脂肪酶的应用综述
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)]。
脂肪酶及其在化学品合成中的应用
脂肪酶及其在化学品合成中的应用
脂肪酶是一类广泛存在于动物、植物和微生物中的酶,其主要作用是催化脂肪酸、甘
油三酯等酯类底物的水解反应。
脂肪酶在生物体内发挥着重要的生理功能,并且在化学品
合成领域也有着广泛的应用。
首先,在食品工业中,脂肪酶可以用于牛奶脂肪的水解,制备低脂乳制品。
市场上的
大部分牛奶都是全脂牛奶,含有相对较高的脂肪含量。
但随着人们对健康饮食的重视,低
脂牛奶、脱脂牛奶等健康型牛奶的需求量也在逐年增加。
这时,就可以利用脂肪酶来催化
牛奶中的脂肪酸进行水解,从而制备出低脂牛奶、脱脂牛奶等不同脂肪含量的乳制品。
其次,在工业生产上,脂肪酶被广泛应用于制备合成剂和润滑油。
合成剂在机械加工、汽车保养领域中有着广泛的应用。
例如在机械加工中,润滑剂可以大大减少磨损,提高工
作效率和工作寿命;在汽车保养中,润滑剂可以减少发动机损耗、油门和制动器的使用,
从而提高燃油效率和节省使用成本。
综上所述,脂肪酶虽然在生物体内发挥着重要的生理功能,但其在化学品合成领域也
有着广泛的应用。
无论是在食品工业、机械制造领域还是绿色化学领域,脂肪酶的应用都
是一种高效、方便、环保的方式。
随着人们对健康、环保的需求不断提高,脂肪酶的应用
也必将得到进一步的拓展和完善。
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)]。
脂肪酶在生物化工中的应用
脂肪酶在生物化工中的应用
脂肪酶是一种由微生物分泌的催化剂,具有特殊的水溶性,水溶性高和高活性的特点。
它在生物化工中的应用日益广泛,已成为有机合成反应中重要的工具。
首先,脂肪酶能够有效地分解脂肪类物质,能够以极高的效率将脂肪复杂化合物转化为两种简单的单萜。
这是由于脂肪酶具有“非特异”的催化功能,能有效地与脂肪类物质发生反应,从而被用作脂肪类物质分解转化的重要催化剂。
例如,脂肪酶可以将饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸分解成简单的醇和酰胺。
其次,脂肪酶还可以用于油脂的精炼,因为它的活性较高,能够有效的在短的时间内分解脂肪物质,大大提高了油脂的精炼效率。
此外,脂肪酶还可以用于油脂的改性,能有效的改变油脂中饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的比例,从而改变油脂的物理性质,使其具有更适合用作原料的性质,从而提高油脂的应用效果。
最后,脂肪酶还可以用于制备脂肪酸酯类物质,以满足食品、化妆品等工业应用的需要。
脂肪酶具有高活性,能够快速地分解油脂和脂肪酸形成脂肪酸酯,具有良好的稳定性,易于进行进一步的化学合成反应,从而形成具有特定性质的产物。
由此可见,脂肪酶在生物化工中具有多方面的应用,对于脂肪类物质的分解、改性和合成都有着重要的意义。
未来,随着技术的发展,脂肪酶在生物化工中的应用将取得更大的进展,可望进一步推动生物化工的发展。
总之,脂肪酶是一种重要的催化剂,在生物化工中具有多种应用,应得到充分的利用。
未来的研究应集中在改善脂肪酶的性能,以实现更高效的生物化工。
脂肪酶综述
可养微生物脂肪酶高产菌筛选
通常采用含甘油三酯琼脂平板法, 并通过在 培养基中添加指示剂如罗丹明B、溴甲酚紫、维 多亚蓝等作为筛选标记。 施巧琴( 1981) 采用脂 肪酶水解脂肪后产生的脂肪酸与维多利亚蓝反应 呈蓝绿色透明圈平板法筛选出产碱性脂肪酶的扩 展青霉。
2、 活性中心是丝氨酸残基, 正常情况下受1 个α - 螺旋盖保护。
嗜热芽孢杆菌脂肪酶
3、脂肪酶的特性
(1)位置专一性 是指酶对底物甘油三酯Sn- 1( 或3) 和Sn- 2 酯键的识别和水解。
(2)立体专一性 一般是指酶对底物甘油三酯中立体对应结构的1 位和3 位酯键识别和选择 性水解。如猪胰脂肪酶水解甘油三酯时没有1 和3 位立体选择性; 人奶和 牛奶中脂蛋白脂肪酶优先水解1 位酯键。
碳源
包括13种碳水化合物如葡萄糖、淀粉、麦芽糖、乳糖、甘露糖等和15种油 脂如荷荷芭油、玉米油、豆油、棕搁油、橄榄油、业麻油等
表面活性剂
包括吐温系列、Span系列、Triton x-405等
发酵培养基优化
由碳源、氮源诱导物及常见的无机盐等组成 。
速效碳源
如葡萄糖、蔗糖、麦芽糖等有利于细菌脂肪酶的形成,而缓效碳源如 玉米粉和小麦粉等则有利于真菌脂肪酶的形成。
二、脂肪酶的性质
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。
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。
脂肪酶综述
脂肪酶与生物柴油的催化合成摘要:脂肪酶已成为工业生产所需的一种重要用酶。
已广泛应用于食品、药品、日用化工等领域。
本文综述了脂肪酶的结构、应用、催化机理以及在生物柴油生产中的研究进展。
关键词:脂肪酶,催化机理,生物柴油0 前言脂肪酶,又称甘油酯水解酶,是指分解或合成高级脂肪酸和丙三醇形成的甘油三酸酯的酯键的酶,它是一类具有多种催化能力的酶,被广泛用于三脂酰甘油及其他一些水不溶性脂类的水解、醇解、酯化、转酯化及脂类逆向转酯反应酯类的逆向合成反应[1]中。
图1、2 脂肪酶催化酯相关的反应脂肪酶的种类众多,包括磷酸酯酶、固醇酶和羧酸酯酶等。
广泛存在于含有脂肪的动、植物和微生物(如霉菌、细菌等)组织中。
比如高等动物的胰脏和脂肪组织、油料作物的种子、真菌和酵母等都含有较多的脂肪酶。
脂肪酶的分子量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200-700不等,其分子量也从29-100kDa不等。
1 脂肪酶的结构功能与应用1.1 脂肪酶的功能脂肪酶作为酯水解酶,自然可以催化酯的相关反应,比如酯的水解、酯的合成、酯交换等反应,脂肪酶对生命体的代谢起到重要的作用: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;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。
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差异比较大。
1.2 脂肪酶的结构及催化机理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。
对脂肪酶活性中心的研究发现,八联体β-折叠间隔被两亲的α-螺旋连接起来共同构成了脂肪酶的活性中心,不同的脂肪酶都有一个相似的起催化作用的“Ser-Asp/Glu-His”三联体,三个氨基酸残基分别位于活性中心具有疏水性的β5、β7、β8折叠片的后面[2]。
脂肪酶综述
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。
脂肪酶及其在化学品合成中的应用
脂肪酶及其在化学品合成中的应用1. 引言1.1 脂肪酶的概述脂肪酶,也称为脂肪水解酶或脂肪酯酶,是一类能够催化脂肪酯水解生成脂肪酸和甘油的酶类。
在生物体内,脂肪酶起着重要的作用,参与脂肪的消化和代谢过程。
脂肪酶具有高度的底物特异性和催化活性,能够高效地水解各种类型的脂肪酯。
脂肪酶在各种生物体中都广泛存在,包括微生物、植物和动物等。
不同来源的脂肪酶在结构和催化机制上可能存在一定差异,但它们在水解脂肪酯方面的功能是相似的。
脂肪酶的活性受到pH值、温度、离子浓度等环境因素的影响,因此在应用中需要考虑到这些因素对其活性的影响。
除了在生物体内的代谢过程中,脂肪酶在化学品合成中也具有重要的应用价值。
通过利用脂肪酶的催化作用,可以高效合成各种酯类化合物,包括甘油酯、脂肪酯等。
脂肪酶催化合成具有优异的底物特异性和产物选择性,能够在不同条件下实现高产率和高纯度的产物制备。
在化学品生产和合成领域,脂肪酶被广泛应用,并在可持续化学品合成和绿色合成化学品中展示出巨大的潜力。
1.2 脂肪酶在化学品合成中的重要性在化学品合成领域,脂肪酶具有重要的作用。
脂肪酶是一类能够催化脂肪水解反应的酶类蛋白,是生物体内重要的消化酶之一。
在化学品合成中,脂肪酶可以作为催化剂,促进酯类化合物的合成反应。
由于脂肪酶具有高效、特异性强、对底物选择性广泛等优点,使其在化学品合成中备受青睐。
脂肪酶在化学品合成中的重要性不容忽视,其在催化反应中的性能优势为化学品合成领域带来了新的发展机遇,也为绿色化学品生产提供了重要的技术支持。
随着对脂肪酶研究的不断深入和技术的不断完善,脂肪酶在化学品合成中的应用前景将更加广阔,为可持续发展和绿色化学品生产做出更大的贡献。
2. 正文2.1 脂肪酶在合成酯类化合物中的应用脂肪酶在合成酯类化合物中起着重要作用。
酯类化合物是一类广泛存在于生活中的化合物,包括酯类香精、酯类溶剂、酯类润滑剂等。
脂肪酶通过催化酯化反应,可以有效地合成各种酯类化合物。
脂肪酶及其在化学品合成中的应用
脂肪酶及其在化学品合成中的应用脂肪酶是一种常见的酶类,广泛存在于自然界中。
其主要作用是催化脂肪的分解,实现能量的释放和利用。
除此之外,脂肪酶还可以在生物代谢过程中发挥重要作用,同时也具有其他一些应用价值。
本文将重点介绍脂肪酶在化学品合成中的应用情况。
传统的化学品合成往往需要使用高温、高压等条件,同时也需要采用多种有毒有害的试剂和催化剂。
这种合成方式不仅存在安全隐患,而且需要消耗大量的能源,造成较大的环境污染。
在这样的背景下,人们开始关注生物催化合成技术,发掘生命体系中存在的酶类,在合成化学品时发挥其特有的作用。
脂肪酶作为常见的环境友好型酶类之一,被广泛应用于化学品的一些生产过程中。
聚酯是一种常见的合成高分子材料,其制备过程通常需要采用酯化反应。
这种反应需要反应物溶于有机溶剂中,加入催化剂、还原剂等等,在高温高压条件下进行。
较高的反应温度和压力会使得反应过程难以控制,同时也会增加能源的消耗,造成一定的环境污染。
相比之下,采用脂肪酶进行聚酯合成则具有更高的温和性。
在这种合成过程中,脂肪酶作为酯化催化剂,能够催化反应物中的羧酸和醇类进行缩合反应,得到聚酯产物。
同时,该反应条件下无需消耗大量的有机溶剂,大大减轻了环境污染。
香精和味精是广泛应用于各种食品、化妆品等产品中的一类化学品。
传统的合成方式往往需要采用复杂的合成体系,存在明显的安全隐患。
而采用脂肪酶催化合成的方式则更加温和、安全,同时也具有更高的选择性和纯度。
在该过程中,脂肪酶通过催化酯键的形成的方式,将反应物转化为对应的香精或味精,同时具有较高的产率和较低的副反应率。
可以说,在合成香精和味精的生产过程中,脂肪酶具有不可替代的地位。
除了聚酯、香精、味精等化学品外,脂肪酶在其他有机物合成中也具有广泛应用。
例如对丙二酸二丁酯的合成中,脂肪酶可通过催化反应促进酯键的形成,从而产生丙二酸二丁酯。
同样,在合成一些高级药物、农药、生物活性物质等化学品中,脂肪酶同样具有重要的催化作用。
脂肪酶的用途
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。
脂肪酶在生物化工中的应用
脂肪酶在生物化工中的应用
脂肪酶在生物化工中的应用
脂肪酶,也叫做脂肪酸水解酶,是一类通过水解合成酸和醇的酶。
它可以将脂肪分解为脂肪酸和二醇,包括甘油、脂肪酸和脂肪。
它可以水解饱和脂肪酸、非饱和脂肪酸和脂肪酰组分,以及它们的混合物以及由它们合成的其他物质为二醇和脂肪酸,并将这些物质升华为乳化剂、皂化剂等。
脂肪酶在生物化工中有着广泛的应用,它可以用于乳化、分解、发酵、脆化、发泡等工艺。
最经典的应用是乳化,脂肪酶可以将水和油形成乳化混合物,乳化物具有良好的乳状稳定性,可以调制更多丰富多彩的乳化产品,如食品、化妆品、制药、磁性录像材料和油脂。
另外,脂肪酶也可以用于分解脂肪和油脂,脂肪酶可以将脂肪和油脂分解为其他组成部分,将脂肪和油溶性物质分解为油水分离的液態固体产物,并利用它们制备一系列价值添加的脂肪酸富集油。
脂肪酶还可以用于脆化食品、发酵乳酪、发泡和固体发泡、发酵乳酸制品等工艺,特别是发泡工艺,它可以在食品中形成一层细致的表面,增加口感和美观度。
总之,脂肪酶在生物化工中有着广泛的应用,是生物化学的重要产物。
它的安全性强,有着更多的可能性,可以降低生产成本,降低环境污染,提高产品质量,更适合高效环保的工业生产。
脂肪酶的综述
食品与药品 Food and Drug 2007年第 9 卷第 12期脂肪酶的研究进展张中义,吴新侠(郑州轻工业学院食品与生物工程系,河南郑州 450002)摘要:对脂肪酶菌种来源、催化活性中心构成对酶活性的影响及工业应用的研究进展作一综述。
关键词:脂肪酶;催化作用;应用中图分类号:Q 55 文献标识码: A 文章编号:1672-979X(2007)12-0054-031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。
2 脂肪酶结构和分子生物学研究2.1 脂肪酶的结构脂肪酶分子由亲水、疏水两部分组成,活性中心靠近分子疏水端。
脂肪酶结构有 2 个特点:(1)脂肪酶都包括同源区段:His-X-Y-Gly-Z-Ser-W-Gly或Y-Gly-His-Ser-W-Gly(X、Y、W、Z 是可变的氨基酸残基);(2)活性中心是丝氨酸残基,正常情况下受 1个α-螺盖保护;(3)多数脂肪酶都有 1 个螺旋片段,一般称为“盖子”,当酶处于闭合状态时,活性位点被“盖子”覆盖。
当存在脂质微囊时,“盖子”打开与其结合,催化脂肪水解。
Secundo[4]研3种脂肪酶是:柱状假丝酵母脂肪酶(Candida rugosalipase, CRL),莓实假单胞菌脂肪(Pseudomonasfragilipase,PFL)和枯草杆菌脂肪酶A(Bacillussubtilisli-pase A, BSLA)。
用 CRL同工酶 3 代替 CRL 同工酶 1的盖子结构时,脂肪酶在有机溶剂中的活性和立体选择性都有降低。
脂肪酶在医药方面的应用
脂肪酶在医药方面的应用
脂肪酶是一种能够催化脂肪水解的重要酶类,具有广泛的应用价值。
在医药方面,脂肪酶被广泛运用于药物制剂加工、肥胖症治疗、
自身免疫疾病治疗、医疗设备清洗等领域。
首先,脂肪酶在药物制剂加工中具有重要的应用价值。
许多药物
的制剂过程需要使用到脂肪酶,例如脂溶性药物的微粒化、脂肪酸酯
类药物的合成等。
通过运用脂肪酶,不仅可以增加药物的生物利用度,还能改善药物的质量和稳定性。
其次,脂肪酶在肥胖症治疗中也发挥着重要作用。
脂肪酶能够帮
助人体消化吸收脂肪,将脂肪分解成更小的分子,从而降低身体的脂
肪储存量。
因此,一些肥胖症患者常常服用脂肪酶类药物来帮助减轻
体重。
另外,在自身免疫疾病治疗方面,脂肪酶也被广泛运用。
一些自
身免疫疾病患者会产生不同程度的消化道问题,例如炎症性肠病、胆
石症等,这时候服用脂肪酶能够帮助消化、吸收食物中的脂肪,从而
缓解症状。
最后,在医疗设备清洗中,脂肪酶也发挥着作用。
许多医疗设备
需要经过彻底的清洗才能重新使用,而脂肪酶可以有效地清洗去除设
备表面的脂肪、蛋白质等有机物,保证设备的清洁度和卫生安全性。
综上所述,脂肪酶在医药方面具有广泛的应用价值。
通过运用脂
肪酶,可以有效地改善药物制剂质量和稳定性、缓解一些消化道疾病
的症状、帮助肥胖症患者减轻体重,以及清洗保障医疗设备卫生安全等。
未来,脂肪酶在医药领域的应用将继续拓宽,为病患提供更好的
医疗保障。
脂肪酶及其在化学品合成中的应用
脂肪酶及其在化学品合成中的应用脂肪酶是一种能够降解脂肪分子的酶类,它在生物体内广泛存在并发挥着重要的功能。
脂肪酶具有高度的催化活性和特异性,因此在化学品合成过程中被广泛应用。
本文将详细介绍脂肪酶的特点以及其在化学品合成中的应用。
一、脂肪酶的特点脂肪酶属于酶的一类,它主要催化脂肪分子的水解反应。
脂肪酶具有以下几个特点:1.高选择性:脂肪酶对不同结构的脂肪分子有高度的选择性,只催化特定结构的脂肪分子的水解反应。
2.催化活性高:脂肪酶具有高效的催化活性,其催化速度远远高于传统的化学催化剂。
3.底物广泛:脂肪酶不仅可以催化脂肪分子的水解反应,还可以催化酯化、反酯化等多种底物反应。
二、脂肪酶在化学品合成中的应用1. 生产生物柴油:生物柴油是一种可再生的能源,其生产过程中需要催化剂来降低反应温度和提高反应速度。
脂肪酶的高催化活性和特异性使得它成为一种理想的生物柴油催化剂。
通过将脂肪酶与底物脂肪酸酯反应,可以高效地合成生物柴油。
2. 合成酯类化合物:酯类化合物广泛用于香料、润滑油、塑料等化学品的合成中。
脂肪酶在酯化反应中起到了重要的作用。
通过调控脂肪酶的催化条件,可以合成出具有不同结构和功能的酯类化合物。
3. 生产食品添加剂:食品添加剂是在食品制造过程中使用的物质,用于改善食品的质感、延长食品的保质期等。
脂肪酶可以催化酯化和反酯化反应,从而用于生产食品添加剂。
通过脂肪酶的催化反应,可以合成出具有特定酸值和酯值的食品调味剂。
4. 催化有机合成反应:脂肪酶可以催化酯化、反酯化等有机合成反应,从而用于合成有机化合物。
脂肪酶可以代替传统的化学催化剂,降低反应的温度和能耗,并提高反应的产率和选择性。
总结:脂肪酶是一种具有高催化活性和特异性的酶类,它在化学品合成中有着广泛的应用。
脂肪酶可以用于生产生物柴油、合成酯类化合物、制备食品添加剂以及催化有机合成反应等。
脂肪酶的应用在化学品合成领域中具有巨大的潜力,将对化学合成过程的绿色发展和节能减排做出重要贡献。
脂肪酶综述范文
脂肪酶综述范文脂肪酶是一类能够催化脂肪分解的酶,它在生物体中起到重要的作用。
本文将就脂肪酶的结构、功能和应用展开综述,以及一些相关的研究进展。
脂肪酶是一类水解酶,它主要催化甘油脂的水解反应,将甘油和脂肪酸分解成甘油和游离脂肪酸。
脂肪酶的分解作用对于生物体的能量供应和营养吸收非常重要。
在人体中,脂肪酶主要存在于胰液和肠道中,协助脂肪的消化吸收。
此外,脂肪酶还能催化其他脂质类物质的水解,如酯、磷脂等。
脂肪酶的结构非常多样,包括蛋白质、糖蛋白、脂质部分和辅助因子等。
研究表明,脂肪酶的活性主要与其催化部位和辅助因子有关。
催化作用的部位主要是一些亲水性氨基酸残基,如丝氨酸、谷氨酸等。
辅助因子则可以改变酶的构象、稳定其活性或提供其它功能。
此外,脂肪酶的结构与功能也受到基因的调控。
脂肪酶在医学和食品工业中有着广泛的应用。
在医学领域,脂肪酶在临床诊断、药物研发和治疗等方面发挥着重要作用。
例如,通过检测血液中的脂肪酶活性可以帮助诊断胰腺炎、胆囊炎等疾病。
在药物研发方面,脂肪酶也是一个重要的靶点,许多抗肥胖和抗高脂血症药物的研究与脂肪酶的抑制有关。
此外,脂肪酶还可以用于脂肪酸的合成、生物柴油的生产等方面。
近年来,关于脂肪酶的研究也取得了很大的进展。
通过对脂肪酶基因的研究,科学家们发现了与肥胖、高脂血症等疾病相关的突变,并开展相应的治疗研究。
此外,一些研究还表明脂肪酶在肠道微生物的代谢中起着重要作用,通过改变脂肪酶的活性或者菌群的结构,可以影响人体的脂质代谢和肠道健康。
综上所述,脂肪酶是一类能够催化脂肪分解的重要酶类。
它的结构和功能多样,在医学和食品工业等领域有着广泛的应用。
近年来,与脂肪酶相关的研究也取得了很大的进展,为深入理解脂肪代谢和相关疾病的发生提供了重要的理论和实证依据。
随着研究的不断深入,相信脂肪酶的结构和功能将会揭示更多的秘密,为相关领域的应用和治疗提供更多的可能性。
脂肪酶应用及研究
脂肪酶应用及研究脂肪酶是一类能够催化脂肪水解反应的酶,广泛存在于动物、植物和微生物中。
它们在生物体内发挥着重要的生理功能,同时也在工业上具有广泛应用。
下面将从两方面,即应用和研究两个角度来探讨脂肪酶的相关内容。
首先,脂肪酶在食品工业中具有重要的应用。
食品加工过程中常常需要进行油脂的水解,以改善食品的质感和口感。
脂肪酶能够催化油脂水解为脂肪酸和甘油,进而改变食品的性质。
例如,将脂肪酶应用于奶油的水解,可以将奶油中的三酸甘油酯水解为游离脂肪酸和甘油,从而获得低热量的乳脂。
此外,脂肪酶还被广泛应用于乳制品工业,可提高奶油、奶粉等产品的稳定性和储存期限。
其次,脂肪酶在生物燃料、生物柴油等领域也有重要应用。
生物燃料是一种可再生能源,与化石燃料相比,具有较低的碳排放和对环境的较小影响。
脂肪酶作为生产生物柴油的关键酶类之一,可以催化油脂转化为甲酯,并降低生产成本和能源消耗。
此外,脂肪酶还可以催化生物转化反应产生的中间产物,如脂肪酸和单酰甘油,从而提高生物燃料的产量。
在医学领域,脂肪酶也具有一定的应用前景。
临床上,脂肪酶可用于治疗一些脂肪代谢障碍疾病,如胰脂肪酶缺乏症、甲状腺酶缺乏症等。
临床试验显示,供给脂肪酶能够帮助改善患者的脂肪消化和吸收能力,减轻相关疾病的症状。
此外,脂肪酶还可以用于医学影像学领域,辅助诊断肝胆疾病和胰腺疾病,并监测脂肪组织的变化。
除了应用方面,脂肪酶的研究也受到科学家们的广泛关注。
一方面,研究人员致力于深入了解脂肪酶的生物合成和结构特点,以揭示其催化机制和反应途径。
通过对脂肪酶的基因工程改造和突变实验,研究人员可改变其催化活性和特异性,为其在各个领域的应用提供技术支持。
另一方面,研究人员还开展了对脂肪酶的抑制剂研究,以用于相关疾病的治疗。
这些抑制剂可通过抑制脂肪酶的活性,减少脂肪的吸收和储存,从而对肥胖等代谢性疾病产生治疗作用。
总之,脂肪酶在食品工业、生物燃料及医学领域都具有重要的应用价值。
脂肪酶在食品工业中的应用
脂肪酶在食品工业中的应用
脂肪酶是一类酶,可以分解长链脂肪酸,释放出酸性脂肪酸及甘油和
脂肪。
它在食品工业中具有重要的用途,其应用范围涉及食品酿造、乳品
加工、蛋白质分解等等。
1.食品酿造
脂肪酶能促进酒精仓的发酵,提高酿酒速率,从而提高酒精产量。
激
活的脂肪酶可以把淀粉分解为糖类,这样可以更有效地发酵,从而增加酒
精产量。
此外,脂肪酶还可以改变酒的口感和口感,改善产品质量。
2.乳品加工
乳制品工厂中使用脂肪酶可以提高乳清蛋白的分离率,减少发酵时需
要经历的步骤,节省时间和成本,并使乳制品制品的质量更加一致。
此外,脂肪酶还可以用于生产酸奶、乳酸菌乳及果实乳等乳制品,从而提高食品
的营养价值,降低消化不良的风险。
3.蛋白质分解
脂肪酶可以促进蛋白质的分解,促进蛋白质氨基酸的消化吸收,从而
提高营养吸收率。
蛋白质特别是乳清蛋白,通过脂肪酶,可以被分解成多
种氨基酸,这些氨基酸具有促进人体生长发育的功效。
另外,脂肪酶也能
分解蛋白质中的烷基化合物,减少蛋白质的分子量,从而增强食品的口感。
4.发酵精制。
脂肪酶的概述及应用
脂肪酶的概述及应用
脂肪酶是一类催化脂肪水解的酶,也被称为脂肪水解酶或脂肪酯水解酶。
它主要催化脂肪酯的水解反应,将脂肪酯水解为脂肪酸和甘油。
脂肪酶在生物体内广泛存在,包括人类、动物和微生物等。
脂肪酶的应用非常广泛,涉及到食品工业、制药工业、染料工业、皮革工业等多个领域。
以下是一些主要的应用:
1.食品工业:在食品加工中,脂肪酶被用于催化脂肪酯的水解,从而产生脂肪酸和甘油。
这样可以改善食品的质地、口感和保存性能。
例如,在面包的制作中,脂肪酶可用于改善面包的乳化性和延展性。
2.制药工业:脂肪酶可用于制备药物和生物催化反应。
例如,脂肪酶可用于合成含有脂肪酸根的药物。
此外,脂肪酶可作为制备生物柴油的催化剂,在生物柴油生产中具有重要作用。
3.染料工业:脂肪酶可用于催化脂肪酸甲酯的水解,从而产生染料中所需的脂肪酸。
这种方法不仅可以提高染料的产量,还可以降低染料的成本。
4.皮革工业:在皮革鞣制中,脂肪酶可用于去除皮革中的脂肪酸,从而改善皮革的柔软性和延展性。
除了以上的应用之外,脂肪酶还广泛用于环境保护和生物技术领域。
在环境保护中,脂肪酶可用于处理含有脂肪酸的废水。
在生物技术领域,脂肪酶可用于催化合成生物活性物质和酶的修饰。
总之,脂肪酶作为一类重要的酶类催化剂,在许多领域有着广泛的应用。
它不仅可以高效催化脂肪水解反应,还可以用于生物柴油生产、药物
合成、染料工业和皮革工业等领域。
随着生物技术的不断发展,脂肪酶的应用前景将更加广阔。
脂肪酶及其在化学品合成中的应用
脂肪酶及其在化学品合成中的应用
脂肪酶是一种催化脂肪水解反应的生物催化剂,广泛存在于动物、植物和微生物中。
脂肪酶在化学品合成中具有重要的应用价值,可以用于合成脂肪酸甘油酯、脂肪醇、不饱和酯等有机化合物。
脂肪酶可以用于合成脂肪酸甘油酯。
脂肪酸甘油酯是一类重要的化学品,广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。
传统的合成方法一般采用酸酯化或酰胺化反应,但这些方法需要使用强酸或高温条件,产生大量废弃物,对环境造成污染。
而脂肪酶催化合成脂肪酸甘油酯的反应条件温和,不需要使用有机溶剂,具有高效、环境友好的优点。
利用脂肪酶合成脂肪酸甘油酯成为一种绿色合成工艺。
脂肪酶在化学品合成中具有广泛的应用前景。
通过脂肪酶催化反应,可以实现高效、环境友好的有机化合物合成,减少对自然资源的依赖,降低生产成本,提高产品的质量和竞争力。
随着生物技术的不断发展和进步,相信脂肪酶在化学品合成中的应用会得到进一步的拓展和深化。
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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 。
•
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.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。
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。
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。
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.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。
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受污染环境中,一项欧洲专利报 道了关于如何利用脂肪酶去除和抑制冷水系统中的生物膜 沉积物的方法。除此之外,脂肪酶还用于净化工厂排放的 废气,提高废脂肪的应用价值,降解棕桐油生产废水中的 污染物等方面。
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(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。