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脂肪酶能使脂肪水解為脂肪酸和甘油的酶。這里指的脂肪為生物產(chǎn)生的天然脂肪。其水解特征之一是酯鍵水解，水解三酸甘油酯的α-、α′-位的速度快，而β-位的速度慢；特征之二是本酶只能在異相系統(tǒng)，即油-水的界面上進(jìn)行水解反應(yīng)，對(duì)均勻分散的或水溶性的底物不作用，或作用極緩慢，因此，為了增加水-油界面，可加入乳化劑或加強(qiáng)攪拌及震蕩。本品是一種白色或淺棕色的結(jié)晶性粉末。廣泛存在于動(dòng)植物界。最適宜pH=7～9。最適溫度為40～60℃。幾乎不溶于乙醇、乙醚和氯仿，溶于水。
脂肪酶是一種普遍存在于生物體的酶類，具有重要的生理學(xué)意義，同時(shí)也具有工業(yè)化應(yīng)用的潛在可能性。脂肪酶能夠催化三酰甘油酯水解成為甘油和游離脂肪酸，而在有機(jī)相中，脂肪酶則催化酯化、酯交換以及轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)。在真核生物體內(nèi)，脂肪酶參與許多類脂化合物的代謝過程，包括脂肪的消化、吸收、利用以及脂蛋白的代謝。在植物中，脂肪酶存在于儲(chǔ)存能量的組織中。脂肪酶在微生物界分布很廣，大約65個(gè)屬微生物可產(chǎn)脂肪酶，其中細(xì)菌有28個(gè)屬、放線菌4個(gè)屬、酵母菌10個(gè)屬、其它真菌23個(gè)屬，但實(shí)際上微生物脂肪酶分布遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個(gè)數(shù)目。
脂肪酶是一類能夠作用于羧酸酯鍵的水解酶。脂肪酶的生物學(xué)特性是將甘油三酯水解為甘油二酯、單甘酯、脂肪酸及甘油。另外，脂肪酶除了具有水解羧酸酯鍵的天然作用外，在非水相體系中，還能夠催化酯化、酯交換和轉(zhuǎn)酯化等反應(yīng)的進(jìn)行。脂肪酶的這些特性使得其被廣泛的應(yīng)用于食品、藥物、洗滌劑、皮革制品、造紙工業(yè)以及生物柴油的制造中。
脂肪酶可以催化油脂水解，酯交換、酯合成等反應(yīng)，這使得其在油脂工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。如利用脂肪酶生產(chǎn)制作巧克力的原料代可可酯，脂肪酶可以在非水相中催化酯交換反應(yīng)，將價(jià)格低廉的棕櫚油改性為價(jià)格較高的代可可脂，對(duì)于食品工業(yè)有較大的實(shí)際意義，因此這一工藝受到廣泛的重視，近年來已有多項(xiàng)研究圍繞其展開。
1）酶促油脂水解脂肪酶的天然作用底物為油脂類化合物，在水相中，脂肪酶催化油脂水解為甘油和脂肪酸，脂肪酶催化的這種反應(yīng)被稱為油脂水解反應(yīng)，它在脂肪酸與肥皂工業(yè)上廣泛應(yīng)用。隨著脂肪酶工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)的日趨成熟，脂肪酶生產(chǎn)的成本和市場(chǎng)銷售價(jià)格逐漸降低，目前，在油脂水解工業(yè)中，脂肪酶作為生物催化劑已逐漸取代傳統(tǒng)催化劑。
2）酶促酯化反應(yīng)脂肪酶在非水相體系中可以催化脂肪酸同醇的酯化反應(yīng)。傳統(tǒng)的酯化工藝采用的是化學(xué)方法，常用的催化劑為金屬或強(qiáng)堿性物質(zhì)以及無機(jī)酸等，但是化學(xué)法生產(chǎn)得到的產(chǎn)物副產(chǎn)品較多切成分不確定，給產(chǎn)品的安全應(yīng)用以及后續(xù)的分離純化過程造成很大的麻煩。利用脂肪酶生產(chǎn)的多種短鏈脂肪酸酯因具有特殊的風(fēng)味和香氣被廣泛的應(yīng)用于食品和化妝品中，目前已有利用脂肪酶生產(chǎn)的醋酸異戊酯、異丁酸戊酯等多種芳香酯在工業(yè)上得到了應(yīng)用。
3）酶促酯交換反應(yīng)酯交換反應(yīng)(transesterification)，即酯與醇在酸、堿或者生物酶等催化劑的催化下生成一個(gè)新酯和一個(gè)新醇的反應(yīng)，即酯的醇解反應(yīng)。近年來，利用脂肪酶生產(chǎn)人乳替代品以及生產(chǎn)高、低能量的多不飽和脂肪酸也逐漸成為新的研究熱點(diǎn)。
4）脂肪酶在乳品工業(yè)中的應(yīng)用脂肪酶主要應(yīng)用于乳酯水解包括奶酪和奶粉風(fēng)味的增強(qiáng)奶酪的熟化、代用奶制品的生產(chǎn)、奶油及冰淇淋的酯解改性等。脂肪酶作用于乳酯并產(chǎn)生脂肪酸，能賦予奶制品獨(dú)特的風(fēng)味。脂肪酶在生產(chǎn)酶改性奶酪制品中起關(guān)鍵作用，酶改性奶酪中含有的游離脂肪酸比只經(jīng)過普通處理的奶酪中要高10倍以上，這對(duì)于其作為風(fēng)味增強(qiáng)劑是十分有利的。
5）脂肪酶在焙烤食品中的應(yīng)用脂肪酶是酶制劑的一種，酶的所有特性它都具有，與其他酶制劑如葡萄糖氧化酶復(fù)配后加入到面團(tuán)中能夠取代化學(xué)增筋劑溴酸鉀，能夠提高面包入爐急脹率，增大面包體積，且對(duì)面包芯有二次增白作用。脂肪酶能催化甘油三酯水解生成甘油二酯、甘油一酯或甘油，因此，脂肪酶可以提高烘焙制品的安全性以及改善口感和風(fēng)味。脂肪酶還能夠提高面制品的烘焙品質(zhì)、改善面包質(zhì)地、延長(zhǎng)制品的貨架期。
在醫(yī)藥領(lǐng)域中，脂肪酶是非常重要的藥物作用靶點(diǎn)或標(biāo)記物同時(shí)也可以用來生產(chǎn)多不飽和脂肪酸等多種醫(yī)藥中間體；同時(shí)隨著環(huán)境保護(hù)的意識(shí)越來越強(qiáng)，生產(chǎn)易于被生物降解的無污染洗滌劑已經(jīng)是現(xiàn)代洗滌劑發(fā)展的方向，而將脂肪酶加入洗滌劑中可大大提高其去污效果，并且脂肪酶是生物產(chǎn)品，易被降解，不污染環(huán)境；在皮革加工過程中需要把皮毛上脂肪去除。
以前主要是用石灰掩埋去除，但效果不明顯，現(xiàn)在利用脂肪酶的特性將依附脂肪分解成易于祛除的脂肪酸和甘油。用酶對(duì)各種動(dòng)物皮毛進(jìn)行處理，其脫脂效果明顯，可提高皮革質(zhì)量；另外，脂肪酶還被用于造紙工業(yè)，主要是利用脂肪酶除去造紙出現(xiàn)的洽脂。生物柴油是生物質(zhì)能的一種形式，生物酶法生產(chǎn)生物柴油是通過脂肪酶進(jìn)行酯化反應(yīng)，制備相應(yīng)的脂肪酸酯。酶催化法對(duì)原料沒有特殊要求，可以廢油脂、高酸油脂等為原料進(jìn)行生產(chǎn)，且產(chǎn)物提取簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和、醇用量小、甘油易回收和無廢物產(chǎn)生，在此過程還能合成一些高價(jià)值的產(chǎn)品，增加經(jīng)濟(jì)效益。
一種采用固定化馬抗體提取純化脂肪酶的方法，包括步驟：
S1：將產(chǎn)脂肪酶的假單胞菌ATCC21808的單一菌落置于裝有25mL搖瓶培養(yǎng)液的250mL搖瓶中，在28℃、200rpm條件下培養(yǎng)20h，然后按10％的接種量轉(zhuǎn)入發(fā)酵培養(yǎng)液中，在28℃、200rpm條件下培養(yǎng)68h，得到發(fā)酵液；其中，每升搖瓶培養(yǎng)液中包括：酵母提取物5g、蛋白胨5g、植物油10g，余量為水；pH值為7.0；每升發(fā)酵培養(yǎng)液中包括：酵母提取物10g、蛋白胨5g、NaCl0.5g、植物油10g，余量為水；pH值為7.0；
S2：將發(fā)酵液離心，收集上清液，得到脂肪酶粗酶液；其中，離心是采用高速冷凍離心機(jī)，在4℃、10800g條件下離心15min；
S3：將脂肪酶粗酶液上固定化馬抗體柱，上柱期間，檢測(cè)流出液的脂肪酶活性，直到有脂肪酶活性流出，停止上液；之后用pH值為7.2的0.1M的磷酸氫二鈉-磷酸二氫鉀緩沖液洗柱，再采用pH值為3的0.1M磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液洗脫，收集洗脫液，得到純化后的脂肪酶；并且待酶流出后，立即用pH值為8的1M的磷酸氫二鈉-磷酸二氫鉀緩沖液洗柱至中性，也用該溶液調(diào)洗脫液至pH值至7；其中，固定化馬抗體柱的制備方法包括步驟：選4匹蒙古馬(重量和對(duì)應(yīng)的年齡分別為：重量為240公斤且年齡為3歲、重量為290公斤且年齡為5歲、重量為320公斤且年齡為7歲、重量為360公斤且年齡為10歲)，每?jī)芍苊庖咭淮危策M(jìn)行12周的免疫，每次2mL，劑量分別為15mg脂肪酶加等量的弗氏完全佐劑，多點(diǎn)皮下免疫，ELISA檢測(cè)抗體滴度大于1：10000后收集抗血清；將抗血清離心除去細(xì)胞成分和其他沉淀物，收集上清液后采用proteinA或proteinG親和層析柱純化出多克隆抗體；將多克隆抗體與活化的Sepharose2B連接，得到固定化馬抗體柱；
S4：在純化后的脂肪酶中加入聚乙二醇，使脂肪酶沉淀；之后離心，收集沉淀；將沉淀透析后凍干干燥，得到脂肪酶，酶活經(jīng)測(cè)定達(dá)15-25萬(wàn)單位/克；其中，離心是在4℃、000g條件下離心8min。
[1] 實(shí)用精細(xì)化工辭典
[2] 微生物脂肪酶的研究與應(yīng)用
[3] CN201910183987.8采用固定化馬抗體提取純化脂肪酶的方法