[发明专利]脂肪酶SMG1在单脂肪酸甘油酯制备中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及脂肪酶SMG1在单脂肪酸甘油酯制备中的应用。

背景技术

单脂肪酸甘油酯(简称单甘酯)，英文名monoglyceride，是一类重要的非离子型表面活性剂，一个亲油的长链烷基和两个亲水的羟基使单甘酯具有良好的表面活性。单甘酯被作为乳化剂广泛应用于食品和乳制品工业中，作为组织改良剂应用于化妆品、牙膏和护发素等日用化学品中，还可作为防冻剂用于面包制作中。近年发现，单不饱和脂肪酸甘油酯可望进人化学保鲜剂行列。此外，单甘酯在医药、化妆品、塑料、纺织和高分子加工等行业中也有着重要的应用，如含有多不饱和脂肪酸(CLA、EPA、DHA)的单甘醋对心血管疾病具有预防作用。

目前，单甘酯的合成方法有很多，在工业上应用最广泛的方法是化学催化法合成单甘脂，主要采用甘油醇解法和直接酯化法，目前已经广泛用于饱和脂肪酸单甘脂的生产。生物酶法合成单甘脂是一种新的工艺方法，其具有催化条件温和、绿色无污染的特点。专利CN200710055632.8公开了一种固定化脂肪酸催化合成α-亚麻酸单甘酯的方法，该方法采用经特定工艺固定化的假丝酵母脂肪酶和铜绿假单胞菌脂肪酸为催化剂。脂肪酶均具有合成单甘酯的能力，常见的商品化的脂肪酶通常包括来源于根酶属、曲霉属、毛酶属、细菌和酵母菌来源的微生物脂肪酶、胰脂肪酶或酯酶。但是绝大多数脂肪酶催化合成不饱和脂肪酸单甘酯的过程中都伴随有大量的甘油二酯和甘油三酯的产生，影响产品的分离和纯度。

发明内容

本发明目的在于提供一种脂肪酶SMG1在单脂肪酸甘油酯制备中的应用，生成更高纯度的单甘脂。本发明方法采用对单甘酯和甘油二酯具有很强水解活性，但是对甘油三酯不具有水解活性的脂肪酶为催化剂，催化脂肪酸和甘油酯化，可以生成更高纯度的单甘脂。

本发明者进行了深入研究，意外地发现，来源于Malassezia globosa的SMG1（对应的DNA序列见GenBank 登陆号 DD210404）是一种选择性水解偏甘油酯的脂肪酶，即对单甘酯和甘油二酯具有很强水解活性，但是对甘油三酯不具有水解活性。利用该脂肪酶的特殊性质，可以催化脂肪酸和甘油合成高纯度的单甘脂。

本发明目的通过以下技术方案来实现。

脂肪酶SMG1在单脂肪酸甘油酯制备中的应用，编码所述脂肪酶SMG1的DNA序列的GenBank登陆号为DD210404。

具有所述脂肪酶SMG1活性的蛋白质，其氨基酸序列如SEQ ID NO：19所示。

所述单脂肪酸甘油酯制备，具体包括以下步骤：（1）在无溶剂体系中，将甘油、脂肪酸供体和脂肪酶SMG1混合均匀，反应温度为5~50℃，反应2~48h；每克反应底物的脂肪酶SMG1的加入量是：50U/g~500U/g；

（2）反应产物经蒸馏获得单脂肪酸甘油脂。 

所述反应底物中的含水量是1%~10%。

所述反应温度为24~15℃。

所述甘油与脂肪酸供体的摩尔比为1:1~1:5。

所述脂肪酸供体选自碳原子数为C2~C22的脂肪酸中的一种或两种以上的混合物。

所述脂肪酶SMG1是通过克隆来源于Malassezia globosa的基因序列，并在毕赤酵母X33中的表达得到的，所述基因序列的GenBank 登陆号为 DD210404。

所述蒸馏采用3段蒸馏，第一级温度为80~100℃；第二级温度为150～180℃；第三级温度为190～220℃。

所述脂肪酶SMG1的活力是橄榄油水解活力；

上述脂肪酶的活力测定采用碱滴定法。脂肪酶酶活力单位定义为:每分钟释放出1μmol脂肪酸的酶量定义为1个脂肪酶活力单位(U)。具体方法为：取三个100 mL 锥形瓶,分别向空白瓶A和样品瓶B、C中，各加入橄榄油乳化液4 mL和PH6.0的磷酸缓冲溶液5 mL ，再向A瓶中加入95 %乙醇15 mL，于恒温槽中20℃水浴预热5 min。将一定质量的酶制剂溶解在缓冲液中配成酶液，分别向三个瓶中各加入待测酶液1mL (由于空白瓶中预先加入了乙醇，酶液加入后脂肪酶将立即失活)，立即混匀计时，在预热温度下反应10 min后，向样品瓶中加入15mL 95%乙醇终止反应。向三个锥形瓶中各滴加3～5滴酚酞作为指示剂，用0.05mol/L的NaOH标准溶液滴定水解产生的游离脂肪酸。