脂肪酶
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脂肪酶说明书
脂肪酶是一种酶类蛋白质,可催化脂肪分子的水解反应。
它参与人体消化系统中脂肪的分解和吸收过程,并起到调节脂肪代谢的功能。
以下是脂肪酶说明书中可能包含的内容:
1. 产品名称和规格:指明所销售的脂肪酶的具体名称和规格。
比如,具体的酶种类以及酶的活性单位。
2. 产品用途:详细描述脂肪酶的主要用途,如消化助剂、饮食补充剂等。
3. 成分及配比:说明产品的主要成分、含量和配比,可以包括酶的来源、纯度等信息。
4. 适应症和禁忌症:介绍该脂肪酶的适应症和禁忌症,即适合的人群及不能使用该产品的情况。
5. 使用方法和注意事项:详细说明脂肪酶的使用方法,如服用剂量、使用频率和注意事项,比如饭前或饭后服用等。
6. 储存条件:详细介绍脂肪酶的储存条件,比如温度、湿度和光照等,以保证产品的质量。
7. 质量控制:说明该产品的质量控制标准和检测方法,以确保产品的活性和纯度。
8. 副作用和不良反应:列出可能出现的副作用和不良反应,并详细说明应对措施。
9. 保质期和生产日期:指明产品的保质期和生产日期,以确保在有效期内使用。
10. 包装和运输:介绍产品的包装方式和运输方式,以确保产品在运输和存储过程中的安全性。
以上是可能包含在脂肪酶说明书中的一些重要内容,具体内容会根据产品的特性和用途有所差异。
用户在使用脂肪酶前应仔细阅读说明书,并按照说明书的指示正确使用。
若有任何疑问或不适,建议咨询医生或药剂师的意见。
一文带你认识“脂肪酶”随着酶制剂在面粉改良中的效果及安全性日益被面粉工业及食品工业认可,人们对其实践性也有了更多更深入的了解。
脂肪酶(lipase)作为酶制剂家族中重要的成员,在国内中式面制品如馒头和面条类蒸煮产品的增白、细腻组织、改善表皮等应用效果也为广大使用者认可。
在烘焙产品中应用的主要有三种脂肪酶,即甘油三酯脂肪酶、磷脂酶、半乳糖脂肪酶。
这三种脂肪酶中,甘油三酯脂肪酶和磷脂酶在烘焙中的应用较多。
强筋,能增加面包的体积。
机理为这三种脂肪酶把面粉中含有的脂质进行分解,甘油三酯脂肪酶把非极性的甘油三酯分解为单/双甘油脂,磷脂酶和半乳糖脂肪酶把极性的卵磷脂和半乳糖脂分解为溶血卵磷脂和单/双半乳糖甘油一脂。
这种分解能形成更强极性和亲水结构,能与水和谷蛋白更好地结合,形成更强的面筋网络,同时,极性的脂质对烘焙产品的体积具有增加的作用。
增白作用。
其机理为脂肪酶分解脂肪使溶于脂肪中的色素释放出来,色素被空气中的氧气氧化褪色,达到二次增白效果。
脂肪酶的这一应用特性被广泛应用于馒头的增白,特别是在过氧化苯甲酰被禁止在面粉中使用后,这一应用更多得到认可和使用。
但和过氧化苯甲酰直接对面粉的漂白作用不同,酶制剂的增白效果需要在水分、搅拌、反应时间等共同因素的影响下才会逐渐显现出来。
改善面包芯的组织结构,使之细腻柔软,能增加面包的保鲜期。
脂肪酶分解产生酯/脂类物质,起到乳化剂增加面包柔软度的作用,这也是替代或减少乳化剂的一个方向,使产品标签简洁,减少乳化剂的添加量可以降低产品成本。
甘油三酯脂肪酶水解脂肪形成甘油能与淀粉结合形成复合物,延缓淀粉的老化。
可以和细菌型的α-淀粉酶一起使用,达到延长面包新鲜度的效果。
除了面粉本身含有的少量脂类(1%—2%),在面包的制作过程中还会根据具体的品种和工艺要求添加各种不同的油脂,如人造黄油(Margarine)、黄油(butter)、椰子油等。
脂肪酶会把这些添加的油脂部分分解为酯/脂类和游离脂肪酸。
脂肪酶是一类酶类蛋白质,主要作用于脂肪(脂类)底物,促进脂肪水解反应的进行。
脂肪酶的作用机理包括以下几个步骤:
1. 底物结合:脂肪酶通过其活性部位与脂肪底物结合,形成酶-底物复合物。
2. 水解作用:脂肪酶通过水解作用,将一个水分子加进到脂肪酯的酯键中,将脂肪酯分解成甘油和脂肪酸。
3. 产物释放:产物(甘油和脂肪酸)从酶活性部位释放出来,使脂肪酶重新对底物产生作用。
脂肪酶的作用使得脂肪分子变得更容易被吸收和利用。
在生物体内,脂肪酶在脂肪消化和吸收过程中起着至关重要的作用,帮助机体获取能量和必需脂肪酸。
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。
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)。
脂肪酶 Lipase
CAS编码 9001-62-1
英文通用名称 Lipase
中文通用名称脂肪酶
性状描述一般为近白色至淡棕黄色结晶性粉末。
由米曲霉制成者可为粉末或脂肪状。
基本作用是使三甘油酯水解为甘油和脂肪酸:三甘油酯+H2O→双甘油酯+脂肪酸;→α-单甘酯;→甘油+脂肪酸。
最适作用pH值7~8.5,唯植物性者为pH值5。
最适作用温度为30~40℃。
可溶于水(水溶液一般呈淡黄色),几乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚。
广泛存在于动植物界,以动物胰脏、植物种子含量为多。
工业品大多由微生物产生。
制法 1.由动物组织制备:小牛、小山羊或羊羔的第一胃可食组织,或动物的胰腺组织。
由上述两种可食组织净化后用水抽提而得。
2.由黑曲菌变种菌(Aspergillus niger var.)米曲菌变种菌(Aspergillus oryzae var.)或假囊酵母(Ere-mothecium ashbyii)等培养后,将发酵液过滤,用50%饱和硫酸铵液盐化,用丙酮分段沉淀,再经透析,结晶而成。
用途酶制剂。
主要用于干酪制造(脱脂和使产品产生特殊香味,最高用量100mg/kg)、脂类改性、脂类水解,以防止某些乳制品和巧克力等中的油脂败。
是使牛奶巧克力蛋糕产生特殊风味的优良制剂。
加入蛋白中以分解其中可能混入的脂肪,从而提高其发泡能力。
毒理学性质 1.FAO/WHO1994年规定,由动物组织提取者ADI不作限性规定;由米曲霉制得者ADI不作特殊规定。
2.GRAS(FDA,§184.1027,1994)。
分解脂肪的酶
分解脂肪的酶,是指一类能够降解脂肪(脂肪酸和甘油)分子的酶类物质。
人体内分解脂肪的酶主要有三种,分别是脂肪酶、胆汁酸酯酶和胰脂肪酶。
其中,脂肪酶主要存在于胰液和肠黏膜上皮细胞表面,是一种能够将脂肪分解成脂肪酸和甘油的酶。
胆汁酸酯酶主要存在于胆汁中,它的主要作用是分解结合胆汁酸的脂质类物质。
而胰脂肪酶则是在胰腺中分泌出来的酶类物质,也能够将脂肪分解成脂肪酸和甘油,但其作用要比脂肪酶更强。
分解脂肪的酶在人体内的主要作用是使大量的脂肪分解成小分子的脂肪酸和甘油,以便于能够被人体吸收和利用。
这对于身体的健康非常重要,因为脂肪是人体内的一种非常重要的营养物质,能够为身体提供能量和维持许多生命活动的正常运行。
总之,分解脂肪的酶是人体内非常重要的消化酶类物质,其作用可以帮助人体将大量的脂肪分解成小分子的脂肪酸和甘油,以便于其被人体吸收和利用,对人体健康具有重要的作用。
脂肪酶结构式
脂肪酶是一类酶,在人类和其他生物体中都有广泛的存在。
它们主要的生物功能是分解身体摄入的脂肪,将其转化成单糖和甘油。
脂肪酶在化学结构上属于水解酶,通常蛋白质水解酶。
它们的化学结构总体上相当复杂,但是可以简略地分为四个组成部分:
1. 蛋白质分子:蛋白质是脂肪酶分子的主体,是酶能够稳定存在的关键。
2. 糖基化部分:蛋白质分子通常还附有一些糖基,这些糖基帮助酶分子在生物体内的稳定存在。
3. 脂肪水解基团:脂肪酶的主要功能是水解脂肪,因此其分子中普遍存在水解基团。
4. 金属离子部分:许多脂肪酶分子会在其相对的活性中心处结合金属离子。
这些金属离子能够帮助酶分子进行化学反应。
对于科研人员或者其他相关从业者而言,深入了解脂肪酶的化学结构可以帮助他们更好地理解酶的生物功能和反应过程。
此外,这些结构也为开发新型药物和治疗方案提供了重要的信息。
脂肪酶临床使用评价标准
脂肪酶临床使用评价标准主要包括以下几个方面:
1. 酶活力:脂肪酶活力是否适宜直接影响到体外利用全血或血浆进行
本底试验。
脂化底物对于脂肪酶有保护作用,具有理想活力,可以帮
助反应顺利进展,保证反应效率和灵敏度。
如果脂肪酶活力不合适,
可能会在样本测试时影响结果。
2. 操作过程:该过程必须简便、快速可靠,结果准确。
酶试剂盒中试
剂的配制、操作和检测应按说明书进行,同时也要注意避免污染。
3. 重复性和稳定性:脂肪酶试剂的重复性和稳定性是评价其性能的重
要指标。
重复性好意味着同一样品测试中多次测试结果一致性高。
稳
定性好则表示试剂在一定时间内保持稳定,不会影响测试结果。
4. 灵敏度:试剂的灵敏度直接影响到测试结果。
脂肪酶对脂肪水解的
特异性高,这样才能保证测试结果的准确性。
5. 特异性:脂肪酶对脂肪具有高度的选择性,能将脂肪水解为甘油和
脂肪酸。
如果试剂对其他成分或物质水解有反应,说明其特异性不高,会影响测试结果。
6. 临床效果:在实际应用中,脂肪酶试剂的性能和效果需要通过临床
实践检验,如测试结果的准确性和稳定性,以及是否有助于疾病的诊断、治疗和预后判断等。
综上所述,脂肪酶临床使用评价标准主要关注酶活力、操作过程、重
复性和稳定性、灵敏度、特异性和临床效果等方面。
脂肪酶产品介绍脂肪酶是一种由脂肪酶高产菌株发酵而成的脂肪酶制剂,广泛应用于食品、饲料、药物、化妆品、去污剂、废水处理和纸浆制造。
这种酶用于水解脂类,由甘油酸三脂到甘油二酯,甘油一脂,自由脂肪酸和甘油。
产品特性适用的pH范围是5.5-10.5温度范围是30-45℃。
产品规格酶活力为10,000 U/g酶活力为20,000 U/g酶活力单位定义:1个酶活力单位是在特定条件下每分钟氧化1umol 脂肪酸所需要的酶量。
产品用途1、面粉改良:具有良好的乳化性能,能有效提高各种面粉品质。
增大面包的体积,面包组织细腻、气孔均匀且口感良好,优化了面筋网络,有效减缓面包皮水分的挥发,延长货架期;改善面条表面光洁度及白度,使面条口感爽滑、筋度、弹性好,柔软,耐拉;改善馒头内部结构,表皮鲜艳光滑,口感纯正,促进馒头的耐醒发性能和复蒸性能;2、制革工业:专一水解皮革中的脂肪,可减少化学原料的用量,减少环境污染;可使脱脂更均匀,染料均匀吸收;浸水更快速、均匀;浸灰时减轻膨胀,有利于石灰、硫化碱的分散;使软化更温和均匀,从而减少皮面皱纹、清洁粒面;增加皮革的柔软性和强度;增加得革率;不损伤胶原纤维,使用效果明确,安全;可广泛应用与制革准备工段如脱脂、浸水、浸灰、软化等主要工序,同时也可根据不同工序需要搭配蛋白酶协同使用;3、生物能源:具有高度的转酯化和酯合成催化活力,适用于酶法合成生物柴油,转化率高、稳定性好、反应条件温和、环境友好、可处理多种油脂、副产物少、产品易提取和精制;4、其它行业:高效水解脂肪,可用于乳品、酒品增香,油脂加工生产脂肪酸和甘油,油污洗涤,废纸脱墨等多个领域,满足不同加工要求。
使用说明用作饲料添加剂时,用量为0.05-0.1%。
添加量可根据实验技术人员建议添加。
产品保存存放于阴凉干燥处,避免太阳光直射。
脂肪酶含有很多活性物质,在低温下(25℃以下,但不能冷冻)贮存时,其活性可保持相当很长时间。
注意事项脂肪酶是一种无毒的生物降解物质。
脂肪酶的用途脂肪酶是一种广泛存在于生物体内的酶类,主要作用是催化脂肪水解反应。
脂肪酶的用途非常广泛,从食品加工、制药业到环境工程、生物能源等领域均有重要应用价值。
以下将详细介绍脂肪酶的主要应用。
一、食品加工1. 奶制品:脂肪酶可以用于乳制品加工中的乳脂肪酶解,可以提高奶脂酸值,促进乳脂丰满,改善乳品质地和口感。
2. 油脂加工:脂肪酶在油脂加工中被广泛应用,例如在油脂水解反应中,可以将植物油脂水解为游离脂肪酸和甘油,用于生产酸式脂肪酸盐油和混合脂肪酸盐油;同时,脂肪酶还可以用于改善油脂的质地和口感。
3. 面粉加工:脂肪酶可以用于改善面粉质地,促进面粉的发酵和加工过程。
二、制药业1. 药物合成:脂肪酶可以用于有机合成中,例如在合成酯类药物时可以作为催化剂,提高反应速率和产率。
2. 药物释放:脂肪酶可以用于缓控释药系统中,例如将药物与脂肪酶结合,通过脂肪酶的作用使药物在特定部位释放,实现药物的定向释放和控制释放。
三、环境工程1. 污水处理:脂肪酶在污水处理中起到重要作用,可以用于去除污水中的油脂和脂肪类物质,提高污水的处理效果。
2. 生活垃圾处理:脂肪酶可以用于生活垃圾的生物降解过程中,通过降解脂肪类物质,减少垃圾的体积和对环境的污染。
四、生物能源1. 生物柴油生产:脂肪酶被广泛应用于生物柴油的生产过程中,可以催化植物油脂的酯化反应,将植物油脂转化为生物柴油。
2. 生物氢产生:脂肪酶在生物氢生产中可以作为催化剂,促进底物的水解反应,提高氢气产量。
以上只是脂肪酶的一些主要应用领域,实际上脂肪酶在生物化工、医学、农业等领域也有很多其他的应用价值,例如药物代谢研究、动物饲料添加剂、制浆造纸工业等。
鉴于脂肪酶的广泛应用前景,未来还将有更多新的应用领域不断发现和拓展。
脂肪酶分解脂肪
脂肪酶是一种重要的水解酶,它能够催化脂肪的分解,将三酰基甘油酯水解为甘油和游离脂肪酸。
这一过程在人体内部和外部都非常重要。
1. 人体内部的作用:
- 在胰腺中产生的脂肪酶可以帮助消化和吸收食物中的脂肪。
它们在小肠中作用,将脂肪分解为可被吸收的形式。
- 脂肪酶还参与了人体的脂肪代谢过程,协助分解和利用体内储存的脂肪,为细胞提供能量。
- 一些特殊的脂肪酶还与一些疾病的发生有关,如肥胖、糖尿病等。
2. 工业应用:
- 在制革、纺织等工业中,脂肪酶被用于去除原料中的天然脂肪污染物。
- 在洗涤剂中添加脂肪酶,可以有效去除顽固的油脂污渍。
- 在食品工业中,脂肪酶被用于改善面团的质地、延长面包的保质期等。
- 在生物柴油的生产中,脂肪酶可以催化油脂与醇反应生成脂肪酸酯。
脂肪酶对于人体健康和工业生产都有着重要作用。
对其深入研究有助于开发新的应用领域。
脂肪酶分解脂肪产物
脂肪酶是一种能够催化脂肪水解的酶,它主要作用于甘油三酯,将其分解成甘油和脂肪酸。
具体来说,脂肪酶逐步作用于甘油三酯,逐步将其水解成甘油和脂肪酸。
这些产物中的脂肪酸可以进一步参与体内的代谢过程,例如通过三羧酸循环被彻底氧化,生成水和二氧化碳,并释放能量。
在这个过程中,二氧化碳可以通过呼吸系统排出体外。
此外,脂肪分解过程中还可能有少量水分和糖分产生,但这些产物通常不是主要的代谢终产物。
脂肪酶在工业上有广泛的应用,例如在纺织加工中用于脱脂处理,以及在羊毛洗毛和棉织物精炼处理中作为助洗剂。
一、脂肪酶的性质微生物脂肪酶( EC 3. 1. 1. 3) ,又称三酰基甘油酰基水解酶,是指分解或合成高级脂肪酸和丙三醇形成的甘油三酸酯酯键的酶。
脂肪酶(Lipase EC3 1.1.3)又叫甘油酯水解酶,催化甘油三酯水解生成脂肪酸和甘油二酯或甘油一酯或甘油,过程表示如下脂肪酶甘油三酯+水甘油二酯+游离脂肪酶脂肪酸;甘油一酯+游离脂肪酸脂肪酶甘油+游离脂肪酸脂肪酶是一类特殊的酯键水解酶,只作用于异相系统,即只在油水界面上作用,而且只有当底物以微粒、小聚合分散状态或呈乳化颗粒时,脂肪酶对底物水解才有显著的催化作用。
脂肪酶的最佳作用条件与酶的来源关系很大。
微生物脂肪酶的最遣用条件为pH7.0 温度37℃,可被钙离子、低浓度胆盐激话。
而动物性脂肪酶的最佳条件是pH9.0,温度37+C,可被油酸钙、白朊和胆盐激活。
二、脂肪酶的工业来源脂肪酶广泛存在于自然界。
几乎所有的动物器官中都含有脂肪酶,脂肪酶还存在于许多植物、细菌和真菌中。
脂肪酶的生产方法有三种:提取法,化学合成法和发酵法。
化学合成法由于实验技术等条件的限自目前尚处于研究阶段I 提取法由于动植物器官和组织电古量较少而大受限制|而微生物发酵法是脂肪酶生产的主要方法。
目前,工业制取用的主要酶源有(1)动物性脂肪酶:猪的胰脏。
(2)微生物脂肪酶:真菌(如曲霉、青霉根霉、毛霉和酵母)(3)脂蛋白脂肪酶。
细菌(如假单胞菌)产脂肪酶菌株的筛选方法(1) 富集培养将采集的土样稀释后取1 mL 放入装有50 mL富集培养基的三角瓶中,45 ℃,220 rpm 摇床培养 5 d ,并将富集培养液持续转接3~4 次1(2) 菌株初筛将富集培养液稀释,涂布于加有罗丹明B为指示剂的选择培养基上(也可以选用溴甲酚紫为指示剂) ,经培养观察菌落周围是否出现透明圈,然后把形成透明圈的菌落分别保存(3) 菌株复筛将经初筛的菌株接种于复筛培养基,摇瓶培养,50 h 后测定酶活Rhodamine B 平板筛选法在培养基中加入3%的植物油,灭菌后冷却至60oC,加入0.2%过滤灭菌的Rhodamine B 溶液,制成平板. 用无菌牙签将菌种分别转移到Rhodamine B 筛选平板上,于30oC 条件下恒温培养72 h.然后在350 nm 紫外光下观察,依据培养平板上形成的荧光圈大小进行菌种筛选.( 2) 初筛琼脂块培养法: 将分离培养基用灭菌的打孔器制作成许多单个的直径约0.6 cm 的小琼脂块, 排放在干净的培养皿内, 将上述挑选的菌株接种在这些小琼脂块上培养,让其充分生长, 然后依次再将长满菌的小琼脂块放到酶活测定板上, 28℃培养1~ 3 d, 观察各菌落周围油脂水解圈的大小, 将水解圈大的菌株纯化后保存在斜面培养基上(3) 复筛挑取斜面保存的菌种接入发酵培养基中28℃, 150 röm in 摇床培养48 h 后, 发酵液离心(3 000 röm in, 5 m in) , 除去菌体, 取上清液测定酶活细菌有28 个属、放线菌4 个属、酵母菌10 个属、其它真菌23 个属共计达65 个属的微生物产脂肪酶三、脂肪酶在食品工业中的应用1.三酰甘油水解水解三酰甘油的常规方法是利用高温、高压水解的方法产生脂肪酸,此法能耗高,投资大,所得脂肪酸的质量较差。
迪信泰检测平台
脂肪酶(LPS)检测
脂肪酶(Lipase, LPS),又称为甘油酯水解酶,是一类特殊的酯键水解酶,具有对油水界面的亲和力,可催化甘油三酯水解生成脂肪酸和甘油(或者甘油二酯和单酯),在脂质代谢中发挥重要的作用。
脂肪酶普遍存在于动植物组织及微生物中,脂肪酶活性测定对于脂肪代谢分析具有重要意义,血清中脂肪酶活性测定可用于疾病的诊断。
迪信泰检测平台采用生化法,可高效、精准的检测脂肪酶活性变化。
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生化法测定脂肪酶样本要求:
1. 请确保样本量大于0.2g或者0.2mL。
周期:2~3周。
项目结束后迪信泰检测平台将会提供详细中英文双语技术报告,报告包括:
1. 实验步骤(中英文)。
2. 相关参数(中英文)。
3. 图片。
4. 原始数据。
5. 脂肪酶活性信息。
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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。
第二章方案论证2.1脂肪酶的简介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。
2.1.1脂肪酶的分子结构及特征研究表明多数脂肪酶是一种糖蛋白,其糖基部分占分子量的2%~15%,以甘露糖为主,整个分子由亲水部分和疏水部分组成,活性中心靠近分子的疏水端。
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,从已报道的文献[2—3]来看,分子量为16KD~200KD。
Dong-Woo Lee等报道的B.thermleovorans 单体分子量为16KD,Abel Hiol等报道的Mucor hiemalis f.hiemalis分子量为49 KD,而Lambit Kanwar等报道的一株假单胞菌所产脂肪酶的分子量则为143 KD。
J.S.Twu等从鼠肝中提纯了脂肪酶,其全分子量达到了200 KD,亚分子量达53 KD。
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-衍射等手段以及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结构。
绝大多数脂肪酶的活性中心都是由Ser 和 His参与组成(BaleaoVM,1996)Ser、 His与另一种氨基酸残基(如CCl 和GCL的 GLU,RML和 hPL 的Asp)一起构成脂肪酶催化中心的三元组。
如下图(Van T H,1993)。
BaleaoVM等(1996)报道的人胰脂肪酶(HPL),Brady L等(1990)报道的Rhizomcor miehei脂肪酶(RML)和Schrag J D等(1991)报道的Geo candidum脂肪酶等的蛋白晶体结构已经研究清楚。
Geo candidum的立体结构也证明这种三联体的存在,见图1(Brady Letal,1990)。
上述三种脂肪酶中,活性中心丝氨酸残基的侧链构象在空间结构方面与丝氨酸蛋白酶的非常相似,不同的是脂肪酶的活性中心隐藏在蛋白质内部。
2.1.2脂肪酶的作用机理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。
酶的底物特异性与其结构和酶的活性中心有关。
不同微生物来源的脂肪酶其组成成分、理化特性各不相同。
主要可分为三大类:脂肪酸专一性、酯键位置专一性和立体专一性。
脂肪酸专一性:脂肪酶对不同碳链长度的脂肪酸表现出特殊反应性。
不同来源的脂肪酶水解油脂的脂肪酸专一性有很大的差异。
例如圆弧青霉和B.Subtilis(Lesuisse E,1993)脂肪酶对短链(C8以下)脂肪酶,黑曲霉和根霉产生的脂肪酸对中等链长(C8 ~C12)脂肪酸具有特异性(曹淑桂,1995),而白地霉(李香春,2003;Jensen R G,1974;岩井美枝子,1989)和P.alcoligenes(Lentingh B M,1993)产生的脂肪酶对三油酸(不饱和脂肪酸)呈现强特异性。
酯键位置专一性:指脂肪酶对底物甘油三酯中的1,3位或2位酯键的识别。
三酸甘油酯具有三个酯键,根据脂肪酶对底物作用位置不同可将其分为无位置特异性脂肪酶和位置特异性脂肪酶。
例如,黑曲霉、根霉、铜绿假单胞菌(Gilbert E J,1991)、P.alcoligenes的脂肪酶仅催化1或3位酯键水解,对2位酯键无作用;白地霉、圆弧青霉、伯克霍尔德氏菌和荧光假单胞菌的脂肪酶无位置特异性(曹淑桂,2005),水解甘油三酯的所有酯键;目前仅发现一种可水解2位酯键的脂肪酶来源于Geotrichum sp.(Asahara T etal.1993)。
立体专一性:指脂肪酶对底物甘油三酯中立体对映结构的1位和3位酯键的识别和选择水解。
不少脂肪酶催化拆分外消旋化合物的反应具较高的立体选择性(E>90),例如,Akesson等发现,来源于荧光假单胞菌脂肪酶能区分Sn-1和Sn-3位二酰基甘油,但水解Sn-2、 Sn-3二酰基甘油比水解它的对应体速度快得多。
因此这类脂肪酸被广泛应用到医药领域(宋欣,2004)。
2.2 产脂肪酶的微生物最早报道的是兔胰脂肪酶,后来在植物种子中也发现了脂肪酶,而微生物是20世纪初发现的。
微生物脂肪酶种类多,且较动植物更易获得纯培养,制备周期短,便于工业化生产和获得高纯度的酶制剂,使得微生物脂肪酶在酶理论研究及实际应用中的重要性逐渐增加,因此对其研究和应用上的发展相当迅速。
目前商业脂肪酶绝大多数都是微生物脂肪酶。
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。
2.3产脂肪酶菌的筛选方法筛选脂肪酶高产菌的方法常见的是采用含甘油三酯琼脂平板。
首先采集含油污土壤样品或其它杂物如油垢、费油布等,无菌水梯度稀释样品,涂平板,培养,观察平板上菌落周围透明圈或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,观察变色圈的大小。
透明圈和变色圈的有无与大小说明菌株产脂肪酶能力,即透明圈和变色圈越大,菌株产脂肪酶能力越大。
2.4脂肪酶的活性测定脂肪酶的活力测定分两大类,定性检测和定量检测[4]。
一般根据目的的不同选择合适的底物和方法。
定性检测脂肪酶活力主要采用平板法,即在含有底物的平板上打孔,将酶液加入到孔内,然后根据水解定性分析脂肪酶活力高低。
如kouker等于1987年报道了一种脂肪酶平板检测法,他们以三油酸甘油为底物,罗丹明B为指示剂,在平板上比较酶液周围荧光圈大小,进而判断脂肪酶活力大小。
常用的定量测定方法有三种:碱滴定法、PNPB法、皂铜法。
2.4.1 碱滴定法这是最早也是使用最为普遍的用于脂肪酶活性检测的方法。
原理为以橄榄油或三油酸甘油酯或三丁酸甘油酯和2%聚乙烯醇乳化液为底物,在脂肪酶作用下,脂肪酶水解为甘油及游离脂肪酸,以1%酚酞为指示剂,用0.05MNaOH中和反应产生的脂肪酸,每产生1umol脂肪酸定义为一个酶活力单位。
三种方法中碱滴定法(Fox PF 1983;Yeap CK,1998;Hee BZ,2003)最为常用,该法简单易行。
不过使用碱滴定法时如何选择底物是关键之一,其中,三丁酸甘油酯和三油酸甘油酯为国外进口的商品,脂肪酶活力检测的结果稳定性优于国产的橄榄油。
2.4.2 PNPB法PNPB(Lee D Wet al.1999)法因其反应灵敏、重复性较好,是目前国外普遍采用的测活方法。
此法不同于碱滴定法,它的原理为在一定的PH/温度条件下,以对硝基苯丁酸酯为底物,乙腈为溶剂,加入酶液反应15分钟,然后在405nm 下测定反应产生的对硝基苯的吸光度,以反应产生的对硝基苯的量评估酶活力,测定前需制作对硝基苯吸光度标准曲线。
该法活力单位定义为:脂肪酶在最是温度、最适PH下,每分钟水解产生1umol的对硝基苯酚所需的酶量。
该法的缺点是底物价格昂贵。
2.4.3 皂铜法是以甘油三酯和阿拉伯胶为底物,反应产生的脂肪酸用有机溶剂(正己烷)抽提,然后有机相中加入醋酸铜水溶液生成皂铜,最后提取有机相,加入染色剂二乙基二硫氨基甲酸,混合均匀后在430nm测定二乙基二硫氨基甲酸的吸光度,反应也需制作吸光度标准曲线。
该法检测灵敏度高,但是由于试验中使用大量苯进行铜皂的萃取,容易造成环境污染和对人体的伤害。
因此,PNPB法和皂铜法(Lee D Wet al.1999)虽然检测灵敏度高,但相对操作繁琐,而且PNPB法使用的试剂昂贵。