近日,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所油料品質(zhì)化學(xué)與營(yíng)養(yǎng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了綠色、高效的皮克林乳液酶反應(yīng)體系,提出了微乳液酶催化新模式,揭示了脂肪酶在皮克林乳液微環(huán)境下的“界面激活”催化機(jī)制,解決了效率低和有機(jī)溶劑殘留等油脂酶法修飾的共性難題,為食品級(jí)功能脂質(zhì)的酶法制備提供了新思路。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)會(huì)-可持續(xù)化學(xué)與工程(ACS Sustainable Chemistry & Engineering)》上。
天然油脂存在結(jié)構(gòu)和物化性質(zhì)單一,功能和應(yīng)用范圍受限等問(wèn)題。酶法分子修飾是改善天然油脂物化性質(zhì),拓展應(yīng)用領(lǐng)域和提高附加值的重要途徑。針對(duì)傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑體系效率不高、耗時(shí)長(zhǎng)、無(wú)法滿足食品級(jí)脂質(zhì)制備要求等問(wèn)題,該團(tuán)隊(duì)以天然脂肪酸或植物油作為油相,以介孔碳固定化酶同時(shí)作為乳化劑和催化劑,只需要攪拌即可制備出穩(wěn)定的水包油型皮克林乳液。乳液的油水界面可增加底物與酶的接觸面積,提高傳質(zhì)效率,展示脂肪酶活性中心,激發(fā)其催化活性,形成了由眾多液滴反應(yīng)單元組成、可持續(xù)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的“乳液酶反應(yīng)工廠”。
該反應(yīng)體系創(chuàng)造了反應(yīng)速度和單位催化劑產(chǎn)量等多項(xiàng)紀(jì)錄,還具有無(wú)溶劑、超高效、酶可回收和多次重復(fù)使用,易于規(guī)模化放大等優(yōu)點(diǎn),可以廣泛應(yīng)用于不同結(jié)構(gòu)和功能的重構(gòu)脂質(zhì)綠色制備,為脂質(zhì)的多元化、高值化利用提供了新途徑。
該研究是油料品質(zhì)化學(xué)與營(yíng)養(yǎng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)繼創(chuàng)建高活性連續(xù)流酶反應(yīng)器后,在脂質(zhì)分子修飾領(lǐng)域取得的又一重要成果,得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目的資助。(通訊員 鄒仕喬)
原文鏈接:https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acssuschemeng.8b05908