酶在环保领域的应用

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1、脂肪酶在环保领域的应用Contents脂肪酶脂肪酶在环保领域的应用研究与应用现状1231脂肪酶脂肪酶是一种具有多种催化能力的酶，可以催化三酰甘油酯及其他一些水不溶性酯类的水解（如磷脂酶、溶血磷脂酶、胆固醇酯酶、酰肽水解酶活性等），形成脂肪酸、甘油二酯、甘油单酯、甘油。具有优良的底物特异性，立体选择性和有机溶剂稳定性而研究表明，脂肪酶除了能够催化甘油酯类化合物的水解和合成之外，还可以用于催化酯交换反应、生物表面活性剂的合成、多肽合成、聚合物的合成和药物的合成等。尤其是利用某些脂肪酶的立体专一性，催化旋光异构体的拆分和手性药物的合成成为

2、酶工程领域研究的新热点。脂肪酶是一种特殊的酯键水解酶，只作用于异相系统（油水界面）。而其不同活性的发挥依赖于反应体系的特点，如在油水界面促进酯水解，而在有机相中可以酶促合成和酯交换。1.1脂肪酶催化的反应1.2脂肪酶来源动物：胰脏和脂肪组织，肠液中含有少量脂肪酶。肉食动物的胃液中含有少量的丁酸甘油酯酶。植物：油料作物的种子，如麻子、小麦胚芽、米糠等。微生物：真菌（曲霉、青霉、毛霉、米根霉、酵母等）；细菌（假单胞菌等）。123广泛存在于：1.3微生物脂肪酶微生物脂肪酶是一种重要的工业酶类。与动植物脂肪酶相比，微生物脂肪酶有更广的作用P

3、H范围和温度范围及便于进行工业生产和获取高纯度制剂。尤其因在油脂化工和有机合成工业中，酶催化反应有条件温和、耗能低、原料要求低、成品质量高等优点而得到广泛应用。动植物中脂肪酶含量、种类有限，工业主要利用微生物进行发酵生产。经国内外多年的深入研究，能应用于工业生产脂肪酶的微生物种类不断增加。目前脂肪酶生产菌种已遍及细菌、酵母及霉菌各大类中。近期公布的36种不同来源的商业化脂肪酶中，有19种来源于真菌，8种来源于细菌。同时随着生物技术的不断发展（酶固定化技术、界面酶学和非水解酶学研究的突破性进展），逐步扩展了微生物脂肪酶应用领域。微生物

4、脂肪酶的多功能性不仅对传统的工业领域具有重要的影响，而且在许多新的工业领域，如环保领域也得到了广泛的应用。2脂肪酶在环保领域的应用每年由于各种原因排入海中的废油脂达200万t，如不及时处理，不仅会造成鱼类的大量死亡，而且废油脂中的有害物质也会通过食物链进入人体。餐饮业废油脂是现代餐饮业的副产品，由于经过多次反复高温煎炸，其中不仅游离脂肪酸含量高，而且含有上百种醛、酮和聚合物等氧化产物。这些废油脂除部分用于生产低附加值的肥皂外，大部分非法进入饮食业，极大地威胁着人的身体健康。有调查数据显示，中国人一年大约要吃掉近300万吨“地沟油”。

5、预计我国每年全国废塑料总量将达到3500万t，其污染所造成的环境压力不言而喻。如何处理这些垃圾成为当务之急。而从长远来看，研究开发可降解材料迫在眉急。如果在这些废弃塑料中有30％为可降解塑料，那么我们的环境将会得到大大的改善。庞大的塑料垃圾塑料包装材料5000万吨其中超过1/3为一次性发泡材料30%土地利用地膜+农业育苗钵及保鲜膜约1000万吨其他废弃塑料约1000万吨每年全国废塑料总量将达到3500万吨微生物脂肪酶生物技术应用于被污染环境的修复以及废物处理是一个新兴的领域。由于大多数低温脂肪酶都有着比较低的最适酶活反应温度（接近自

6、然环境温度），因此它们在环境修复领域有极大用武之地。脂肪酶不仅可用于去除低温状态下工业废物中的油脂（如石油开采和炼制过程中产生的油泄漏，脂类加工所产生的含脂废物和饮食业产生的含油脂废物等），还可以处理大量的城市和生活含脂废水和废物。用低温脂肪酶处理这些含脂废弃物时，所需附加的热能低，且安全、高效，不会造成二次污染，对环境保护有非常积极的意义。生物降解塑料在可降解塑料中最具发展前途。世界上的生物降解塑料主要是采用脂肪族聚酯或脂肪族聚酯混合淀粉制造的。传统的脂肪族聚酯合成方法反应温度通常≥190℃，并且其金属催化剂很难除去，限制了其应用

7、领域。而酶催化法具有高选择性、反应条件温和、催化剂无毒害等优点，成为一种新型的环境友好绿色化学技术，为生物可降解聚合物的合成开辟了一条全新的道路。目前已经可以利用脂肪酶的有机介质催化合成聚酯类物质、聚糖脂类物质，利用蛋白酶或脂肪酶合成多肽类或聚酰胺类物质。脂肪族聚酯主要包括以石油为原料合成的聚己（PCL）、聚丁烯（PBS）及共聚体，还有以可再生资源为原料生产的聚乳酸、由微生物生产的聚羟基酪酸（PHB）等。2.1脂肪酶在消除白色污染的应用这些聚酯类物质一般都是微生物内源性物质，可利用微生物发酵生产，由此形成的塑料和地膜可以被微生物或相

8、应的酶降解，成为水和二氧化碳，因此不会对环境产生危害。同时因其有高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在许多领域有广泛应用。单纯的脂肪族聚酯（如聚已内酯PCL）虽然具有较好的生物降解性，并且与其它广泛使用的塑料树脂具有良好的相容性，但耐