新型脂肪酶复配及性能研究文献综述

 2020-04-03 11:04

一、选题背景

以酶制剂为基础的制革生物技术在清洁化生产和环境友好方面独具特色,这些技术在制革工业的广泛应用,是解决制革工业严重污染、促进制革工业持续发展的重要途径。随着科学技术的不断发展和进步,以及世界各国环保政策的日趋完善和对环境保护的高度重视,酶制剂在制革行业中的应用范围也不断拓展、扩大。酶制剂已应用于制革的多个工序中,尤其是准备工段。主要包括:酶浸水、酶浸灰、酶脱脂、酶脱毛、酶软化等方面。

二、脂肪酶脱脂原理及主要反应过程

脂肪酶是一种生物催化剂,能把难溶于水不易皂化的脂肪分解成易溶于水的甘油和脂肪酸,脂肪酸用碱中和皂化溶于水,从而使脂肪酶具有在常压温和条件下能够脱脂的特点。其主要反应过程为:

1、破皮下脂肪细胞膜

2、分散脂肪、扩大脂肪酶和脂肪的有效接触面积;

3、脂肪酶通过网状层向乳头层参透,破脂腺和脂肪细胞膜;

4、脂肪酶分解脂肪;

5、脂肪酸皂化洗脱[1]

三、脂肪酶的复配载体对酶活力的影响

3.1 脂肪酶与表面活性剂的复配

早期的脂肪酶主要是动物的胰脏中提取的或是由霉菌发酵产生的,其理想的作用pH值为5-8,在浸水或浸灰工序中使用不太合适,而且在低pH值下,酶水解油脂分子后易生成脂肪酸,甚至形成金属皂而不容易去除。与表面活性剂的复配,由于2者不相容,并且反应的pH值较高,不能发挥脂肪酶的作用,抑制了脂肪酶的活性,使其失去功能,对酶的活力有抑制[2]

3.2 脂肪酶与蛋白酶的复配

由于脂肪酶对细胞壁几乎无作用,为了进一步加强其脱脂效果,在脂肪酶时

加入适当的蛋白酶来破坏脂肪细胞膜,这也是在酶软化过程中加入对酶无破坏和抑制作用的脱脂材料会得到更好的脱脂效果的原因。国外研究认为,细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,可用磷脂酶和蛋白酶分别处理,以达到破坏细胞膜的作用,然后用脂肪酶或表面活性剂处理达到理想的脱脂效果。因此,要求脂肪酶与蛋白酶具有相容性,因为蛋白酶可能对脂肪酶产生水解破坏[3]

3.3 金属离子与脂肪酶的复配

金属离子的存在,对酶活的影响表现为两种作用,一种为活化或激活作用,另一种则为抑制作用。金属离子作为酶的活化剂,其机理可能为:金属离子与酶蛋白结合,对酶的最佳构象起稳定作用,有利于底物的接近,并起着酶-金属-底物三者间的诱导应变配位作用,从而活化或加强酶的催化活性。Sharon等发现,重金属盐(F2 、Zn2 、Hg2 、Fe3 )强烈抑制P.aerUgnosaKKA-5脂肪酶,这可能是由于这些离子能够使酶的构象发生改变从而使脂肪酶的催化活性得到提高;相反,如果金属离子对酶的必需基团、活性部位生物活性的化学特性产生不利影响,或者对蛋白质分子以及蛋白质与其他物质之间的共价键产生破坏作用,就会使酶的活性受到抑制或者完全失活。Chartraint发现P.aeruginosaMB5001脂肪酶活性会被ZnSO4强烈抑制,CaC12和牛磺胆酸则对该酶活性则会起到促进作用。许多研究表明,金属离子对于脂肪酶活性具有一定影响,但螯合剂(如EDTA等)对于酶活性影响并不像金属离子那样明显[4]

四 脂肪酶复配的运用前景

4.1 脂肪酶脱脂的优点

1.脱脂效果好。脂肪酶脱脂后,皮的表面清洁无油腻现象,皮内的油脂清楚的野比较好,给下道工序创造了有利条件

2.简化操作,便于控制。应用酶脱脂一般一次机器去油,酶的用量为纯碱的十四分之一,一次脱脂就可以达到要求,简化了操作,减轻了劳动强度,给生产创造了良好的条件。

3.化害为利。

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