戴清源，朱秀靈

（1.安徽工程大學(xué)生物與化學(xué)工程學(xué)院，安徽蕪湖241000;2.微生物發(fā)酵安徽省工程技術(shù)研究中心，安徽蕪湖 241000）

非水相中脂肪酶催化合成糖酯類食品添加劑的研究進(jìn)展

戴清源1，2，朱秀靈1

（1.安徽工程大學(xué)生物與化學(xué)工程學(xué)院，安徽蕪湖241000;2.微生物發(fā)酵安徽省工程技術(shù)研究中心，安徽蕪湖 241000）

糖酯類食品添加劑是同時(shí)含有親水和疏水基團(tuán)、HLB值為1～16的一種非離子型表面活性劑，具有無臭、無味、無毒及優(yōu)良的表面性能等特點(diǎn)，在食品工業(yè)中具有誘人的應(yīng)用前景。脂肪酶非水相催化合成糖酯有著化學(xué)合成法無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，已引起眾多研究者的廣泛關(guān)注。本文就非水相中催化合成糖酯所用脂肪酶的來源、非水相體系、酶的催化活性、糖酯類食品添加劑的檢測(cè)方法及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述，并展望其發(fā)展前景。

脂肪酶催化，非水相，糖酯

食品添加劑被譽(yù)為現(xiàn)代食品工業(yè)的靈魂和食品工業(yè)創(chuàng)新的秘密武器［1］。糖酯類食品添加劑是以碳水化合物分支為親水基團(tuán)、一個(gè)或多個(gè)脂肪酸作為疏水基團(tuán)，同時(shí)具有親油和親水基團(tuán)的一種非離子型生物表面活性劑，是聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WHO）等推薦使用的食品添加劑［2］。但目前市場(chǎng)上出售的糖酯大多由化學(xué)法合成，反應(yīng)條件苛刻，通常需要在高溫、高壓下進(jìn)行，對(duì)酯鍵位置的選擇性差，酯鍵數(shù)量難于控制，高溫條件下易導(dǎo)致底物和產(chǎn)物的焦化、碳化，使產(chǎn)物色澤過深，與現(xiàn)在人們所追求的綠色化學(xué)不相適應(yīng)。而采用生物酶催化法合成糖酯，具有反應(yīng)條件溫和、易于控制、對(duì)酯鍵位置的選擇性較高、無二次污染、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，日益受到人們的重視［3］。脂肪酶（lipase，EC 3.1.1.3），即三?；视王；饷福╰riacylglycerol acylhydrolases），是在油水界面上催化水解甘油三酸酯生成相應(yīng)的脂肪酸和甘油的一類特殊的酯鍵水解酶［4］。自1984年Zaks A和Klibanov AM首次發(fā)表了關(guān)于非水相中脂肪酶的催化行為及熱穩(wěn)定性的研究報(bào)道［5］，非水相中脂肪酶的催化合成引起了廣泛的關(guān)注。本文就非水相中催化合成糖酯類食品添加劑的脂肪酶來源、非水相體系、脂肪酶在非水相中催化活性、糖酯類食品添加劑的檢測(cè)方法及在食品工業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述，以便于作者或相關(guān)學(xué)者更好地理解和深入探討與其相關(guān)的科學(xué)問題（如脂肪酶催化機(jī)理），尋求解決問題的方法和措施。

1 常用于糖酯合成的脂肪酶

脂肪酶廣泛存在于動(dòng)物、植物和微生物中，由于微生物種類多、繁殖快、易變異，且微生物脂肪酶來源豐富、作用pH和作用溫度范圍廣，適合于工業(yè)化生產(chǎn)和獲得高純度樣品，因此微生物脂肪酶是工業(yè)用脂肪酶的重要來源［6］。

目前，常用于合成糖酯的酶類主要是水解酶類，包括脂肪酶、蛋白酶等。脂肪酶是最早用于合成糖酯類化合物、也是非水相中酶促合成糖酯使用頻率最多的酶類［7－8］。其中，源于 Thermonyces lanuginosus的脂肪酶、源于 Candida antarctica的游離脂肪酶CAL－ B 及 固 定 化 脂 肪 酶 Novozym 435［9－10］、源 于Pseudom onas cepacea的脂肪酶 PSL、源于 Candida cylindracea的脂肪酶CCL以及豬胰脂肪酶PPL最為常用［11］。其它微生物脂肪酶，如Rhizopus delemar脂肪 酶［12］、Pseudomonas cepacia、Mucor miehei 和Thermomyces lanuginosus脂肪酶也可用于糖酯的合成［13］。例如，采用 Mucor miehei脂肪酶在 2－甲基－2－丁醇溶液中催化果糖和油酸，果糖油酸酯得率可達(dá)到83%;在異丙醚中采用豬胰脂肪酶對(duì)各種單糖進(jìn)行乙酰化，1－O－?；擒兆罡叩寐蕿?0%［8］。通常情況下，應(yīng)根據(jù)合成終產(chǎn)物——糖酯的類型、特征及合成條件等合理選擇脂肪酶。

2 脂肪酶催化合成糖酯的非水相體系

生物酶催化過程具有溫和、高效和專一的特點(diǎn)，但均是在水相中進(jìn)行的。而在非水相體系中，酶的活性低于其在水相中的活性;另外，具有親水性的糖分子在有機(jī)溶劑中的溶解度較低，不能與脂肪酸互溶形成均相，很難進(jìn)行糖酯的合成反應(yīng)。除此之外，許多具有較強(qiáng)親水性的有機(jī)溶劑（例如，吡啶、二甲基亞砜和二甲基甲酰胺）能很好地溶解糖和脂肪，但會(huì)導(dǎo)致酶穩(wěn)定性的大幅下降［3］。因此，有效選擇非水相體系，以提高非水相中糖分子的濃度，同時(shí)又能保持脂肪酶較高的活性和穩(wěn)定性是實(shí)現(xiàn)糖酯酶促合成的有效途徑［8］。

非水相酶催化主要用于實(shí)現(xiàn)那些在水相中無法或難以進(jìn)行的反應(yīng)，包括底物不溶于水的反應(yīng)和存在水解副反應(yīng)的反應(yīng)。非水相體系主要包括有機(jī)溶劑體系、無溶劑體系（solvent－free system）、離子液體、超臨界流體等體系［3，14－17］。

2.1 有機(jī)溶劑體系

有機(jī)溶劑體系中的酶催化是指酶在含有一定量水的有機(jī)溶劑中進(jìn)行的催化反應(yīng)，適用于底物或者產(chǎn)物為疏水性物質(zhì)的酶催化反應(yīng)。與水相反應(yīng)相比，有機(jī)相酶催化反應(yīng)具有以下優(yōu)點(diǎn):增加疏水性反應(yīng)物的溶解度，提高其轉(zhuǎn)化效率;促使反應(yīng)平衡向合成糖酯的方向移動(dòng);控制或改變酶對(duì)底物的專一性和選擇性;增加酶的穩(wěn)定性。然而，在某些情況下，有機(jī)溶劑會(huì)導(dǎo)致酶變性或抑制酶的活性;此外，具有親水性的反應(yīng)底物——糖類及其配糖體在有機(jī)溶劑中溶解度低，也不利于糖酯合成。因此，在為某一反應(yīng)體系選擇溶劑時(shí)應(yīng)考慮底物和產(chǎn)物在其中的溶解度、溶劑的揮發(fā)性及其毒性、反應(yīng)的后處理以及成本等。常用于糖酯合成的有機(jī)溶劑主要有吡啶、叔丁醇、二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亞砜（DMSO）、2－甲基－2－丁醇、丙酮等一種或者兩種溶劑的混合溶液［8］。Degn 等［18］在考察有機(jī)溶劑及其混合溶液對(duì)固定化C.antarctica脂肪酶催化合成肉豆蔻酸糖酯的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)有機(jī)溶劑的組成、反應(yīng)溫度、葡萄糖和肉豆蔻酸的相對(duì)含量對(duì)肉豆蔻酸葡萄糖酯合成速率都會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。當(dāng)有機(jī)溶劑體系由單一叔丁醇變化到叔丁醇:吡啶（55∶45，v∶v）混合溶液、反應(yīng)溫度由45℃增加到60℃時(shí)，肉豆蔻酸葡萄糖酯合成速率由3.7μmol·min－1·g－1增加到20.2μmol·min－1·g－1。在叔丁醇:吡啶混合溶液中加入DMSO（濃度大于2%）會(huì)導(dǎo)致酶的活性降低。另外還發(fā)現(xiàn)，在有機(jī)溶劑體系中溶解的和大量未溶解的葡萄糖都參與了酶促轉(zhuǎn)化，使肉豆蔻酸葡萄糖酯產(chǎn)量（34mg·mL－1）達(dá)到最大。在叔丁醇:吡啶體系中，可以實(shí)現(xiàn)果糖、α－D－甲基吡喃葡萄糖苷和麥芽糖與肉豆蔻酸的酶催化合成糖酯，三者產(chǎn)率分別為 22.3、26.9 和1.9μmol·min－1·g－1，但卻不能實(shí)現(xiàn)麥芽三糖、纖維二糖、蔗糖和乳糖的酶催化合成糖酯。由此看出，能溶解糖類物質(zhì)的有機(jī)溶劑，如吡啶和DMF，有助于糖酯的酶促合成，但是會(huì)降低酶的催化活性，進(jìn)而影響到酶催化反應(yīng)的進(jìn)行。

2.2 無溶劑體系

無溶劑體系是以純底物作為溶劑，底物濃度高、反應(yīng)速度快、產(chǎn)品得率高、且避免了有毒物質(zhì)的引入、使產(chǎn)品的安全性更高，有效地減少了后處理步驟，既降低生產(chǎn)成本，又減少環(huán)境污染，適于產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)。因此，無溶劑體系中脂肪酶催化研究越來越受到青睞［19］。Adnani等［20］以固定化 Candida antarctica脂肪酶B為催化劑，在無溶劑體系中研究了木糖醇和兩種脂肪酸（capric和caproic acid）的酯化反應(yīng)，最佳反應(yīng)條件分別為:反應(yīng)時(shí)間29、18h，底物摩爾比0.3和1.0，加酶量0.20、0.05g，在此條件下，達(dá)到最大相對(duì)轉(zhuǎn)化率分別為74.05%和60.5%。

2.3 離子液體

離子液體（ionic liquids）是近幾年來研究較熱的一種新型反應(yīng)介質(zhì)，它是由有機(jī)陽離子和無機(jī)或有機(jī)陰離子構(gòu)成的低熔點(diǎn)鹽類，在室溫或較低溫（＜100℃）下呈液態(tài)，通常稱為室溫離子液體（room－temperature ionic liquids）。具有無揮發(fā)性（無蒸氣壓）、安全性和溶解性好、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好、可以循環(huán)利用及對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)，故稱為“綠色溶劑（green solvents）”［3，11］。離子液體對(duì)碳水化合物有著較強(qiáng)地溶解能力，作為碳水化合物生物轉(zhuǎn)化的良好反應(yīng)介質(zhì)，用于糖酯的酶促合成研究已陸續(xù)有報(bào)道。Park等［21］以Novozyme 435為催化劑，分別以離子液體1－甲氧乙基－3－甲基咪唑四氟硼酸鹽（［MOEM Im］［BF4］）和丙酮為反應(yīng)介質(zhì)，研究了脂肪酶催化葡萄糖和乙酸乙烯酯（作酰基供體）的?；磻?yīng)，在兩種反應(yīng)介質(zhì)中葡萄糖的轉(zhuǎn)化率分別為99%和72%，產(chǎn)物中單酯（6－O－乙酰葡萄糖）含量分別是93%和76%，表明脂肪酶Novozyme 435在離子液體中比在丙酮中具有更高地活性和區(qū)域選擇性。由于離子液體價(jià)格較有機(jī)溶劑昂貴，且具有較高的粘度，影響了底物和產(chǎn)物的傳質(zhì)，降低了酶促反應(yīng)速度，增加了反應(yīng)液過濾和酶分散的困難，因此，離子液體中酶促合成糖酯類食品添加劑的研究尚有待于進(jìn)一步深入探討。但離子液體作為綠色反應(yīng)介質(zhì)具有傳統(tǒng)有機(jī)介質(zhì)不可比擬的優(yōu)良性質(zhì)，將其用于糖酯合成將有誘人前景。

2.4 超臨界流體

超臨界流體（supercritical fluid）是一種超過臨界溫度和臨界壓力的特殊物質(zhì)，物理性質(zhì)介于液體和氣體之間，如CO2、氟利昂等，具有黏度小、易擴(kuò)散、溶解性好、無毒及產(chǎn)物易分離等特點(diǎn)，越來越多地被用作非水相介質(zhì)［19，22］。用超臨界 CO2代替庚烷作反應(yīng)介質(zhì)，在超臨界CO2中采用脂肪酶催化乙酸乙酯和異戊醇進(jìn)行醇解反應(yīng)，反應(yīng)速度提高了3倍［23］。

3 非水相中脂肪酶的催化活性

傳統(tǒng)觀念認(rèn)為酶只能在水溶液中進(jìn)行反應(yīng)，而自1984年Zaks A和Klibanov AM首次發(fā)表了關(guān)于非水相中脂肪酶的催化行為及熱穩(wěn)定性的研究報(bào)道后［5］，人們發(fā)現(xiàn)酶在與水溶液環(huán)境相差很大的非水相體系中也表現(xiàn)出相當(dāng)高的催化活性。非水相中脂肪酶的催化活性受到很多因素影響，包括有機(jī)溶劑、水、pH、溫度及酶的利用形式等。

3.1 水對(duì)非水相中脂肪酶催化活性的影響

水在非水相酶催化反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用，水分子直接或間接地通過氫鍵、疏水作用、范德華力等維持著酶分子催化活性所必需的三維構(gòu)象，水的除去將導(dǎo)致這些構(gòu)象的改變而使酶失活?？拷蚪Y(jié)合在酶活性部位的水分對(duì)保持酶的微水相環(huán)境是必需的。強(qiáng)極性溶劑、親水性過強(qiáng)的低相對(duì)分子質(zhì)量底物或強(qiáng)脫水劑都可能攫取保持酶活所必需的水，從而使酶失活。因此，適當(dāng)?shù)乃畬?duì)酶的催化作用是必需的，但過多的水也會(huì)降低酶的催化活力［23］。

3.2 有機(jī)溶劑對(duì)脂肪酶催化活性的影響

有機(jī)溶劑主要通過酶分子周圍的水來影響酶的催化活性，溶解于酶周圍水分子層的有機(jī)溶劑與酶分子直接發(fā)生作用，通過干擾酶分子中的氫鍵和疏水鍵等改變酶的構(gòu)象，從而導(dǎo)致酶的活性被抑制或酶的失活。有機(jī)溶劑還可直接和酶分子周圍的水相互作用，通過影響水在有機(jī)溶劑相和催化劑相之間的分配來影響酶的催化活性。一般認(rèn)為，溶劑的疏水性越強(qiáng)，溶劑與酶分子爭(zhēng)奪水分子的能力越小，保留在酶分子表面的水分越多，酶活性也就越大，溶劑對(duì)酶活的影響也就越?。?3］。Zaks等［24］研究了 3 種不同的酶在不同的有機(jī)溶劑中的酶反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)在溶解度限制范圍內(nèi)，酶活都隨著有機(jī)溶劑中水分含量的增加而提高，且達(dá)到最大酶活所需的水分含量，疏水溶劑比親水溶劑少。此外，有機(jī)溶劑還和能擴(kuò)散的底物或反應(yīng)產(chǎn)物相互作用，對(duì)酶催化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)產(chǎn)生影響。

3.3 pH、溫度對(duì)脂肪酶催化活性的影響

不同來源的脂肪酶其最適pH不同。許多Bacillus lipases最適pH是在酸性范圍內(nèi)（pH＜6.0），如源于Bacillus sp.的脂肪酶在pH為5.5～7.2時(shí)活性最強(qiáng)。一般情況下，Bacillus lipases在pH 7.0～9.0范圍內(nèi)較為穩(wěn)定，但仍有一些酶類在很寬的pH范圍內(nèi)仍能保持較高活力，如Bacillus sp.脂肪酶在pH 5.0～11.0條件下處理24h活性不變。與此相反，B.subtilis 168脂肪酶在強(qiáng)堿性條件下較為穩(wěn)定，pH 12.0處理24h仍保持其最初活性，pH 13.0處理24h其活性為最初活性的 65%［6］。

溫度對(duì)脂肪酶活性影響也不同，如源于Bacillus sp.H1的脂肪酶在70℃時(shí)活性最大，當(dāng)中60℃、pH 7.0條件下處理20h后其活性為最初酶活的80%［6］。

3.4 非水相中脂肪酶的利用形式對(duì)酶活的影響

非水相中脂肪酶的利用形式一般有三種:酶粉、固定化酶和化學(xué)修飾酶。酶的利用形式不同，其催化活力也不同。在非水相中，由于酶的溶解度低，反應(yīng)過程中易結(jié)塊，所以酶活受到抑制，酶的可利用率降低。如果將酶固定化在惰性載體上，則可以提高酶在溶劑中的擴(kuò)散效率和熱力學(xué)穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)和控制酶的活性與選擇性，有利于酶的回收和連續(xù)化生產(chǎn)。但是固定化載體、載體顆粒大小、表面積、孔徑及溶劑等因素對(duì)固定化脂肪酶催化活性會(huì)產(chǎn)生一定的影響，甚至?xí)?dǎo)致酶活下降或喪失。Paula等［25］采用溶膠凝膠技術(shù)制備的聚硅氧烷－聚乙烯醇復(fù)合材料作為固定化豬胰脂肪酶的載體，通過對(duì)固定化和未固定化的豬胰脂肪酶作用條件（pH、溫度和底物濃度）的比較，發(fā)現(xiàn)兩者最適pH均為8.0，最適溫度不同，前者為45℃，后者為40℃。豬胰脂肪酶固定化后適宜pH范圍縮小，但在pH7.0～8.5范圍內(nèi)，其相對(duì)活性仍保持在較高水平（＞80%）。

脂肪酶粉雖然在非水介質(zhì)中能夠催化反應(yīng)，但由于溶解度低，所以其催化效率也較低。但通過表面活性劑等化學(xué)修飾和界面激活作用、脂肪酶蛋白的側(cè)鏈修飾、脂肪酶分子的定點(diǎn)突變和定向進(jìn)化等優(yōu)化酶催化性能的手段，可以使酶保持較高的活力和穩(wěn)定性，目前已有較多的文獻(xiàn)報(bào)道［19，26］。

4 糖酯類食品添加劑的檢測(cè)方法

檢測(cè)脂肪酶催化合成的糖酯類食品添加劑的方法主要有薄層色譜（TLC）法、高效液相色譜（HPLC）法和氣相色譜（GC）法等［27］。TLC法檢測(cè)糖酯時(shí)樣品用量少、展開時(shí)間短、顯色方便，且分離效率高，是一種成本低、應(yīng)用廣泛的微量分離手段。分析成本低是薄層色譜法最突出的特點(diǎn)。除此之外，TLC法對(duì)樣品預(yù)處理要求較低，對(duì)固定相、展開劑的選擇自由度較大，分析方法易于操作，十分適合在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行樣品的分析，是目前糖酯定性分析的主要方法，也是分離少量糖酯反應(yīng)液最常用的方法，它不僅可以將產(chǎn)物與底物完全分離，而且可將不同酯化度的糖酯有效分開［28］。反相HPLC法檢測(cè)糖酯類食品添加劑對(duì)樣品預(yù)處理簡(jiǎn)單，色譜柱的選擇范圍寬，流動(dòng)相的種類及比例可任意變化，分析時(shí)間較短，具有較強(qiáng)的分離能力和檢測(cè)方式多樣等優(yōu)點(diǎn)，可以用于糖酯的定量和定性分析［29］。自20世紀(jì)80年代應(yīng)用于蔗糖酯的分析中以來，發(fā)展特別迅速。GC法也是檢測(cè)糖酯的常用方法［30］，但是由于它需要對(duì)樣品進(jìn)行衍生化處理，對(duì)不穩(wěn)定化合物的檢測(cè)易產(chǎn)生較大誤差。

5 糖酯類食品添加劑的應(yīng)用

糖酯是同時(shí)含有親水和親油基團(tuán)的陰離子型表面活性劑，其親水性基團(tuán)糖水化合物含有多個(gè)羥基，控制羥基與脂肪酸的酯化程度，可以制成親水－親油平衡（HLB）值1～16的糖酯，適用范圍很廣。糖酯類食品添加劑具有優(yōu)良的表面活性、生物相容性、可生物降解性和無毒、無臭、無刺激等優(yōu)點(diǎn)，某些糖酯及其衍生物還具有抑菌、抗病毒和抗腫瘤等活性，已作為食品乳化劑、潤(rùn)濕與分散劑、食品質(zhì)地改良劑、保鮮殺菌劑、結(jié)晶調(diào)節(jié)劑、抗老化劑等廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)［9，31－33］。

糖酯可以和淀粉、蛋白質(zhì)形成復(fù)合物，從而影響淀粉和蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)。蔗糖酯與直鏈淀粉分子相互作用形成復(fù)合物，可以抑制淀粉回生，使面包長(zhǎng)期保持新鮮口味。蔗糖酯與蛋白質(zhì)分子相互作用，降低蛋白質(zhì)對(duì)低pH、鹽、乙醇、高溫和剪切作用的敏感度，增加蛋白質(zhì)的溶解度，使蛋白質(zhì)不易絮凝［34］。Ann Barrett等［35］發(fā)現(xiàn)在面團(tuán)中添加適量的糖酯，面團(tuán)的耐揉性及凍融穩(wěn)定性均有所增加，面包結(jié)構(gòu)將更加細(xì)膩和松軟，面包體積膨大，貨架期延長(zhǎng)。

不同糖酯具有不同的抑菌特性，蔗糖酯對(duì)微生物具有較廣泛的抑制作用，其中對(duì)G+菌，特別是對(duì)形成芽孢的G+菌具有明顯抑制作用。但蔗糖酯對(duì)乳酸菌的生長(zhǎng)沒有影響，故在發(fā)酵食品制造中仍可使用蔗糖酯［2］。糖酯的抑菌性與其酯化度密切相關(guān)。蔗糖月桂酸單酯較二酯或多酯的抑菌性強(qiáng)。6－O－麥芽糖月桂酸單酯可抑制Bacilluss sp.和Lactobacillus plantarum的生長(zhǎng)，6－O－麥芽糖月桂酸單酯和6’－O－麥芽糖月桂酸單酯可抑制 Bacillusssp.和Escherichia.coli的生長(zhǎng)，而6，6’－O－麥芽糖月桂酸二酯對(duì)微生物沒有明顯的抑制作用［9］。

糖酯作為食品乳化劑應(yīng)用于冰淇淋的生產(chǎn)，隨著糖酯HLB值的增加，冰淇淋的表面張力不斷降低，在保持樣品粘度變化不大的前提下，添加糖酯可防止脂肪分子的過度凝集而影響冰淇淋的質(zhì)量，同時(shí)又能保證冰淇淋的融化速率與添加混合乳化劑的樣品相似。高HLB值的糖酯可有效抑制糖類在水相中的結(jié)晶，而低HLB糖酯則可防止油脂的大結(jié)晶的生成，因此，糖酯作為結(jié)晶調(diào)節(jié)劑可用于巧克力的生產(chǎn)，以改善巧克力的口感［36］。

6 結(jié)論

糖酯類食品添加劑具有無臭、無味、無毒及優(yōu)良的表面活性等特點(diǎn)，在食品工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用前景。非水相脂肪酶催化合成糖酯具有傳統(tǒng)的化學(xué)合成法所無可比擬的優(yōu)越性:反應(yīng)條件溫和、區(qū)域選擇性高、易于控制、副產(chǎn)物少、節(jié)能減排、清潔環(huán)保等，世界各國(guó)都對(duì)非水相脂肪酶催化合成活性物質(zhì)的技術(shù)非常重視，盡管目前的研究大都還處于基礎(chǔ)研究階段，進(jìn)行工業(yè)化嘗試的還不多，但是隨著生物技術(shù)的發(fā)展尤其是酶制劑工業(yè)的發(fā)展，脂肪酶成本將不斷降低，而酶活和穩(wěn)定性不斷增高，酶法清潔生產(chǎn)的優(yōu)越性更加突出，脂肪酶非水相催化合成糖酯將越來越受到大家的青睞。

［1］劉鐘棟.食品添加劑［M］.南京:東南大學(xué)出版社，2006:6.

［2］劉巧瑜，張曉鳴.糖酯的表面活性及其在食品加工中的應(yīng)用［J］.食品研究與開發(fā)，2010，31（6）:189－192.

［3］Lee SH，Nguyen HM，Koo YM，et al.Ultrasound－enhanced lipase activity in the synthesis of sugar ester using ionic liquids［J］.Process Biochemistry，2008，43（9）:1009－1012.

［4］Cherif S，Gargouri Y.Thermoactivity and effects of organic solvents on digestive lipase from hepatopancreas of the green crab［J］.Food Chemistry，2009，116（1）:82－86.

［5］Zaks A，Klibanov AM.Enzymatic catalysis in nonaqueous solvents［J］.The Journal of Biological Chemistry，1988，263（7）:3194－3201.

［6］Guncheva M，Zhiryakova D.Catalytic properties and potential applications of Bacillus lipases［J］.Journal of Molecular Catalysis B:Enzymatic，2011，68:1－21.

［7］Long ZD，Xu JH，Pan J.Significant improvement of Serratia marcescens lipase fermentation，by optimizing medium，induction，and oxygen supply［J］.Applied Biochemistry and Biotechnology，2007，142（2）:148－157.

［8］Chang SW，Shaw JF.Biocatalysis for the production of carbohydrate esters［J］.New Biotechnology，2009，26（3－4）:109－116.

［9］Ferrer M，Soliveri J，Plou FJ，et al.Synthesis of sugar esters in solvent mixtures by lipases from Thermomyces lanuginosus and Candida antarctica B，and their antimicrobial properties［J］.Enzyme and Microbial Technology，2005，36（4）:391－398.

［10］Ong AL，Kamaruddin AH，Bhatia S，et al.Performance of free Candida antarctica lipase B in the enantioselective esterification of（R）－ketoprofen［J］.Enzyme and Microbial Technology，2006，39（4）:924－929.

［11］陳志剛，宗敏華，婁文勇.非水介質(zhì)中酶促糖酯合成研究進(jìn)展［J］.分子催化，2007，21（1）:90－95.

［12］Uehara A，Imai M，Suzuki I.The most favorable condition for lipid hydrolysis by Rhizopus delemar lipase in combination with a sugar－ester and alcohol W/O micro－emulsion system［J］.Colloids and Surfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects，2008，324（1－3）:79－85.

［13］Walsh MK，Bombyk RA，Wagh A，et al.Synthesis of lactose mono－laurate as influenced by various lipases and solvents［J］.Journal of Molecular Catalysis B:Enzymatic，2009，60（3－4）:171－177.

［14］Habulin M，?abeder S，Paljevac M，et al.Lipase－catalyzed esterification of citronellol with lauric acid in supercritical carbon dioxide/co－solvent media［J］.The Journal of Supercritical Fluids，2007，43（2）:199－203.

［15］García－Arrazola R，López－Guerrero DA，Gimeno M，et al.Lipase－catalyzed synthesis of poly－L－lactide using supercritical carbon dioxide［J］.The Journal of Super－critical Fluids，2009，51（2）:197－201.

［16］戈鈞.脂肪酶納米凝膠及其非水相催化合成有機(jī)化學(xué)品的研究［D］.北京:清華大學(xué)，2009.

［17］Adachi S，Kobayashi T.Synthesis of esters by immobilizedlipase－catalyzed condensation reaction of sugars and fatty acids in water－ miscible organic solvent［J］.Journal of Bioscience and Bioengineering，2005，99（2）:87－94.

［18］Degn P，Zimmermann W.Optimization of Carbohydrate Fatty Acid Ester Synthesis in Organic Media by a Lipase from Candida antarctica［J］.Biotechnology and Bioengineering，2001，74:483－491.

［19］閻金勇，閆云君.脂肪酶非水相催化作用［J］.生命的化學(xué)，2008，28（3）:268－271.

［20］Adnani A，Basri M，Chaibakhsh N，et al.Chemometric analysis of lipase－catalyzed synthesis of xylitol esters in a solvent－free system［J］.Carbohydrate Research，2011，346（4）:472－479.

［21］Park S，Kazlauskas RJ.Improved preparation and use of room－temperature ionic liquids in lipase－catalyzed enantio－and regioselective acylations［J］.The Journal of Organic Chemistry，2001，66（25）:8395－8401.

［22］Palocci C，F(xiàn)alconi M，Chronopoulou L，et al.Lipasecatalyzed regio－selective acylation oftritylglycosides in supercritical carbon dioxide［J］.The Journal of Supercritical Fluids，2008，45（1）:88－93.

［23］張曉鳴，周健，劉巧瑜，等.有機(jī)相脂肪酶催化合成技術(shù)在食品及相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用［J］.食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2006，25（1）:120－126.

［24］Zaks A，Klibanov AM.The effect of water on enzyme action in organic media［J］.The Journal of Biological Chemistry，1988，263（17）:8017－8021.

［25］Paula AV，Urioste D，Santos JC，et al.Porcine pancreatic lipase immobilized on polysiloxane－polyvinyl alcohol hybrid matrix:catalytic properties and feasibility to mediate synthesis of surfactants and biodiesel［J］.Journal of Chemical Technology ＆Biotechnology，2007，82（3）:281－288.

［26］Mateo C，Palomo JM，F(xiàn)ernández－ Lorente G，et al.Improvement of enzyme activity，stability and selectivity via immobilization techniques［J］.Enzyme and Microbial Technology，2007，40（6）:1451－1463.

［27］孫月娥，王衛(wèi)東.脂肪酸糖酯類表面活性劑的合成及應(yīng)用［J］.化學(xué)通報(bào)，2010（4）:302－307.

［28］吳可克，安慶大.酶促反應(yīng)合成蔗糖棕櫚酸酯的研究［J］.中國(guó)油脂，2004（3）:37－39.

［29］Kuwabara K，Watanabe Y，Adachi S，et al.Synthesis of 6－O－unsaturated acyl L－ascorbates by immobilized lipase in acetone in the presence of molecular sieve［J］.Biochemical Engineering Journal，2003，16（1）:17－22.

［30］Chowdary GV，Prapulla SG.The influence of water activity on the lipase catalyzed synthesis of butyl butyrate by transesterification［J］.Process Biochemistry，2002，38（3）:393－397.

［31］劉巧瑜，張曉鳴.糖酯酶促合成轉(zhuǎn)化率的影響因素分析［J］.食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2010，29（4）:526－532.

［32］胡俊，王海玲，朱凱，等.無溶劑體系中酶促合成糖酯［J］.分子催化，2008，22（3）:260－264.

［33］Rajendran A，Palanisamy A，Thangavelu V.Lipase catalyzed ester synthesis for food processing industries［J］.Food Science and Technology，2009，52（1）:207－219.

［34］Selomulyo VO，Zhou W.Frozen bread dough:Effects of freezing storage and dough improvers［J］.Journal of Cereal Science，2007，45（1）:1－17.

［35］Barrett A，CardelloA，Maguire P，et al.Effects of sucrose ester，dough conditioner，and storage temperature on long－ term textural stability of shelf－ stable bread［J］.Cereal Chemistry，2002，79（6）:806－811.

［36］Véronique MS，Michèle G，Philippe M，et al.Shear－induced phase transitions in sucrose ester surfactant［J］.Journal of Colloid and Interface Science，2004，270（2）:270－275.

Research progress of lipase－catalyzed synthesis
of carbohydrate esters as food additives in non－aqueous phase

DAI Qing－yuan1，2，ZHU Xiu－ling1
（1.College of Biology and Chemical Engineering，Anhui Polytechnic University，Wuhu 241000，China;
2.Engineering Technology Research Center of Microbial Fermentation of Anhui Province，Wuhu 241000，China）

Carbohydrate fatty acid esters are non－ionic surfactants containing both hydrophilic and hydrophobic groups and having a wide range of hydrophilic－lipophilic balance（HLB）value from 1 to 16.These esters，which have several characteristics，such as odorless，tasteless，non－toxic and surface－active，have been applied to food industry with attractive prospects.Compared with chemical synthesis，lipase－catalyzed synthesis of carbohydrate fatty acid esters in non － aqueous has a lot of unexampled advantages，as a result，it has attracted many researchers’attention.In this paper，the source of lipase，non－aqueous system，catalytic activity of lipase in nonaqueous system，detection and application of carbohydrate fatty acid esters as food additive in food industry were summarized briefly.The prospects for future development of carbohydrate fatty acid esters were also introduced.

lipase－catalyzed;non－aqueous phase;carbohydrate fatty acid esters

TS202.3

A

1002－0306（2012）10－0385－05

2011－05－16

戴清源（1980－），男，碩士，講師，研究方向:食品資源開發(fā)與利用。

安徽高校省級(jí)自然科學(xué)研究項(xiàng)目（KJ2011B026）;蕪湖市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2009100016）。