微生物發(fā)酵生產(chǎn)脂肪酶的研究進(jìn)展

李楊 商談

摘?要：酶的開發(fā)和應(yīng)用具有巨大市場(chǎng)前景。一般情況下酶被利用在日常食品的發(fā)酵，以及洗滌劑、制藥等新的領(lǐng)域的應(yīng)用，同時(shí)因?yàn)槊傅闹匾灾久敢彩艿綇V泛關(guān)注。市場(chǎng)對(duì)脂肪酶的需求不斷增長(zhǎng)，從而使對(duì)于生產(chǎn)脂肪酶的研究也在不斷的提高，現(xiàn)在的市場(chǎng)上較多情況都是利用微生物的發(fā)酵來(lái)制造和生產(chǎn)脂肪酶。但是由于目前商業(yè)化的脂肪酶成本相對(duì)較高，因此探索如何去提高脂肪酶的產(chǎn)量以及利用率是目前需要解決的問題。我們通過研究發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的發(fā)酵培養(yǎng)技術(shù)降低了脂肪酶的生產(chǎn)成本，同時(shí)可以很好的提高生產(chǎn)脂肪酶的效率。

關(guān)鍵詞：脂肪酶;微生物;發(fā)酵

一、什么是脂肪酶以及脂肪酶如何生產(chǎn)

（1）脂肪酶學(xué)名是三?；视王；饷?，能夠催化油脂發(fā)生水解反應(yīng)，生成脂肪酸和甘油等物質(zhì)。脂肪酶是酶類的一種，其本質(zhì)是由氨基酸組成的蛋白質(zhì)物質(zhì)，由于脂肪酶有專一性，所以只對(duì)一種脂肪起作用，不同結(jié)構(gòu)的脂肪酶其可以發(fā)生作用的油脂類物質(zhì)也不同。脂肪酶最早于1834年被發(fā)現(xiàn)，是生物體內(nèi)極其重要的代謝酶，是人體和生物體代謝過程中不可缺少的酶類。有了脂肪酶，人體和生物體攝入的油脂類物質(zhì)才能被腸道吸收。隨著時(shí)代的發(fā)展，脂肪酶也逐漸被應(yīng)用在工業(yè)上。

（2）通常情況下我們會(huì)利用的脂肪酶主要來(lái)源于微生物的發(fā)酵。產(chǎn)脂肪酶的菌類主要有黑曲霉菌、熒光假單胞菌、白地霉無(wú)根根霉菌、毛霉圓柱假絲酵母菌、巢子須霉德氏根霉菌、多球菌綿毛狀腐質(zhì)霉菌、圓弧青霉黏質(zhì)色桿菌。而國(guó)內(nèi)用于生產(chǎn)提取脂肪酶的菌種以黑曲霉為主，采用液體深層發(fā)酵的方法。脂肪酶發(fā)酵菌還用于工業(yè)生產(chǎn)，其產(chǎn)量和產(chǎn)酶質(zhì)量必然是各大生產(chǎn)廠家最關(guān)注的問題。因此科研人員采用誘變技術(shù)對(duì)脂肪酶不斷作用引起其基因突變并且一步一步進(jìn)行篩選，最終得出可以用于工業(yè)生產(chǎn)的高產(chǎn)菌株。高產(chǎn)菌株的產(chǎn)酶能力是一般菌株的幾十倍甚至上百倍。富集培養(yǎng)基用于增加所采集樣本中微生物的數(shù)量，以避免把某些微生物漏掉，所以通常用全營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基。初篩培養(yǎng)基用于把不產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物的微生物去掉，把產(chǎn)生目標(biāo)產(chǎn)物的微生物挑選出來(lái)，所以一般要用目標(biāo)產(chǎn)物的底物作該類物質(zhì)的唯一來(lái)源。例如，如果篩選產(chǎn)纖維素酶的微生物，就在初篩時(shí)，用纖維素作唯一碳源;如果篩選產(chǎn)菊糖酶的微生物，就用菊粉為唯一碳源。這樣一來(lái)，不能產(chǎn)生目標(biāo)產(chǎn)物的微生物就無(wú)法生長(zhǎng)，而能夠生長(zhǎng)的一定是能夠產(chǎn)生目標(biāo)產(chǎn)物的微生物。復(fù)篩培養(yǎng)基的作用是挑選出高產(chǎn)菌株，有時(shí)，還附帶確定初步的產(chǎn)物產(chǎn)生條件。仍以纖維素酶產(chǎn)生菌為例，培養(yǎng)基用纖維素為唯一碳源，制平板，微生物生長(zhǎng)后，看透明圈，直徑越大，產(chǎn)生的酶就越多（或酶活力越高）。挑選出高產(chǎn)菌株，用液體培養(yǎng)，取樣測(cè)酶活力，再次挑選出高產(chǎn)菌株。用正交試驗(yàn)初步確定產(chǎn)酶條件?；旧弦恢ЬN就這樣篩選出來(lái)了。當(dāng)然，實(shí)際情況可能復(fù)雜得多，如篩選不到想要的微生物、產(chǎn)物存在，但活性太低，沒有實(shí)用價(jià)值等等。反正若是想得到一支好的微生物菌種著實(shí)不易。

二、如何提高脂肪酶的產(chǎn)量

（1）我們都知道，脂肪酶是一種活性很大的物質(zhì)，而其生物分類屬于蛋白質(zhì)類有機(jī)物。因此，我們可以通過對(duì)比蛋白質(zhì)類似物質(zhì)來(lái)發(fā)現(xiàn)如何提高脂肪酶的產(chǎn)量。通過研究發(fā)現(xiàn)脂肪酶的活性主要是受到脂肪酶所處的具體環(huán)境影響，如溫度等因素，所以我們可以通過觀察酶的所處的環(huán)境來(lái)確定脂肪酶的活性是否受其影響。除此之外，在使用微生物生產(chǎn)脂肪酶的過程中一定要確保在生產(chǎn)的環(huán)境中是否有其他的微生物抑制劑，從而使生產(chǎn)出來(lái)的脂肪酶的純度達(dá)到要求的高度。

（2）根據(jù)脂肪酶的特性可以得出影響微生物發(fā)酵脂肪酶的產(chǎn)量的因素，即可以從脂肪酶菌株的改造、脂肪酶基因的改良、脂肪酶發(fā)酵工程和脂肪酶后期處理等四個(gè)方面來(lái)提高微生物脂肪酶產(chǎn)量。眾所周知，脂肪酶基因的改良是最直接的一個(gè)辦法，而脂肪酶基因的穩(wěn)定性則是需要對(duì)脂肪酶改良的一個(gè)性質(zhì)。而對(duì)另外兩個(gè)因素脂肪酶發(fā)酵工程和脂肪酶后期處理來(lái)說(shuō)，同樣可以很好的增強(qiáng)脂肪酶的產(chǎn)量，通過對(duì)脂肪酶的后期處理可以提高脂肪酶在微生物發(fā)酵之后的利用率。我們通過研究發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的發(fā)酵培養(yǎng)技術(shù)降低了脂肪酶的生產(chǎn)成本，同時(shí)可以很好的提高生產(chǎn)脂肪酶的效率。

（3）除此之外，我們希望通過提高脂肪酶的產(chǎn)量和利用率來(lái)為微生物發(fā)酵生產(chǎn)脂肪酶的工業(yè)生產(chǎn)上提高更好的方法。所以我們提高調(diào)查發(fā)現(xiàn)細(xì)菌、真菌的存在對(duì)于脂肪酶的含量有著很大的影響，所以說(shuō)這同樣也是一個(gè)提高脂肪酶產(chǎn)量的重要因素?？梢栽谶m宜微生物生長(zhǎng)的PH環(huán)境下，加入一些細(xì)菌、真菌，從而提高脂肪酶的產(chǎn)量。同時(shí)因?yàn)榧?xì)菌、真菌比較容易培養(yǎng)，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中也比較容易獲取。因此我們希望使用在微生物生產(chǎn)脂肪酶的過程中添加細(xì)菌、真菌等來(lái)提高脂肪酶的產(chǎn)量，而這種改良的方法生產(chǎn)出來(lái)的脂肪酶也適合于工業(yè)的生產(chǎn)，同時(shí)也更容易獲得高純度的脂肪酶樣品。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，脂肪酶是酶類的一種，可以進(jìn)行水解反應(yīng)以及酯化反應(yīng)。而其本質(zhì)是由氨基酸組成的蛋白質(zhì)物質(zhì)。因?yàn)橹久笇儆诘鞍踪|(zhì)的一種，我們可以通過對(duì)比蛋白質(zhì)類似物質(zhì)來(lái)發(fā)現(xiàn)如何提高脂肪酶的產(chǎn)量。通過研究發(fā)現(xiàn)脂肪酶的活性主要是受到脂肪酶所處的具體環(huán)境影響，如溫度等因素。通過使用高產(chǎn)的菌株來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)脂肪酶，其產(chǎn)酶能力是一般菌株的幾十倍甚至上百倍。在富集培養(yǎng)基用于增加所采集樣本中微生物的數(shù)量，以避免把某些微生物漏掉，所以通常用全營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基。脂肪酶在微生物中有廣泛的分布，其產(chǎn)生菌主要是霉菌和細(xì)菌。我們通過研究發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的發(fā)酵培養(yǎng)技術(shù)降低了脂肪酶的生產(chǎn)成本，同時(shí)可以很好的去提高生產(chǎn)脂肪酶的效率。最后，我們希望通過提高脂肪酶的產(chǎn)量和利用率來(lái)為微生物脂肪酶的規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)提供方法性指導(dǎo)。

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