[发明专利]催化酯化和酯交换的Sn-1;3选择性固定化脂肪酶及其制备方法

说明书

本发明提供了一种催化酯化和酯交换的Sn‑1,3选择性固定化脂肪酶及其制备方法。具体而言，本发明涉及一种固定化脂肪酶，其包含(a)功能基团为与C_8‑15的烷烃末端连接的伯胺基的载体，所述功能基团的含量为0.5～6mmol/g，孔径分布为12～80nm；(b)固定于所述载体的脂肪酶。本发明还提供了所述固定化脂肪酶的制备方法、其应用及应用方法、试剂盒或产品，以及所述载体的应用与制备。本发明的固定化脂肪酶兼具高酯交换活力、强Sn‑1,3专一性和高酯化能力，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于食品和酶工程领域。更具体而言，本发明涉及针对兼具酯化、酯交换催化功能的Sn-1,3选择性脂肪酶的固定化方法及其应用。

背景技术

脂肪酶(lipase，EC3.1.1.3)全称为甘油三酰酯水解酶，它能够特异性地在油水界面上发挥催化活性，在食品、造纸、皮革、洗涤剂、制药等工业上有着巨大的应用。不同菌种来源的脂肪酶除了催化油脂水解以外，还可以具有催化酯化、酯交换、醇解、消旋体拆分等功能。然而，天然脂肪酶稳定性差、反应后难以纯化、不能重复利用，这不仅降低了酶的使用效率，提高了生产成本，而且难以实现连续化操作，限制了其在工业上的应用。通过固定化技术将酶赋形于具有一定机械强度的载体之上，成为解决上述生产瓶颈的一种有效途径。

固定化酶技术是将游离的酶通过物理或者化学手段将其束缚或限制于一定区域内，使其仍然能进行特有的催化反应并能回收重复使用的一种技术。由于上述优点，使得很多科研工作者展开了对固定化酶的细致研究。在1967年，固定化酶首次被应用在拆分氨基酸工业中。近年来随着有机化学、蛋白质化学、材料科学等的发展，固定化酶技术取得了长足的进步。

在油脂领域里应用最广的固定化脂肪酶分别为：高酯交换能力Sn-1,3专一性强的固定化脂肪酶；以及用于制备脂肪酸酯的高酯化活力的固定化脂肪酶。通常选择固定化具备高酯交换活力及Sn-1,3位特异性的脂肪酶，其可选自(但不限于)：疏棉状嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginose)、米黑根毛霉(Rhizomucor miehei)、米黑毛霉(Mucormiehei)、假单胞菌(Pseudomonas sp.)/根霉(Rhizopus sp.)、黑曲霉(Aspergillusniguer)及伯克霍尔德氏(Burkholderia sp.)。而对于短链脂肪酸酯合成方面的应用，则选择诸如(但不限于)：南极假丝酵母B(Candida Antarctica B)/南极假丝酵母A(CandidaAntarctica A)、皱褶假丝酵母(Candida rugosa)等。

Carla等人(“Production of human milk fat substitutes enrichedin omega-3 polyunsaturated fatty acids using immobilized commercial lipasesand Candida parapsilosis lipase/acyltransferase”，Journal of MolecularCatalysis B:Enzymatic，65(2010)122-127)研究了以富含棕榈酸的甘三酯和油酸为反应底物，以Lipozyme TL IM(由诺维信(Novozyme)股份公司出品的一种固定化脂肪酶)、Lipozyme RM IM、Novozyme435(这三种酶均为诺维信(Novozyme)股份公司出品的固定化脂肪酶)为催化剂制备OPO(1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯)。研究发现：在2位插入率方面，反应第一批时Novozyme435表现出较差的专一性，在Sn-2位上插入了较多的油酸(33.2%摩尔比)，证明其在酸解的时候没有专一性。并且，研究中还发现在反应一批之后，除了LipozymeRM IM反应10批能仍保持较好活力之外，另外两种酶的剩余酶活随着反应次数的增加都下降得很快，Lipozyme TL IM在反应10批后剩余的活力仅为20%左右。