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一、前言 脂肪酶可以在有机相中进行选择性水解、酯化和转酯等反应,其催化作用的广泛性和巨大的工业化潜力,以及它不需要辅酶等优势,使它在生物合成和生物转化中具有诱人的前景。
但在实际生产中,使用游离酶存在着生产成本高、酶本身不稳定、回收困难等缺点,所以脂肪酶催化技术在工业中的应用,在很大程度上取决于酶的固定化[1]。
固定化脂肪酶技术的成功与否,是利用脂肪酶进行合成和转化得以工业化应用的关键,因此固定化技术一直是学术界和工业界的接触点和共同热点之一,固定化酶是酶工程的核心内容之一,近年来引起人们极大的关注[2]。
二、固定化脂肪酶2.1脂肪酶概述 脂肪酶(Lipase,EC3.1.1.3,甘油酯水解酶) 是一种专一高效的分解脂肪的生物催化剂,脂肪酶在动植物各种组织及许多微生物中普遍存在[3]。
脂肪酶是一类特殊的酰基水解酶,能在油水界面上催化酯水解或醇解、酯合成、内酯合成、肽合成、立体异构体拆分、高分子聚合物的合成,以及手性化合物的拆分等有机合成反应[4,5],使反应条件由高温、高能耗变为低温、低能耗。
作为一种重要的工业用酶,脂肪酶被广泛应用于油脂水解、食品风味改进、医药合成、皮革绢纺脱脂、低等油脂改性等食品、医药、精细化工工业中[6,7,8]。
2.2脂肪酶的固定化 酶的固定化,是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内,仍能进行其特有的催化应,并可回收及重复使用的一类技术。
1953年Grubhofer和Sohleith首先将羧酶、淀粉糖化酶、胃蛋白酶和核糖酸酶等用重氮化聚氨基聚苯乙烯树脂进行固定,从20世纪60年代起,固定化酶的研究迅速发展[9]。
与游离酶相比,固定化酶具有以下优点[10]:(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。
根据固定化酶的催化目的和使用环境不同,酶的固定化方法和载体的选择也不尽相同。
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