脂肪酶作用原理与应用领域

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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,粮食产量已很难 提高。我国动物生产中饲料转化率低,猪、鸡、奶牛 等的饲料转化率均比国际先进水平低0.3~0.6个百分 点,使得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。近年 来,酶制剂一直是国内外动物营养研究的热点之一, 它们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。
工具酶
利用某些微生物脂肪酶对酯键位置专一 性及脂肪酸种类专一性,可以分析脂类 (脂肪、油、磷脂)的组成和构型。
研究发现,从蜡蛀虫中提取的脂肪酶或酯酶, 对分生杆菌属结核杆菌H37Rv有杀灭作用。 提取植物脂肪酶制成的药物,可改善患者的 消化吸收功能。美国俄勒冈州健康护理专业 研究中心已有脂肪酶类药品上市,用于治疗 胃肠紊乱、消化不良等疾病。在手性药物合 成中,用脂肪酶制备单异构体手性药物可提
测定脂肪酶酶活常用方法的比较
脂肪酶的特性,结构和催化作用原理
脂肪酶的M 脂肪酶的M因其来源不同而差异很大,不同
来源的脂肪酶,其氨基酸组成数目从270-641 不等,其M从29-100kD变化。
脂肪酶的最适温度和最适PH
脂肪酶的最适温度一般在30-60℃之间,最适 PH一般为6-10,不同来源的脂肪酶的最适合 的温度和最适合的PH差异也比较大。列入一 株无花果假丝酵母的脂肪酶最适温度为42℃, 最适PH为8.0,一株青霉突变株的最适温度为 25℃,最适PH为10
动物体中提取的方法制备。
根据不同用途开发出不同特性的脂肪酶产品, 而这些已实现商品化生产的脂肪酶产品其pH 稳定性多在中性偏碱范围内,对酸的耐受性 较差(Claudia),而添加于饲料中的脂肪酶必 须要经过胃肠道的酸性条件及内源酶的水解 到达作用位点,并能够在作用位点的pH范围 内具有较高的活性,因此绝大多数已实现商
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0.6cm的小琼脂块,排 放在干净的培养皿内,将套选的菌株接 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1-3d,观察各菌 落周围油脂水解圈的大小,水解菌越大, 酶活越强,将水解圈大的菌株纯化后保 存在斜面培养基上。
与化学合成的氢化油相比,脂肪酶具有 催化酯交换改性油脂风味好, 异构体少,
不产生对人体有害的反式脂肪酸等优点, 可生产营养价值高的塑性脂肪。
食品加工:
利用脂肪酶分解油脂释放出的短链脂肪肪酶最早、最广 泛的应用。
脂肪酶在饲料中的应用
脂肪酶的医学应用
脂肪酶是一种重要的药物靶或中间体标记酶。 作为诊断工具,脂肪酶可预测疾病。测定脂 肪酶催化甘油三酸酯产生的甘油可间接获得 血清甘油三酸酯的含量,血清中脂肪酶还可 用于检测急性胰腺炎和胰腺损伤。
制药
作为药物,脂肪酶可以帮助消化、降低 血脂、治疗局部炎症,还可以作为临床 诊断的工具。
脂肪酶催化的反应
脂肪酶的来源:
脂肪酶广泛存在于动物植物和微生物中。
植物中含脂肪酸较多的是油料作物的种子,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 发芽所必须的养料和能量;
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,在动物体内,各类脂肪酶控制 消化,吸收,脂肪重建和蛋白质代谢等 过程;
作为生物膜是活细胞的组成部分,主要是磷 脂的组成,脂肪酶在细胞生物学中发挥的重 要作用。
球形马拉色菌,木耳,被认为是人类头 皮屑的原因,使用脂肪油酸和增加皮肤 细胞的生产分解成皮脂,导致头皮屑。
人体消化系统的主要脂肪酶是人类胰脂 肪酶的胰脂肪酶相关蛋白,这是由胰腺 分泌。人类也有其他一些相关的酶,包 括肝脂酶(HL),内皮脂酶,脂蛋白脂 酶。
脂肪酶在纺织物中的应用
织物表面脂质影响织物的柔软度、光亮 度和着色与手感。传统脂处理法是用化 学品脱除,效果不理想,且污染环境, 成本高。脂肪酶能将织物表面脂质水解 成易溶于水的脂肪酸,易于脱除。
研究了酶处理羊毛毯的防缩性能,比未 处理的羊毛缩水性有明显改善用脂肪酶 和淀粉酶协同处理棉布纤维,棉布白度 提高,染色瑕疵少,更柔软、舒适。

放线菌4个属

酵母菌10个属

其他真菌23个属
一共65个属的微生物生产脂肪酶
脂肪酶的生产方法
脂肪酶菌株的筛选 筛选路线:
采样→富集培养→初筛→复筛→检测酶 活→鉴定菌种→保藏菌种
初筛方法:可淘汰85%-90%不符合要求 的微生物利用平皿的生化反应进行分离
Rhodamine B 平板筛选法
前景与展望
脂肪酶来源不同,导致结构和性质的多样性、 不稳定性,使脂肪酶研究进展较慢。固定化 脂肪酶可重复利用,提高酶稳定性、有利于 实现工业化生产,降低生产成本。目前,脂 肪酶固定化因其经济性和技术可靠性,离产 业化还有相当大的差距,需对脂肪酶载体、 固定化技术作深入研究。
今后,脂肪酶研究需生物遗传、生物化工、 仪器分析、食品工程等领域的研究人员通力 合作, 筛选新的工业脂肪酶菌株,以解决工 业生产和保护环境问题。 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, 只有少数几种来源于动物的脂肪酶是通过从
脂肪酶的界面活化机理
脂肪酶和酯酶都能催化酯的水解,但只有脂 肪酶可以催化水不溶性酯的水解。脂肪酶和 酯酶的最大差别在于他们与底物的作用形式 不同。酯酶的活性随着底物浓度的增加而增 大,变现为依赖于底物浓度的正常MichaelisMenten活性,而脂肪酶则表现出C形曲线,
在底物浓度处于溶解状态下,脂肪酶几乎没 有活性,只有当底物浓度逐渐增加到超出其 溶解度极限时,才表现出明显增加的活性, 这种现象称为“界面活性”。
品化生产的脂肪酶并不适合于饲料用。
基于这种现状,对脂肪酶研究进行一些 探索性的工作,从而推动脂肪酶在饲料 工业中的应用,也是一件非常有意义的 工作 。
脂肪酶的应用领域
脂肪酶在食品加工中的应用 脂肪酶在肉类加工中已得到有效的利用,如
鱼肉加工中,脂肪酶参与生物酯解, 除去鱼 肉的脂类。近年,油脂改良技术成为研究的 热点,最有价值的应用是将棕榈油转化为类 可可脂。在非水相中用米赫毛霉(Mucor miehe)脂肪酶Lipozyme IM催化,使硬脂酸甲 酯与33~39℃熔点棕榈油进行酯交换,制取 类可可脂 J。此外,脂肪酶在改变植物油物 理性状方面也有很大的潜力。
复筛选方法——摇瓶培养
种子培养基→发酵培养基→收集菌体和上清 液,分别测酶活。
酶活的测定:
在给定的时间内,脂肪酶酶活大小与其催化 水解生成的脂肪酸的量成正比。脂肪酶酶活 的测定方法很所,根据原理不同,其中酸碱 滴定法和分光光度法最为常用,常用的分光 光度法有铜皂显色法和对硝基苯酯法。
表明,粗酶,树脂重量比为1.92:1, 水,油重量比为3:17,4O℃,pH 7.4时,脂肪酶活性较高,转化率9 7.3%。用固定化南极假丝酵母 (c.antarctica)脂肪酶催化泔水油,可 制造生物柴油。
脂肪酶在生物传感器中的应用
用脂肪酶的催化特性研制生物传感器逐 渐受到关注。固定在pH或氧化电极的脂 肪酶联合葡萄糖氧化酶可作为脂质生物 传感器,测定甘油三酯、血胆固醇含量。
脂肪酶的类型和生理分布情况
大多数脂肪酶的行动特定位置上的脂至底物 (小肠)甘油骨干。列入,人体胰腺酶。只 是主要的酶,能分解人体消化系统中的膳食 脂肪。转换成单甘酶和两种脂肪酶的摄入由 衷的甘油三脂基板。其他及中国类型那个的 脂肪酶的活性存在于自然中 如磷脂和鞘磷脂, 然而,这些通常是从 传统的脂肪酶 分别对 待。
在干按预案微生物分泌的一些脂肪酶的 表达。尤其是白色念珠菌永远的大量不 同的脂肪,这可能反映了广泛的脂肪分 解活性,这可能有助于人体组织的持久 性拜念珠菌的毒理。
生理分布
脂肪酶在不同的生物过程,从日常饮食 甘油三酯代谢的细胞信号不等和炎症。 因此,细胞内某些酶的活动只限于特定 的车厢,而在细胞外空间的其他工作。
细菌,真菌和酵母中的脂肪酶含量更为 丰富。由于微生物种类多,繁殖快,易 发生遗传变化,具有动植物更广的作用, 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。
微生物脂肪酶:细菌28个属
筛选原理:只放在脂肪酶的催化作用下 水解生成甘油和脂肪酸,脂肪酸能与 Rhodamine B 的阳离子发生作用,生 成黄色的荧光物质,所以用紫外灯的观 察,产脂肪酶的菌株周围会出现荧光圈, 依据荧光圈的大小进行菌株的筛选。

溴甲酚紫平板筛选法:
筛选原理:溴甲酚紫作为一种显色剂,其PH 变色为5.2-6.8,在碱性条件下显紫色,在酸 性条件下鲜黄色,只放在脂肪酶的催化作用 下生成的脂肪酸会使培养基的PH降低,产脂 肪酶菌株的周围会出现先黄色的透明圈,根 据透明圈的有无和大小来筛选产脂肪酶的菌 株,透明圈越大说明产脂肪酶活力越强。
高转化率、减少环境污染。
脂肪酶在生物柴油中的应用
生物柴油是碳链长度为16-19的脂肪酸 和甲醇或乙醇形成的酯类化合物的总称。 近年,用脂肪酶催化合成生物柴油,代 替石化能源成为研究热点。
用物理吸附法将假丝酵母脂肪酶 (Candida sp.99—125)固定于大孔树
脂,可催化大豆油制造生物柴油。研究
制备化工产品和试剂
利用脂肪酶催化的脂水解反应、酯合成 反应或酯转移反应可以制备许多有重要 价值的化工产品。另外,脂肪酶催化的 酯交换反应还被广泛应用于油脂改良以 生产具有特殊结构与性质的油脂。
造纸工业
用脂肪酶辅以纤维素酶和木质素酶处理 纸浆可以防止树脂在干燥转鼓上的沉积, 保持纸的产量和质量,并减少处理树纸 化学品的用量 。
例如在溶酶体酶,这种酶是局限在一个 叫做溶酶体细胞器。
其他脂肪酶,胰脂肪酶,如被分泌到细 胞外空间,他们为处理成更简单的形式, 可以更容易吸收和运输整个身体的饮食 血脂。
真菌和细菌分泌的脂肪酶,以促进养分的吸 收,从外部介质(或病原微生物的例子,以 促进一个新的主机入侵)。一定黄蜂和蜜蜂 毒液含有磷脂,加强“生物损伤和炎症刺交 付有效载荷”。
脂肪在畜禽体内的作用主要是氧化供能,它 含有的能量是碳水化合物的2.25倍,可满足 动物体对较高能量浓度的要求;脂肪是脂溶
性维生素和某些激素的溶剂,促进对这些物
质的吸收和利用,同时为畜禽提供必需的不 饱和脂肪酸,保证畜禽的健康生长;
添加脂肪还可减少饲料加工过程中的粉 尘,改善饲料外观,在高温条件下,还 有利于提高能量摄入量,降低畜禽的体 热增耗,减缓热应激。此外,添加脂肪 可有效地提高饲料的适口性。因此,在 猪、鸡和奶牛饲养中,在饲料中添加脂 肪是比较普遍的。
脂肪酶的作用原理与应用领域
报告人:阿衣帕热
内容
脂肪酶类型 脂肪酶作用原理 脂肪酶的应用领域
脂肪酶(lipase)又称甘油酯水解酶,是指 分解或合成高级脂肪段和丙三醇形成的甘 油三酸酯酯键的酶。
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, 而且只有在当底物以微粒,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。
脂肪酶的结构特点
同源区段:His-x-y-Gly-Z-Ser-W-Gly或Y-GlyHis-Ser-W-Gly(X,Y,W,Z是可变的氨基酸残 疾);
活性中心是丝氨酸残疾,正常情况下受1个a螺旋盖保护。
相关文档
最新文档