《脂肪酶的综述》word版

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1、食品与药品FoodandDrug2007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：Q55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

2、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、；（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(Candidarugosalipase,CRL),莓实假单胞菌脂肪(Pseudomonasfragilipase,PFL)和枯草杆菌脂肪酶A(Bacillussubtilisli-paseA,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。用Thr取代PFL脂肪酶活性中心1

4、37位Val和138位Asp，发现PFL作用于8底物时活性增强。BSLA无脂肪酶“盖子”结构，将同源脂肪酶“盖子”结构插入BSLA，其活较插入前降低，底物专一性也发生改变。研究表明，脂肪酶“盖子”结构不仅影响酶活性，而影响酶底物的特异性和稳定性。动物机体内，激素敏感脂肪酶活性受激素调控。Luigi等[5]研究发现，激素敏感脂肪酶N-末端严格控制着底物与活性部位的结合，即N-末端是脂底物专一性的主要影响因素。用酸热脂环酸芽孢杆菌酯酶（AlicyclobacillusacidocaldariusesteraseEST）定向诱变脂肪酶N-末

5、端，实验结果表明，诱变后产脂肪酶突变株催化原来底物，己酸酯催化能力降低数十倍，但催化三酰基甘油酯能力提高30倍。研究了3种脂肪酶“盖子”结构对脂肪酶活性和有机溶剂中选择性的影响。2.2脂肪酶分子生物学研究用基因技术改造脂肪酶部分基因，克隆出多种脂肪酶基因并获得表达。Kohno等[6]用错配PCR技术，对雪白根霉脂肪酶基因随机突变，酶C末端Glu218被Val替代，并在酿酒酵母AH22中表达，可使雪白根霉脂肪酶作用温度由37℃提高到50℃。酶活性增加110%韩振林等[7]首次克隆了铜绿假单胞菌（P.aeruginosa）脂肪酶基因，测定

6、了核苷酸序列，用基因重组技术构建了脂肪酶基因的表达载体，并在枯草芽孢杆菌中获得表达，表达蛋白质占发酵液总蛋白质的25%。3脂肪酶的应用3.1脂肪酶在食品加工中的应用脂肪酶在肉类加工中已得到有效的利用，如鱼肉加工中，脂肪酶参与生物酯解，除去鱼肉的脂类。近年，油脂改良技术成为研究的热点，最有价值的应用是将棕榈油转化为类可可脂。在非水相中用米赫毛霉（Mucormiehe）脂肪酶LipozymeIM催化，使硬脂酸甲酯与33～39℃熔点棕榈油进行酯有催化酯交换改性油脂风味好，异构体少，不产生对人体有害的反式脂肪酸等优点，可生产营养价值高的塑性脂

7、肪。3.2脂肪酶在奶酪、面包中的应用脂肪酶可用于改良食品风味。在适当条件下，脂肪酶生成短链脂肪酸酯、乙醇、丙酮、乙醛二甲硫醚及低级脂肪酸等风味成分，增强食品香味。如在奶酪生产中，脂肪酶将脂肪降解为游离脂肪酸，游离脂肪酸分解形成有挥发性的脂肪酸，异戊醛，二乙酰，3-羟基丁酮等呈味物质，改善了奶酪风味，并产生特殊香味。脂肪酶还能催化脂肪释放12，C14）脂肪酸产生爽滑感。释放出游离脂肪酸参与化学反应，诱发合成乙酰乙酸、β-酮类酸、甲基酮、香味酯和内酯等香味成分[9]有机溶剂中，南极假丝酵母脂肪酶B催化合成短链香味酯转化率较高，现已用作酯化

8、反应的高效催化剂[10]。用产朊假丝酵母（Candidautilis）发酵脂肪酶处理的牛肉汁或黄油，可产生类似牛肉或蓝纹奶酪的风味物质。脂肪酶还可延长面包的货架期，控制非酶促褐变，增加面包体积，改善面包结构。国外Bio-