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1、脂肪酶是工業(yè)應(yīng)用中最為廣泛的酶制劑之一,可應(yīng)用于食品、洗滌劑、制藥、皮革、紡織、化妝品、造紙工業(yè)和生物柴油等領(lǐng)域。天然的脂肪酶穩(wěn)定性一般較差,而工業(yè)應(yīng)用上在生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)工程中對(duì)于酶的活性和穩(wěn)定性都有一定的要求。因此需要對(duì)酶進(jìn)行改造修飾從而提高酶的活性和穩(wěn)定性。
在近些年的研究中,脂肪酶改性的方法主要有蛋白質(zhì)工程(包括定向進(jìn)化和理性設(shè)計(jì))、脂肪酶的固定化(吸附法、共價(jià)結(jié)合法、包埋法)。這些方法都能夠一定程度上有效的改善脂肪酶
2、的性能。但是蛋白質(zhì)工程耗時(shí)長(zhǎng),操作繁瑣,而固定化需要考慮載體的選擇和成本問(wèn)題,因此我們希望通過(guò)一種簡(jiǎn)單有效的方法對(duì)脂肪酶進(jìn)行改性修飾來(lái)達(dá)到我們預(yù)期的目的。谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(TGase)是食品蛋白加工中常用的一種交聯(lián)劑。它可以催化蛋白質(zhì)或多肽的谷氨酸(Glu)的γ-羧酰胺殘基和賴(lài)氨酸(Lys)的ε-氨基發(fā)生?;D(zhuǎn)移反應(yīng),生成異肽鍵(ε-(γ-谷氨酰胺)-賴(lài)氨酸),從而使蛋白質(zhì)分子之間或之內(nèi)發(fā)生共價(jià)交聯(lián)。谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶在食品加工中可以有效的改
3、善食品蛋白的穩(wěn)定性、溶解性、保水性等性質(zhì)。而酶分子也是一種蛋白質(zhì),因此本論文將谷氨酰胺轉(zhuǎn)酶應(yīng)用于脂肪酶的改性修飾過(guò)程。
與戊二醛等傳統(tǒng)化學(xué)交聯(lián)劑相比,TGase安全、無(wú)毒且生物相容性好。研究過(guò)程中對(duì)TGase催化制備交聯(lián)酶的條件進(jìn)行了優(yōu)化,并對(duì)交聯(lián)體系中的保護(hù)蛋白進(jìn)行了篩選,最后得出最優(yōu)的反應(yīng)條件為T(mén)Gase添加量為120U/g lip,反應(yīng)體系pH7(離子強(qiáng)度100mM),25℃,180rpm,反應(yīng)24h,最適保護(hù)蛋白為明膠
4、,添加量為脂肪酶∶明膠=2∶1。通過(guò)脂肪酶的熱穩(wěn)定實(shí)驗(yàn),TGase催化制備的交聯(lián)脂肪酶在50℃,1h條件下酶活基本沒(méi)有損失,而游離脂肪酶在1h后,酶活保留率僅在20%左右,說(shuō)明采用這種方式交聯(lián)后可以有效改善酶的熱穩(wěn)定性。此外我們還選取了不同來(lái)源的脂肪酶(如lipase Mfrom Mucor Javanicus、lipase Gfrom Penicillium Camemberti、lipase Afrom Aspergillus ni
5、ger、lipase from porcine pancreas等)利用此方法進(jìn)行了改性修飾,證明了此方法具有一定的普適性。通過(guò)不伺的分析手段如電鏡、熒光光譜、圓二色譜對(duì)交聯(lián)脂肪酶進(jìn)行了分析表征,通過(guò)電鏡分析交聯(lián)酶分子的尺寸變大,熒光光譜分析發(fā)現(xiàn)交聯(lián)酶在400nm左右出現(xiàn)新的發(fā)射峰,圓二色譜分析交聯(lián)酶的α-Helix解構(gòu)有所減少。除了提高了脂肪酶的活性和穩(wěn)定性,我們還發(fā)現(xiàn)脂肪酶的過(guò)氧化氫耐受性有了一定的提高,因此我們將交聯(lián)脂肪酶應(yīng)用于油
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