毕业论文课题相关文献综述
{title}毕业论文课题相关文献综述
{title}1.1脂肪酶的性质和特点
脂肪酶(Lipase，E.C3.1.1.3)亦称酰基甘油水解酶（acylglycerolhydrolases），是一种专一高效的分解脂肪的生物催化剂，多数脂肪酶都是单链蛋白[1,19]。它可以催化天然底物油脂水解与合成，生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二酯，生物体脂代谢中不可缺少，在动植物组织和微生物中广泛存在[2,3]。
脂肪酶具有以下突出的特点：1.在有机溶剂中稳定性好。2.具有广泛的底物特异性。3.高度的位置选择性和异构体选择性。4.催化活性高。5.副反应较少。6.产生脂肪酶的微生物来源极其丰富等等。基于脂肪酶的以上特点以及优势，它已广泛应用于食品加工、新型生物材料、生物传感器、生物医学、手性药物拆分等领域［4,14］。
1.2.1脂肪酶的固定化
由于酶价格昂贵，游离酶稳定性差、不易回收和重复使用，而且粉末状脂肪酶分散于有机溶剂中容易失活。常用物理吸附法、包埋法、共价法及交联法将脂肪酶固定在不溶性载体上以提高酶的活性和重复使用［5,6,16］。
与游离酶相比，固定化酶具有以下优点［7,15,20］：(1)在大多数情况下能够提高酶的热力学稳定性；(2)有利于较长时间地进行反复分批反应和裝柱连续反应；(3)在有机相中扩大了酶与底物的接触面积，有利于底物分子的扩散；(4)相对于游离脂肪酶有利于酶的回收和和重复使用，脂肪酶的固定化技术在工业生产的连续化和自动化上有重要的意义；(5)在产物溶液中没有酶的残留，从而简化了提纯工艺；(6)使得酶反应过程能够加以严格控制。
表1不同固定化方法比较
方法 | 物理吸附法 | 包埋法 | 共价法 | 交联法 |
制备难易 | 易 | 较难 | 难 | 较难 |
固定化程度 | 弱 | 强 | 强 | 强 |
活力回收率 | 易流失 | 高 | 低 | 中等 |
再生 | 可能 | 不能 | 不能 | 不能 |
费用 | 低 | 高 | 高 | 中等 |
底物专一性 | 不变 | 不变 | 可变 | 可变 |
适用性 | 酶源多 | 医用酶 | 较广 | 较广 |
固定化方法的选择应从方法的物理化学过程、载体的选择范围、操作的经济性等方面考虑，结合实际情况确定固定化方法。
1.2.2固定化脂肪酶的制备
按照供应商提供的方法对大孔树脂NKA进行预处理。将适量CRL溶解在浓度为0.02mol/L的pH5.0的缓冲液中，配制成初始浓度为4mg/mL的粗酶溶液，4C搅拌30min后，4C下6000r/min离心5min，取5mL上清液与0.1gNKA混合，分别加入分子量为10kDa，20kDa，40kDa和70kDa的葡聚糖（分别命名为：T-10，T-20，T-40，T-70），以及不同浓度的添加量（0%、2.5%、5%、7.5%、10%），30C吸附2h后，用砂芯漏斗抽滤提取固定化酶，并用5mL原pH5.0的缓冲液冲洗固定化酶数次。用少量pH7.5的磷酸盐缓冲液浸泡固定化酶1min后再次抽滤，将固定化酶30C真空干燥48h，利用酶的pH记忆性将脂肪酶的构象调至最适宜催化的状态［9,17,18］。
1.3植物甾醇及甾醇酯
植物油脂中最常见的甾醇有：β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇、菜籽甾醇，植物甾醇酯是甾醇的衍生物［10,21］。
1.3.1植物甾醇及其甾醇酯的性质
植物甾醇通常为片状或粉末状白色固体，经溶剂结晶处理的甾醇为白色鳞片状或针状晶体。植物甾醇比重略大于水，不溶于水，而溶于己烷、乙醇等有机溶剂中。植物甾醇的侧链越大，疏水性越大。侧链双键可增加植物甾醇的亲水性。游离及酯型的植物甾醇容易溶解于非极性的溶剂中［10］。
植物甾醇酯相比甾醇，有着更强的脂亲和性和更佳的降胆固醇效果。酯化后溶解度更大［9］。
1.3.2植物甾醇及其甾醇酯的功能
植物甾醇和胆固醇有相似的甾核结构及稳定细胞膜中磷脂双层的功效，通过抑制胆固醇在小肠内的吸收，因此能够降低人体血清胆固醇（TC）和低密度脂蛋白胆固醇水平(LDL-C)，具有抗氧化、抗癌等功能，被誉为生命的钥匙［9,10,24］。
1.3.2催化植物甾醇酯的制备方法
甾醇酯的合成方法有化学法和酶法两种，包括酸羧直接酯化法，酸酐酯化法，羧酸酰氯酯化法，醇酯交换法，酶催化合成法［11,12］。植物甾醇酯一般采用化学法合成，将晶体植物甾醇在高温下茸茸再与脂肪酸缩合生成甾醇酯；其中酶法是一个崭新的研究领域，因反应条件温和、转化率高和无副反应等优势广受研究者亲睐。脂肪酶的酯化和转酯反应一般需要在水相中进行，且主要在有机溶剂中进行［9,13］。有机相游离酶催化活性和稳定性较低，固定化酶可以提高非水相催化效率和酶对有机溶剂的耐受性，并提高脂肪酶的利用率，可重复使用。
将食用油来源的脂肪酸甲酯化，甲酯化产物与甾醇发生转酯化得到植物甾醇酯，反应以甲醇钠作为催化剂。这是目前工业化生产中普遍采用的方法，但是甲醇钠的强腐蚀性及副产物甲醇是食品中不期望出现的。因此，需要寻找一种不需要在溶剂体系下，就能有高效转化率，副产物少的合成植物甾醇酯的方法［21］。
1.3.3植物甾醇及甾醇酯的应用
植物甾醇及植物甾醇衍生物由于其特有的生物学性能和理化性质被广泛应用于食品、医药、化妆品等行业中。例如，植物甾醇和植物甾醇酯做成人造奶油作为日常生活中降低血液胆甾醇的保健食品；Becker等研究证明严重家族性高血脂的儿童服用谷甾醇可明显降低血脂水平［22,23］。
此文就固定化脂肪酶在无溶剂体系中，催化合成植物甾醇酯进行研究。大孔树脂固定化酶催化合成植物甾醇酯的影响因素很多，主要因素有反应温度，酸醇比，反应时间，酶加量。通过此次研究实验，我们了解制备植物甾醇酯的各种方法，把无溶剂体系中催化合成植物甾醇酯的酯化率和产量与其他不同的反应条件催化合成植物甾醇酯进行比较。
1.4结论
固定化酶是酶工程的核心内容之一，近年来酶的固定化成为研究催化合成酯的新的方法和手段。脂肪酶是文献报道中使用较多的一种酶，能在油一水界面上催化酯水解或醇解、酯合成、酯交换、内酯合成、多肽合成、高分子聚合物的合成，以及手性化合物的拆分等反应。但是由于酶的价格昂贵、难以回收，游离酶其本身不稳定，催化过程中容易失活，很大程度上限制了它在工业化生产中的应用。如果将脂肪酶固定化后可以提高酶活力和稳定性，调节和控制酶的活性和选择性，有利于反应的进行，可以重复使用，从而对提高酶的利用效率，对节约生产成本、提高生产效率具有重要意义。因此，酶固定化技术被广泛地应用。
本文研究中，以月桂酸为模式底物，建立了固定化脂肪酶在无溶剂熔融体系中催化合成植物甾醇酯的方法，并对反应产物进行鉴定。将葡聚糖与脂肪酶共吸附于大孔树脂中，考察生物大分子聚集与糖类化合物的添加相结合对脂肪酶催化活性的影响，对酯化条件进行优化。
参考文献
[1]郭诤,张根旺.脂肪酶的结构特征和化学修饰[J].中国油脂,2003,28(7)：5-10
[2]BradyD,JordaanJ.Advancesinenzymeimmobilisation[J].BiotechnologyLetters,2009,31(11):1639-1650.
[3]辛嘉英,李树本,徐毅等.脂肪酶的固定化及其在有机酶促反应中稳定性研究[J].分子催化,1999,13（2）：103-108.
[4]Zhoulin,Caimiaoyan,Guosiyuanetal,ProgressintheApplicationofMacroporousAdsorptionResin[J].JournalofKunmingUniversityofScienceandTechnology(ScienceandTechnology),2003,28(6):99-102.
[5]M.Kamori,T.Hori,Y.Yamashitaetal,Immobilizationoflipaseonanewinorganicceramicssupport,toyonite,andthereactivityandenatioselectivityoftheimmobilizedlipase[J].Mol.Catal.B:Enzym,2000,9:269-274.
[6]曹国民,盛梅,高广达.脂肪酶的固定及其性质研究[J].生物技术,1997,7（3）：14-17.
[7]GogoiS,DuttaNN.Kineticsandmechanismofesterificationofisoamylalcoholwithaceticacidbyimmobilizedlipase[J].IndianJournalofChemicalTechnology,2009,16(3):209-215.
[8]吕勇军,李佩晋,郭杨龙,等.酶在有序介孔材料上的固定化[J].化学进展,2008,20(7/8):1172-1179.
[9]蒋振华,于敏,任立伟,周华,韦萍.有机相中固定化脂肪酶催化合成植物甾醇酯[J].催化学报,2013,34（12）：2255-2262.
[10]董涛.植物甾醇酯的化学合成及其抗氧化性研究[D].无锡:江南大学，2008.
[11]王腾宇,王铭义,宋玉卿,胡立志,于殿宇.响应面法优化生物酶法合成植物甾醇酯[J].食品科学,2011,32（04）：59-63
[12]陈茂彬,吴谋成,黄琴.植物甾醇酯产品的制备方法[J].食品工业科技,2004,12：130-133.
[13]李瑞，张晓鸣.有机相脂肪酶催化合成共轭亚油酸β-谷甾醇酯的研究[J].中国油脂,2006,31（02）：56-59.
[14]别小妹,陆兆新.脂肪酶催化结构酯的合成及其应用概况[J].食品科学,2003,24(8)：221-225.
[15]袁定重,张秋禹,侯振宇,等.固定化酶载体材料的最新研究进展[J].材料导报,2006,20(1)：69-72.
[16]KandasamyR,KennedyLJ,VidyaC,etal.ImmobilizationofacidiclipasederivedfromPseudomonasgessardiiontomesoporousactivatedcarbonforthehydrolysisofoliveoil[J].JournalofMolecularCatalysisB-enzymatic,2010,62(1):59-66.
[17]LiYJ,ZhouGW,QiaoWT,etal.ImmobilizationofPorcinepancreaslipaseonfiber-likeSBA-15mesoporousmaterial[J].MaterialsScienceandEngineeringB-advancedFunctionalSolid-stateMaterials,2009,162(2):120-126.
[18]SerraE,MayoralA,SakamotoY,etal.Immobilizationoflipaseinorderedmesoporousmaterials:Effectoftexturalandstructuralparameters[J].MicroporousandMesoporousMatertals,2008,114(1-3):201-213.
[19]HeJ,XuY,MaH,etal.Effectofsurfacehydrophobicity/hydrophilicityofmesoporoussupportsontheactivityofimmobilizedlipase[J].JournalofColloidandInterfaceScience，2006,298(2):780-786.
[20]BoChen,ElizabethM.Miller,LisaMilleretal,CandidaantarcticaLipaseBChemicallyimmobilizedonEpoxy-ActivatedMicro-andNanobeads:CatalystsforPolyesterSynthesis[J].Biomacromolecules,2008,9:463-471.
[21]郭涛,姜元荣,王勇,杨虹,梁俊梅.植物甾醇酯制备方法的研究[J].中国油脂,2011,36(1):53-56.
[22]Naohiro.Oilandfatcompositioncontainingphytosterol[P].US6025348.2000-02-15.
[23]BakerVA,HepburnPA,KennedySJ,etal.Safetyevalutionofphytosterolesters.Part1.assessmentofoestyogenicityusingacombinationofinvivoandinvitroassays[J].FoodChemToxicol,1999,37：13-22.
[24]KritchevskyD,ShenSC.Phytosterol-healthbenefitsandpotentialconcern:aview[J].NutritionResearch,2005,25(5):413-428.
1.1脂肪酶的性质和特点
脂肪酶(Lipase，E.C3.1.1.3)亦称酰基甘油水解酶（acylglycerolhydrolases），是一种专一高效的分解脂肪的生物催化剂，多数脂肪酶都是单链蛋白[1,19]。它可以催化天然底物油脂水解与合成，生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二酯，生物体脂代谢中不可缺少，在动植物组织和微生物中广泛存在[2,3]。
脂肪酶具有以下突出的特点：1.在有机溶剂中稳定性好。2.具有广泛的底物特异性。3.高度的位置选择性和异构体选择性。4.催化活性高。5.副反应较少。6.产生脂肪酶的微生物来源极其丰富等等。基于脂肪酶的以上特点以及优势，它已广泛应用于食品加工、新型生物材料、生物传感器、生物医学、手性药物拆分等领域［4,14］。
1.2.1脂肪酶的固定化
由于酶价格昂贵，游离酶稳定性差、不易回收和重复使用，而且粉末状脂肪酶分散于有机溶剂中容易失活。常用物理吸附法、包埋法、共价法及交联法将脂肪酶固定在不溶性载体上以提高酶的活性和重复使用［5,6,16］。
与游离酶相比，固定化酶具有以下优点［7,15,20］：(1)在大多数情况下能够提高酶的热力学稳定性；(2)有利于较长时间地进行反复分批反应和裝柱连续反应；(3)在有机相中扩大了酶与底物的接触面积，有利于底物分子的扩散；(4)相对于游离脂肪酶有利于酶的回收和和重复使用，脂肪酶的固定化技术在工业生产的连续化和自动化上有重要的意义；(5)在产物溶液中没有酶的残留，从而简化了提纯工艺；(6)使得酶反应过程能够加以严格控制。
表1不同固定化方法比较
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