鹼性脂肪酶
鹼性脂肪酶
在國際市場上的一個新酶種。
鹼性脂肪酶是一種新型洗滌劑用酶,主要用途是作為洗滌劑的新酶種。它的特性能分解衣物油污成甘油二脂、甘油單脂及脂肪酸等較易溶於水的物質,從而顯著提高洗衣粉的洗滌效果,尤其是去除黃斑的效果。我們常用各種含酶洗衣粉,其中的酶製劑主要有鹼性蛋白酶和鹼性脂肪酶。鹼性蛋白酶用於分解蛋白質類污物,如汗漬、血漬等。鹼性脂肪酶則主要作用於脂肪酸及其酯類污物,也就是我們通常所指的油污類。
在洗滌劑中加入酸可以提高去污力、降低表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量,使洗滌劑朝低磷或無磷化的方向發展、減少環境污染、發揮洗滌的新功能。酶作為一種生物製劑,無毒並能完全生物降解、對環境的生態平衡起良性的作用。
人們對穿過的衣服附著污垢的分析發現,人體表面分佈著由皮脂腺分泌的皮脂類脂肪污垢、皮膚表面老化的表皮角質層碎片類蛋白污垢、大氣中遊離的灰塵無機污垢,其中脂肪污垢,據季節和衣服種類的不同約佔總污垢量3/4。以前的洗滌劑,僅靠表面活性劑的作用不能完全除去浸入纖維中的各種甘油三酸酯類脂肪污垢,這種殘留的脂肪污垢和空氣中的氧起反應,使纖維變黃變黑。而脂肪酸能高效地將甘油三酯分解為容易去除的脂肪酸、甘油二酯、甘油一酯和甘油等,因此大大提高了對脂肪污垢的去除。
早在20世紀初就已經開始有人嘗試將源於動物的酶用於織物的洗滌以除去污垢;50年代,瑞士和美國進行了來源於微生物洗滌酶的研究和試製,酶的耐鹼性得以改善;60年代初耐鹼性和耐熱性的蛋白酶試製成功。正式將酶用在合成洗滌劑配方中;60年代末由於酶安全性問題使消費者對加酶洗滌劑產生了懷疑,導致酶在合成洗滌劑工業中的使用量急劇下降;70年代酶製劑的安全操作問題得到解決以後又恢復上升趨勢;8O年代後進行酶的新用途、新類型、新品種、新製劑式的開發。
洗滌劑用鹼性脂肪酶的研究開發是一項高科技項目,在合成洗滌劑中的廣泛使用應是:8O年代末丹麥NoVo公司推出的鹼性脂肪酶Liposolase。有人調查目前歐洲的去污劑有75%是加入了脂肪酶,日本加脂肪酸的洗衣粉約為55%,美國也有33%。我國非常重視鹼性脂肪酶的研究開發工作,早在“八五”期間就被列入國家重點攻關計劃,“九五”期間再次列為國家重點攻關項目。目前,已有大批量的國產減脂酶推向市場。
微生物提取物,一般用菌類發酵提取。根據現有資料統計表明,細菌有28個屬,放線菌有4個屬,酵母菌有10個屬,其他真菌有23個屬共計65個屬的微生物能產生脂肪酶。還有根據這些菌種進行基因工程改造而獲取的人造高產菌種。
脂肪酶的生產流程一般為:微生物菌種(斜面)孢子→茄子瓶孢子→孢子懸液→種子罐→發酵罐→發酵液→鹽析→壓濾→乾燥→粉碎→工業用酶。
脂肪酶在清潔劑工業的應用
用來做為家庭或工業用清潔劑的添加物,是脂肪酶的最大商業應用領域。根據統計,1995年全球的酵素銷售總值約在3千萬美元,其中清潔劑酵素就佔了百分之三十,平均每年估計有一千噸的脂肪酶被加到一百三十萬噸的清潔劑中。
脂肪酶在食品工業的應用
利用脂肪酶來生產兼具機能性與保健療效的新結構油脂及其衍生物,例如油脂改造(例如可可脂替代品、增加一般動植物油脂中PUFA的含量)。乳化劑(例如glucose esters),抗氧化劑,香料等,不僅增加油脂的廣泛應用性,也提升油脂工業的經濟效益與發展潛力。
脂肪酶在纖維及造紙工業的應用
用於木棉纖維的精鍊,使精鍊過程變得簡單,且不損傷木棉纖維。去除紙漿中的樹脂(pitch),包括三酸甘油酯及蠟,避免造紙過程中會產生嚴重破裂的情形。
脂肪酶在生物能源方面的應用
天然油脂和地溝油等與柴油的分子量範圍較為接近,油脂的主要成分為脂肪酸與甘油形成的酯,用脂肪酶將油脂水解,再經一系列化學轉化即可獲取生物柴油。
脂肪酶在製藥工業的應用
利用脂肪酶獨特的立體鏡像選擇性(Enantioselectivity),可以有效率地區別具有光學活性的立體異構物,以合成多種藥物如非類固醇之抗發炎藥物(如naproxen,ibuprofen,suprofen and ketoprofen),nikkomycin-B等抗生素,抗病毒藥物(如lamivudine,可用來對抗艾滋毒HIV),抗癌藥物、alkaloids、以及維生素等。
脂肪酶在生物感應器工業的應用
採用化學方法來定量分析脂質成份,不但花費昂貴而且耗費時間,較不符合經濟效益。以脂肪酶作成的生物感應器,是一種較為新的方法。脂肪酶生物感應器除了已被應用在臨床樣本的診斷外,新的應用領域還包括食品工業、飲料工業、環境污染物(如殺蟲劑)之分析以及製藥工業等。
脂肪酶在造酒中的應用
通過催化酒類中的脂肪分解,能產生特殊的香氣改善酒類風味,同時打開被脂肪包埋的澱粉加快發酵速度。