[发明专利]一种疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶的制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种脂肪酶，尤其涉及一种疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶；另外，本发明还涉及该疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶的制备方法和应用。

背景技术

脂肪酶广泛地存在于动植物和微生物中。植物中含脂肪酶较多的是油料作物的种子，如蓖麻子、油菜子，当油料种子发芽时，脂肪酶能与其他的酶协同发挥作用催化分解油脂类物质，提供种子生根发芽所必需的养料和能量；动物体内含脂肪酶较多的是高等动物的胰脏和脂肪组织，在肠液中含有少量的脂肪酶，用于补充胰脂肪酶对脂肪消化的不足，在肉食动物的胃液中含有少量的丁酸甘油酯酶。在动物体内，各类脂肪酶控制着消化、吸收、脂肪重建和脂蛋白代谢等过程；细菌、真菌和酵母中的脂肪酶含量更为丰富。由于微生物种类多、繁殖快，具有比动植物更广的作用pH值、作用温度范围以及底物专一性，且微生物来源的脂肪酶一般都是分泌性的胞外酶，适合于工业化大生产和获得高纯度样品，因此微生物脂肪酶是工业用脂肪酶的重要来源。

脂肪酶是一类具有多种催化能力的酶，在脂质代谢中发挥着重要的作用。在油水界面上，脂肪酶催化三酰甘油的酯键水解，释放更少酯键的甘油酯或甘油及脂肪酸。也可以催化其他一些水不溶性酯类的水解、醇解、酯化、转酯化及酯类的逆向合成反应，除此之外还表现出其他一些酶的活性，如磷脂酶、溶血磷脂酶、胆固醇酯酶、酰肽水解酶活性等。脂肪酶不同活性的发挥依赖于反应体系的特点，如在油水界面促进酯水解，而在有机相中可以酶促合成和酯交换。脂肪酶反应条件温和，具有优良的立体选择性，并且不会造成环境污染，因此，在食品、皮革、医药、饲料、洗涤剂和造纸等许多工业领域中均有广泛的应用。

一、脂肪酶在食品工业中的应用

1.脂肪酶在面类食品加工中的应用

面类制品的口感主要与小麦粉中的蛋白质、淀粉、脂肪等有关，特别是通过蛋白质的定向和形成网眼结构产生弹性，增加面的黏弹性。在面类食品加工中，以手工方式沿着压延方向进行多方面揉压，或是以机械方式沿着单一方向进行长时间的压延，都会增加面的弹性、提高面类食品的质量，但采用上述两种方法比较耗时。在面类食品生产时，可以将溶解有脂肪酶的水直接加入面粉中，然后在常温下放置一段时间进行压延处理，添加脂肪酶后产品品质会得到大幅度提高。脂肪酶能催化面粉中甘油三酯水解生成甘油二酯，甘油一酯或甘油。它对面团有强筋作用，能够提高面包的入炉急胀，增大面包体积，且对面包芯有二次增白作用。

2.脂肪酶在食用油脂工业上的应用

2.1酶促油脂水解

将油脂与水一起在催化剂作用下生成脂肪酸和甘油的反应叫油脂水解反应，它在脂肪酸与肥皂工业上被广泛应用。传统的油脂水解反应使用无机酸、碱及金属氧化物等化学物质作为催化剂，需要高温、中高压、长时间及设备耐腐蚀的条件，其成本高、能耗大、操作安全性差，而且产物脂肪酸颜色深或生热聚合，不适用于热敏性油脂，如含共轭酸的油脂、易发生共轭化的油脂、易发生脱水的含油脂鱼油等。脂肪酶水解法可以克服以上缺点，防止常规法中极易出现的副反应，可为食品工业提供优质的原料。

2.2酶促酯交换

将一种酯与另一种脂肪酸或醇或酯混合并伴随酰基交换生成新酯的反应叫酯交换反应。这是油脂工业常用来进行油脂改性的一种重要手段。传统的酯交换工艺采用的是化学方法，但会产生许多副产品。如果用非特异性脂肪酶来催化甘三酯的酯交换，也会得到与化学法酯交换类似的结果。可以改善食用油的质量，开发新食用油的品种，提高食用油的营养价值。

3.脂肪酶在乳品工业中的应用

脂肪酶应用于乳酯水解，包括奶酪和奶粉风味的增强、奶酪的熟化、代用奶制品的生产、奶油及冰淇淋的酯解改性等。脂肪酶作用于乳酯并产生脂肪酸，能赋予奶制品独特的风味。脂肪酶释放的短碳链脂肪酸(C4-C6)使产品具有一种独特强烈的奶风味，而释放的中碳脂肪酸(C10-C14)使产品具有皂似的风味。同时，由于脂肪酸参与到类似微生物反应的过程中，增加了一些新风味物质，如甲基酮类、风味酯类和乳酯类等。

4.脂类的合成

脂肪酶还可以催化甘油脂的合成，合成食用香料脂。在有机溶剂中催化合成低分子量羧酸酯系列香精酯、萜烯醇酯、中长链脂肪酸短链醇酯及长链脂肪酸长链脂肪醇酯等系列产品为食品工业提供新型的天然食品添加剂。多聚甘油和碳水化合物脂肪酸酯可以作为工厂的洗涤剂和各种食品配方(低脂肪的酱料、沙司、冰激凌和蛋黄酱等)的乳化剂而被广泛使用，用脂肪酶在适当的条件下可以合成功能相似的表面活性剂单酯和二酯。

二、脂肪酶在皮革工业中的应用