脂肪酶的應用PPT課件.ppt

脂肪酶的應用 馬媛何茹 1 脂肪酶簡介 脂肪酶 LIPase EC3 1 1 3 即三酞基甘油酞基水解酶 是一類重要的甘油酷鍵水解酶 它可以在油水界面上催化天然底物油脂水解生成脂肪酸 甘油和中間產(chǎn)物甘油單酩或二酷 其催化反應如下 其中的二脂酞甘油可被進一步水解為單脂酞甘油 甘油和游離脂肪酸 脂肪酶是一類具有多種催化能力的酶 脂肪酶的不同活性的發(fā)揮取決于反應體系的特點 如在油水界面促進酷水解 但在有機相中就可以酶促合成和進行酷交換 2 脂肪酶的應用脂肪酶應用十分廣泛 主要應用于皮革 食品 醫(yī)藥 生物能源和洗滌劑等許多工業(yè)領域中 其應用的現(xiàn)狀及前景可以歸納為 l 脂肪酶廣泛用于開發(fā)新型的生化轉移反應器 以固定化酶反應器為主 目前已有上百種關于采用脂肪酶的生化反應器的報道 2 脂肪酶的使用的和建議使用的工業(yè)用途將大大超過糖酶和蛋白酶 隨著研究的不斷深入 脂肪酶的工業(yè)應用的范圍將不斷擴大 3 1 食品加工方面的應用 牛奶中的蛋白質 脂肪和乳糖代謝的產(chǎn)物是造成是奶制品香味的主要原因 所以脂肪酶現(xiàn)在己經(jīng)廣泛運用于奶制品 奶油 人造黃油等 的增香 因此經(jīng)脂肪酶處理過的奶制品相對于未經(jīng)處理的奶制品 具有更好的可接受性和香味 除用于奶制品外 脂肪酶還用于改善酒精飲料 稻米的香味和無脂肪肉的生產(chǎn) 另外 如果在生面團中加入脂肪酶 可以水解三甘醋部分從而增加其單甘酷的含量 以此達到延緩腐敗的目的 蛋白的起泡性質也因為單甘酷和雙甘醋的形成而得到相應的改善 4 2 制革方面的應用 殘余蛋白質和脂肪的脫除是皮革加工過程中一個重要的步驟 目前常用的脫脂方法主要有三種 乳化法脫脂 皂化法脫脂和溶劑法脫脂 但這三種方法都存在去脂程度不理想 勞動強度大和嚴重污染環(huán)境等缺點 因此用酶制劑產(chǎn)品替代化工原料用于皮革加工是一種既清潔又環(huán)保的新型工藝 在皮毛 絹紡 明膠 皮革等的脫脂方面 脂肪酶都取得了良好的脫脂效果 解脂假絲酵母的脂肪酶可以在不影響纖維強度的情況下 為達到紡絲要求 而使絹紡原料10 的油脂含量降為0 5 除此之外脂肪酶還能用于皮毛脫脂和去除皮革膠原纖維之間的脂肪 不僅使皮毛產(chǎn)品柔軟 彈性好 而且還具有不影響皮革牢度和厚度的優(yōu)點 5 3 油脂和脂肪酸的水解 生產(chǎn)脂肪酸和甘油的制備通常是在高溫高壓的條件下 在無催化劑體系中水解油脂生成的 用酶法水解油脂具有省能 工藝簡單 產(chǎn)品純度高的優(yōu)點 并且可以在常溫常壓下進行 在水一有機溶劑雙相體系中 如果添加適量的能較好地溶解脂肪酸和油脂 而對酶穩(wěn)定性和酶活性影響較小的有機溶劑 如異庚烷 異辛烷等 則在脂肪酶催化油脂水解的過程中 可以大大地提高油脂水解度 GeorgePizzaI281等用燕麥種子的脂肪酶選擇性地水解牛油 使油酸含量由原來的51 提高到84 此外 脂肪酶還運用于某些生理活性物質的提純 富集加Y一亞麻酸 EPA和DHA等 6 4 手性化合物合成中的應用 脂肪酶能成為有機合成中重要的生物催化劑是因為其催化反應具有底物專一性 對映選擇性或區(qū)域選擇性等優(yōu)點 脂肪酶催化反應合成手性化合物的基本類型包括兩個 1 拆分外消旋化合物 2 前手性底物的反應 傳統(tǒng)的催化的底物為手性或前手性梭酸酷和醇 現(xiàn)催化底物已擴展到二醋 二醇 內(nèi)酷 a或p一經(jīng)基酸 胺 二胺 胺基醇 因此 原則上脂肪酶都可以催化立體選擇性地制備大多數(shù)具有重要功能的有機化合物 典型的生物催化劑包括真菌脂肪酶和細菌脂肪酶 如地絲菌 Gootrichum 銅綠假單胞菌 P aer叮inosa 枯草芽抱桿菌 Bacillussubzilis 產(chǎn)堿桿菌 月zcazigene 等所產(chǎn)脂肪酶 7 5 造紙工業(yè)中的應用 樹脂的主要成分為三脂酞甘油和蠟 脂肪酶在造紙工業(yè)中用于去除紙漿中的樹脂 從而減弱因為樹脂在干燥柱上沉積對造紙質量造成的影響 因為亞麻酸 亞油酸和油酸等高級脂肪酸的三脂酞甘油包含在油墨中 所以纖維素酶和脂肪酶聯(lián)合使用可以用于去除廢紙中的油墨 為提高造紙質量 日本的Nippon紙業(yè)采用皺褶假絲酵母所產(chǎn)生的脂肪酶水解樹脂 可去除高達90 的三脂酞甘油 8 6 醫(yī)學上的應用 脂肪酶是脂肪代謝最基本的酶 它的缺乏必將引發(fā)嚴重的健康問題 脂肪酶的外部調(diào)節(jié)可起到幫助消化的目的 此外 脂肪酶還是一種重要的中間體標記酶或藥物靶 作為診斷工具 脂肪酶的活性水平和血液中脂肪酶的水平可分別用于心臟疾病和胰臟疾病的診斷和預測 脂肪酶還用于消化不良 腸胃功能紊亂和惡性腫瘤等的治療 9 7 聚酯合成 生物醫(yī)用材料的重要組成部分是生物可降解高分子 由于它植入體內(nèi)不滯留 不積累 并且不需要經(jīng)過二次手術取出 所以生物可降解聚醋成為生物醫(yī)用材料研究中的活躍領域 近年來發(fā)展起來的一種新型方法是用脂肪酶來催化聚酷合成 它具有無毒 高效 反應條件溫和及高選擇性等優(yōu)點 10 8 環(huán)境治理 在廢物處理以及被污染環(huán)境的生物修復的領域中運用脂肪酶是一個新興的生物技術 脂肪酶不但可以有效處理油脂加工過程中所產(chǎn)生的含脂廢物 還可以處理石油開采 煉制過程中所產(chǎn)生的石油泄漏以及飲食業(yè)產(chǎn)生的廢物 脂肪酶廣泛應用于生物修復