微生物脂肪酶的应用
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第２６卷蘑３期 彭立最等：微生物艟肪酶的应用
６９
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万方数据
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脂肪酶催化油脂改性制备“重构脂”的应 用见表３。 ２．５药物和化妆品
多不饱和脂肪酸（ＰｕＦＡ）作为生物药物 和营养成分起着越来越重要的作用。它们中 的很多属于必需脂肪酸．是膜．脂和前列腺素 合成所必需的。微生物脂肪酶被用来从动物 和植物中富集ＰｕＦＡ，如鳕鱼、沙丁鱼油、鲱 鱼、金枪鱼油和琉璃苣油。游离的ＰＵＦＡ和 它们的单、双甘酯被用来生产各种药物．包括 抗胆固醇、消炎和溶解血栓等药物。
ｌ≥耱瓣作为圭耱催毽剂霹穰纯蠢不霹底 物出发的水解和合成反应（图１）。这些反应 通常具有商底物专一性、区域选撵性或对映 选择性。使脂肪酶成为有机台成巾重要的生 物催化剂，广泛应用于油脂、食晶、香料、化妆 品、医药、农鹫等有机合成领域巾。皴生秘骆 菸黪多数ｊ｜∈漂予羹蓥嚣缨蓦，太爨豹疆薅酶 已商业他嫩产。最新公布的弘种不丽来源 的商业化脂肪酶中有１８种来源于真菌，７种
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脂肪酶催化，进行硬脂酸替换棕榈酸的反应。 给出了设计的硬脂酸．油酸．硬脂酸的结 构［２…。
用脂肪酶可制备具有特殊用途的“重构 脂”（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ １ｉｐｉｄ）是脂肪酶在油脂工业中 的另一重要应用，这些“重构”的三甘酯的 Ｓｎ．２位上含有长链必需脂肪酸如亚油酸， ＥＰＡ、ＤＨＡ等多不饱和脂肪酸，ｓｎ一１和ｓｎ一３ 位上含有低链或中链如ｃ８～ｃ１２的直链脂肪 酸，低中链脂肪酸具有迅速被氧化提供能量 的优点。主要用于由肠切除引起的吸收障碍 患者的营养供给和婴儿喂养配方，它也用作
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３结 语
如上所述，脂肪酶可以催化完全不同的 底物和反应，但工业化的报道并不多，这与其 多功能性是极不相称的。原因之一是酶的活 性在有机介质中降低和酶的不稳定性。其二 是酶的成本高。一方面，借助于酶固定化技 术可解决酶催化工业化的实际问题，通过将 酶固定化在载体上不仅提高了其稳定性，而 且可使酶重复连续使用。这将导致整个过程 的成本大大将低，因为酶的消耗占整个成本 的主要部分。另一方面。基因工程在脂肪酶 应用技术上具有光明的前景．脂肪酶的ｘ一射 线晶体衍射结构已成功地用于预测对映选择 性和设计新的催化性质奠定了基础。寻找高 生产力的产脂肪酶菌株和通过体外改造脂肪 酶分子为有效地拆分给定的底物而刨制对映 选择性的脂肪酶是完全可能的。过程包括：
蘸觫演生产，餐用来每蓖臻弹子豹脂耱酶承 解蓖麻油，则可避免这些弊端，该工艺已实聪
嶷予没有或强步有副反应，产品往往具蠢较 商业化生产｝９ｊ。
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应用遗传工程及瑗白质改性技术开发出 洗涤荆熙腮黔骜是现代生物技术太规模工业 弦簸成功静瘦露之一。根撂洗涤荆的年产量
万方数据
第２６卷第３期 彭立凤等：微生物脂肪酶的应用
方面有大量的报道，脂肪酶的工业对映选择 性过程却受到限制。一般存在以下问题：（１） 不充分的对映选择性；（２）有限的酶活性；（３） 脂肪酶回收困难；（４）固有的最大的动力学拆 分效率只能达到５０％。这些问题正在被解 决，不久的将来，其工业化是完全可能的。除 了优化反应条件如溶剂、温度、酰化基团外． 当前最重要的研究包括：（１）脂肪酶分子的体 外改造作为增加对某一选定底物的对映选择 性的一种方法；（２）新的固定化技术导致酶在 有机介质中的活性和稳定性提高；（３）循环技 术使脂肪酶多次重复使用成为可能；（４）生物 催化剂的动力学拆分与化学反应的巧妙结合 可使产率提高到８０％以上。 ２．４油脂改性
Ａ妊ｌ ３２
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脂肪酶催化油脂改性是脂肪酶的重要工 业应用之一。新的油脂可通过在甘油的Ｓｎ－ １和Ｓｎ．３位上酰基交换获得。例如用价格 便宜的棕榈油升级为类可可脂。不饱和脂肪 酸的位置、链长和不饱和的程度不仅影响其 物理性质，而且也影响三甘酯的营养和感官 价值，可可脂含有棕榈酸和硬脂酸，熔点为 ３７℃，它在口中融化，使人感到凉爽。１９７６ 年，ｕｎｉｌｅｖｅｒ申请了一项用固定化脂肪酶生 产代可可脂的专利。这项技术被ｑ—ｔ—
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食品与发酵工业Ｆ抽ｄ ａｎｄ Ｆ锄印ｔａｔｉｏｎ ｌｎｄ∞ｆ舾 ｖｄ．２６№，３
微生物脂肪酶的应用’
彭立风赵汝淇
谭天伟
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擒翼微生物脂肪酶主要束辣子真茸和细茸。它们平也能催化脂水解反应而且能催化长链 脂肪酸甘油酯的合成反应，井凰具有高底物专一性、区域造捧性和对映选择性，被广泛应用于 油膊、赍品、医药、化妆品、洗洚剂、香料和其它有机合成领域。本文综述了脂肪酶柱油脂、★ 品撺诸多工业领域的应用。 荚键调艚黠簿应用 酯台成醋交换末解
圈１脂肪醮催他的艇戍类型
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生物技术应用
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应用。
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（２）龠成点庄：
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定的镕Ｓ黯酶催纯合不蔺类型赫勰黔酸鼗鹣水 解将产生特定的水解产物脂肪黻，可推溺三 甘黪的缭掏㈣。“。 ｌ。４皮革生产
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参带文献 （３］ Ｃ４３ ［５］ 【５】 ｆ７】 ［８］
１．２脂肪酸搓纯 Ｈｏｓｈｉ∞等研制了一种寓集ｎ，３多不饱
帮艟艟数的三嚣蘸的生物反应器，枣ｊ厨 Ａ．”ｉ静ｒ和ｅ．ｒ＃ｇ讲辞、暑搬辎耙８∞口声瓣艟黪 酶不等多不德和貉髓酸（ｐＵＦＡ）。螽７一驻赫 酸和＝十二烷酸作用，而与其它脂肪酸作用 使其戗先被释放出来的谯质，可制备ＰｕＦＡ
辛酸和癸酸的单、双、三甘酯可在化妆 品、药物中用作颜料和香水，它们也用于溶解 人体内的结石。甲基水杨酸酯用于制备防晒 霜。油烯基单油酸酯被用在油浴、护肤霜和 洗液、护发制剂、皮肤护理剂药物等。与脂肪 酸酯、糖脂和甘油酯一起，由脂肪酶催化羟基 胺和脂肪酸合成的羟胺酸，被用于化妆品、家 用清洁品、药物等［”】。
１ 水鹅反应
瘩躲藏瑾是指骆薅酶疆毙瓣魏钱蘸拳舞
为葜缀努ｌ§黪馥程嚣溃袁黪。 ｌ，ｌ精肪木群
利用脂肪酶承解油脂的冁力可获得重要 的轻化工原料脂肪酸和甘油。用于这种日的
脂肪酶包括来自Ｑ耐洫州目Ｍ，ＡｗｂｍⅫ 轴Ⅲ：§㈨秘蓖褰静予（ｃ８ｓ蛾糖ｍ）等懿疆黪
·第一佯袭：硬±＿，讲师。
河北雀 万彘方拣数科学据基金资助疆目‘磺科峥２９９２ｎ）
月Ｓ肪酸和甘油的摄道已有几十篇，几种典型 温将导致不饱和脂肪酸的裁化。如由蓖麻油
鹣摄遂刭手表２。
（ｃ８ｓｔｏｒ ｏｉｌ）水鳃生产藿麟酸，建予脱水、内髂
酶催亿发应遥常在环境澈魔、蘸力下进 讫等副反应它率裁震传缝螅蒸气裂解方法出
行，反应条件溢鞫，畿耗低，鼠不需高温、高 压、强防腐设备，产品具有好的颜色和气昧。
在受革粕工过程串一个羞要熬步骤是与 皮革或皮亳紧密相连的残余脂肪和蛋自获的 脱除，纯学处理如石灰处遵效暴不理想，嗣糟 脂肪黪对滕肪的作用，并与蛋自酶混合使用 来处理皮萃已残为现实Ｌ１“。 １．５纸浆和造纸
脂肪酶的另一个重要应用燕在造纸工照 孛用来除去纸浆中的“洽脂”。“洽膳”是术材 中辑有藏求成分的总嚣，畿搔三冀酯翔蟾脂， 它会在干燥棱上沉税蔼影响纸鳃璇蘩程生产 能力［”ｊ，脂肪酶可用于改善纸的加工过程， 鲤强奉Ｎｉｐ∞ｎ纸业珊剿了一静“浍脂”控剃 方法，鄹瘸ｃ聋≈ｄｉ＆ｒ＃９８镕脂膀黪水艇三甘 酯透９０％。 １．６加酶洗涤剂
第２６卷蘑３期 彭立最等：微生物艟肪酶的应用
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酶汪ｊ。永解酶底搦包括各种梭物漓翔大豆 采扶含寄多不饱程Ａ％肪敬（ＰｕＦＡ）的不稳定
油、蓖麻油、橄榄滴等和动物漓如牛耩、羊骆 清艚中来获得鼹黠羧，露璀传统蝗蒜滠、褒羼
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万方数据
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１８ Ｋ商ｂ螂鞋ＦＶ．ＵＳ‰鼬ｔ，ｌ∞５，３ ９７５
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脂肪酶催化油脂改性制备“重构脂”的应 用见表３。 ２．５药物和化妆品
多不饱和脂肪酸（ＰｕＦＡ）作为生物药物 和营养成分起着越来越重要的作用。它们中 的很多属于必需脂肪酸．是膜．脂和前列腺素 合成所必需的。微生物脂肪酶被用来从动物 和植物中富集ＰｕＦＡ，如鳕鱼、沙丁鱼油、鲱 鱼、金枪鱼油和琉璃苣油。游离的ＰＵＦＡ和 它们的单、双甘酯被用来生产各种药物．包括 抗胆固醇、消炎和溶解血栓等药物。
ｌ≥耱瓣作为圭耱催毽剂霹穰纯蠢不霹底 物出发的水解和合成反应（图１）。这些反应 通常具有商底物专一性、区域选撵性或对映 选择性。使脂肪酶成为有机台成巾重要的生 物催化剂，广泛应用于油脂、食晶、香料、化妆 品、医药、农鹫等有机合成领域巾。皴生秘骆 菸黪多数ｊ｜∈漂予羹蓥嚣缨蓦，太爨豹疆薅酶 已商业他嫩产。最新公布的弘种不丽来源 的商业化脂肪酶中有１８种来源于真菌，７种
ｌｏｄｅｒｓ ｃｏｒｋｌａａｎ商业化，用固定化Ｍ．ｍ触“
脂肪酶催化，进行硬脂酸替换棕榈酸的反应。 给出了设计的硬脂酸．油酸．硬脂酸的结 构［２…。
用脂肪酶可制备具有特殊用途的“重构 脂”（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ １ｉｐｉｄ）是脂肪酶在油脂工业中 的另一重要应用，这些“重构”的三甘酯的 Ｓｎ．２位上含有长链必需脂肪酸如亚油酸， ＥＰＡ、ＤＨＡ等多不饱和脂肪酸，ｓｎ一１和ｓｎ一３ 位上含有低链或中链如ｃ８～ｃ１２的直链脂肪 酸，低中链脂肪酸具有迅速被氧化提供能量 的优点。主要用于由肠切除引起的吸收障碍 患者的营养供给和婴儿喂养配方，它也用作
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２９ Ｇｂｓｈ Ｓ，磬ｈ８ｔｔ辅ｈ甜ｙ辨Ｄ Ｋ．ｊＡ（）ＣＳ，
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Ｊ雌．ｐ“∞ｔ，１９８９。ｌ １８６～８加 ２２ ｈｄ甜ｋｂＢｋＡＣ，Ｄ啦ｎ轧２ｉ确ｍ黼￡“ｅ弧Ｗ，ｊ，
３结 语
如上所述，脂肪酶可以催化完全不同的 底物和反应，但工业化的报道并不多，这与其 多功能性是极不相称的。原因之一是酶的活 性在有机介质中降低和酶的不稳定性。其二 是酶的成本高。一方面，借助于酶固定化技 术可解决酶催化工业化的实际问题，通过将 酶固定化在载体上不仅提高了其稳定性，而 且可使酶重复连续使用。这将导致整个过程 的成本大大将低，因为酶的消耗占整个成本 的主要部分。另一方面。基因工程在脂肪酶 应用技术上具有光明的前景．脂肪酶的ｘ一射 线晶体衍射结构已成功地用于预测对映选择 性和设计新的催化性质奠定了基础。寻找高 生产力的产脂肪酶菌株和通过体外改造脂肪 酶分子为有效地拆分给定的底物而刨制对映 选择性的脂肪酶是完全可能的。过程包括：
蘸觫演生产，餐用来每蓖臻弹子豹脂耱酶承 解蓖麻油，则可避免这些弊端，该工艺已实聪
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镕＊肪酶胃根据其底耪专一性分类。捌 船：Ｍ“∞ｒ ｍ漱“、Ｒ．玉豇ｍｎｒ鞫猪麟膳耱醛 作用于甘油的ｌ，３位羟基、梭定义为ｌ，３专
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应用遗传工程及瑗白质改性技术开发出 洗涤荆熙腮黔骜是现代生物技术太规模工业 弦簸成功静瘦露之一。根撂洗涤荆的年产量
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第２６卷第３期 彭立凤等：微生物脂肪酶的应用
方面有大量的报道，脂肪酶的工业对映选择 性过程却受到限制。一般存在以下问题：（１） 不充分的对映选择性；（２）有限的酶活性；（３） 脂肪酶回收困难；（４）固有的最大的动力学拆 分效率只能达到５０％。这些问题正在被解 决，不久的将来，其工业化是完全可能的。除 了优化反应条件如溶剂、温度、酰化基团外． 当前最重要的研究包括：（１）脂肪酶分子的体 外改造作为增加对某一选定底物的对映选择 性的一种方法；（２）新的固定化技术导致酶在 有机介质中的活性和稳定性提高；（３）循环技 术使脂肪酶多次重复使用成为可能；（４）生物 催化剂的动力学拆分与化学反应的巧妙结合 可使产率提高到８０％以上。 ２．４油脂改性
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脂肪酶催化油脂改性是脂肪酶的重要工 业应用之一。新的油脂可通过在甘油的Ｓｎ－ １和Ｓｎ．３位上酰基交换获得。例如用价格 便宜的棕榈油升级为类可可脂。不饱和脂肪 酸的位置、链长和不饱和的程度不仅影响其 物理性质，而且也影响三甘酯的营养和感官 价值，可可脂含有棕榈酸和硬脂酸，熔点为 ３７℃，它在口中融化，使人感到凉爽。１９７６ 年，ｕｎｉｌｅｖｅｒ申请了一项用固定化脂肪酶生 产代可可脂的专利。这项技术被ｑ—ｔ—
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食品与发酵工业Ｆ抽ｄ ａｎｄ Ｆ锄印ｔａｔｉｏｎ ｌｎｄ∞ｆ舾 ｖｄ．２６№，３
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彭立风赵汝淇
谭天伟
（≤基京纯麓失学生纯王程系，袭京，ｌ㈣） ｆ辩ｊｌ簿蓬太学匏掌系，嚣裳巍，巷５∞１６）
擒翼微生物脂肪酶主要束辣子真茸和细茸。它们平也能催化脂水解反应而且能催化长链 脂肪酸甘油酯的合成反应，井凰具有高底物专一性、区域造捧性和对映选择性，被广泛应用于 油膊、赍品、医药、化妆品、洗洚剂、香料和其它有机合成领域。本文综述了脂肪酶柱油脂、★ 品撺诸多工业领域的应用。 荚键调艚黠簿应用 酯台成醋交换末解
圈１脂肪醮催他的艇戍类型
月旨脯酶来霭［
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生物技术应用
Ｂ妇８饷ｌｙ辩，蜥供堪应商智Ｍ畔ｄ丽ｍｔ摹ｔ抽ｔ Ｇ豫。
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化脂肪酶的来源、供应商及谯嫩物技术上盼
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参带文献 （３］ Ｃ４３ ［５］ 【５】 ｆ７】 ［８］
１．２脂肪酸搓纯 Ｈｏｓｈｉ∞等研制了一种寓集ｎ，３多不饱
帮艟艟数的三嚣蘸的生物反应器，枣ｊ厨 Ａ．”ｉ静ｒ和ｅ．ｒ＃ｇ讲辞、暑搬辎耙８∞口声瓣艟黪 酶不等多不德和貉髓酸（ｐＵＦＡ）。螽７一驻赫 酸和＝十二烷酸作用，而与其它脂肪酸作用 使其戗先被释放出来的谯质，可制备ＰｕＦＡ
辛酸和癸酸的单、双、三甘酯可在化妆 品、药物中用作颜料和香水，它们也用于溶解 人体内的结石。甲基水杨酸酯用于制备防晒 霜。油烯基单油酸酯被用在油浴、护肤霜和 洗液、护发制剂、皮肤护理剂药物等。与脂肪 酸酯、糖脂和甘油酯一起，由脂肪酶催化羟基 胺和脂肪酸合成的羟胺酸，被用于化妆品、家 用清洁品、药物等［”】。
１ 水鹅反应
瘩躲藏瑾是指骆薅酶疆毙瓣魏钱蘸拳舞
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利用脂肪酶承解油脂的冁力可获得重要 的轻化工原料脂肪酸和甘油。用于这种日的
脂肪酶包括来自Ｑ耐洫州目Ｍ，ＡｗｂｍⅫ 轴Ⅲ：§㈨秘蓖褰静予（ｃ８ｓ蛾糖ｍ）等懿疆黪
·第一佯袭：硬±＿，讲师。
河北雀 万彘方拣数科学据基金资助疆目‘磺科峥２９９２ｎ）
月Ｓ肪酸和甘油的摄道已有几十篇，几种典型 温将导致不饱和脂肪酸的裁化。如由蓖麻油
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酶催亿发应遥常在环境澈魔、蘸力下进 讫等副反应它率裁震传缝螅蒸气裂解方法出
行，反应条件溢鞫，畿耗低，鼠不需高温、高 压、强防腐设备，产品具有好的颜色和气昧。
在受革粕工过程串一个羞要熬步骤是与 皮革或皮亳紧密相连的残余脂肪和蛋自获的 脱除，纯学处理如石灰处遵效暴不理想，嗣糟 脂肪黪对滕肪的作用，并与蛋自酶混合使用 来处理皮萃已残为现实Ｌ１“。 １．５纸浆和造纸
脂肪酶的另一个重要应用燕在造纸工照 孛用来除去纸浆中的“洽脂”。“洽膳”是术材 中辑有藏求成分的总嚣，畿搔三冀酯翔蟾脂， 它会在干燥棱上沉税蔼影响纸鳃璇蘩程生产 能力［”ｊ，脂肪酶可用于改善纸的加工过程， 鲤强奉Ｎｉｐ∞ｎ纸业珊剿了一静“浍脂”控剃 方法，鄹瘸ｃ聋≈ｄｉ＆ｒ＃９８镕脂膀黪水艇三甘 酯透９０％。 １．６加酶洗涤剂