，S)－布洛芬的固定方法，研究发现，酶固定化后，在有机反应体系中分散性增加，大幅度提高了酶促拆分效率。5其他方面的应用例如，在脂肪酸提纯中的应用：利用黑曲脂肪酶不与多不饱和脂肪酸(Polyunsatur-atedFattyAcids，PUFA)，如γ-亚油酸和二十二烷酸作用，而与其他脂肪酸作用，使其优先被释放出来的性质制备PUFA含量高的甘油酯，从而得以纯化。在三甘酯结构测定中的应用：通过特定的脂肪酶催化含不同类型的脂肪酸酯，可以产生特定的脂肪酸水解产物，可据此推测三甘酯的结构等。

4脂肪酶在酿酒中的研究进展我国白酒市场中以浓香型白酒为主要市场，占市场总额的80%以上，而浓香以及清香白酒的主体香气成分主要为己酸乙酯和乙酸乙酯，这二者均是通过微生物代谢产生的脂肪酶和酯化酶催化己酸，乙酸与乙醇反应而生成，因此，脂肪酶在形成白酒风味的过程中有着至关重要的作用。徐岩，赵成明，章克昌等以固定化脂肪酶为研究对象，研究了在有机相中脂肪酶催化己酸乙酯的动力学问题，提出了有醇抑制时的脂肪酶催化合成己酸乙酯反应的动力学方程可描述为:V=79.82/{85.34/[A]+85.34[B]/(89.1·[A])+33.59/[B]}mmol/(min·g）A为己酸浓度B为乙醇浓度和有机相酶促反应系统中水的含量是影响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应需要100h，而在非水相中（如正庚烷）完成酯化反应只需24h,但由于在非水相中的酯化反应常会产生有机溶剂污染，使得不能大规模应用于工业化生产。4脂肪酶在酒业中的研究进展4脂肪酶在酿酒中的研究进展4脂肪酶在酿酒中的研究进展4脂肪酶在酿酒中的研究进展结束语脂肪酶在我国已应用非常广泛，新的应用领域也在不断拓展（如可再生能源和绿色化工等领域对新型酶催化转化技术的迫切需求使得越来越多的脂肪酶被应用到生物柴油、精细化学品及医药中间体合成等方面），脂肪酶已被认为是继蛋白酶、糖化酶之后的又一大工业用酶。但是，与国外相比，我国对脂肪酶的研究和开发较晚，目前脂肪酶种类欠丰、活性不稳定、回收困难、成本昂贵，这些因素都限制了脂肪酶的应用范围。因此，尽快筛选酶活力高、产量高及低成本的脂肪酶菌种，同时开发脂肪酶新的应用领域、解决应用中出现的各种问题，这些都是今后我国脂肪酶应用研究应重点关注的问题。如今，基因工程、蛋白质工程及发酵工程技术的飞速发展，加之酶工程、底物工程和介质工程等