脂肪酶特性与应用
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脂肪酶特性与应用
陈倩婷广州博仕奥集团
饲料资源不足一直是我国养殖业面临的一个大问题，在耕地和水资源严重紧缺的情况下，粮食产量很难提高。我国动物生产中饲料转化率低，猪、鸡和奶牛等的饲料转化率均比国际先进水平低0.3 %~0.6 %，使饲料资源不足的问题更加严峻。饲料用酶制剂的开发和应用极大的缓解了饲料资源的不足，酶制剂在饲料工业中的有效应用使得饲料工业和养殖业安全、高效、环保和可持续发展成为可能。
目前研究较多的饲用酶制剂有蛋白酶、甘露聚糖酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、纤维素酶及植酸酶等。脂肪酶也是一种重要的酶制剂，它能够水解脂肪（三脂酰甘油或三酰甘油）为一酰甘油、二酰甘油和游离脂肪酸，最终产物是甘油和脂肪酸。
产物脂肪酸为动物体生长和繁殖提供能量，部分中链脂肪酸能抑制肠道有害微生物，改善肠道菌落环境，从而促进消化，起到类似抗生素的作用，脂肪酶在常温常压下反应，反应条件温和，转化率高，具有优良的立体选择性，不易产生副产物，避免因化学催化法而带来的有害物质，不会造成环境污染，因此，在食品、皮革、医药、饲料和洗涤剂等许多工业领域中均有广泛的应用。
1 脂肪酶的特性
1.1 脂肪酶的来源
脂肪酶按其来源主要分为3类：1）动物源性脂肪酶，如：猪和牛等胰脂肪酶提取物；2）植物源脂肪酶，如：蓖麻籽和油菜等；3）微生物源性脂肪酶。由于微生物种类多、繁殖快且易发生遗传变异，具有比动植物更广的作用pH、作用温度范围及底物专一性，且微生物来源的脂肪酶一般都是分泌性的胞外酶，所以，微生物脂肪酶是主要的研究对象。产微生物脂肪酶菌种的研究主要集中在真
菌包括，根霉、黑曲霉、镰孢霉、红曲霉、黄曲霉、毛霉、犁头霉、须霉、白地霉、核盘菌、青霉和木霉；其次是细菌，如：假单胞菌、枯草芽抱杆菌、大肠杆菌工程菌、无色杆菌、小球菌、发光杆菌、黏质赛氏杆菌、无色杆菌、非极端细菌和洋葱伯克霍尔德菌等；另外还有解酯假丝酵母和放线菌。1.2 特性1.2.1 催化特性
脂肪酶不同活性的发挥依赖于反应体系的特点，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。其催化特性在于：在油水界面上其催化活力最大，溶于水的酶作用于不溶于水的底物，对均匀分散的或水溶性底物不作用，反应在2个彼此分离的完全不同的相的界面上进行。Macrae 等研究表明：在油水界面上油脂量决定脂肪酶活性，增加乳化剂量，可提高油水界面饱和度，从而提高脂肪酶活性，增加油水界面面积，可承载更多脂肪酶分子，也可增加催化反应速率。而在水体系中，大多数脂肪酶活性很低或没有活性。
由于脂肪酶在非均相体系中表现出的高催化活性，且在酶催化反应中不需要辅酶，所以可利用非水相中的脂肪酶催化完成各种有机合成及油脂改性反应，如：酯化、酸解、醇解、转酯、羟基化、甲基化、环氧化、氨解、酰基化、开环反应和聚合等反应。
1.2.2 底物特异性
不同来源脂肪酶对底物不同碳链长度和饱和度脂肪酸表现出不同反应性，圆弧青霉和金黄色葡萄球菌脂肪酶水解短链(低于C 8)脂肪酸所形成的三脂酰甘油，黑曲霉和根霉对中等长链(C 8~C 12)脂肪酸形成的三脂酰甘油有强烈特异性，猪葡萄球菌脂肪酶偏爱磷脂为底物，也可以水解脂肪酸链长短不一的各种油脂。解脂无色杆菌对饱和脂肪酸表现出
收稿日期：2011 - 05 - 09
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特异性，而金黄色葡萄球菌脂肪酶对不饱和脂肪酸具有特异性。1.2.3 位置特异性
大部分脂肪酶作用于三脂酰甘油的初级位（1—位或3—位）酯键，即α型；葡萄球菌、黑曲霉和圆弧青霉等脂肪酶无位置专一性，能水解初级和次级位 （2—位）的酯键，即αβ型；白地霉对油酸甘油酯表现出强特异性。
来源于卡门柏青霉U-150和米曲霉的脂肪酶存在一类较特殊的脂肪酶，它仅作用于单脂酰或二脂酰甘油，而对三脂酰甘油完全不起催化作用，与三脂酰甘油脂肪酶一起使用时，能协助或加速三脂酰甘油的彻底水解，所以被称为单-双脂酰甘油脂肪酶。
1.2.4 立体特异性
酶作用的底物应具有特定的立体结构才能被催化。脂肪酶对三脂酰甘油立体对应结构1位和3位具有选择性水解能力，并且能够以不同的反应速率选择性催化2种对映体。Akesson 等发现，来源于荧光假单胞菌脂肪酶水解2—位和3—位酯键的二酰基甘油比水解它的对应体速度快得多。因此，可利用脂肪酶这种立体选择性进行动力学拆分得到高产率的光学活性产物。1.3 基本酶学性质
许多学者已分离并纯化了大量的微生物脂肪酶，并对其性质进行了研究，它们在相对分子质量、最适作用温度、热稳定性、最适pH、pH 稳定性、等电点和其他生化性质方面存在不同。1.3.1 相对分子质量
来源不同的微生物脂肪酶，其氨基酸组成不同，相对分子质量在2万~6万。1.3.2 最适作用温度和热稳定性
大多数脂肪酶最适作用温度为30~60 ℃，但也有些脂肪酶在较高或较低温度下有较高活力。Rathi 等从假单胞菌中分离的脂肪酶在100 ℃条件下能稳定存活，超过150 ℃仍有数秒钟半衰期。Bradoo 等培养嗜热脂肪芽孢杆菌得到耐热脂肪酶，在100 ℃条件下有15~25 min 半衰期。一般真菌脂肪酶最适作用温度相对较低，而细菌脂肪酶则较耐热。
在不同底物中，脂肪酶最适作用温度也不相同。Surinenaite 等研究发现，从假单胞菌3121-1中分
离一种脂肪酶，当以ρ-硝基苯丁酸酯（ρ-NPB）为底物时，脂肪酶最适作用温度为52 ℃，吐温-80为底物时，最适温度为50～60 ℃，橄榄油为底物时，则为50～65 ℃。1.3.3 最适作用pH 和pH 稳定性
脂肪酶的活力受pH 影响很大，pH 的变化可影响酶活性中心部位活性基团的解离，从而影响到酶与底物的结合或催化底物转变为产物。大多数脂肪酶最适pH 6~9，其中大部分真菌脂肪酶为碱性脂肪酶，如：曲霉、扩展青霉、凝结芽孢杆菌、产碱菌和肉色曲霉所产脂肪酶作用的最适pH 都为9，该类型脂肪酶具有广泛的pH 稳定范围，且稳定性良好，pH 5~10在加酶洗衣粉及洗涤剂量工业中有较大的应用价值。但也有一部分脂肪酶的最适值pH 偏酸性，蒋咏梅等得到的罗伦隐球酵母最适pH 只有5.4。
2 脂肪酶的应用
2.1 在饲料中的应用
脂肪在畜禽体内的作用主要是氧化供能，它含有的能量是糖类的2.25倍。在饲料中添加脂肪酶可以提高油脂的消化利用率，为动物体提供更多的能量，脂肪酶可提高饲料中的脂肪消化率，特别是可显著提高含脂量高的饲料，如：全脂米糠、高油玉米、干苜蓿粉、血粉和饼粕等，可提高能量饲料原料的表观消化能5 %~11 %，提高猪和禽增质量速度4 %~10 %，提高饲料利用率2 %~7 %，并减少粪便排泄量。同时，相应节约作为能量消耗的蛋白质，使其更好的用于生长，进而提高蛋白质效率；减少油脂的添加量；降低饲料成本；能补充幼禽和幼畜因消化机能尚未发育健全所造成的内源性消化酶分泌量的不足。因此，脂肪酶在鸡、猪和水产中有较广泛的研究与应用。2.1.1 在鸡饲养中的应用
幼龄家禽由于消化道酶尚未发育完善，对淀粉、脂肪和蛋白质的消化能力较弱，有必要添加外源性消化道酶以弥补内源酶的不足。雏鸡消化酶约在2周龄而脂肪酶约到21日龄才发育到高峰。因此，胰腺脂肪酶分泌不足是雏鸡对饲料利用的主要限制因素之一。
李杰等研究发现，肉鸡具有较快的生长速度不
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仅与采食量有关，较高的能量和粗蛋白利用率也是促进快速生长的重要因素。何前等选用700只1日龄健康的岭南黄公鸡（快大型），随机分为4个处理，每处理5个重复。对照组饲喂玉米-豆粕型基础日粮，加酶1组、2组和3组分别在基础日粮中添加2、4 和6 U/g 脂肪酶，试验分为1~21和22~42 d 2个阶段，试验期为42 d。结果显示：添加4和6 U/g 脂肪酶显著提高22~42日龄黄羽肉鸡试末均质量和平均日增质量。饲粮中添加脂肪酶，能显著提高粗脂肪的表观利用率，有提高粗蛋白表观利用率的趋势，显著降低能量表观利用率。试验得出脂肪酶添加水平为4 U/g 效果最佳。
Tan 等在含全脂米糠、高油玉米、干苜蓿粉、血粉和饼粕等的肉鸡饲料中添加0.1 %外源脂肪酶，表观消化能提高5 %~11 %，增质量速度提高4 %~10 %，饲料利用率提高2 %~7 %。
Polin 等给白莱航公鸡饲喂含动物油4 %的玉米型日粮，发现添加0.1 %脂肪酶显著改善了动物油的吸收，脂质吸收的提高使得干物质的消化率也得到了改善。
Marzooqi 等在肉仔鸡日粮中添加不同剂量的脂肪酶，结果表明：0~21日龄肉鸡采食量和生长性能随脂肪酶添加量的增加而减少，对21、42或1~42日龄肉鸡生长性能和采食量均无影响。
Lichovnikova 等认为：外源添加脂肪酶可显著增加蛋黄中多不饱和脂肪酸的含量，长期饲喂脂肪酶对蛋黄中多不饱和脂肪酸含量有加强作用，而对鸡蛋的质量无显著影响。
奚刚报道，酶制剂能提高脂肪的表观利用率，混合酶制剂对丝毛乌骨鸡的粗脂肪利用率显著提高，可达到86 ％。2.1.2 在猪饲养中的应用
在现代养猪生产中，为了缩短母猪繁殖周期和使仔猪尽早适应植物蛋白日粮，早期断奶甚至超早期断奶在养猪生产中普遍实施，但早期断奶产生明显应激，对消化系统发育和消化酶分泌产生不良影响，消化酶分泌急剧减少，断奶后2周内消化酶分泌不足是断奶仔猪生长阻滞的主要因素之一。
Dierick 等在饲料中添加0.05 %微生物源脂肪
酶后，仔猪前肠内容物的中链脂肪酸和游离脂肪酸含量分别比对照组显著提高104 %和116 %，添加0.1 %微生物源脂肪酶，日均增重率显著提升14.3 %，饲料利用率提高5.4 %。而在含动物油脂脂肪源的猪日粮中添加0.05 %微生物源脂肪酶显著提高了低链脂肪酸、干物质和消化能的表观回肠消化率、干物质、有机物、粗蛋白、粗灰分和消化能的表观粪便消化率。
张勇等研究表明：32日龄断奶仔猪日粮中添加0.1 %淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等组成的复合酶制剂，可促进断奶仔猪生长，改善饲料利用率，降低腹泻率，减少不同个体间体质量差异。2.1.3 在水产饲养中的应用
W M Koven 等在金头鲷基础饲料中添加0.05 %猪胰脂肪酶，研究脂肪酶对21、27、32和45日龄金头鲷生长的影响。结果发现，脂肪酶只对45日龄的金头鲷组织脂肪有显著提高，提高了3.42倍，由于日粮卵磷脂添加不足和早期日龄金头鲷肠道功能未发育完全，所以，脂肪酶的添加对其他日龄的金头鲷无显著影响。
T Samuelsen 为研究添加脂肪酶对虹鳟生长和身体成分的影响，分别在基础饲料中添加2 083 mg/kg 脂肪酶、208.3 mg/kg 脂肪酶和2 083 mg/kg 热灭活脂肪酶，饲喂202 d，结果显示：脂肪酶的添加对虹鳟的生长、鱼头组成、肝、心脏和内脏指数无显著影响，而对鱼头中单不饱和脂肪酸（油酸）的含量有显著影响。
杨新文等在基础饲料中分别添加0、0.1和0.3 g/kg 的脂肪酶，饲喂平均体质量为(57.6±0.02) g 的南方鲇60 d，添加0.1和0.3 g/kg 脂肪酶的增重率比对照组分别提高了4 %和5.8 %，但差异不显著，饲料系数分别下降了5 %和6.6 %，差异显著，肥满度和粗脂肪消化率显著提高，对内脏指数、肝指数、肠脂指数、胰蛋白酶活力、肠蛋白酶活力、肠脂肪酶活力及血液生化指标均无显著影响。由于动物幼体消化机能发育不完全，消化酶系统不够完善，添加外源消化酶可以刺激内源消化酶的分泌，补充内源消化酶的不足，提高动物幼体消化机能和营养物质利用率，添加0.3 g/kg 的脂肪酶能显著提高胰脂
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肪酶活力，添加0.1 g/kg 的脂肪酶对胰脂肪酶活力无显著影响。所以，在脂肪水平为10 %的饲料中添加0.3 g/kg 的脂肪酶可以提高胰脂肪酶活力，提高脂肪消化率，改善饲料利用率。
谷金皇等在平均体质量为（3.47±0.05）g 的瓦氏黄颡鱼基础饲料中分别添加0、100、300和500 mg/kg 脂肪酶制剂后，对其生长、消化酶及血清生化指标的影响进行研究。试验结果表明：饲喂90 d 后，添加脂肪酶100、300和500 mg/kg 组分别比对照组增重率提高3.86 %、9.29 %和6.75 %，饲料系数降低了3.17 %、6.35 %和5.29 %，血清三酰甘油、低密度脂蛋白和总胆固醇含量都显著低于对照组。通过消化酶测定表明：脂肪酶添加各组均显著提高了胰蛋白酶和肠淀粉酶活性，100 mg/kg 脂肪酶组还显著提高了胰脂肪酶和胰淀粉酶活性，300 mg/kg 脂肪酶组胰脂肪酶活性最高，所以，脂肪酶在瓦氏黄颡鱼饲料中的适当添加量为300 mg/kg。
对鳗的研究表明：添加0.2 g/kg 的脂肪酶可提高鳗鱼的日增重率28.53 %~71.38 %,显著降低饲料系数14.69 %~20.98 %。
Nunes 等在巨骨舌鱼日粮中添加0、0.05 %、0.1 %和0.2 %脂肪酶制剂，增重率提高了29.3 %、14.88 %和65.9 %，并提高了蛋白质效率。
Silva 等在大盖巨脂鲤饲料中添加0.2 %脂肪酶，养殖幼鱼38 d，增重率比对照组上升了55.1 %。2.2 在食品中的应用
利用脂肪酶作用反应后释放出链较短的脂肪酸，能增加和改进食品的风味和香味，特别是奶油和奶酪的风味在人造黄油、点心和冷糕点等的制造中是不可缺少的；利用脂肪酶催化的醇解和醋化反应生产各种香精醋，作调料剂；用有专一性的微生物脂肪酶，如：使用青霉属的丝状菌产生的脂肪酶将二酰甘油选择性水解成甘油和脂肪酸，从而增加油脂中三酰甘油的含量，提高棕榈油等食用油营养价值，制备精制油脂；用于酒类的去浊除渣；改善面包质量；添加脂肪酶防止来自蛋黄的污染脂肪混入产品中引起发泡能力的下降，改善蛋白的发泡等。2.3 在造纸工业与皮革加工中的应用
在造纸工业中添加脂肪酶能直接分解废纸上的
油墨、涂料及色料，达成脱墨效果；去除纸浆中的树脂，去除造纸用白水及冷却水的黏泥。
作为一种高效无污染的脱脂剂，脂肪酶在皮革脱脂工艺上尤其具有重要的用途，在碱性条件下使得脂肪更易从皮中除去。与传统的皂化法、乳化法和溶剂法脱脂相比较，酶法脱脂皮板柔软、富有弹性、粒面毛孔清晰且毛光亮柔软，对皮革质量有明显的提高。
2.4 在洗涤工业中的应用
衣服所附的污垢有3/4是脂肪污垢。加入脂肪酶可使三酰甘油分解成容易去除的脂肪酸和甘油，所以加入脂肪酶可大大提高洗涤剂的去污效果，而且脂肪酶是生物产品，易被降解，不污染环境。2.5 催化合成生物柴油
生物柴油是生物质能的一种形式，具有绿色、可再生和能耗低等优点，能够缓解石油即将枯竭和环境污染对人类造成的危机。A F Hsu 等用固定化南极假丝酵母脂肪酶催化泔水油，可制造生物柴油。
3 展望
饲料中添加脂肪酶能释放出脂肪酸，提高油脂类饲料原料的能量利用率，增加和改进饲料的香味和风味，促进畜禽的食欲，并对局部炎症有一定的治疗功效。但是，现在有很多商品化的脂肪酶产品，多数是通过微生物发酵制得，其pH 稳定性多在中性偏碱范围内，对酸的耐受性较差，相对于蛋白酶和淀粉酶等其他酶来说，脂肪酶的多样性、稳定性较差、底物不溶于水、提纯困难及生产成本较高等特殊性增加了对其进行研究的难度，导致了对脂肪酶的理论和应用研究的投入较其他酶类滞后，所以，对脂肪酶研究进行一些探索性的工作，如：野生新菌种的筛选、基因工程菌的筛选、发酵工艺的改进、下游技术的提高和检查方法技术的改进、与其他酶制剂的合理复配使用、正确的添加时间、添加量和添加方式，都能推动脂肪酶在饲料工业中的广泛应用。
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脂肪酶的概述及应用
脂肪酶的概述与应用 一脂肪酶概述、 脂肪酶（Lipase，甘油酯水解酶）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。脂肪酸广泛的应用于食品、药品、皮革、日用化工等方面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。 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一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。 脂肪酶的性质研究主要包括最适温度与pH、温度与pH稳定性、底物特异性等几个方面。迄今，已分离、纯化了大量的微生物脂肪酶，并研究了其性质，它们在分子量、最适pH、最适温度、pH和热稳定性、等电点和其他生化性质方面存在不同（Veeraragavan等）。总体而言，微生物脂肪酶具有比动植物脂肪酶更广的作用pH、作用温度范围，高稳定性和活性，对底物有特异性（Schmid等；Kazlauskas等）。 脂肪酶的催化特性在于：在油水界面上其催化活力最大，早在1958年Sarda和Desnnelv 就发现了这一现象。溶于水的酶作用于不溶于水的底物，反应是在2个彼此分离的完全不同的相的界面上进行。这是脂肪酶区别于酯酶的一个特征。酯酶（E C3.1.1.1）作用的底物是水溶性的，并且其最适底物是由短链脂肪酸（≤C8）形成的酯。 脂肪酶是重要的工业酶制剂品种之一，可以催化解脂、酯交换、酯合成等反应，广泛应用于油脂加工、食品、医药、日化等工业。不同来源的脂肪酶具有不同的催化特点和催化活力。其中用于有机相合成的具有转酯化或酯化功能的脂肪酶的规模化生产对于酶催化合成精细化学品和手性化合物有重要意义。 脂肪酶是一种特殊的酯键水解酶，它可作用于甘油三酯的酯键，使甘油三酯降解为甘油二酯、单甘油酯、甘油和脂肪酸。 酶是一种活性蛋白质。因此，一切对蛋白质活性有影响的因素都影响酶的活性。酶与底物作用的活性，受温度、pH值、酶液浓度、底物浓度、酶的激活剂或抑制剂等许多因素的影响。
酶制剂在食品工业中的应用 论文
酶制剂在食品工业中的应用 摘要：酶制剂是一类特殊的食品添加剂，具有催化高效性，专一性等显著特点。文章综述了食品工业中酶制剂利用及新动向，包括淀粉糖、油脂、蛋白质加工、面包、啤酒、饮料工业以及改善苦味的酶类的应用。并介绍了酶与食品的关系、酶制剂在食品生产中用于保藏、改善质量和增加营养价值、增加品种种类、提高便捷性和提高食品生产效率等作用。并对酶制剂在食品工业中的发展方向和安全问题进行了讨论。 关键词：酶制剂；食品工业；应用 酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质。而从生物体中提取的具有酶活力的制品，称为酶制剂。酶制剂主要用于食品加工和制造业方面，它在对提高食品生产效率和产量、改进产品风味和质量等方面有着其它催化剂所无法替代的作用。另外，酶制剂在日化、纺织、环境保护和饲料等行业也有着较广泛的应用。 随着发酵工业的发展，酶制剂的主要来源已被微生物所取代，它具有不受季节、地区和数量等因素影响的特性，还具有种类多、繁殖快、质量稳定和成本低等特点。随着微生物育种技术的发展，酶制剂的种类越来越多，分类也越来越细。目前我国已工业化生产的、且用于食品工业的酶制剂主要有：淀粉酶、异淀粉酶、果胶酶和蛋白酶等，它们在食品加工中都起着十分重要的作用。当然，尽管目前我国酶制剂行业的发展已有了长足进步，但与发达国家相比，还有很大差距。为进一步加快酶制剂产业技术的进步，今后应注重在调整产品结构、增加新品种、提高产品质量和竞争力、实现规模化经营和拓宽应用领域等方面作深入的研究。 1．酶与食品的关系 在食品生产加工中，为了保持食物原有的色、香、味和结构，就要尽量避免引起剧烈的化学反应。酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质，因此作用条件非常温和。许多酶所催化的反应从动植物最初生长时就开始了，当它被作为食品时，其体内酶的催化作用仍然继续进行着。如动物体死后，其合成代谢停止，而分解代谢加快，因此就会导致组织腐败，但这可能也会改善某些食品原料的风味。在大多数成熟的水果中，由于某些酶的增加，会使得其呼吸速度加快，淀粉转变为糖，叶绿素发生降解，细胞体积快速增加。这些变化，对于水果风味的改善是有益的；而对蔬菜来讲，叶绿素的降解则是有害的。 2．与食品生产有关的酶制剂 2．1与淀粉糖和甜味剂生产有关的酶制剂 淀粉酶工业上应用酶制剂已有数十年的历史，淀粉加工用酶所占比例达到15%，是酶制剂最大的市场。近年来淀粉酶类耐热性大大提高，并已通过基因工程技术改善其品质。特别要提到的是一系列新的酶制剂的发现和应用，如在1995年已经工业化的酶转化淀粉生产海藻糖，改变了先前从酵母等食物中抽提的生产方法，生产成本大大下降。这种糖不仅耐酸、耐热、防龋齿，还可抑制蛋白质变性和油脂酸败，市场日益扩大。 2．2与油脂生产有关的酶制剂 油脂是人类食品的主要营养成分之一，有赋予食品不可缺少的风味，而且用酶法生产有益健康的油脂的正逐步应用成熟，如用DNA等高度不饱和脂肪酸作为食品的原材料所制作的食品销售额已达400亿日元。 2．3与蛋白质有关的酶制剂 蛋白质在食品加工中，不仅具有营养的功能还具有各种物理功能，提高这类功能将会增加其附加值，要达到这个目的需要利用蛋白酶类。为了以蛋白质水解后的产物作为生产氨基酸系列的调味品，就必须把蛋白质彻底分解为氨基酸。 2．.4与面包生产有关的酶制剂
脂肪酶的微生物生产技术综述
脂肪酶的微生物生产技术综述 By 夏远川 脂肪酶是一种普遍存在于动植物和微生物体内的酶，也是最早研究的酶类之一，早在1834年就有关于兔胰腺脂肪酶活性的报道。[1] 脂肪酶是一类特殊酯键水解酶，一般用于催化水解和合成反应，在油水界面上，它催化三酰甘油的酯键的水解，生成甘油一酯、甘油二酯或直接生成甘油和脂肪酸。[2]脂肪酶还可催化酯类化合物的醇解、酯化、酯交换等反应，且不需要辅酶，在工业生产和研究工作中均有广泛应用。[3] 脂肪酶按作用时的适应温度可分为高温脂肪酶、中温脂肪酶、低温脂肪酶；按适宜pH可分为碱性脂肪酶、中性脂肪酶、酸性脂肪酶。 脂肪酶的主要工业应用方向： 1、洗涤工业：在洗涤剂中添加脂肪酶可使洗涤剂对脂质类污渍的去除效果大大提高，并可减少表面活性剂及无机助剂（尤其是三聚磷酸钠）的用量，大大减少洗涤剂带来的环境污染。用于洗涤剂的脂肪酶为碱性脂肪酶，在碱性范围内有活性、活性不受表面活性剂影响、对氧系漂白剂稳定、热稳定性好，并且由于大多数加酶洗涤剂都适当配有蛋白酶，因此用于洗涤剂的脂肪酶还应具抗蛋白酶降解的能力。[4] 1988年，丹麦NOVO公司将碱性脂肪酶应用于洗涤剂中并推向市场。1992
年，这家公司构建了商业上第一株产脂肪酶菌株。[1] 2、食品工业：油脂改性是食品加工过程中的一个重要环节，脂肪酶可通过催化酯交换、酯转移、水解等反应，改变油脂的的物理化学性质，使便宜的、营养价值低的油脂升级为昂贵的、营养价值高的油脂；此外脂肪酶还可用于合成广泛应用于食品工业的糖酯类产品、合成不带副产物或毒性物质的芳香味酯类化合物、合成抗坏血酸酯类抗氧化剂如异抗坏血酸等。[5] 3、造纸工业：使用脂肪酶处理纸浆可减少胶黏物（绝大多数胶黏物都含有大量酯键）对造纸毛毯网间空隙的堵塞，提高纸机的运行效率和成纸品质，并降低环境污染，减少废水处理的负荷。 此外脂肪酶脱墨技术在废纸利用方面也起到非常大的作用，与传统脱墨技术相比脱墨效果更好环境污染更低，具有很大的优势。[6] 4、皮革生产：脂肪酶应用于制革和毛皮加工过程中的脱脂，相对于传统的脱脂方法具有脱脂均匀、脱脂废液中的油脂更易分离回收、减少甚至不使用表面活性剂、降低生产成本、提高成品质量等诸多优点，将碱性脂肪酶与脱脂剂在碱性条件下进行毛革两用皮革的脱脂，可大大提高脱脂效果。[7] 此外脂肪酶在饲料工业、生物表面活性剂、化妆品、生物传感、聚合物合成、手性化合物拆分、生物柴油等方面都具有重要的应用前景。 由于微生物生长繁殖快、所产脂肪酶种类多、微生物脂肪酶具有比动植物来源的脂肪酶更广的作用条件范围，且多为胞外酶，更适合于工业规模生产和获得高纯度产品，因此成为工业用脂肪酶的主要来源。[7]上世纪初，微生物学家
酶制剂在工业上的应用现状与展望
《酶工程》课程论文 学院：材料与化工学院 专业班级：2011级生物工程（2）班 姓名：李丹丹 学号：20110412310047 评阅意见 评阅成绩 评阅教师： 2014年6月12日
酶制剂在工业上的应用现状与展望 姓名：李丹丹 学院和专业：材料与化工生物工程2班 摘要：酶制剂是一类特殊的食品添加剂，具有催化高效性，专一性等显著特点。文章综述了食品工业中酶制剂利用及新动向，包括淀粉糖、油脂、蛋白质加工、面包、啤酒、饮料工业以及改善苦味的酶类的应用。并介绍了酶与食品的关系、酶制剂在食品生产中用于保藏、改善质量和增加营养价值、增加品种种类、提高便捷性和提高食品生产效率等作用,还介绍了酶制剂在饲料中的应用。并对酶制剂在食品工业中和在动物饲料方面的发展方向进行展望。关键词：酶制剂食品工业饲料工业应用 1.酶制剂的简介 酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质。而从生物体中提取的具有酶活力的制品，称为酶制剂。酶制剂主要用于食品加工和制造业方面，它在对提高食品生产效率和产量、改进产品风味和质量等方面有着其它催化剂所无法替代的作用。另外，酶制剂在日化、纺织、环境保护和饲料等行业也有着较广泛的应用。随着发酵工业的发展，酶制剂的主要来源已被微生物所取代，它具有不受季节、地区和数量等因素影响的特性，还具有种类多、繁殖快、质量稳定和成本低等特点。随着微生物育种技术的发展，酶制剂的种类越来越多，分类也越来越细。目前我国已工业化生产的、且用于食品工业的酶制剂主要有：淀粉酶、异淀粉酶、果胶酶和蛋白酶等，它们在食品加工中都起着十分重要的作用。当然，尽管目前我国酶制剂行业的发展已有了长足进步，但与发达国家相比，还有很大差距。为进一步加快酶制剂产业技术的进步，今后应注重在调整产品结构、增加新品种、提高产品质量和竞争力、实现规模化经营和拓宽应用领域等方面作深入的研究。 2．酶制剂在食品工业中的应用 利用淀粉酶可以将淀粉水解为葡萄糖或不同DE值的淀粉糖浆，再经过葡萄糖异构酶的作用产生果葡糖浆；果胶酶用于果汁的加工和澄清，可提高果酒的得率，改善澄清效果，加快过滤速度；乳糖酶可分解牛奶中的乳糖，提高人体对牛奶的消化性；脂肪酸可改进食品风味；蛋白酶可用于蛋白胨和氨基酸混合液的制造，生产糖果使用的蛋白发泡剂，用在面包、糕点和通心粉的生产上可缩短揉面时间、增强面团延伸性和改进产品质量，用在肉类加工上可嫩化肉类、软化肠衣和提高质量，用在乳酪制造上可缩短生产时间等。 2．1用于保藏 溶酶菌现已广泛地被用作水产品、肉食品、蛋糕、酒精、料酒、饮料以及日用化妆品的防腐剂。由于食品中的羟基和酸会影响溶酶菌的活性，因此，它一般与酒、植酸、甘氨酸等物质配合使用。目前与甘氨酸配合食使用的溶酶菌制剂，应用于面食、水产、熟食及冰淇淋等食品的防腐。在低度酒中添加20mg/kg的溶酶菌不仅对酒的风味无任何不良影响，还可防止产酸菌的生产，同时受酒类澄清剂的影响很小，是低度酒类较好的防腐剂，如日本就把溶酶菌用于清酒的防腐。 乳制品保险牛乳中含有13mg/dl的溶酶菌，在人乳中含量为40mg/ml。在鲜乳或奶粉中加入一定量溶酶菌，不但可起到防腐作用，而且还有强化作用，能增进婴儿健康。 将各种肉类和水产熟制品（如鱼丸、香肠及红肠等），用含1%明胶和0.05%溶酶菌的混合液浸渍后再包装保存，可延长其保质期。各类糕点特别是奶油蛋糕是容易腐败变质的食品，在制作过程中加入溶酶菌就具有一定的防腐、保鲜作用。此外，溶酶菌还可应用于pH值为6.0~7.5的饮料的防腐。 海产品及水产品如虾、鱼和蛤蜊等在含甘氨酸、溶酶菌和食盐的溶液中浸渍5min后，沥干，在5℃下保存9d后，无异味、无色泽变化。 3．2提高食品质量和增加营养价值
脂肪酶
第一章概述 脂肪酶(Lipase，E C．3.1.1.3)是指分解或合成高级脂肪酸与丙三醇形成甘油三酸酯酯键的酶。198年,Klibanov A M 等用脂肪酶粉或其固定化酶在有机溶剂体系中成功地催化合成了一系列有机物, 开始了脂肪酶非水相酶学的研究[1]。随着研究的深入, 发现脂肪酶具有良好的醇解、胺解、酯化和转酯等特性, 可被广泛地应用于有机合成、精细化工、药物中间体合成、手性化合物拆分以及生物能源等诸多领域。近年来,通过对界面酶学和非水相酶学的研究，从而进一步拓展了脂肪酶的应用领域，利用脂肪酶在有机相催化的各种反应可以合成大量高价值的产物，此外，脂肪酶在食品、医药、皮革和洗涤剂等许多工业领域中也有广泛的应用，充分显示了其巨大的应用潜力。 产脂肪酶的微生物种类很多，大约65个属微生物可产脂肪酶，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，而实际上可能更多。脂肪酶产生菌中得到深入研究的主要集中在根霉、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。脂肪酶的筛选方法着眼于快速、简捷、准确、选择性强及易于自动化。脂肪酶产生菌主要从自然界中寻找，而脂肪酶高产菌的筛选通常采用含甘油三酯的琼脂平板法，并通过在培养基中添加指示剂如罗丹明B、溴甲酚紫、维多利亚蓝等作为筛选标记，然后采用不同的方法对培养条件进行优化。其筛选的一般过程是：样品分离→富集培养→平板初筛→摇瓶复筛。不同微生物合成脂肪酶的能力不同，因此，要达到工业用脂肪酶生产微生物的要求，首先要筛选和诱导出与所需酶学性质相符的高产菌株，或者构建高表达量的重组基因工程株。
脂肪酶特性与应用
饲料研究FEED RESEARCH NO .6,2011 5 脂肪酶特性与应用 陈倩婷广州博仕奥集团 饲料资源不足一直是我国养殖业面临的一个大问题，在耕地和水资源严重紧缺的情况下，粮食产量很难提高。我国动物生产中饲料转化率低，猪、鸡和奶牛等的饲料转化率均比国际先进水平低0.3 %~0.6 %，使饲料资源不足的问题更加严峻。饲料用酶制剂的开发和应用极大的缓解了饲料资源的不足，酶制剂在饲料工业中的有效应用使得饲料工业和养殖业安全、高效、环保和可持续发展成为可能。 目前研究较多的饲用酶制剂有蛋白酶、甘露聚糖酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、纤维素酶及植酸酶等。脂肪酶也是一种重要的酶制剂，它能够水解脂肪（三脂酰甘油或三酰甘油）为一酰甘油、二酰甘油和游离脂肪酸，最终产物是甘油和脂肪酸。 产物脂肪酸为动物体生长和繁殖提供能量，部分中链脂肪酸能抑制肠道有害微生物，改善肠道菌落环境，从而促进消化，起到类似抗生素的作用，脂肪酶在常温常压下反应，反应条件温和，转化率高，具有优良的立体选择性，不易产生副产物，避免因化学催化法而带来的有害物质，不会造成环境污染，因此，在食品、皮革、医药、饲料和洗涤剂等许多工业领域中均有广泛的应用。 1 脂肪酶的特性 1.1 脂肪酶的来源 脂肪酶按其来源主要分为3类：1）动物源性脂肪酶，如：猪和牛等胰脂肪酶提取物；2）植物源脂肪酶，如：蓖麻籽和油菜等；3）微生物源性脂肪酶。由于微生物种类多、繁殖快且易发生遗传变异，具有比动植物更广的作用pH、作用温度范围及底物专一性，且微生物来源的脂肪酶一般都是分泌性的胞外酶，所以，微生物脂肪酶是主要的研究对象。产微生物脂肪酶菌种的研究主要集中在真 菌包括，根霉、黑曲霉、镰孢霉、红曲霉、黄曲霉、毛霉、犁头霉、须霉、白地霉、核盘菌、青霉和木霉；其次是细菌，如：假单胞菌、枯草芽抱杆菌、大肠杆菌工程菌、无色杆菌、小球菌、发光杆菌、黏质赛氏杆菌、无色杆菌、非极端细菌和洋葱伯克霍尔德菌等；另外还有解酯假丝酵母和放线菌。1.2 特性1.2.1 催化特性 脂肪酶不同活性的发挥依赖于反应体系的特点，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。其催化特性在于：在油水界面上其催化活力最大，溶于水的酶作用于不溶于水的底物，对均匀分散的或水溶性底物不作用，反应在2个彼此分离的完全不同的相的界面上进行。Macrae 等研究表明：在油水界面上油脂量决定脂肪酶活性，增加乳化剂量，可提高油水界面饱和度，从而提高脂肪酶活性，增加油水界面面积，可承载更多脂肪酶分子，也可增加催化反应速率。而在水体系中，大多数脂肪酶活性很低或没有活性。 由于脂肪酶在非均相体系中表现出的高催化活性，且在酶催化反应中不需要辅酶，所以可利用非水相中的脂肪酶催化完成各种有机合成及油脂改性反应，如：酯化、酸解、醇解、转酯、羟基化、甲基化、环氧化、氨解、酰基化、开环反应和聚合等反应。 1.2.2 底物特异性 不同来源脂肪酶对底物不同碳链长度和饱和度脂肪酸表现出不同反应性，圆弧青霉和金黄色葡萄球菌脂肪酶水解短链(低于C 8)脂肪酸所形成的三脂酰甘油，黑曲霉和根霉对中等长链(C 8~C 12)脂肪酸形成的三脂酰甘油有强烈特异性，猪葡萄球菌脂肪酶偏爱磷脂为底物，也可以水解脂肪酸链长短不一的各种油脂。解脂无色杆菌对饱和脂肪酸表现出 收稿日期：2011 - 05 - 09
酶的应用与发展论文
酶的应用与发展论文集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
摘要：生物工程是现代科技的一项高新技术,是当今最有发展前景的学科之一。而酶工程是生物工程的重要组成部分,酶作为生物催化剂,它广泛应用于食品、酿造、淀粉糖、制革、纺织、印刷、医药、石油化工等20多个领域。它可提高产品品质、改进产品工艺、降低劳动强度、节约原料和能源、保护环境,并产生巨大的经济效益和社会效益。关键字：酶工程酶的固定化酶的应用前景 从世界范围而言,酶制剂总量的55%是水解酶,主要用于焙烤食品、酿酒、淀粉加工、酒精和纺织等工业;35%是蛋白酶,主要用于洗涤剂、制革和乳品工业;其余是药用酶制剂、试剂级酶制剂和工具酶。 1酶工程 酶工程技术是利用酶和细胞或细胞器所具有的催化功能来生产人类所需产品的技术，包括酶的研制与生产，酶和细胞或细胞器的固定化技术，酶分子的修饰改造，以及生物传感器。 酶的生产 酶的生产是各种生物技术优化与组合的过程，分为生物提取法、生物合成法和化学合成法三种,其中生物提取法是最早采用而沿用至今的方法,它是指采用各种提取、分离、纯化技术从动物、植物、器官、细胞或微生物细胞中将酶提取出来；生物合成法是20世纪60年代以来酶生产的主要方法,是指利用微生物细胞、植物细胞或动物细胞的生命活动而获得人们所需酶的技术过程；而化学合成法因其成本高,且只能合成那些已经弄清楚化学结构的酶,所以难以进行工业化生产，至今仍处在实验室研究的阶段。
酶的纯化 酶的纯化属于一种后处理工艺，包括粗制工艺与精制工艺，对超酶液进行浓缩精制是生产高质量酶制剂的重要环节。其提纯手段一般是依据酶的分析大小、形状、电荷性质、溶解度、专一结合位点等性质而建立。要得到纯酶,一般需要将各种方法联合使用。最常用的纯化方法有根据溶解度特性的沉淀法;根据电荷极性的离子交换层析、等电点聚焦电泳等;根据大小或重量的离心分离、透析、超滤等;根据亲和部位的亲和层析、共价层析等。 酶的固定化技术 酶的固定化技术是把从生物体内提取出来的酶,用人工方法固定在载体上，这是是酶工程的核心,它使酶工程提高到一个新水平。自从1969年世界上第一次使用固相酶技术以来，至今已有40多年的历史。由于固定化酶的运动被化学或物理的方法限制了,能将其从反应介质中回收,所以原则上能在批量操作或连续操作中重复使用酶。 固定化酶具有如下性质:酶的稳定性提高;最适pH值改变;酶的活性和催化底物有所变化;最适温度有所提高，对抑制剂和蛋白酶的敏感性降低;反应完成后可通过简单的方法回收,且酶活力降低不多,这样可使酶重复使用[3]。同时由于酶没有游离到产品中,便于产品的分离和纯化;实现批量或连续操作模型的可能,可进行于产业化、连续化、自动化生产。 2酶的应用现状 在食品业的应用
2脂肪酶的概念
脂 肪 酶 脂肪酶(Lipase，EC 3.1.1.3) 脂肪酶即三酰基甘油酰基水解酶，它催化天然底物油脂水解，生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二酯。 脂肪酶基本组成单位仅为氨基酸，通常只有一条多肽链。它的催化活性仅仅决定于它的蛋白质结构。 1 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，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，并且在理论研究方面也具有重要的意义。 2 脂肪酶的性质 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一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。 脂肪酶的性质研究主要包括最适温度与pH、温度与pH稳定性、底物特异性等几个方面。迄今，已分离、纯化了大量的微生物脂肪酶，并研究了其性质，它们在分子量、最适pH、最适温度、pH和热稳定性、等电点和其他生化性质方面存在不同(Veeraragavan等)。总体而言，微生物脂肪酶具有比动植物脂肪酶更广的作用pH、作用温度范围，高稳定性和活性，对底物有特异性(Schmid等；Kazlauskas等)。 脂肪酶的催化特性在于：在油水界面上其催化活力最大，早在1958年Sarda 和Desnnelv 就发现了这一现象。溶于水的酶作用于不溶于水的底物，反应是在2个彼此分离的完全不同的相的界面上进行。这是脂肪酶区别于酯酶的一个特
酶工程论文
酶工程论文 酶的生产和应用的技术过程称为酶工程。其主要任务是通过预先设计,经人工操作而获得大量所需的酶,并利用各种方法使酶发挥其最大的催化功能。本文意在阐述近年来酶工程在分子水平的研究进展,展示酶工程在医药、农业、食品、环境保护等领域的应用进展,并对其未来前景进行了展望。 一、酶工程技术在医药工业中的应用 现代酶工程具有技术先进、投资小、工艺简单、能耗粮耗低、产品收率高、效率高、效益大和污染小等优点,成为化学、医药工业应用方面的主力军。以往采用化学合成、微生物发酵及生物材料提取等传统技术生产的药品,皆可通过现代酶工程生产,甚至可获得传统技术不可能得到的昂贵药品,如人胰岛素、McAb、IFN、6一APA、7一ACA及7一ADCA等固定化基因工程菌、工程细胞以及固定化技术与连续生物反应器的巧妙结合,将导致整个发酵工业和化学合成工业的根本性变革 1、应用酶工程生产抗生素 应用酶工程可以制备青霉素酞化酶、头抱菌素酞化酶、头抱菌素、头抱菌素酞化酶、青 2014下半年教师资格证统考大备战中学教师资格考试小学教师资格考试幼儿教师资格考试教师资格证面试霉素酞化酶、脱乙酸头抱菌素、头抱菌素乙酸醋酶,
近年来还进行固定化产黄青霉青霉素合成酶系细胞生产青霉素的研究,合成青霉索和头抱菌素前体物的最新工艺也采用酶工程的方法。 2、应用酶工程生产维生素 制造2一酮基一L—古龙糖酸【山梨糖脱氢酶及L一山梨糖醛氧化酶】、肌醇【肌醇合成酶】、L—肉毒碱【胆碱脂酶】、CoA 【CoA合成酶系】等。由山梨醇和葡萄糖生产维生素及丙烯酸胺的生产也采用酶工程的方法四。 二、酶工程技术在农业中的应用 由于酶制剂主要作为催化剂与添加剂使用，从而带动了许多产业的发展。应用酶工程对农产品进行深加工，是人们努力的一个方向。乳制品加工则需要用凝乳酶和乳糖酶。此外，酶工程在饲料加工领域也有重大应用。 1、酶工程应用于农产品的深加工 利用α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和葡萄糖异构酶的催化功能，以玉米淀粉等为原料生产高果糖浆等。乳制品加工则需要用凝乳酶和乳糖酶。农副产品的加工和综合利用需要用纤维素酶、果胶酶和木质素酶。此外，从木瓜中提取的木瓜蛋白酶，提高活性和固定化以后，可以被用来酿制啤酒和制造果汁。
脂肪酶
脂肪酶的应用进展综述 09生物技术0902021040 陈莹莹 摘要：脂肪酶被认为是工业中很重要的一利酶。本文概述了当前研究中广泛使用的脂肪酶及其固定化产品的应用途径, 包括在食品加工、饲料、纺织、医药、生物柴油和传感器等领域中的应用。脂肪酶应用的主要障碍是其成本高。但技术进步尤其是基因技术的发展有望使成本降低, 脂肪酶在药物合成中的应用在本文中也作了展望。 关键词：脂肪酶；性质；生产；来源，应用 脂肪酶（Triacylglycerol lipase E C3.1.1.3）是广泛存在的一种酶，在脂质代谢中发挥重要的作用。在油水界面上，脂肪酶催化三酰甘油的酯键水解，释放更少酯键的甘油酯或甘油及脂肪酸。脂肪酶反应条件温和，具有优良的立体选择性，并且不会造成环境污染，因此，在食品、皮革、医药、饲料和洗涤剂等许多工业领域中均有广泛的应用。 一、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，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，并且在理论研究方面也具有重要的意义。 二、脂肪酶的性质 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一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。 脂肪酶的性质研究主要包括最适温度与pH、温度与pH稳定性、底物特异性等几个方面。迄今，已分离、纯化了大量的微生物脂肪酶，并研究了其性质，它们在分子量、最适pH、最适温度、pH和热稳定性、等电点和其他生化性质方面存在不同(V eeraragavan等)。总
微生物脂肪酶的纯化方法概述
微生物脂肪酶的纯化方法概述 摘要：脂肪酶是一种重要的工业用酶，广泛应用于食品、精细化工、医药和能源等领域。脂肪酶最主要的来源是通过微生物发酵生产。本文综述了脂肪酶性质及应用，微生物脂肪酶的常规纯化方法和新型纯化方法，并展望了脂肪酶分离纯化的研究方向及前景。 关键词：微生物脂肪酶；纯化；常规分离纯化技术；新型分离纯化技术 1.脂肪酶概述 脂肪酶是一类特殊的酞基水解酶，其天然底物是油脂，主要水解由甘油和12碳原子以上的不溶性长链脂肪酸形成的甘油三酯，生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二酯。同时还催化其他一些水不溶性酯类的水解、醇解、氨解、酯化、转酯化以及酯类逆向合成反应。 1.1脂肪酶的结构与性质 在现代生物工程技术的参与下，人们对脂肪酶的结构研究也不断深入。研究表明，脂肪酶是一种“丝氨水解酶”。其活性中心都存在His-X-Y-Gly-Z-Ser-W-Gl或Y-Gly-His-Ser-W-Gly(W、X、Y、Z指非特异性氨基酸)相同或相似的一级结构氨基酸序列，在此基础上，His、Ser与另一种氨基酸残基(如CCL和GCL的Glu、RML和hPL的Asp等)一起构成脂肪酶催化活性中心的三元组；从结构功能的角度，脂肪酶
中的丝氨酸-OH基既具有底物结合作用，又具有催化作用。 与大多数酶一样，脂肪酶的本质仍然是蛋白质，其氨基酸组成数目从270-641kd 不等，分子量处于25一100kd之间，等电点(Pl)在4-5之间不等。脂肪酶的催化性质主要表现在催化甘油三酯的水解、催化酯交换和催化拆分手性化合物三个方面。在催化油脂水解的反应中，脂肪酶表现出一定的脂肪酸特异性，其主要催化带12个碳原子以上的长链脂肪酸的甘油三酷，该反应可逆。此外，来源不同的脂肪酶在催化油脂水解时还具有明显的轻基位置特异性。 1.2产脂肪酶微生物 微生物脂肪酶的发现是在20世纪初，而国内直到60年代才开始了这方面的研究与开发，其中具有代表性的报道是，1967年中科院微生物所筛选得到解脂假丝酵母菌株，并于1969年制成酶制剂供应市场。 与动植物脂肪酶相比，微生物脂肪酶具有许多优点:(一)微生物脂肪酶种类多、来源广、生长周期短；(二)具有比动植物脂肪酶更广的pH和作用温度适应范围以及更广的底物适应类型；(三)微生物脂肪酶便于进行工业化生产，同时容易制取高纯度制剂。 目前，工业生产脂肪酶菌株主要集中在根霉、曲霉、假丝酵母、青霉、毛霉、须霉以及假单胞菌等。
酶制剂论文
固定化酶技术及其进展 姓名：蒋恋班级：08生物工程二班学号：20080804205 摘要：固定化酶便于运输和贮存，有利于自动化生产，是近十余年发展起来的酶应用技术，在工业生产、化学分析和医药等方面有诱人的应用前景。本文简要介绍了固定化酶技术的概念、制备方法(包括传统固定化技术、传统固定化技术的改进方法、新型固定化技术)及其在化学化工、食品行业、临床医药、生物传感器和环境科学等领域中的应用现状与存在的问题，展望了固定化酶技术在皮革行业中的研究与应用前景。 关键词：酶；固定化；技术；吸附 Immobilized enzyme technology and its progress Abstract：Immobilized enzyme is easy to transport, store and automatize production. It is a new application technique of enzyme in recent years. Immobilized enzymes have attractive application prospect in industrial production, chemical analysis, medicine and other aspects. The technology of immobilized enzyme was introduced in the paper. The concept, the traditional preparation methods and its modified methods, modern preparation methods of immobilized enzyme were presented. Key words：enzyme; immobilization; Technique; Absorption 酶的固定化( Immobilization of enzymes)是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内, 仍能进行其特有的催化反应,并可回收及重复利用的一类技术。与游离酶相比,固定化酶在保持其高效专一及温和的酶催化反应特性的同时, 又克服了游离酶的不足,呈现贮存稳定性高、分离回收容易、可多次重复使用、操作连续可控、工艺简便等一系列优点。目前,寻找适用的固定化方法,设计合成性能优异且可控的载体,应用工艺的优化研究等仍是研究热点。改进传统固定化方法和注重天然高分子载体改性是酶固定化研究的主要趋势, 进一步提高转化率和生产能力,是未来研究的重点。 1 固定化酶的传统制备技术 固定化酶的制备方法有物理法和化学法两大类。物理方法包括物理吸附法、包埋法、结晶法、分散法、离子结合法等。物理法固定酶的优点在于酶不参加化学反应 ,整体结构保持不变，酶的催化活性得到很好保留。但是 ,由于包埋物或半透膜具有一定的空间或立体阻碍作用，因此对一些反应不适用。化学法是将酶通过化学键连接到天然的或合成的高分子载体上，使用偶联剂通过酶表面的基团将酶交联起来 ,而形成相对分子量更大、不溶性的固定化酶的方法。传统的酶固定化方法大致可分为4 类:吸附法、包埋法、交联法、共价结合法。 1.1 吸附法 用于固定酶的最早又最简单的方法是吸附法,即将酶的缓冲水溶液同表面活性物质接触一段时间,一些酶分子将被吸附，洗掉未吸附的游离酶，即得到吸附固定化酶。根据非水溶性载体表面的特性，酶与载体间的吸附作用可能是：
脂肪酶综述
脂肪酶综述 摘要：脂肪酶是一类能够催化酯的水解反应以及在非水相体系中催化脂肪酸和醇类发生酯化反应的酶类。随着酶学技术的快速发展，微生物脂肪酶也受到了越来越多的关注作为生物催化剂，脂肪酶一直以来都是生物技术领域中最重要的一类酶。 关键字：脂肪酶，酶活测定，非水相，食品工业应用。 简介：脂肪酶(三酰甘油酯水解酶，EC 3.1.1.3)，是一类广泛存在于多种微生物中的生物催化剂。脂肪酶最早被发现可追溯至1901年，其天然作用底物为三脂酰甘油酯，能够将酯键水解，释放甘油二酯甘油一酯甘油以及游离脂肪酸随着非水酶学的发展，研究者发现，脂肪酶在非水相中能够催化酯化。酯交换以及转酯化反应，并且具有高度的选择性和专一性，已广泛应用于食品、医药、洗涤剂等行业。特别是在食品行业中得到了大量的应用，并逐渐成为食品领域中应用最为广泛的酶类之一。但是，由于目前脂肪酶相对于传统的化学催化剂的生产成本仍然偏高，这是制约脂肪酶工业化应用的主要问题，因此，在了解脂肪酶催化特性的基础上，通过筛选高产菌株，或者改变脂肪酶催化环境等方法提高脂肪酶的产率和利用率，降低利用脂肪酶进行工业化生产的成本是目前急需解决的主要问题。 1、脂肪酶的结构特点 研究表明, 来源不同的脂肪酶,其氨基酸组成数目从270~ 641不等,其分子量为29 000~ 100 000。迄今为止,人们已经对多种脂肪酶进行克隆和表达,并利用X -衍射等手段和定向修饰等技术测定了酶的氨基酸组成、晶体结构、等电点等参数, 确定了组成脂肪酶活性中心的三元组( triad)结构。多数脂肪酶都是单链蛋白, 比如CCL( A) 含有534个氨基酸残基, 其组成3 个小的和11个大的β-折叠及10个α-螺旋。其催化活性三元组由Ser-209、His-449和Glu341组成, Ser-209处于超二级结构折叠-螺旋[β-折叠( 202~208)-α -螺旋( 210~220) ]的转角处。多数成熟的天然蛋白还含有糖类组分, 如CCL( A) 含有4. 2%葡萄糖、甘露糖和木糖等,所以实际测得的分子量比理论分子量偏大[157 223(理论) , 60 000(实测)]。 脂肪酶通过与水/底物界面的相互作用来获得不同的构象状态。在关闭构象状态时“盖子”覆盖在酶的活性位点上。酶难以靠近底物分子而转变到开放构象状态时，催化通道入口打开. 近年来发现“盖子”的作用不仅仅是调节底物靠近活性位点的大门。“盖子”是两性分子结构在关闭状态酶的结构是亲水端面对溶剂，疏水端朝向蛋白质的内部，当酶转变到开放状态时疏水端会暴露出来隐藏亲水残基团，在丝氨酸残基周围形成亲电子域引起脂肪酶的构象改变增加了酶与脂类底物的亲和性，并稳定了催化过程中过渡态中间产物。酶分子周围通常保留一定量的水分，从而保证了脂肪酶在油/水界面和脂相中的自体激活。 2、脂肪酶的来源 脂肪酶是一种普遍存在于生物体的酶类，具有重要的生理学意义，同时也具有工业化应用的潜在可能性脂肪酶能够催化三酰甘油酯水解成为甘油和游离脂肪酸，而在有机相中，脂肪酶则催化酯化酯交换以及转酯化反应。在真核生物体内，脂肪酶参与许多类脂化合物的代谢过程，包括脂肪的消化、吸收、利用以及脂蛋白的代谢，在植物中，脂肪酶存在于储存能量的组织中。脂肪酶在微生物界分布很广，大约65 个属微生物可产脂肪酶，其中细菌有28个属、放线菌4个属、酵母菌10个属、其它真菌23个属，但实际上微生物脂肪酶分布远远超过这个数
10第十章 酶的作用机制和酶的调节
第十章酶的作用机制和酶的调节 目的和要求：理解、掌握酶活性部位的相关概念和特点；掌握酶催化高效性的相关机理；了解几种酶的催化机制，理解结构和功能的适应性；了解酶活性的调节方式，掌握酶活性的别构调节、可逆共价调节和酶原激活调节方式及生物代谢中的作用。 一、酶的活性部位 ㈠酶的活性部位的特点 1、概念：三维结构上比较接近的少数特异的氨基酸残基参与底物的结合与催化作用，这一与酶活力直 接相关的区域称酶的活性部位。 结合部位：专一性 催化部位：催化能力，对需要辅酶的酶分子，辅酶或其一部分就是活性中心的组成部分；组成酶活性部位的氨基酸数目对不同酶而言存在差异，占整个酶氨基酸残基小部分 酶活性部位的基团：亲核性基团，丝氨酸的羟基，半胱氨酸的巯基和组氨酸的咪唑基。酸碱性基团：天冬氨酸和谷氨酸的羧基，赖氨酸的氨基，酪氨酸的酚羟基，组氨酸的咪唑基和半胱氨酸的巯基等。 2、特点 ⑴活性部位在酶分子的总体中只占相当小的部分（1%～2%） ⑵酶的活性部位是一个三维实体 ⑶酶的活性部位并不是和底物的形状互补的 ⑷酶的活性部位是位于酶分子表面的一个裂隙内 ⑸底物通过次级键结合到酶上 ⑹酶活性部位具有柔性 ㈡研究酶活性部位的方法 1、酶分子基团的侧链化学修饰 ⑴非特异性共价修饰：活力丧失程度与修饰剂浓度有正比关系；底物或可逆的抑制剂可保护共价修饰 剂的修饰作用。 ⑵特异性共价修饰：分离标记肽段，可判断活性部位的氨基酸残基，如二异丙基氟磷酸（DFP）专一 性与胰凝乳蛋白酶活性部位丝氨酸残基的羟基结合。 ⑶亲和标记：利用底物类似物和酶活性部位的特殊亲和力将酶加以修饰标记来研究酶活性部位的方法。 修饰剂的特点：①结构与底物类似，能专一性引入到酶活性部位；②具活泼化学基团，能与活性部位某一氨基酸共价结合，相应的试剂称“活性部位指示剂”。 胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶，TPE是酶的底物，TPCK是酶的亲和试剂，当酶与TPCK温浴后，酶活性丧失，这种结合具有空间结构的需求，同时也阻止其他试剂如DFP结合。对酶活性中心的组氨酸咪唑环进行修饰。 ⑷自杀性底物标记：底物与酶结合并被催化所生成的产物可以与活性部位的基团专一性结合从而抑制 酶的催化活性。 2、动力学参数测定法：通过动力学方法求得相关参数，作出相应判断。 3、X-射线晶体衍射法：如溶菌酶和胰蛋白酶活性中心的测定
酶在医药方面的应用
酶在医药方面的应用 酶（enzyme），早期是指in yeast 在酵母中的意思，指由生物体内活细胞产生的一种生物催化剂。大多数由蛋白质组成（少数为RNA）。能在机体中十分温和的条件下，高效率地催化各种生物化学反应，促进生物体的新陈代谢。生命活动中的消化、吸收、呼吸、运动和生殖都是酶促反应过程。酶是细胞赖以生存的基础。细胞新陈代谢包括的所有化学反应几乎都是在酶的催化下进行的。催化特定化学反应的蛋白质、RNA或其复合体。能通过降低反应的活化能加快反应速度，但不改变反应的平衡点。具有催化效率高、专一性强、作用条件温和等特点。 生物体由细胞构成，每个细胞由于酶的存在才表现出种种生命活动，体内的新陈代谢才能进行。酶是人体内新陈代谢的催化剂，只有酶存在，人体内才能进行各项生化反应。人体内酶越多，越完整，其生命就越健康。当人体内没有了活性酶，生命也就结束。人类的疾病，大多数均与酶缺乏或合成障碍有关。 酶有很多特性：如高效性，酶的催化效率比无机催化剂更高，使得反应速率更快；专一性，一种酶只能催化一种或一类底物，如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽；多样性，酶的种类很多，大约有4000多种；温和性，是指酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的。活性可调节性，包括抑制剂和激活剂调节、反馈抑制调节、共
价修饰调节和变构调节等。有些酶的催化性与辅因子有关。易变性，由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱，重金属盐等破坏。酶的这些性质使细胞内错综复杂的物质代谢过程能有条不紊地进行，使物质代谢与正常的生理机能互相适应．若因遗传缺陷造成某个酶缺损，或其它原因造成酶的活性减弱，均可导致该酶催化的反应异常，使物质代谢紊乱，甚至发生疾病．因此酶与医学的关系十分密切。每个细胞由于酶的存在才表现出种种生命活动，体内的新陈代谢才能进行。酶是人体内新陈代谢的催化剂，只有酶存在，人体内才能进行各项生化反应。 在生物体内，酶发挥着非常广泛的功能。信号转导和细胞活动的调控都离不开酶，特别是激酶和磷酸酶的参与。酶也能产生运动，通过催化肌球蛋白上ATP的水解产生肌肉收缩，并且能够作为细胞骨架的一部分参与运送胞内物质。一些位于细胞膜上的ATP酶作为离子泵参与主动运输。一些生物体中比较奇特的功能也有酶的参与；酶的一个非常重要的功能是参与在动物消化系统的工作。以淀粉酶和蛋白酶为代表的一些酶可以将进入消化道的大分子（淀粉和蛋白质）降解为小分子，以便于肠道吸收；在代谢途径中，多个酶以特定的顺序发挥功能：前一个酶的产物是后一个酶的底物；每个酶催化反应后，产物被传递到另一个酶。有些情况下，不同的酶可以平行地催化同一个反应，从而允许进行更为复杂的调控。
脂肪酶综述
脂肪酶综述 摘要：脂肪酶（Triacylglycerol lipase E C3.1.1.3）是广泛存在的一种酶，在脂质代谢中发挥重要的作用。在油水界面上，脂肪酶催化三酰甘油的酯键水解，释放更少酯键的甘油酯或甘油及脂肪酸。脂肪酶反应条件温和，具有优良的立体选择性，并且不会造成环境污染，因此，在食品、皮革、医药、饲料和洗涤剂等许多工业领域中均有广泛的应用。本文着重介绍脂肪酶的特点及应用。 关键字：脂肪酶性质来源应用
一、脂肪酶简介 脂肪酶即三酰基甘油酰基水解酶，它催化天然底物油脂水解，生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二酯。脂肪酶基本组成单位仅为氨基酸，通常只有一条多肽链。它的催化活性仅仅决定于它的蛋白质结构。它是分解脂肪的酶。在动植物体和微生物中普遍存在,是一类特殊的酯键水解酶,催化如下反应:甘油三酯+ 水= 甘油+ 游离脂肪酸。它的另一重要特征是只作用于异相系统,即在油(或脂) 一水界面上作用,对均匀分散的或水溶性底物无作用即使作用也极缓慢,因此脂肪酶也可说是专门在异相系统或水不溶性系统的油(脂) —水界面上水解酯的酶。 二、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，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，并且在理论研究方面也具有重要的意义。 三、脂肪酶的性质 1.脂肪酶的理化性质 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一些水 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。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。 脂肪酶的性质研究主要包括最适温度与pH、温度与pH稳定性、底物特异性等几个方面。迄今，已分离、纯化了大量的微生物脂肪酶，并研究了其性质，它们在分子量、最适pH、最适温度、pH和热稳定性、等电点和其他生化性质 方面存在不同。总体而言，微生物脂肪酶具有比动植物脂肪酶更广的作用pH、