微生物脂肪酶的研究进展 (1)
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微生物发酵生产脂肪酶的研究进展作者:李杨商谈来源:《科技风》2020年第08期摘;要:酶的开发和应用具有巨大市场前景。
一般情况下酶被利用在日常食品的发酵,以及洗涤剂、制药等新的领域的应用,同时因为酶的重要性脂肪酶也受到广泛关注。
市场对脂肪酶的需求不断增长,从而使对于生产脂肪酶的研究也在不断的提高,现在的市场上较多情况都是利用微生物的发酵来制造和生产脂肪酶。
但是由于目前商业化的脂肪酶成本相对较高,因此探索如何去提高脂肪酶的产量以及利用率是目前需要解决的问题。
我们通过研究发现传统的发酵培养技术降低了脂肪酶的生产成本,同时可以很好的提高生产脂肪酶的效率。
关键词:脂肪酶;微生物;发酵一、什么是脂肪酶以及脂肪酶如何生产(1)脂肪酶学名是三酰基甘油酰基水解酶,能够催化油脂发生水解反应,生成脂肪酸和甘油等物质。
脂肪酶是酶类的一种,其本质是由氨基酸组成的蛋白质物质,由于脂肪酶有专一性,所以只对一种脂肪起作用,不同结构的脂肪酶其可以发生作用的油脂类物质也不同。
脂肪酶最早于1834年被发现,是生物体内极其重要的代谢酶,是人体和生物体代谢过程中不可缺少的酶类。
有了脂肪酶,人体和生物体摄入的油脂类物质才能被肠道吸收。
随着时代的发展,脂肪酶也逐渐被应用在工业上。
(2)通常情况下我们会利用的脂肪酶主要来源于微生物的发酵。
产脂肪酶的菌类主要有黑曲霉菌、荧光假单胞菌、白地霉无根根霉菌、毛霉圆柱假丝酵母菌、巢子须霉德氏根霉菌、多球菌绵毛状腐质霉菌、圆弧青霉黏质色杆菌。
而国内用于生产提取脂肪酶的菌种以黑曲霉为主,采用液体深层发酵的方法。
脂肪酶发酵菌还用于工业生产,其产量和产酶质量必然是各大生产厂家最关注的问题。
因此科研人员采用诱变技术对脂肪酶不断作用引起其基因突变并且一步一步进行筛选,最终得出可以用于工业生产的高产菌株。
高产菌株的产酶能力是一般菌株的几十倍甚至上百倍。
富集培养基用于增加所采集样本中微生物的数量,以避免把某些微生物漏掉,所以通常用全营养培养基。
微生物发酵生产脂肪酶的研究进展微生物发酵生产脂肪酶是一种重要的工业方法,用于生产脂肪酸和甘油等化学品。
在过去的几十年中,研究人员已经取得了一系列关于微生物发酵生产脂肪酶的重要进展。
本文将介绍一些最新的研究成果。
目前,最常用的微生物发酵生产脂肪酶的方法是使用真菌和细菌。
真菌主要包括浅拟青霉菌和乳酸菌,细菌主要包括大肠杆菌和枯草杆菌等。
这些微生物具有较高的脂肪酶活性和较好的产量。
通过应用发酵技术和优化培养条件,研究人员已经成功地实现了大规模的脂肪酶生产。
在微生物发酵过程中,培养条件是影响脂肪酶产量和活性的重要因素。
研究人员发现,温度、pH值、培养基成分和培养时间等因素对脂肪酶活性和产量有重要影响。
通过优化这些因素,可以显著提高脂肪酶的产量和活性。
还可以通过改变微生物菌株的基因组,进一步提高脂肪酶的产量和活性。
近年来,还出现了一些新的微生物发酵生产脂肪酶的方法。
研究人员发现一种新的产脂肪酶的微生物菌株,并通过改变其培养条件和基因组来提高脂肪酶的产量和活性。
一些研究还尝试利用遗传工程的方法,将脂肪酶的基因导入到其他微生物中,通过合成生物学方法来生产脂肪酶。
这些新的方法为微生物发酵生产脂肪酶提供了更多的选择。
微生物发酵生产脂肪酶还有一些其他的应用。
脂肪酶可以用于生产生物柴油,通过催化转化甘油中的脂肪酸酯成为生物柴油。
脂肪酶还可以用于食品工业中的食品加工,例如制作奶油和巧克力等产品。
微生物发酵生产脂肪酶不仅可以提高脂肪酶的产量和活性,还可以拓宽其应用领域。
脂肪酶催化糖酯合成反应的研究进展摘要:脂肪酶催化糖酯的合成通常是在低水活度的有机溶剂中进行的,以使反应朝着合成方向而不是水解方向进行。
这篇综述主要讨论了在非水介质中脂肪酶催化糖酯合成的各种影响因素,主要有底物(糖和脂肪酸)的性质和浓度的影响;溶剂的影响;水活度的影响;温度的影响。
关键词:糖酯脂肪酶温度水活度非水介质1前言糖酯是一类无臭,无味,无刺激性,易被生物降解的非离子表面活性剂。
这些特性使其在食品,化工,医药等领域具有极其诱人的应用前景。
糖酯是通过糖和脂肪酸的酯化反应形成的,反应方程式如下:在工业生产中,在化学催化剂的作用下,可以通过酯交换反应来合成糖酯。
但是,这个反应需要100的温度和低压的环境。
而且催化反应的选择性差,有很多的副产物合成,包含有不同程度酯化和酰化的异构混合物。
整个合成反应的条件苛刻,产物需要困难的多步分离。
酶法合成克服了上述缺点,反应条件温和,由于酶具有高度的立体选择性,区域专一性,和位置选择性,可以合成光学纯的糖酯;产品易于纯化,色泽浅;耗能少,设备投资小,对环境无污染,产品质量好,产量高。
糖酯的合成既可以通过酶法合成,也可以通过化学方法合成。
综合各种因素来看,酶法合成有着更显著的优势。
这篇综述主要总结了在脂肪酶合成糖酯过程中,脂肪酶,温度,溶剂,水活度,反应物对于合成反应的影响。
2脂肪酶脂肪酶主要存在于植物种子,动物肝脏和微生物中。
脂肪酶通常在水相中催化甘油酯水解为甘油和脂肪酸,但是在非水介质中可以催化糖酯的合成。
不同种类的脂肪酶氨基酸序列可能有较大的差别,但是具有相似的三维构象(相似的折叠方式和活性中心)。
脂肪酶仅仅在疏水溶剂和水溶液的界面之间是有活性的,这与它的活性中心的构象有关。
脂肪酶拥有亲核试剂—组氨酸—酸式残基组成的三元集团,这个三元集团是Ser-His-Glu或者Ser-His-Asp。
脂肪酶的活性中性被一个螺旋片段所包围(又称为“盖子结构域”),使得脂肪酶的活性中心不易被溶剂和底物接近。
微生物脂肪酶资源挖掘研究进展蔡海莺;王珍珍;张婷;赵敏洁;李杨;毛建卫;冯凤琴【期刊名称】《食品科学》【年(卷),期】2018(039)007【摘要】脂肪酶广泛分布于动物、植物和微生物中,工业化脂肪酶主要来源于微生物.脂肪酶制剂的进一步工业化应用受限于生产成本和脂肪酶的温度和pH值耐受性、活性、专一性和溶剂耐受性等酶学性质,虽然微生物脂肪酶基因和蛋白相关资源信息已经非常丰富,但适合食品、药品和能源等工业应用的脂肪酶制剂品种依然较少,研究者仍然在为新型和理想的脂肪酶制剂资源的挖掘而努力.本文重点综述了微生物脂肪酶资源挖掘的主要研究方法,主要包括通过环境筛选和宏基因组筛选挖掘新的具有优良特性的脂肪酶;脂肪酶微生物生产菌株的改良、脂肪酶基因在重组工程菌株中的重组表达和优化、蛋白质工程方法对脂肪酶蛋白进行改造、脂肪酶固定化和催化工艺的改良等.【总页数】9页(P329-337)【作者】蔡海莺;王珍珍;张婷;赵敏洁;李杨;毛建卫;冯凤琴【作者单位】浙江科技学院生物与化学工程学院,浙江杭州 310023;浙江省农业生物资源生化制造协同创新中心,浙江杭州 310023;浙江大学生物系统工程与食品科学学院,浙江杭州 310058;浙江科技学院生物与化学工程学院,浙江杭州 310023;浙江省农业生物资源生化制造协同创新中心,浙江杭州 310023;浙江科技学院生物与化学工程学院,浙江杭州 310023;浙江省农业生物资源生化制造协同创新中心,浙江杭州 310023;浙江大学生物系统工程与食品科学学院,浙江杭州 310058;浙江大学生物系统工程与食品科学学院,浙江杭州 310058;浙江科技学院生物与化学工程学院,浙江杭州 310023;浙江省农业生物资源生化制造协同创新中心,浙江杭州310023;浙江大学生物系统工程与食品科学学院,浙江杭州 310058【正文语种】中文【中图分类】Q556.1【相关文献】1.微生物脂肪酶资源挖掘及其催化性能改良策略 [J], 阎金勇;闫云君2.微生物农药资源挖掘技术研究进展 [J], 张金丽3.微生物发酵生产脂肪酶的研究进展 [J], 李杨; 商谈4.产脂肪酶微生物的研究进展及其在食品中的应用 [J], 多拉娜;徐伟良;李春冬;郭梁5.微生物嗜热脂肪酶研究进展 [J], 彭燕鸿;苏爱秋;黄伟文;蓝素桂;杨天云;谭强因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
微生物发酵生产脂肪酶的研究进展脂肪酶是一种通过加速脂肪的加水分解而使其水解成胆固醇、甘油、游离脂肪酸等组分的生物催化剂。
脂肪酶已经广泛应用于食品、乳制品、制药、皮革等行业,因此其生产研究具有重要意义。
微生物发酵是目前最主要的脂肪酶生产方法之一,本文详细介绍了微生物发酵生产脂肪酶的研究进展。
1. 常用微生物种类微生物发酵生产脂肪酶常用的微生物种类有真菌、细菌、放线菌、酵母等。
其中最常用的微生物是霉菌和细菌。
霉菌对不同类型的底物都具有良好的酶活性,但是其生长速度较慢,反应时间长。
细菌则生长速度快,能够迅速产生大量的酶,但是它们的适应能力较差。
2. 脂肪酶生产工艺流程微生物发酵法生产脂肪酶的具体工艺流程大致分为以下几个步骤。
(1)培养基的制备:首先需要制备含有所需营养物质的培养基。
一般来说,优质的培养基含有碳源、氮源、微量元素、维生素等。
(2)微生物的接种:将所选的微生物菌株接种到培养基中,并进行预培养。
(3)发酵过程中的条件调控:这一步的关键在于对发酵过程的控制,包括温度、pH 值、培养时间等因素。
(4)分离纯化:分离、纯化和测量酶的本质是为了得到高纯度、活性较高的脂肪酶产品。
3. 研究进展(1)发酵条件的优化脂肪酶活性的提高对生产工艺的产率和经济效益都有着重要的意义。
为此,研究者通过对发酵温度、pH值、氮源等条件进行优化,成功提高了脂肪酶的产量和酶活。
例如,Jamil Khaskheli等发现,酵母菌Candida rugosa生产脂肪酶的酶活性受到温度影响较大,并在32℃的条件下达到最大值。
(2)遗传工程改造遗传工程技术在脂肪酶生产领域也已经得到广泛应用。
相关研究表明,基于DNA重组技术可以对脂肪酶的生产菌株进行改造,提高酶的稳定性和催化效率。
例如,一项由瑞典Karolinska Institute的研究人员完成的研究表明,通过在大肠杆菌中表达脂肪酶基因,可以显著提高脂肪酶的产量和催化效率。
(3)新型菌株的筛选与发现是时候采用新型菌株用于脂肪酶生产。
DOI:CNKI:11-1759/TS.20120210.1743.006 网络出版时间:2012-02-10 17:43网络出版地址:/kcms/detail/11.1759.TS.20120210.1743.006.html微生物脂肪酶的研究与应用刘虹蕾,缪铭,江波 ,张涛(江南大学食品科学与技术国家重点实验室,江苏无锡214122)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。
本文探讨了脂肪酶的来源、理化性质、脂肪酶活力测定,同时对脂肪酶的非水相催化特性以及脂肪酶在食品工业,医药、洗涤剂、皮革、造纸和生物柴油工业领域中的应用进行了讨论。
关键词:脂肪酶;酶活测定;非水相;食品工业应用Research and applications of microbial lipasesLiu Hong-lei, Miao Ming, Jiang Bo, Zhang Tao(State Key Laboratory of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122, China) Abstract: lipases are a class of enzymes which catalyse the hydrolysis of esters and esterification of fatty acid andalcohol. Lipases constitute the most important group of biocatalysts for biotechnological applications. This reviewdescribes physicochemical origin and properties of lipases, lipase activity determination, catalytic properties oflipases in nonaqueous phase and various industrial applications of microbial lipases in the food, pharmaceuticals,detergent, leather, papermaking and biodiesel.Key words: lipases; lipase actiity determination; Nonaqueous phase; food industrial applications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。