第三节 脂肪酶
主讲:董诗旭
小组成员:李建华 金红明 徐永生
? 一,概述
? 二,脂肪酶的一般性质
? 三,产酶微生物及其筛选
? 四,酶活的测定
? 五,发酵工艺和酶的提取
? 六,国内外研究情况
? 七,参考文献
第三节 脂肪酶
一 脂肪酶 的 概述
1.1 脂肪酶的概念
脂肪酶(EC3.1.1.3)
全称为甘油三酰酯水解酶,功能是催
化甘油水解为甘油和脂肪酸,水解发
生的部位是油脂的酯链,是一类特
殊的水解酶。
1 脂肪酶的概述
1.2 应用
1,2.1 工业方面
1.2.2 医药方面
1.2.3 科研方面
1,2.1 工业方面
1,2.1 工业方面
1.2.1.1 在日用品和化妆品中的应用
? 主要用于各种洗涤剂的添加物。
1.2.1.2 在食品加工中的应用:
? 主要用于食品的除脂,如脱脂牛奶的加工。
1.2.1.3 在油酯工业中的应用:
?( 1)酶促酯交换 [1]
? 利用 1,3-定向脂肪酶催化油脂进行定向酯
交换的特性,将廉价油脂经过改性而生产
珍贵油脂,目前研究最多也最有研究价值
的是类可可脂的生产,而焦点集中在寻找
β-POS,β-SOS,β-POP等几种甘三酯组
分上。
1,2.1 工业方面
?( 2)酶促油脂水解
?① 用胰脂酶水解法测定甘三酯的 2-位
脂肪酸,利用的是脂肪酶定向催化 1,3-
酯键而留下 2-酯键的作用,分析 2-脂
肪酸的种类 [1]。
?②酶促菜子油选择性水解制取芥酸,菜
子油 1,3-上含有丰富的介酸 [2]。
1,2.1 工业方面
? ③ 优化植物油脱臭馏份中 VE的提取工
艺, 植物油脱臭馏份是提取天然 VE的
宝贵资源,但其中甘油酯的存在会给
后续带来很大的困难。利用脂肪酶催
化油脂水解反应来分解其中的甘油酯,
则是一种简捷而又比较经济的方法 [3]。
1,2.1 工业方面
? ④ 多不饱和脂肪酸 (PUFA)的富集, 利
用多数脂肪酸对长碳链的 PUFA的作
用性弱的特点 [4]。
?( 3)酶在油脂精炼中的应用,
? 除去毛油中游离脂肪酸 (FFA),主要
用酶促酯化的方法除去 [1]。
1,2.1 工业方面
? 1.2.1.4 在纺织工业中的应用 [5]
?用于脱脂作用
? 脂肪酶在羊毛纤维上的应用 ;
? 脂肪酶在丝绸纤维上的应用 ;
? 脂肪酶在棉纤维上的应用。
?脂肪酶在涤纶纤维工业中的应用:
? 主要用脂肪酶破坏酯键,以减少织物净电的
产生。
1,2.1 工业方面
? 作为消化酶的药物使用
? 可用于体液脂类物质含量的检测
? 用作减肥药物的成分
? 用于检测体内脂类代谢能力
1.2.2 医药方面
科研
? 新农药的研究与开发
? 用作脂肪和脂肪酸结构的分析
? 用于脂肪改良性研究
二,脂肪酶的一般性质
?结构
?特异性
?三种专一性类型
结构
? 脂肪酶是具有催化脂肪水解的多肽链,
一般时候折叠为 N-末端和 C-末端两个结
构域,N-端有与结合脂肪酸的疏水通道;
活性部位由组氨酸、色氨酸和天冬氨酸
组成 [7]。
特异性
? 脂肪酶只能在油脂与水的接触面上起作用,
而对均匀分散的水溶底物不作用,即使作
用也极缓慢。
? 根据酶来源于不同的微生物,有不同的性质和
相对应的底物,按底物的专一性不同可分为三
类 [6]:
? 非专一性脂肪酶, 葡萄球菌、黑曲霉等产生
? 1,3 — 专一性脂肪酶:多数微生物产生
? 脂肪酸专一性脂肪酶:白地霉产生,作用于
油酸
三种专一性类型
三、产酶微生物及其筛选
? 大多数的微生物都能够产生脂肪酶,但是
不同的微生物所产生的酶的活力和作用条
件不尽相同,为了寻找符合生产的需要,
要从众多的微生物中筛选出合适的产酶微
生物。
? 1,土壤是微生物的储存库,因此我们可从
富含有机物的土壤中取样进行产脂肪酶的
微生物的筛选。
2,培养基的配制(推荐)
? 培养基(配方一 [9])
? ( 1)液体富集培养基:
? (NH4) 2SO40,2 %(质量百分比浓度,全
文同 ),K2HPO4 0,3 %,MgSO4·7H2O 0,
1 %,矿物油 1 %,调 pH 7,0,旋转混匀
后分装到 250 mL 三角瓶中,每瓶 50 mL。
121 ℃ 灭菌 20 min。
培养基(配方一 [9])
? ( 2)固体分离培养基,蛋白胨 0,1 %,酵母
膏 0,02 %,葡萄糖 0,05 %,Na2HPO4 0,3 %,
MgSO4·7H2O 0,1 %,矿物油 0,5 %,琼脂 1,5
%。调 pH 7,5,灭菌倒平板。
?( 3)固体鉴定培养基,(NH4 ) 2SO4 0,
2 %, K2HPO40,1 %, KH2PO4 0,3 %, 矿
物油 2 %, MgSO4 ·7H2O 0,1 %,琼脂 1,5 %,
根据筛选微生物的特点加入专一性底的灭菌后取
1 mL 涂布在灭菌的固体平板上,
? 富集培养基
? 紫苏油 1.0%,蛋白胨 1 %, (NH4 ) 2 SO4 0.1%、
KH2 PO4 0.1%,MgSO4 ·7H2O 0.2%、
FeSO4·7H2O 0.01%,NaCl 0.5%,pH自然
(6.0) 。
? 初筛培养基
? 紫苏油 1.0%,蛋白胨 1.0%,NaNO3 0.3%,
K2HPO4 0.1%, KCl 0.05%,MgSO4 · 7H2O
0.05%,FeSO4 ·7H2O 0.01%、琼脂 1.5%,pH
自然。
培养基(配方二 [10])
? 复筛培养基
? 紫苏油 1.50%、蛋白胨 1.0%, K2HPO4
0.1%,KCl 0.05%,MgSO4 ·7H2O
0.05%, FeSO4 ·7H2O 0.01%,KH2 PO4
0.3%,pH自然
培养基(配方二 [10])
3,操作程序
? 取5 g土样在用无菌操作方法接种到富积培
养基中,37 ℃ 下培养24-36 h后转接
到初筛培养基上(也可以先进行几次富积
再转接),最后再到培养基中进行复筛。
四、酶活的测定
? 酶活性测定的方法
? 影响酶活力的因素
酶活性测定的方法 [8]
? 目前使用较多的脂肪酶活力的测定方法
主要有以下三种,
? (1)正乙烷抽提法
? 取 1ml橄榄油加入装有 3ml甘氨酸 -NaOH
pH9.4的缓冲液中 → 加一定量酶液 → 37℃
保温 10min→ 用 15ml乙醇 -丙酮终止反应
→ 接下页
(1)正乙烷抽提法
? 接上 → 用 10ml饱和正乙烷抽提生成的脂
肪酸 → 取一定量的抽提液于锥形瓶中,
加入酚酞为批示剂 → 用适量浓度的 KOH
滴定到红色,将每分钟产生 1μmol脂肪酸
所需的酶量定义为一个酶活单位。
(2)直接酸碱滴定法:
? ① 聚乙烯醇( PVA)溶液的配制:
? 称取聚乙烯醇 40g,加 800ml
0.04mol/LpH9.4的甘氨酸 -NaOH缓冲液、
70~80℃ 溶解,保温 1h后冷却,必要时过
滤,定容至 1000ml。
? ② 乳化液底物配制:
? 取 4%PVA溶液 100ml,加入底物 50ml,
在 5~10℃ 冰箱放置 1~2h,然后放到组织
捣碎机中 10000r/min处理 3次,每次 3min
共处理 9min,乳化液在冰箱中保存,使
用时再进行一次乳化。
(2)直接酸碱滴定法:
? ③ 操作流程
? 取 4%PVA溶液 100ml,50ml三角瓶中加
入适量( 4ml)甘氨酸 -NaOH pH9.4的缓
冲液 +适量底物乳化液( 5ml) → 37℃ 预
热 5 min→ 加入适量酶液 → 37℃ 保温
10min→ 用 15ml乙醇 -丙酮终止反应 → 加
15ml水稀释 → 用适量浓度的 KOH滴定到
终点(以 pH计为指示终点),将每分钟
产生 1μmol脂肪酸所需的酶量定义为一个
酶活单位 。
(2)直接酸碱滴定法:
(3)光谱检测法:
? ① 底物溶液的配制,
? 取 45.2mg 对硝基苯乙酯溶于 5ml乙腈中,
制成 2.5mol/ml对硝基苯乙酯溶液,
? ② 实验组处理,
? 实验组取 2.75ml甘氨酸 -NaOH pH9.4的缓
冲液中,加入 200μl酶液,150μl硝基苯乙
酯溶液,(底物)在 420nm下测 OD值的变

? ③ 对照组处理:
? 取 2.75ml甘氨酸 -NaOH pH9.4的缓冲液中,
加入 200μl高温灭活的酶液,150μl硝基苯
乙酯溶液,(底物)在 420nm下测 OD值的
变化,测出底物自然分解的速度。
? ④ 结果处理,
? 通过实验与对照组的结果与标准曲线对
比,最终得出酶活力单位。
(3)光谱检测法:
影响酶活力的因素
? 反应介质对脂肪酶的影响:
直接影响到酶与底物的结合能力,从而
影响酶的活力。
? 载体对脂肪酶活性的影响
固定化酶的载体可以保护酶免受微生物
的危害,使酶能保持高活性。同时它也
在一定程度上影响酶与底物的接触。
? 底物浓度
影响到酶能否以最大的限度的与底物结

? 酶本身的浓度
影响到酶能否以饱和状态与底物结合。
影响酶活力的因素
? 反应的 pH
影响酶和底物的存在状态和分子结构
? 温度
? 激活剂
? 抑制剂
影响酶活力的因素
激活剂
( 1)无机离子:金属离子 (K+ Na+ Mg2+ Zn2+
Fe2+ Ca2+)、阴离子 (Cl- Br-)、氢离子
( 2)简单有机分子:某些还原剂、乙二胺四
乙酸( EDTA)
( 3)具有蛋白质性质的大分子物质
五、发酵工艺和酶的提取
? 产生脂肪酶的菌株
? 脂肪酶产生菌的发酵生产
? 酶的分离纯化
产生脂肪酶的菌株
? 脂肪酶在微生物界分布很广,据估计,细菌有 28个
属、放线菌 4个属、酵母菌 10个属、其它真菌 23个
属共计达 65个属的微生物产脂肪酶 [ 11] 。
? 假单胞菌 ( Pseudomonas sp.) [12]
? Staphylosoccus aereus [13]
? Pseudomonas nitroreducens [14]
? Rhizopus arrhizus [15]
? Rhiziopus delemar [16]
脂肪酶产生菌的发酵生产
? 利用不同微生物发酵产酶有不同的培养基配
方和环境条件,现在我们以我国生产的解脂假
丝酵母 ASZ,1203脂肪酶的生产为例介绍脂肪
酶的生产
? 培养基配方, 5 %黄豆粉,3 %米糠,0,2 %硫酸
铵,0.5% 的豆油,,0,1 % KH2PO4,0,05 %
MgSO4,28℃,能气量 1:0.7,罐压 1kg/平方厘米,
搅拌发酵 20-28h。
脂肪酶产生菌的发酵生产
? 发酵终点的控制, 通过以下指标的检测来确定
发酵的终点,
? 酶活力不再上升或上升缓慢 ;
? pH由 4.5变到 5.4或以上 ;
? 发酵液变稠,罐温不再上升 ;
? 菌细胞衰老,空泡大而出芽少,
? 因此要不断测定和观察,
酶的分离纯化
? 微生物分泌酶通常包括多种酶,其中脂肪酶
活力和其它酶活力上存在着质和量的区别,
对其进行控制和系统的技术应用到目前为止
仍未完全解决,目前经沉淀、离心、超滤、
层析、电泳等生化技术已能达到纯化或部分
纯化。
? 现在我们以硫酸铵沉淀法回收酶来介绍脂肪
酶的回收过程
? 发酵液 +硫酸铵 40%(M/V) → 静置 24h → 装入
榨蛋白绸袋或尼龙袋压泸,脱去大部分盐液后
得湿酶,拌入等量疏松剂干燥后粉碎即得酶粉,
酶的分离纯化
国内外研究情况
? 基础性研究方面,主要进行酶的结构、
反应动力学、分子生物学、性质、菌种
筛选、产酶条件、酶纯化、固定化方法、
水解反应、酯合反应、酯交换反应、酶
法拆分等不方面进行研究。
? 在应用的研究则主要包括洗涤剂、油脂化工、
生物化工、造纸、水产、制革、环保和科研
等方面进行研究。
国内外研究情况
参考文献
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