脂肪酶的应用PPT课件.ppt

脂肪酶的应用 马媛何茹 1 脂肪酶简介 脂肪酶 LIPase EC3 1 1 3 即三酞基甘油酞基水解酶 是一类重要的甘油酷键水解酶 它可以在油水界面上催化天然底物油脂水解生成脂肪酸 甘油和中间产物甘油单酩或二酷 其催化反应如下 其中的二脂酞甘油可被进一步水解为单脂酞甘油 甘油和游离脂肪酸 脂肪酶是一类具有多种催化能力的酶 脂肪酶的不同活性的发挥取决于反应体系的特点 如在油水界面促进酷水解 但在有机相中就可以酶促合成和进行酷交换 2 脂肪酶的应用脂肪酶应用十分广泛 主要应用于皮革 食品 医药 生物能源和洗涤剂等许多工业领域中 其应用的现状及前景可以归纳为 l 脂肪酶广泛用于开发新型的生化转移反应器 以固定化酶反应器为主 目前已有上百种关于采用脂肪酶的生化反应器的报道 2 脂肪酶的使用的和建议使用的工业用途将大大超过糖酶和蛋白酶 随着研究的不断深入 脂肪酶的工业应用的范围将不断扩大 3 1 食品加工方面的应用 牛奶中的蛋白质 脂肪和乳糖代谢的产物是造成是奶制品香味的主要原因 所以脂肪酶现在己经广泛运用于奶制品 奶油 人造黄油等 的增香 因此经脂肪酶处理过的奶制品相对于未经处理的奶制品 具有更好的可接受性和香味 除用于奶制品外 脂肪酶还用于改善酒精饮料 稻米的香味和无脂肪肉的生产 另外 如果在生面团中加入脂肪酶 可以水解三甘醋部分从而增加其单甘酷的含量 以此达到延缓腐败的目的 蛋白的起泡性质也因为单甘酷和双甘醋的形成而得到相应的改善 4 2 制革方面的应用 残余蛋白质和脂肪的脱除是皮革加工过程中一个重要的步骤 目前常用的脱脂方法主要有三种 乳化法脱脂 皂化法脱脂和溶剂法脱脂 但这三种方法都存在去脂程度不理想 劳动强度大和严重污染环境等缺点 因此用酶制剂产品替代化工原料用于皮革加工是一种既清洁又环保的新型工艺 在皮毛 绢纺 明胶 皮革等的脱脂方面 脂肪酶都取得了良好的脱脂效果 解脂假丝酵母的脂肪酶可以在不影响纤维强度的情况下 为达到纺丝要求 而使绢纺原料10 的油脂含量降为0 5 除此之外脂肪酶还能用于皮毛脱脂和去除皮革胶原纤维之间的脂肪 不仅使皮毛产品柔软 弹性好 而且还具有不影响皮革牢度和厚度的优点 5 3 油脂和脂肪酸的水解 生产脂肪酸和甘油的制备通常是在高温高压的条件下 在无催化剂体系中水解油脂生成的 用酶法水解油脂具有省能 工艺简单 产品纯度高的优点 并且可以在常温常压下进行 在水一有机溶剂双相体系中 如果添加适量的能较好地溶解脂肪酸和油脂 而对酶稳定性和酶活性影响较小的有机溶剂 如异庚烷 异辛烷等 则在脂肪酶催化油脂水解的过程中 可以大大地提高油脂水解度 GeorgePizzaI281等用燕麦种子的脂肪酶选择性地水解牛油 使油酸含量由原来的51 提高到84 此外 脂肪酶还运用于某些生理活性物质的提纯 富集加Y一亚麻酸 EPA和DHA等 6 4 手性化合物合成中的应用 脂肪酶能成为有机合成中重要的生物催化剂是因为其催化反应具有底物专一性 对映选择性或区域选择性等优点 脂肪酶催化反应合成手性化合物的基本类型包括两个 1 拆分外消旋化合物 2 前手性底物的反应 传统的催化的底物为手性或前手性梭酸酷和醇 现催化底物已扩展到二醋 二醇 内酷 a或p一经基酸 胺 二胺 胺基醇 因此 原则上脂肪酶都可以催化立体选择性地制备大多数具有重要功能的有机化合物 典型的生物催化剂包括真菌脂肪酶和细菌脂肪酶 如地丝菌 Gootrichum 铜绿假单胞菌 P aer叮inosa 枯草芽抱杆菌 Bacillussubzilis 产碱杆菌 月zcazigene 等所产脂肪酶 7 5 造纸工业中的应用 树脂的主要成分为三脂酞甘油和蜡 脂肪酶在造纸工业中用于去除纸浆中的树脂 从而减弱因为树脂在干燥柱上沉积对造纸质量造成的影响 因为亚麻酸 亚油酸和油酸等高级脂肪酸的三脂酞甘油包含在油墨中 所以纤维素酶和脂肪酶联合使用可以用于去除废纸中的油墨 为提高造纸质量 日本的Nippon纸业采用皱褶假丝酵母所产生的脂肪酶水解树脂 可去除高达90 的三脂酞甘油 8 6 医学上的应用 脂肪酶是脂肪代谢最基本的酶 它的缺乏必将引发严重的健康问题 脂肪酶的外部调节可起到帮助消化的目的 此外 脂肪酶还是一种重要的中间体标记酶或药物靶 作为诊断工具 脂肪酶的活性水平和血液中脂肪酶的水平可分别用于心脏疾病和胰脏疾病的诊断和预测 脂肪酶还用于消化不良 肠胃功能紊乱和恶性肿瘤等的治疗 9 7 聚酯合成 生物医用材料的重要组成部分是生物可降解高分子 由于它植入体内不滞留 不积累 并且不需要经过二次手术取出 所以生物可降解聚醋成为生物医用材料研究中的活跃领域 近年来发展起来的一种新型方法是用脂肪酶来催化聚酷合成 它具有无毒 高效 反应条件温和及高选择性等优点 10 8 环境治理 在废物处理以及被污染环境的生物修复的领域中运用脂肪酶是一个新兴的生物技术 脂肪酶不但可以有效处理油脂加工过程中所产生的含脂废物 还可以处理石油开采 炼制过程中所产生的石油泄漏以及饮食业产生的废物 脂肪酶广泛应用于生物修复