用作固定化脂肪酶涂层的组合物及其制备方法和应用技术

本申请提供了用作固定化脂肪酶涂层的组合物及其制备方法和应用。本申请所提供的用作固定化脂肪酶涂层的组合物包含壳寡糖和二氧化硅，涂覆于固定化脂肪酶后，能够显著提高固定化脂肪酶的酯交换反应活力并延长其使用寿命。命。

【技术实现步骤摘要】
用作固定化脂肪酶涂层的组合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及酶工程领域，具体涉及一种固定化脂肪酶涂层及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]脂肪酶是一种工业中常用的生物催化剂，广泛存在于动植物和微生物体内。脂肪酶在油脂酯交换、油脂催化水解及油脂精炼加工领域均得到了广泛的应用。
[0003]脂肪酶应用于油脂酯交换反应通常需要进行固定化。固定化脂肪酶的工业应用依赖于其活力与稳定性。在固定化脂肪酶酯交换过程中，除了酶本身的因素外，系统中的其它因素，如系统的水活度、反应温度、反应时间、溶剂、底物品质等都会对固定化脂肪酶的活力及稳定性产生影响。
[0004]目前已有一些尝试以推动固定化脂肪酶催化酯交换的工业应用。例如，美国专利US8349594B2中，描述了一种提高脂肪酶酯交换反应寿命的方法，该方法先将原料油与磷酸或柠檬酸接触除去其中的金属，然后加入碱，再加入脂肪酶进行酯交换反应。日本专利JP08-140689中，描述了利用离子交换树脂Duolite A-7处理棕榈油与油酸乙酯的混合底物，使固定化Rhizopus脂肪酶的寿命由3天提高到了8天。然而，这些方法由于步骤繁琐而不利于工业操作，并且成本高而不适合工业应用。
[0005]因此，为了实现固定化脂肪酶催化酯交换的工业应用，仍然需要开发提高固定化脂肪酶活力和寿命的方法。
[0006]专利技术概述
[0007]一方面，本申请提供了用作固定化脂肪酶涂层的组合物，其包含壳寡糖和二氧化硅，且壳寡糖和二氧化硅的质量比为1:50～50:1。在一实施方案中，用作固定化脂肪酶涂层的组合物包含的壳寡糖和二氧化硅的质量比为1:20～10:1，优选1:10～10:1。
[0008]在另一实施方案中，用作固定化脂肪酶涂层的组合物包含的壳寡糖和二氧化硅的质量比为1:10。
[0009]在一实施方案中，用作固定化脂肪酶涂层的组合物包含的壳寡糖的数均分子量为1200～5000。
[0010]在一实施方案中，用作固定化脂肪酶涂层的组合物包含的壳寡糖的数均分子量为1500～4500。在另一实施方案中，用作固定化脂肪酶涂层的组合物包含的壳寡糖的-NH2基团质量分数为4％～9％。
[0011]在另一实施方案中，用作固定化脂肪酶涂层的组合物包含的壳寡糖的-NH2基团质量分数为7％～9％。
[0012]在一实施方案中，用作固定化脂肪酶涂层的组合物包含的二氧化硅粒径为10～100μm。
[0013]在一实施方案中，用作固定化脂肪酶涂层的组合物包含的二氧化硅粒径为10～60μm。
[0014]另一方面，本申请提供了将上述组合物用作固定化脂肪酶涂层的用途。
[0015]又一方面，本申请提供了制备固定化脂肪酶涂层的方法，其包括：将壳寡糖溶于水中，加入二氧化硅混匀。
[0016]在一实施方案中，壳寡糖与水的质量体积比(mg/mL)为10:1～5。在另一实施方案中，壳寡糖与水的质量体积比(mg/mL)为10:3。在一实施方案中，壳寡糖与二氧化硅的质量比为1:50～50:1。在另一实施方案中，壳寡糖与二氧化硅的质量比为1:20～10:1，优选1:10～10:1)。在另一实施方案中，壳寡糖与二氧化硅的质量比为1:10。
[0017]在一实施方案中，壳寡糖的数均分子量为1200～5000。另一实施方案中，壳寡糖的数均分子量为1500～4500。
[0018]壳寡糖的-NH2基团质量分数为4％～9％。另一实施方案中，壳寡糖的-NH2基团质量分数为7％～9％。
[0019]在一实施方案中，二氧化硅粒径为10～100μm。另一实施方案中，二氧化硅粒径为10～60μm。
[0020]又一方面，本申请还提供了固定化脂肪酶，其包含上述组合物作为涂层，其中以固定化脂肪酶总质量计，涂层的质量分数为10％～60％。在一实施方案中，以固定化脂肪酶总质量计，涂层的质量分数为10％～30％。
[0021]进一步地，本申请还提供了制备固定化脂肪酶的方法，其包括：采用流化床制粒或包衣方法，将上述组合物间歇式涂覆于固定化脂肪酶，其中进风温度为10～30℃，涂覆结束后于20～60℃下继续流化干燥，直至水分达到2％～10％。
[0022]进一步地，本申请还提供了上述固定化脂肪酶在催化酯交换反应中的用途。
[0023]本申请提供的用作固定化脂肪酶涂层的组合物，涂覆于固定化脂肪酶后，能够显著提高固定化脂肪酶的酯交换反应活力并延长其使用寿命。此外，本申请提供的方法使用简单方便，无需增加催化反应前处理步骤。
具体实施方案
[0024]应当理解，下文描述的方法中的各个步骤并不一定是实施本申请的方法的必要或全部步骤，一些步骤可以被省略，可以被其他相似步骤替换，或者也可以增加一些其他步骤。
[0025]此外，还应当理解，下文描述的各个技术特征(例如，参数值和范围)并不局限于其所在语境的具体实施方案，而是可以在本领域技术人员所能预见的合理情况下与其他技术特征进行任意地组合。
[0026]本申请专利技术人经过不断尝试和研究，开发了用于涂覆固定化脂肪酶的涂层，能够显著提高固定化脂肪酶活力并延长其使用寿命。
[0027]本申请所提供的涂层，适用于目前可利用的任何固定化脂肪酶，例如，可通过商购直接获得的固定化脂肪酶Lipozyme TL IM(诺维信(中国)生物技术有限公司)，Lipozyme RM IM(诺维信(中国)生物技术有限公司)，Novozyme 435(诺维信(中国)生物技术有限公司)，Lipase PL(名糖糖株式会社)，Lipase QLM(名糖糖株式会社)，Lipase SL(名糖株式会社)，Lipase TL(名糖糖株式会社)，Lipase DF“Amano”15(天野酶制品株式会社)，Lipase G“Amano”50(天野酶制品株式会社)，Lipase R“Amano”(天野酶制品株式会社)等。
[0028]此外，本申请所提供的涂层，同样适用于自制的固定化脂肪酶，例如利用有机或无
机粉末或颗粒为载体(包括但不限于二氧化硅、淀粉、树脂、麦芽糊精、硅藻土、白土等中的一种或多种组合)自制的固定化脂肪酶，其中脂肪酶可以是一种来源的脂肪酶，也可为多种来源的脂肪酶的混合物，其来源例如是来自动物或植物的脂肪酶，如猪胰脂肪酶，也可以是来自微生物的脂肪酶，如来自疏绵状嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)、米黑毛霉(Mucor miehei)、萤光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)、黑曲霉(Aspergillus niger)、米黑根毛霉(Rhizomucor miehei)、解脂假丝酵母(Candida lipolytica)、根霉(Rhizopus sp.)等中的任何一种或其基因改造菌种。
[0029]除非特别说明，本文所使用的术语“壳寡糖”，又被称为壳聚寡糖、低聚壳聚糖，是由壳聚糖经解聚得到的聚合度在2～30之间的寡糖，其分子量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用作固定化脂肪酶涂层的组合物，其包含壳寡糖和二氧化硅，且壳寡糖和二氧化硅的质量比为1:50～50:1，优选1:20～10:1，更优选1:10。2.如权利要求1所述的组合物，其中所述壳寡糖的数均分子量为1200～5000，优选1500～4500；和/或任选地，所述壳寡糖的-NH2基团质量分数为4％～9％，优选7％～9％。3.如权利要求1或2所述的组合物，其中所述二氧化硅粒径为10～100μm，优选10～60μm。4.权利要求1至3中任一项所述的组合物用作固定化脂肪酶涂层的用途。5.制备固定化脂肪酶涂层的方法，其包括：将壳寡糖溶于水中，加入二氧化硅混匀，其中壳寡糖与水的质量体积比(mg/mL)为10:1～5，优选10:3；壳寡糖与二氧化硅的质量比为1:50～50:1，优选1:20～10:1，更优选1:10。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李萌萌，郑妍，
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：