技術應用
作者：何慧豔
摘要：脂肪酶是一種專一、高效的生物催化劑。文章簡述了脂肪酶及其固定化方法，並對固定化脂肪酶的應用，特別是固定化脂肪酶催化劑在生物柴油上的應用進行了研究。
關鍵詞：脂肪酶；固定化方法；生物柴油；吸附法；共價結合法；交聯法
中圖分類號：Q814 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2011）36-0078-02
一、脂肪酶及固定化脂肪酶研究現狀
（一）脂肪酶簡介
脂肪酶又稱三酰基甘油酰基水解酶，是一類可以催化甘油三酯合成和分解的酶的總稱，普遍存在於動、植物和微生物中，是一種專一、高效的生物催化劑。工業化的脂肪酶主要有動物脂肪酶（主要來動物的胰髒）和微生物脂肪酶。
（二）固定化脂肪酶研究現狀
固定化酶是在1971年美國Henniker New Hampshire舉行的酶工程會議上首次提出的，定義為酶用物理或化學方法固定在空間的一個特定區域保存酶的催化活性並且可以重複和連續使用。
早在20世紀90年代末，日本大阪政科技研究所對固定化脂肪酶催化轉酯化植物油脂做了大量研究，並進行了初步工業化設計。利用丹麥諾維信（Novozymes）公司生產的固定化假絲酵母脂肪酶Novozym435，Y. Shimada等成功利用三步法（即每次分別加入1/3計量的甲醇）在30℃下反應48h，轉化率達97.3％。
近幾年，將酶固定化，使反應後酶可回收和多次重複利用，則有可能降低酶的使用成本，促進酶法合成工藝在酯交換反應製備生物柴油生產中的推廣應用，然而在這方麵國內僅有少數成功報道。
二、酶的固定化方法
酶的催化作用主要由其活性中心完成，酶蛋白的構象也與酶活性密切相關。因此酶的固定化應盡量在溫和條件下進行，以避免酶蛋白的高級結構遭到破壞。
（一）吸附法
利用酶與載體吸附劑之間的非特異性吸附作用，將酶固定在吸附劑上。它分為物理吸附法和離子吸附法。物理吸附作用的因素有：範德華力、氫鍵、疏水作用和靜電作用等。此法的優點是操作簡單，處理條件溫和，對酶的損害作用小。但同時也存在酶與載體相互作用力弱，酶易脫落等缺點。離子吸附法是酶通過離子鍵吸附於具有離子交換基的水不溶性載體的固定化方法。
（二）共價結合法
酶以共價鍵結合於載體的固定化方法。此法或是先將載體有關基團活化，然後與酶的有關基團發生偶聯反應；或是在載體上接上一個雙功能試劑，然後將酶偶聯上去。活化與偶聯的方法多種多樣，主要有重氮化法、溴化氰亞胺碳酸基法、芳香烴基化法等。與載體共價結合的酶的功能基團包括氨基、羧基、羥基、酚基等。由於酶與載體結合較牢固，酶不易脫落，穩定性好，在固定化酶的製備方法中此法研究最為活躍和深入。
（三）交聯法
利用雙功能或多功能試劑，使酶分子之間發生交聯，凝集呈網狀，而成固定化酶，戊二醛是應用最廣的雙功能試劑。此外，可用作交聯劑的還有雙重氨聯苯4，4-異硫氰二苯基-2，2-二磺酸、甲苯-2-異氰酸-4-異硫氰酸等。此法與共價結合法一樣，也是利用共價鍵固定酶，不同的是它不使用載體，交聯法廣泛應用於酶膜和免疫分子膜的製備，操作簡單，結合牢固。
（四）包埋法
將酶分子包埋於凝膠的網眼中或半滲透的聚合物膜腔中，以達到固定化酶的方法。包括網格型和微囊型兩種，網格和微囊的結構可以防止酶滲出到周圍介質中，但底物仍能滲入到網格或微囊內與酶接觸。包埋法一般不需要與酶蛋白的氨基酸殘基進行結合反應，很少改變酶的高級結構，酶活回收率較高，因此可應用於許多酶、微生物和細胞器的固定化。
三、固定化脂肪酶的應用
（一）催化水解反應