固定化酶及其制备方法和用途技术

本申请提供了固定化酶及其制备方法和用途，该固定化酶包含脂肪酶、阳离子交换剂和赋形剂。本申请的固定化酶对底物主要具有酯化功能，而降低了酸解、醇解等其他功能，在混合底物中主要进行一种反应而避免了副产物的产生。此外，本申请还提供了分离或去除原料中游离脂肪酸的方法。

Immobilized enzyme and its preparation methods and uses

The application provides immobilized enzyme and its preparation method and use, which contains lipase, cation exchanger and excipient. The immobilized enzyme in the application mainly has the function of esterification on the substrate, and reduces other functions such as acidolysis and alcoholysis. It is mainly a reaction in the mixed substrate to avoid the production of the by-products. In addition, the present invention also provides a method for separating or removing free fatty acids from raw materials.

【技术实现步骤摘要】
固定化酶及其制备方法和用途
本申请属于酶工程、油脂改性领域。具体而言，本申请涉及固定化酶及其制备方法和用途。
技术介绍
南极假丝酵母脂肪酶B(CandidaantarcticlipaseB，CALB)是一种具有广泛用途的脂肪酶，底物来源广泛，催化活力高。其液体酶及其商品的固定化酶(Novozyme435)在酯化、水解、转酯等反应类型中都具有较强的催化活力。Carla等人以富含棕榈酸的甘油三酯和油酸为反应底物，以lipozymeTLIM，lipozymeRMIM，Novozyme435为催化剂制备OPO，Novozyme435在反应中表现出较强的酸解活力，证明其可以催化酸解反应(Carlaetal.,Productionofhumanmilkfatsubstitutesenrichedinomega-3polyunsaturatedfattyacidsusingimmobilizedcommerciallipasesandCandidaparapsilosislipase/acyltransferase,JournalofMolecularCatalysisB:Enzymatic,65(2010):122-127)。YujiShimada等人以植物油和甲醇为底物，用Novozyme435来制备生物柴油，在30℃反应10小时转化率可以达到95％，说明固定化的CALB可以用来催化甘油三酯和甲醇的醇解反应(YujiShimada,etal.,ConversionofvegetableoiltobiodieselusingimmobilizedCandidaAntarcticaLipase,JAOCS,76(1999):789-793)。中国专利申请CN101575594公开了一种固定化南极假丝酵母脂肪酶B的工艺方法，以有机溶剂为固定介质，在微水相中进行CALB的固定化，用橄榄油乳化法进行固定化酶酶活的评价，发现反应一次的酶活回收率为83％。在现有技术中，商品化的固定化CALB主要用来催化酸解、酯化、醇解等反应。在底物为脂肪酸和甘油三酯的混合底物中，以Novozyme435为催化剂，势必会将脂肪酸和甘油三酯全部催化生成脂肪酸甲酯。YomiWatanabe等人报道的固定化CALB中，也主要应用在甘油三酯的醇解、酸解等反应类型中(YomiWatanabea,etal.,Conversionofacidoilby-producedinvegetableoilrefiningtobiodieselfuelbyimmobilizedCandidaantarcticalipase,JournalofmolecularcatalysisB:Enzymatic,44(2007):99-105)。目前还没有关于一种仅催化酯化反应的固定化CALB的报道。
技术实现思路
第一方面，本申请提供了固定化酶，其包含脂肪酶、阳离子交换剂和赋形剂。第二方面，本申请提供了第一方面所述的固定化酶的制备方法，其包括：将脂肪酶、阳离子交换剂以及赋形剂进行混合。在一些实施方案中，第一方面所述固定化酶的制备方法包括：将脂肪酶、阳离子交换剂以及赋形剂的混合物通过制粒工艺制成颗粒状的固定化酶。在一些实施方案中，第一方面所述固定化酶的制备方法还包括干燥所述固定化酶。在上述任一方面的一些实施方案中，所述固定化酶为颗粒状，其粒径分布为10～1500μm。在上述任一方面的一些实施方案中，所述固定化酶为颗粒状，其粒径分布为100～1000μm。在上述任一方面的一些实施方案中，所述脂肪酶为微生物脂肪酶。在上述任一方面的一些实施方案中，所述微生物选自南极假丝酵母(Candidaantarctic)、疏棉状嗜热丝孢菌(Thermomyceslanuginosus)、米黑根毛霉(Rhizomucormiehei)、黑曲霉菌(Aspergillusniger)、褶皱假丝酵母(Candidarugosa)和假单胞菌属(Pseudononassp.)等。在上述任一方面的一些具体实施方案中，所述脂肪酶为南极假丝酵母脂肪酶B(简称CALB)。在上述任一方面的一些实施方案中，所述阳离子交换剂为非极性阳离子交换剂。在上述任一方面的一些实施方案中，所述阳离子交换剂选自人造沸石、天然沸石、硅酸盐化合物、人工合成分子筛、水滑石类化合物、骨炭、膨润土、黏土、蒙皂石、蛭石或其任意组合。在上述任一方面的一些实施方案中，所述赋形剂选自载体、粘合剂、填充剂、乳化剂、水或其任意组合。在上述任一方面的一些实施方案中，所述脂肪酶在所述固定化酶中的质量百分含量为1～8％。在上述任一方面的一些实施方案中，所述脂肪酶在所述固定化酶中的质量百分含量为1～5％。在上述任一方面的一些实施方案中，所述阳离子交换剂在所述固定化酶中的质量百分含量为1～45％。在上述任一方面的一些实施方案中，所述阳离子交换剂在所述固定化酶中的质量百分含量为5～20％。在上述任一方面的一些实施方案中，所述赋形剂在所述固定化酶中的质量百分含量为30～99％。在上述任一方面的一些实施方案中，所述赋形剂在所述固定化酶中的质量百分含量为50～95％。在上述任一方面的一些具体实施方案中，所述赋形剂为载体、粘合剂和/或水。第三方面，本申请提供了一种分离或去除原料中游离脂肪酸的方法，包括：将第一方面所述的固定化酶与包含游离脂肪酸的原料和酰基受体进行反应，得到所述游离脂肪酸对应的脂肪酸酯；以及分离或去除所述脂肪酸酯。在一些实施方案中，如果原料中的游离脂肪酸分离后还有其他用途，则上述方法还包括将所述脂肪酸酯再转化成所述游离脂肪酸加以利用。在一些实施方案中，所述原料中还包含甘油三酯。在一些实施方案中，第三方面所述的方法还包括将所述脂肪酸酯与甘油三酯分离的步骤，其中所述脂肪酸酯不同于甘油三酯。在一些实施方案中，所述游离脂肪酸选自碳原子数目为6～22的脂肪酸。在一些实施方案中，所述酰基受体为短链醇。第四方面，本申请提供了第一方面所述的固定化酶在催化脂肪酸酯化反应、或者在分离或去除原料中游离脂肪酸中的应用。具体实施方式提供以下定义和方法用以更好地界定本申请以及在本申请实践中指导本领域普通技术人员。除非另作说明，术语按照相关领域普通技术人员的常规用法理解。本文所引用的所有专利文献、学术论文及其他公开出版物，其中的全部内容整体并入本文作为参考。如本文所用术语“脂肪酶”，是指一类具有多种催化能力的酶，可以催化三酰甘油酯及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。脂肪酶广泛存在于动植物和微生物中。如本文所用术语“阳离子交换剂”，是指交换基团是阳离子，电离后形成固定的阴离子，而可迁移的阳离子能与溶液中的阳离子进行交换。如本文所用术语“非极性阳离子交换剂”，是指由非极性分子组成的，其交换基团是阳离子，电离或在合适的条件下形成固定的阴离子，而可迁移的阳离子能与溶液中的阳离子进行交换。示例性的非极性阳离子交换剂包括，但不限于沸石。如本文所用术语“赋形剂”，是指有助于固定化酶形成所需形状的天然或合成物质，例如能够使酶经固定化后形成丸状或粒状。赋形剂性质稳定，不影响酶的活性，不与酶产生化学作用，不影响酶的含量测定等。如本文所用术语“制粒工艺”，是指把粉末、熔本文档来自技高网...

【技术保护点】
固定化酶，其包含脂肪酶、阳离子交换剂和赋形剂，优选地，所述固定化酶为颗粒状，其粒径分布优选为10～1500μm，更优选为100～1000μm。

【技术特征摘要】
1.固定化酶，其包含脂肪酶、阳离子交换剂和赋形剂，优选地，所述固定化酶为颗粒状，其粒径分布优选为10～1500μm，更优选为100～1000μm。2.权利要求1所述的固定化酶的制备方法，其包括：将脂肪酶、阳离子交换剂以及赋形剂进行混合；优选地，将上述混合物通过制粒工艺制成颗粒状的固定化酶，其粒径分布优选为10～1500μm，更优选为100～1000μm；任选地，所述方法还包括干燥所述固定化酶。3.如权利要求1所述的固定化酶或权利要求2所述的方法，其中所述脂肪酶为微生物脂肪酶，优选地，所述微生物选自南极假丝酵母(Candidaantarctic)、疏棉状嗜热丝孢菌(Thermomyceslanuginosus)、米黑根毛霉(Rhizomucormiehei)、黑曲霉菌(Aspergillusniger)、褶皱假丝酵母(Candidarugosa)和假单胞菌属(Pseudononassp.)等，更优选地，所述脂肪酶为南极假丝酵母脂肪酶B；和/或所述脂肪酶在所述固定化酶中的质量百分含量为1～8％，优选为1～5％。4.如权利要求1所述的固定化酶或权利要求2所述的方法，其中所述阳离子交换剂为非极性阳离子交换剂；优选地，所述阳离子交换剂选自人造沸石、天然沸石、硅酸盐化合物、人工合成分子筛、水滑石类化合物、骨炭、膨润土、黏土、蒙皂石、蛭石或其任意组合；和/或所述阳离子交换剂在所述固定化酶中的质量百分含量为1～45％，优选为5～20％。5.如权利要求1所述的固定化酶或权利要求2所述的方法，其中所述赋形剂选自载体、粘合剂、填充剂、乳化剂、水或其任意组合；和/或所述赋形剂在所述固定化酶中的质量百分含量为30～99％，优选为5...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛本荣，吴学智，黄瑶，李萌萌，
申请(专利权)人：丰益上海生物技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31