CN106811455A - 固定化酶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供固定化酶及其制备方法。本发明的固定化酶，其特征在于，包含疏水载体和亲水载体和酶蛋白，其中，相对于固定化酶总量，所述疏水载体含量为0.1～99重量%，亲水载体含量为5～99重量%，酶含量为0.05～10重量%，其中酶的量以酶蛋白计。本发明的固定化酶的制备方法，其特征在于，包括（1）将疏水载体与酶混合的步骤，（2）在步骤（1）所得的混合物中加入亲水载体与酶的步骤。本发明的固定化酶具有较强的专一性及酯化、酯交换等功能。
Description
技术领域
本发明涉及同时具有酯化、酯交换、Sn-1，3选择性的固定化酶和其制备方法以及使用该固定化酶的酯化方法。
背景技术
脂肪酶（lipase，EC3.1.1.3）全称为甘油三酰酯水解酶，不同菌种来源的脂肪酶还可以具有酯化、酯交换、醇解、消旋体拆分等功能。液体脂肪酶不能重复使用，难以分离，限制了其在工业上的应用。通过固定化技术将酶赋形于具有一定物理性质的载体之上，可解决上述问题。
脂肪酶在结构上有疏水的空洞，上边有盖子，盖子的开合与疏水/亲水界面密切相关。固定化后的脂肪酶受载体性质的影响，会表现出不同的活力。在非专利文献“on
the importance of the support material for bioorganic synthesis,
Eur.J.Biochem.172,573～578(1988)”中指出不同极性的载体表面带电性质，亲疏水性的差别会导致酶固定化后活力的差别。在非专利文献“膜材料的亲疏水性对固定化脂肪酶的影响，高校化学工程学报2006年6月第20卷第三期”中，采用了8种亲疏水性不同的膜材料作为固定化载体，发现固定化酶载体材料性质之间的区别会导致固定化酶吸附量、比活力、半衰期等性质的变化。
在CN2005101263630中，以疏水聚四氟乙烯为底层膜，醋酸纤维素为顶膜，复合的固定化酶膜制备的脂肪酶具有较高的活力和较好的稳定性，然而固定化酶膜制备方法复杂，不适用工业化生产和应用。
在WO 99/33964中，保护的载体为亲水性表面的无机材料，如硅石、沸石、矾土、陶瓷等，或亲水表面的无机材料包被了有机基团，因此具有疏水性表面，或者疏水表面的有机材料，如有机聚合树脂。在本专利中，载体表面或亲水，或疏水，其实施例结果显示通过本方法制备的固定化脂肪酶的酯交换活力也较低，不能满足实际生产的需求。
在US 5232843中，在离子交换树脂为载体固定化脂肪酶的基础上加入酪蛋白酸钠，结果酶的活力得到提高，但是反应时间较长。
种种实验数据表明，固定化脂肪酶载体材料的极性性质会影响固定化酶的活力变化。在现有的商品化的固定化酶产品中，根据固定化酶材料的不同，大体可以分为两种，一种是以有机高分子树脂为载体，如诺维信公司生产的RM IM、 novozyme 435等。一种是以无机粉末为载体，如诺维信公司生产的TL IM。然而两种不同性质载体制备的固定化酶在应用上差别较大，RM IM具有专一性，随机酯交换活力较差，TL IM具有较高的随机酯交换活力，但专一性较差。目前缺少一种固定化酶的方法，可以使固定化脂肪酶产品同时具有较高的酯交换活力和专一性。
发明内容
本发明的一个目的是提供固定化酶，其包含疏水载体和亲水载体和酶蛋白，其中，相对于固定化酶总量，所述疏水载体含量为0.1～99重量%，亲水载体含量为5～99重量%，酶含量为0.05～10重量%，其中酶的量以酶蛋白计。
根据本发明所述的固定化酶，其中，相对于固定化酶总量，所述疏水载体的含量为0.5～95重量%。
根据本发明所述的固定化酶，其中，相对于固定化酶总量，所述疏水载体的含量为1～90重量%。
根据本发明所述的固定化酶，其中，相对于固定化酶总量，所述疏水载体的含量为5～80重量%。
根据本发明所述的固定化酶，其中，相对于固定化酶总量，所述疏水载体的含量为10～70重量%。
根据本发明所述的固定化酶，其中，相对于固定化酶总量，所述亲水载体的含量为8～95重量%。
根据本发明所述的固定化酶，其中，相对于固定化酶总量，所述亲水载体的含量为10～90重量%。
根据本发明所述的固定化酶，其中，相对于固定化酶总量，所述亲水载体的含量为15～85重量%。
根据本发明所述的固定化酶，其中，相对于固定化酶总量，所述亲水载体的含量为25～80重量%。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述疏水载体的孔径为2～500nm。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述疏水载体的孔径为20～200nm。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述亲水载体的孔径为2～500nm。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述亲水载体的孔径为20～200nm。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述疏水载体的比表面积为10～1000m2/g。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述疏水载体的比表面积为50～400m2/g。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述亲水载体的比表面积为10～1000m2/g。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述亲水载体的比表面积为50～400m2/g。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述疏水载体的粒径为0.5μm～700μm。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述疏水载体的粒径为20～100μm。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述亲水载体的粒径为0.5μm～700μm。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述亲水载体的粒径为20～100μm。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述疏水载体选自聚（甲基）丙烯酸酯、聚苯乙烯、（甲基）丙烯酸酯与苯乙烯的交联接枝聚合物、（甲基）丙烯酸酯与双甲基丙烯酸乙二醇酯交联共聚物、疏水改性二氧化硅、滑石粉、疏水型沸石、苯乙烯或二乙烯苯与顺丁烯二酸二甲酯的共聚物、苯乙烯或二乙烯苯与乙酸烯丙酯的共聚物、苯乙烯或二乙烯苯与丙烯腈的共聚物、苯乙烯或二乙烯苯与甲基乙烯基甲酮的共聚物中的至少一种。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述聚（甲基）丙烯酸酯选自交联聚（甲基）丙烯酸。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述聚苯乙烯选自苯乙烯和二乙烯苯的共聚物。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述亲水载体选自硅藻土、硅酸盐、碱式碳酸镁、白炭黑、沸石、氧化铝、分子筛、蛭石、硅胶、纤维素或其衍生物、糊精、淀粉或其衍生物中的至少一种。
根据本发明所述的固定化酶，其中，相对于固定化酶总量，所述酶的含量为0.1～8重量%，其中酶的量以酶蛋白计。
根据本发明所述的固定化酶，其中，相对于固定化酶总量，所述酶的含量为0.5～7重量%，其中酶的量以酶蛋白计。
根据本发明所述的固定化酶，其中，相对于固定化酶总量，所述酶的含量为1～5重量%，其中酶的量以酶蛋白计。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述酶是脂肪酶。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述脂肪酶选自疏棉状嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginose)、米黑根毛霉 (Rhizomucor miehei)、米黑毛霉
(Mucor miehei)、假单胞菌 (Pseudomonas sp.)、根霉(Rhizopus sp.)、黑曲霉(Aspergillus
niguer)及伯克霍尔德氏菌(Burkholderia sp.) 中的至少一种。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述脂肪酶通过基因工程或蛋白质工程改造而得。
根据本发明所述的固定化酶，其中，还包含粘合剂。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述粘合剂选自羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素钠、明胶或聚维酮中的至少一种。
根据本发明所述的固定化酶，其中，相对于固定化酶总量，所述粘合剂的含量为0.5～15重量%。
根据本发明所述的固定化酶，其中，相对于固定化酶总量，所述粘合剂的含量为2～7重量%。
根据本发明所述的固定化酶，其中，还包含稳定剂。
根据本发明所述的固定化酶，其中，所述稳定剂选自丙二醇、甘油、山梨醇或赤藓糖醇中的至少一种。
根据本发明所述的固定化酶，其中，相对于固定化酶总量，所述稳定剂的含量为0.5～30重量%。
根据本发明所述的固定化酶，其中，相对于固定化酶总量，所述稳定剂的含量为2～10重量%。
根据本发明所述的固定化酶，其中，还包含水。
根据本发明所述的固定化酶，其中，相对于固定化酶总量，所述水的含量为0.5～15重量%。
根据本发明所述的固定化酶，其中，相对于固定化酶总量，所述水的含量为2～5重量%。
本发明的另一个目的是提供固定化酶的制备方法，其包括
（1）将疏水载体与酶混合的步骤，
（2）在步骤（1）所得的混合物中加入亲水载体与酶的步骤。
根据本发明所述的制备方法，在上述步骤（1）中，疏水载体与酶的混合比例以重量比例计，疏水载体：酶为1～100：1，其中酶的量以酶蛋白计。
根据本发明所述的制备方法，在上述步骤（1）中，疏水载体与酶的混合比例以重量比例计，疏水载体：酶为10～90：1，其中酶的量以酶蛋白计。
根据本发明所述的制备方法，在上述步骤（1）中，疏水载体与酶的混合比例以重量比例计，疏水载体：酶为为20～80：1，其中酶的量以酶蛋白计。
根据本发明所述的制备方法，在上述步骤（1）中，疏水载体与酶的混合比例以重量比例计，疏水载体：酶为为30～70：1，其中酶的量以酶蛋白计。
根据本发明所述的制备方法，在上述步骤（1）中，疏水载体与酶的混合比例以重量比例计，疏水载体：酶为40～60：1，其中酶的量以酶蛋白计。
根据本发明所述的制备方法，所述疏水载体的孔径为2～500nm。
根据本发明所述的制备方法，所述疏水载体的孔径为20～200nm
根据本发明所述的制备方法，所述疏水载体的比表面积为10～1000m2/g。
根据本发明所述的制备方法，所述疏水载体的比表面积为50～400m2/g。
根据本发明所述的制备方法，所述疏水载体的粒径为0.5μm～700μm。
根据本发明所述的制备方法，所述疏水载体的粒径为20～100μm。
根据本发明所述的制备方法，所述疏水载体选自聚（甲基）丙烯酸酯、聚苯乙烯、（甲基）丙烯酸酯与苯乙烯的交联接枝聚合物、（甲基）丙烯酸酯与双甲基丙烯酸乙二醇酯交联共聚物、疏水改性二氧化硅、滑石粉、疏水型沸石、苯乙烯或二乙烯苯与顺丁烯二酸二甲酯的共聚物、苯乙烯或二乙烯苯与乙酸烯丙酯的共聚物、苯乙烯或二乙烯苯与丙烯腈的共聚物、苯乙烯或二乙烯苯与甲基乙烯基甲酮的共聚物中的至少一种。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述聚（甲基）丙烯酸酯选自交联聚（甲基）丙烯酸。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述聚苯乙烯选自苯乙烯和二乙烯苯的共聚物。
根据本发明所述的制备方法，其中，亲水载体与酶的混合比例以重量比例计，亲水载体与酶为10～200：1，其中酶的量以酶蛋白计。
根据本发明所述的制备方法，其中，亲水载体与酶的混合比例以重量比例计，亲水载体与酶为20～180：1，其中酶的量以酶蛋白计。
根据本发明所述的制备方法，其中，亲水载体与酶的混合比例以重量比例计，亲水载体与酶为50～160：1，其中酶的量以酶蛋白计。
根据本发明所述的制备方法，其中，亲水载体与酶的混合比例以重量比例计，亲水载体与酶为80～150：1，其中酶的量以酶蛋白计。
根据本发明所述的制备方法，其中，亲水载体与酶的混合比例以重量比例计，亲水载体与酶为100～140：1，其中酶的量以酶蛋白计。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述亲水载体的孔径为2～500nm。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述亲水载体的孔径为20～200nm。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述亲水载体的比表面积为10～1000m2/g。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述亲水载体的比表面积为50～400m2/g。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述亲水载体的粒径为0.5μm～700μm。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述亲水载体的粒径为20～100μm。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述亲水载体选自硅藻土、硅酸盐、碱式碳酸镁、白炭黑、沸石、氧化铝、分子筛、蛭石、硅胶、纤维素或其衍生物、糊精、淀粉或其衍生物中的至少一种。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述酶是脂肪酶。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述脂肪酶选自疏棉状嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginose)、米黑根毛霉 (Rhizomucor miehei)、米黑毛霉
(Mucor miehei)、假单胞菌 (Pseudomonas sp.)、根霉(Rhizopus sp.)、黑曲霉(Aspergillus
niguer)及伯克霍尔德氏菌(Burkholderia sp.) 中的至少一种。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述脂肪酶通过基因工程或蛋白质工程改造而得。
根据本发明所述的制备方法，其中，还包括添加粘合剂的工序。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述粘合剂选自羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素钠、明胶或聚维酮中的至少一种。
根据本发明所述的制备方法，其中，相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述粘合剂的添加量为0.5～15重量%。
根据本发明所述的制备方法，其中，相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述粘合剂的添加量为2～7重量%。
根据本发明所述的制备方法，其中，还包括添加稳定剂的工序。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述稳定剂选自丙二醇、甘油、山梨醇或赤藓糖醇中的至少一种。
根据本发明所述的制备方法，其中，相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述稳定剂的添加量为0.5～30重量%。
根据本发明所述的制备方法，其中，相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述稳定剂的添加量为2～10重量%。
根据本发明所述的制备方法，其中，还包括添加水的工序。
根据本发明所述的制备方法，其中，相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述水的添加量为10～100重量%。
根据本发明所述的制备方法，其中，相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述水的添加量为20～80重量%。
根据本发明所述的制备方法，其中，相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述水的添加量为30～70重量%。
根据本发明所述的制备方法，其中，相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述水的添加量为40～60重量%。
本发明的另一个目的是提供固定化酶的制备方法，其包括
（1）将亲水载体与酶混合的步骤，
（2）在步骤（1）所得的混合物中加入疏水载体与酶的步骤。
本发明的另一个目的是提供固定化酶的制备方法，其包括将疏水载体、亲水载体、酶混合的步骤。
本发明的另一个目的是提供酯化方法，其使用前面所述的固定化酶或通过前面所述的固定化酶的制备方法制备得到的固定化酶进行酯化。
本发明的另一个目的是提供用于酶固定化的载体，所述载体包含疏水载体和亲水载体。
发明效果
本发明的固定化脂肪酶制备方法以及本发明的固定化脂肪酶，通过疏水与亲水载体的复配，提高了比单独疏水载体或亲水载体固定化酶的酯交换活力，并且提高了比单独疏水载体或亲水载体固定化酶的专一性，以及提高了酯化活力。
具体实施方式
固定化酶
本发明涉及一种同时具备高酯交换活力及强Sn-1,3专一性和高酯化能力的固定化酶。
本发明的一个目的是提供固定化酶，其包含疏水载体和亲水载体和酶，其中，相对于固定化酶总量，所述疏水载体含量为0.1～99重量%，亲水载体含量为5～99重量%，酶含量为0.05～10重量%，其中酶的量以酶蛋白计。
在本发明的优选实施方式中，相对于固定化酶总量，所述疏水载体含量为0.5～95重量%，优选为1～90重量%，更优选为5～80重量%，进一步优选为10～70重量%。
在本发明的优选实施方式中，相对于固定化酶总量，所述亲水载体含量为8～95重量%，优选为10～90重量%，优选为15～85重量%，更优选为25～80重量%。
在本发明的优选实施方式中，所述疏水载体的孔径为2～500nm，优选所述疏水载体的孔径为20～200nm。所述疏水载体的比表面积为10～1000m2/g，优选所述疏水载体的比表面积为50～400m2/g，所述疏水载体的粒径为0.5μm～700μm，优选所述疏水载体的粒径为20～100μm。
所述疏水载体选自聚（甲基）丙烯酸酯、聚苯乙烯、（甲基）丙烯酸酯与苯乙烯的交联接枝聚合物、（甲基）丙烯酸酯与双甲基丙烯酸乙二醇酯交联共聚物、疏水改性二氧化硅、滑石粉、疏水型沸石、苯乙烯或二乙烯苯与顺丁烯二酸二甲酯的共聚物、苯乙烯或二乙烯苯与乙酸烯丙酯的共聚物、苯乙烯或二乙烯苯与丙烯腈的共聚物、苯乙烯或二乙烯苯与甲基乙烯基甲酮的共聚物中的至少一种。所述聚（甲基）丙烯酸酯选自交联聚（甲基）丙烯酸。所述聚苯乙烯选自苯乙烯和二乙烯苯的共聚物。
在本发明的优选实施方式中，所述亲水载体的孔径为2～500nm，优选所述亲水载体的孔径为20～200nm，所述亲水载体的比表面积为10～1000m2/g，优选所述亲水载体的比表面积为50～400m2/g。所述亲水载体的粒径为0.5μm～700μm，优选所述亲水载体的粒径为20～100μm。
本发明中所述疏水载体或亲水载体的孔径、疏水载体或亲水载体的比表面积、疏水载体或亲水载体的粒径通过氮气吸附法测得。
所述亲水载体选自硅藻土、硅酸盐、碱式碳酸镁、白炭黑、沸石、氧化铝、分子筛、蛭石、硅胶、纤维素或其衍生物、糊精、淀粉或其衍生物中的至少一种。
在本发明的优选实施方式中，相对于固定化酶总量，所述酶的含量为0.1～8重量%，优选所述酶的含量为0.5～7重量%，更优选所述酶的含量为1～5重量%，其中酶的量以酶蛋白计。
在本发明的优选实施方式中，所述酶是脂肪酶。所述脂肪酶选自疏棉状嗜热丝孢菌(Thermomyces
lanuginose)、米黑根毛霉 (Rhizomucor miehei)、米黑毛霉 (Mucor miehei)、假单胞菌
(Pseudomonas sp.)、根霉(Rhizopus sp.)、黑曲霉(Aspergillus niguer)及伯克霍尔德氏菌(Burkholderia
sp.) 中的至少一种。所述脂肪酶通过基因工程或蛋白质工程改造而得，包括化学修饰的酶、蛋白质工程的突变体或基因工程菌产生的酶；或市售的脂肪酶，包括但不限于丹麦诺维信公司的Lipozyme
TL 100L，Palatase 20000 L。用于固定化过程中的酶液可无需经过任何分离、纯化等改变其原有组成或环境的预处理。也可对酶液进行稀释或pH调节等处理，以适于反应。
在本发明的优选实施方式中，本发明的固定化酶还包含粘合剂。所述粘合剂选自羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素钠、明胶或聚维酮中的至少一种。相对于固定化酶总量，所述粘合剂的含量为0.5～15重量%，优选所述粘合剂的含量为2～7重量%。
在本发明的优选实施方式中，本发明的固定化酶还包含稳定剂。所述稳定剂选自丙二醇、甘油、山梨醇或赤藓糖醇中的至少一种。相对于固定化酶总量，所述稳定剂的含量为0.5～30重量%，优选所述稳定剂的含量为2～10重量%。在本发明的优选实施方式中，本发明的固定化酶还包含水。相对于固定化酶总量，所述水含量为0.5～15重量%，优选所述水含量为2～5重量%。
在本发明的具体实施方式中，所述固定化酶中，亲水载体、疏水载体与酶的比例以重量比例计，亲水载体：疏水载体：酶＝50：120：2.6、或者亲水载体：疏水载体：酶为140：40：4、或者亲水载体：疏水载体：酶为55：30：1.8、或者亲水载体：疏水载体：酶为60：60：0.8。或者亲水载体：疏水载体：酶为60：55：6，其中酶的量以酶蛋白计。
本发明的固定化酶可以通过下述本发明的固定化酶的制备方法进行制备。
固定化酶的制备方法
本发明的另一个目的是提供固定化酶的制备方法I，其包括
（1）将疏水载体与酶混合的步骤，
（2）在步骤（1）所得的混合物中加入亲水载体与酶的步骤。
在上述步骤（1）中，疏水载体与酶的混合比例以重量比例计，疏水载体：酶为1～100：1，优选为10～90：1，更优选为20～80：1，进一步优选为30～70：1，最优选为40～60：1，其中酶的量以酶蛋白计。
在本发明的具体实施方式中，疏水载体与酶的混合比例以重量比例计，疏水载体：酶为120：2.2，其中酶的量以酶蛋白计。
在本发明的优选实施方式中，所述疏水载体的孔径为2～500nm，优选所述疏水载体的孔径为20～200nm。例如所述疏水载体的孔径为5nm、35nm、45nm。所述疏水载体的比表面积为10～1000m2/g，优选所述疏水载体的比表面积为50～400m2/g。例如所述疏水载体的比表面积为65m2/g、140m2/g、170m2/g。所述疏水载体的粒径为0.5μm～700μm，优选所述疏水载体的粒径为20～100μm。例如所述疏水载体的粒径为20μm、40μm、95μm。
所述疏水载体选自聚（甲基）丙烯酸酯、聚苯乙烯、（甲基）丙烯酸酯与苯乙烯的交联接枝聚合物、（甲基）丙烯酸酯与双甲基丙烯酸乙二醇酯交联共聚物、疏水改性二氧化硅、滑石粉、疏水型沸石、苯乙烯或二乙烯苯与顺丁烯二酸二甲酯的共聚物、苯乙烯或二乙烯苯与乙酸烯丙酯的共聚物、苯乙烯或二乙烯苯与丙烯腈的共聚物、苯乙烯或二乙烯苯与甲基乙烯基甲酮的共聚物中的至少一种。所述聚（甲基）丙烯酸酯选自交联聚（甲基）丙烯酸。所述聚苯乙烯选自苯乙烯和二乙烯苯的共聚物。优选聚（甲基）丙烯酸酯、疏水改性二氧化硅或聚丙烯酸。
在本发明的具体实施方式中，使用平均孔径45nm、平均比表面积140m2/g、平均粒径95μm的聚（甲基）丙烯酸酯，或者使用平均孔径5nm、比表面积170m2/g、平均粒径20μm的疏水改性二氧化硅，或者使用平均孔径35nm、比表面积65m2/g、平均粒径40μm的聚丙烯酸粉末。
所述步骤（1）中将疏水载体与酶混合后，为了充分进行混合，在20～25℃、优选24℃下进行振荡。振荡时间没有特别限定，只要使得疏水载体与酶充分混合即可，例如12～48小时，优选20～36小时，例如20小时。
所述步骤（1）中，振荡后可以进行干燥以除去水分，例如干燥至混合物的水分含量为15重量％以下，优选12重量％以下，更优选10重量％以下，进一步优选8重量％以下。干燥可以在室温下进行。干燥可以是自然干燥，还可以利用真空干燥箱中进行干燥。干燥时间可以根据上述混合物的水分含量适当确定，没有特别的限定。
在上述步骤（2）中，亲水载体与酶的混合比例以重量比例计，亲水载体与酶为10～200：1，优选为20～180：1，更优选为50～160：1，进一步优选为80～150：1，最优选为100～140：1，其中酶的量以酶蛋白计。
在本发明的具体实施方式中，亲水载体与酶蛋白的混合比例以重量比例计，亲水载体与酶为125：1，其中酶的量以酶蛋白计。
所述亲水载体的孔径为2～500nm，优选所述亲水载体的孔径为20～200nm。例如所述亲水载体的孔径为15nm、120nm。所述亲水载体的比表面积为10～1000m2/g，优选所述亲水载体的比表面积为50～400m2/g。例如所述亲水载体的比表面积为50m2/g、160m2/g、240m2/g。所述亲水载体的粒径为0.5μm～700μm，优选所述亲水载体的粒径为20～100μm。例如所述亲水载体的粒径为40μm或60μm。
所述亲水载体选自硅藻土、硅酸盐、碱式碳酸镁、白炭黑、沸石、氧化铝、分子筛、蛭石、硅胶、纤维素或其衍生物、糊精、淀粉或其衍生物中的至少一种。优选白炭黑或硅胶。
在本发明的具体实施方式中，使用平均孔径15nm、平均比表面积160m2/g、平均粒径40μm的白炭黑，或者使用平均孔径15nm、平均比表面积240m2/g、平均粒径40μm的白炭黑，或者使用平均孔径120nm、平均比表面积50m2/g、平均粒径60μm的硅胶（400目）。
本发明中所述疏水载体或亲水载体的孔径、疏水载体或亲水载体的比表面积、疏水载体或亲水载体的粒径通过氮气吸附法测得。
在所述步骤（2）中，将所述步骤（1）中所得的混合物加入混合设备，例如混合制粒机中，进一步加入亲水载体和酶进行混合。利用混合制粒机将步骤（1）中所得的混合物与亲水载体和酶进行混合，并进行制粒，随后利用抛丸设备（例如抛丸机等）进行抛丸。抛丸后进行干燥，使得水分含量为15重量％以下，优选12重量％以下，更优选10重量％以下，进一步优选8重量％以下。干燥可以在室温下进行。干燥可以是自然干燥，还可以利用真空干燥箱中进行干燥。干燥时间可以适当确定，没有特别的限定。干燥后获得固定化酶产品。
在本发明的具体实施方式中，亲水载体、疏水载体与酶的混合比例以重量比例计，亲水载体：疏水载体：酶＝50：120：2.6，其中酶的量以酶蛋白计。
在上述步骤（1）和步骤（2）中，所述酶是脂肪酶。所述脂肪酶选自疏棉状嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginose)、米黑根毛霉 (Rhizomucor miehei)、米黑毛霉 (Mucor
miehei)、假单胞菌 (Pseudomonas sp.)、根霉(Rhizopus sp.)、黑曲霉(Aspergillus
niguer)及伯克霍尔德氏菌(Burkholderia sp.) 中的至少一种。所述脂肪酶通过基因工程或蛋白质工程改造而得，包括化学修饰的酶、蛋白质工程的突变体或基因工程菌产生的酶；或市售的脂肪酶，包括但不限于丹麦诺维信公司的Lipozyme
TL 100L，Palatase 20000 L。用于固定化过程中的酶液可无需经过任何分离、纯化等改变其原有组成或环境的预处理。也可对酶液进行稀释或pH调节等处理，以适于反应。
在上述步骤（1）和步骤（2）中，所加入的酶可以相同也可以不同，根据需要进行适当选择。
在上述步骤（1）和/或步骤（2）中，还包括添加粘合剂的工序。优选在步骤（2）中添加粘合剂。所述粘合剂选自羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素钠、明胶或聚维酮中的至少一种。相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述粘合剂的添加量为0.5～15重量%，优选所述粘合剂的添加量为2～7重量%。在本发明的具体实施方式中，相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述粘合剂的添加量为1.8重量%。
在上述步骤（1）和/或步骤（2）中，还包括添加稳定剂的工序。优选在步骤（2）中添加稳定剂。所述稳定剂选自丙二醇、甘油、山梨醇或赤藓糖醇中的至少一种。相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述稳定剂的添加量为0.5～30重量%，优选所述稳定剂的添加量为2～10重量%。所述稳定剂也可以在使用前已经添加到酶中，例如商购的酶中已经添加了上述稳定剂。
在上述步骤（1）和/或步骤（2）中，还包括添加水的工序。优选在步骤（2）中添加水。相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述水的添加量为10～100重量%，优选所述水的添加量为20～80重量%，更优选所述水的添加量为30～70重量%，进一步优选所述水的添加量为40～60重量%。在本发明的具体实施方式中，相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述水的添加量为59重量%。
本发明的另一个目的是提供固定化酶的制备方法II，其包括将疏水载体、亲水载体、酶混合的步骤。其中所述的疏水载体、亲水载体、酶的描述参见上述本发明中的记载。
在本实施方式中，可以将疏水载体和亲水载体混合后，在加入酶，或者将将疏水载体、亲水载体、酶加入后进行混合。
在本发明的具体实施方式中，亲水载体、疏水载体与酶的混合比例以重量比例计，亲水载体：疏水载体：酶为140：40：4、或者亲水载体：疏水载体：酶为55：30：1.8、或者亲水载体：疏水载体：酶为60：60：0.8或者亲水载体：疏水载体：酶为60：55：6，其中酶的量以酶蛋白计。
在优选的实施方式中，还包括添加粘合剂的工序。所述粘合剂选自羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素钠、明胶或聚维酮中的至少一种。相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述粘合剂的添加量为0.5～15重量%，优选所述粘合剂的添加量为2～7重量%。在具体实施方式中，相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述粘合剂的添加量为3.3重量%。
在优选的实施方式中，还包括添加稳定剂的工序。所述稳定剂选自丙二醇、甘油、山梨醇或赤藓糖醇中的至少一种。相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述稳定剂的添加量为0.5～30重量%，优选所述稳定剂的添加量为2～10重量%。
在优选的实施方式中，还包括添加水的工序。相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述水的添加量为10～100重量%，优选所述水的添加量为20～80重量%，更优选所述水的添加量为30～70重量%，进一步优选所述水的添加量为40～60重量%。在本发明的具体实施方式中，相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述水的添加量为55.6重量%、66.7重量％、70.6重量％。
在优选的实施方式中，将疏水载体和亲水载体混合均匀后，加入混合制粒机中，进一步加入酶进行混合，并进行制粒，随后利用抛丸设备（例如抛丸机等）进行抛丸。抛丸后进行干燥，使得水分含量为15重量％以下，优选12重量％以下，更优选10重量％以下，进一步优选8重量％以下。干燥可以在室温下进行。干燥可以是自然干燥，还可以利用真空干燥箱中进行干燥。干燥时间可以适当确定，没有特别的限定。干燥后获得固定化酶产品。
在优选的实施方式中，将疏水载体、亲水载体、酶混合均匀后用摇床在20～45℃（例如25或45℃）、100～200rpm（例如150rpm）下进行振荡6～24小时（例如12小时）后，滤除上清液，获得固定化酶产品。优选进行干燥，使得水分含量为15重量％以下，优选12重量％以下，更优选10重量％以下，进一步优选8重量％以下。干燥可以在室温下进行。干燥可以是自然干燥，还可以利用真空干燥箱中进行干燥。干燥时间可以适当确定，没有特别的限定。
在本发明中，所述“酶”是指酶液，包含酶蛋白和水。
本发明的另一个目的是提供固定化酶的制备方法III，其包括
（1）将亲水载体与酶混合的步骤，
（2）在步骤（1）所得的混合物中加入疏水载体与酶的步骤。
所述制备方法III中，亲水载体、疏水载体以及酶的相关记载参见上述固定化酶的制备方法I。
本发明的另外一个目的是提供用于酶固定化的载体，所述载体包含疏水载体和亲水载体。其中所述疏水载体和亲水载体参见上述固定化酶的制备方法I中的所述疏水载体和亲水载体。
酯化方法
本发明的另一个目的是提供酯化方法，使用上述的固定化酶或通过上述的固定化酶的制备方法制备得到的固定化酶进行酯化。
本发明中所述酯化方法包括下述的酯化方法，还包括酯交换方法。
本发明的酯化方法使用上述固定化酶按照常规的酯化方法或酯交换方法进行。可以将本发明的固定化酶与待酯化原料或底物进行接触来进行酯化。
待酯化原料或底物可以是油脂。所述油脂可以是植物源油或动物源油。所述植物源油选自稻米油、葵花籽油、菜油、棕榈油、棕榈仁油、花生油、菜籽油、大豆油、棉籽油、红花籽油、紫苏籽油、茶籽油、橄榄油、可可豆油、乌桕籽油、扁桃仁油、杏仁油、油桐籽油、橡胶籽油、玉米油、小麦胚油、芝麻籽油、蓖麻籽油、月见草籽油、榛子油、南瓜籽油、胡桃油、葡萄籽油、玻璃苣籽油、沙棘籽油、番茄籽油、澳洲坚果油、椰子油、可可脂、藻类油等中的至少一种。所述动物源油是深海鱼油，例如三文鱼油、沙丁鱼油等。
固定化酶与待酯化原料或底物的比例，以重量比例计，例如为0.1～10：1～100，优选0.5～8：20～80，更优选1～5：30～60。在本发明的具体实施方式中，固定化酶与待酯化原料或底物的比例，以重量比例计，例如是1：20。
所述酯化反应可以是脂肪酸与醇及醇的酯化物（如甘油一酯、甘油二酯）的酯化，包括油脂脱酸、生物柴油合成等。所述脂肪酸可以是纯脂肪酸也可以是含有脂肪酸的下述油脂或脂肪酸酯。所述醇可以是纯的醇也可以是含有醇的下述油脂或脂肪酸酯。
所述油脂可以是植物源油或动物源油。所述植物源油选自稻米油、葵花籽油、菜油、棕榈油、棕榈仁油、花生油、菜籽油、大豆油、棉籽油、红花籽油、紫苏籽油、茶籽油、棕榈果油、橄榄油、可可豆油、乌桕籽油、扁桃仁油、杏仁油、油桐籽油、橡胶籽油、玉米油、小麦胚油、芝麻籽油、蓖麻籽油、月见草籽油、榛子油、南瓜籽油、胡桃油、葡萄籽油、玻璃苣籽油、沙棘籽油、番茄籽油、澳洲坚果油、椰子油、可可脂、藻类油等中的至少一种，优选选自大豆油、玉米油、菜油、葵花籽油、稻米油或棕榈油中的至少一种油。所述动物源油是深海鱼油，例如三文鱼油、沙丁鱼油等。
所述油脂可以是毛油，也可以是进行了脱胶和/或脱蜡的油脂。
所述脂肪酸可以是至少一种碳原子数1～30的直链或支链、饱和或不饱和脂肪酸。优选选自碳原子数8～22的饱和或不饱和脂肪酸中的至少一种，可以举出辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、棕榈油酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、十八碳四烯酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳五烯酸等。
所述醇可以是至少一种碳原子数1～30的直连或支链、饱和或不饱和醇。优选甲醇、乙醇、丙二醇、甘油、赤藓糖醇。所述醇可以是未经过酯化的醇，也可以是其中的1个或以上的羟基被酯化得到的醇酯化物（不包括醇的全部羟基被酯化的酯化物）。例如，丙二醇单酯、甘油一酯、甘油二酯、赤藓糖醇一酯、赤藓糖醇二酯、赤藓糖醇三酯等。
所述醇的酯化物可以是上述本发明的醇的碳原子数1～20的烷基酯、碳原子数2～20的烯基酯、碳原子数6～20的芳基酯、碳原子数7～20的芳烷基酯等。
所述烷基酯可以举出甲酯、乙酯、丙酯、丁酯、戊酯、己酯、庚酯、辛酯、壬酯、癸酯、十一烷基酯、十二烷基酯、十六烷基酯、十八烷基酯等。所述烯基酯可以举出乙烯酯、丙烯酯、丁烯酯、戊烯酯、己烯酯、庚烯酯、辛烯酯、壬烯酯、癸烯酯、十一烯基酯、十二烯基酯、十六烯基酯、十八烯基酯等。所述芳基酯可以举出苯基酯、萘基酯等。所述芳烷基酯可以举出苄基酯等。优选甲酯或乙酯。
本发明所述脂肪酸酯可以为上述脂肪酸和上述醇的酯化物。在本发明的优选实施方式中，所述脂肪酸酯是所述脂肪酸的甲酯或乙酯。
上述底物包括反应体系中的脂肪酸、醇、油脂、脂肪酸酯。
酯化反应温度没有特别限定，只要能够充分酯化、实现本发明的目的即可，例如为20～80℃（例如70℃）。酯化反应时间没有特别限定，只要能够充分酯化、实现本发明的目的即可，例如为10分钟～10小时，优选20分钟～5小时，更优选30分钟～2小时。在本发明的具体实施方式中，酯化反应进行30分钟。
通过使用本发明的固定化酶，可以提高上述酯交换反应的酯交换活力(IUN)。酯交换活力(IUN)的公式为式（1）。
酯交换活力(IUN)＝（SFC0-SFC1）/30×1260 （1）
式中，SFC0是指没有经过酶反应的底物油脂在40℃下的SFC值，SFC1指40℃下酶反应产物样品的SFC值。SFC(solid fat
content )是指固脂含量。
通过使用本发明的固定化酶（例如亲水载体、疏水载体和酶以及必要时的粘合剂、稳定剂、水），与对比固定化酶（例如疏水载体和酶）相比，酯交换活力(IUN)提高了10％～50％，例如提高了13.3％～19.8％、16.2％～22.2％、27.4％～38.8％、23.1％～34.9％。
通过使用本发明的固定化酶（例如亲水载体、疏水载体和酶以及必要时的粘合剂、稳定剂、水），与对比固定化酶（例如亲水载体和酶）相比，酯交换活力(IUN)提高了4％～40％，例如提高了25.5％～31.1％、6.72％～13.7％、24.4％～29.8％、18.4％～28.8％、6.4％～21.1％、17.7％～30.4％、5.8％～20.3％。
上述本发明的固定化酶具有提高的专一性，特别是用于上述酯交换反应中，可以提高专一性。通过2位p的插入率来表示专一性的提高率，2位p的插入率是甘油三酯第二位置中的棕榈酸含量占甘油三酯总棕榈酸含量的百分比，反映的是棕榈酸在甘油三酯结构的分布情况，如果按实施例中的反应来看，2位棕榈酸含量越高，证明酶的专一性越强。2位p的插入率计算公式为式（2）。结果示于表2。
P% in
Sn-2= Sn-2 P/3×（FAC P）×100% （2）
式中，FAC（脂肪酸组成）分析方法参照国标GB/T
17376，GB/T 17377-2008表示分析，Sn-2分析参照国标GB/T 24894-2010。
通过使用本发明的固定化酶（例如亲水载体、疏水载体和酶以及必要时的粘合剂、稳定剂、水），与对比固定化酶（例如疏水载体和酶）相比，通过式（2）表示的2位p的插入率提高了15％～30％，例如提高了20.7％～23.8％。
通过使用本发明的固定化酶（例如亲水载体、疏水载体和酶以及必要时的粘合剂、稳定剂、水），与对比固定化酶（例如亲水载体和酶）相比，通过式（2）表示的2位p的插入率提高了10％～40％，例如提高了29.2％～31.9％、16.0％～19.2％。
通过使用本发明的固定化酶，可以提高酶的酯化活力。酯化活力也称为酯化能力，用下述式（3）表示。
酯化活力（％）＝（AV0-AV1）/AV0×100% （3）
式中，AV0为酯化前酸价；AV1为酯化反应后酸价。
通过使用本发明的固定化酶（例如亲水载体、疏水载体和酶以及必要时的粘合剂、稳定剂、水），与对比固定化酶（例如疏水载体和酶）相比，酯化活力提高了25％～40％，例如提高了28.2％～31.7％。
通过使用本发明的固定化酶（例如亲水载体、疏水载体和酶以及必要时的粘合剂、稳定剂、水），与对比固定化酶（例如亲水载体和酶）相比，酯化活力提高了20％～50％，例如提高了40.0％～43.0％、29.0％～32.4％。
本发明提到的上述特征，或实施例提到的特征可以任意组合。本案说明书所揭示的所有特征可与任何组合物形式并用，说明书中所揭示的各个特征，可以任何可提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明，所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则所有的百分数、比率、比例、或份数按重量计。
本发明中的重量体积百分比中的单位是本领域技术人员所熟知的，例如是指在100毫升的溶液中溶质的重量。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
载体孔径、比表面积由北京贝世德公司的比表面积分析仪测定，型号：3H-2000BET-A，粒径由美国贝克曼库尔特的激光粒度仪测定，型号：LS13320。
实施例
在本发明的下述实施例中，酸价(AV)检测方法参照GB5530-85《动植物油脂酸值和酸价的测定方法》；水分含量测定方法，烘箱干燥法参照GB5009.3-2010, 固定化酶中酶蛋白的量测定方法，参照文献L. Mojovic, Z. Knezevic, R. Popadic, et
al. Immobilization of lipase from Candida rugosa on a polymer support. Appl
Microbiol Biotechnol, 1998, 50: 676-681。
实施例1
称取处理好的疏水树脂sepabeads EC-HA（三菱化学）120g，加入脂肪酶TL(Thermomyces
lanuginose)酶液(活性单位为1000KLU/g ，酶液中蛋白含量为2重量%)110 ml（诺维信公司），置于20℃摇床中震荡24 h后取出滤出树脂，室温干燥至水分含量10 %以下，将该样品放入高速混合制粒机(型号：GHL 5常州佳发制粒设备公司)中，另外加入50g 亲水型K160白炭黑（益海嘉里佳木斯工厂），另取100 ml水加入20ml脂肪酶酶液（诺维信公司，商品名lipozyme TL 100L），3g羧甲基纤维素钠，混合溶解均匀后，喷入高速混合制粒机中。待树脂混合白炭黑颗粒变大至450～800微米时，停止制粒，取出样品在抛丸机(型号：QZL-MINI，常州佳发制粒设备公司)中进行抛丸。抛好后置于室温下干燥至水分含量8 %以下。得到固定化酶1。其中亲水载体：疏水载体：酶蛋白=50:120:2.6(重量比)。
Sepabeads
EC-HA 平均孔径45nm，平均比表面积140m2/g， 平均粒径95μm，K160 白炭黑平均孔径15nm，平均比表面积160m2/g，平均粒径40μm。
实施例2
取Aerosil R974疏水型二氧化硅（德固赛公司）40g，K160亲水型白炭黑（益海嘉里佳木斯工厂）140g，混合均匀后置于高速混合制粒机（GHL 5常州佳发制粒设备公司）中，另取200ml酶液（诺维信公司，商品名lipozyme
TL 100L，活性单位为1000KLU/g ，酶液中蛋白含量为2重量%），100ml水，6g 明胶溶解混合均匀后匀速泵入制粒机，待颗粒形成后取出样品进行抛丸，自然干燥至水分含量8 %以下。得到固定化酶2。其中亲水载体：疏水载体：酶蛋白=140:40:4(重量比)。
Aerosil
R974平均孔径5nm，比表面积170m2/g，平均粒径20μm。K160 白炭黑平均孔径15nm，平均比表面积240m2/g，平均粒径40μm。
实施例3
取疏水载体聚丙烯酸高分子粉末（上海华震树脂公司）30g，加入亲水载体400目硅胶（青岛海洋化工厂）55g，加入90ml酶液（诺维信公司，商品名lipozyme TL 100L，活性单位为1000KLU/g ，酶液中蛋白含量为2重量%），60ml水，搅拌均匀后置于40℃摇床中150rpm震荡12h，取出滤除上清液，将固形物部分置于真空干燥箱中进行干燥至水分含量10%以下。得到固定化酶3。其中亲水载体：疏水载体：酶蛋白=55：30:1.8(重量比)。
聚丙烯酸粉末平均孔径35nm，比表面积65m2/g，平均粒径40μm。400目硅胶平均孔径120nm，比表面积50m2/g，平均粒径60μm。
实施例4
取聚苯乙烯高分子粉末（安徽三星树脂科技有限公司）60g，加入F270白炭黑(益海嘉里佳木斯工厂)60g，加入40ml TL脂肪酶液（诺维信公司，活性单位为1000KLU/g ，酶液中蛋白含量为2重量%），80ml水，搅拌均匀后置于25℃摇床中150rpm震荡12h，取出滤除上清液，将固形物部分置于真空干燥箱中进行干燥至水分含量10%以下。得到固定化酶4。其中亲水载体：疏水载体：酶蛋白=60:60:0.8(重量比)。
聚苯乙烯高分子粉末平均孔径20nm，比表面积75m2/g，平均粒径30μm。F270白炭黑平均孔径15nm，比表面积270m2/g，平均粒径40μm。
实施例5
取聚苯乙烯高分子粉末（安徽三星树脂科技有限公司）60g，加入F270白炭黑(益海嘉里佳木斯工厂)55g，加入300ml TL脂肪酶液（诺维信公司，活性单位为1000KLU/g ，酶液中蛋白含量为2重量%），搅拌均匀后置于25℃摇床中150rpm震荡12h，取出滤除上清液，将固形物部分置于真空干燥箱中进行干燥至水分含量10%以下。得到固定化酶5。其中亲水载体：疏水载体：酶蛋白=60:55:6(重量比)。
比较例1
取大孔吸附树脂HPD100A（疏水型）（沧州宝恩化工公司）40g，加入脂肪酶酶液50ml（诺维信公司，商品名lipozyme TL 100L），置于 20℃摇床中150rpm震荡12h，取出滤除上清液，将吸附有酶的树脂置于室温进行干燥至水分含量10 %以下。得到固定化酶6。
比较例2
取白炭黑 （Zeofree5162Q，邱博工程材料有限公司）50g，加入60ml脂肪酶酶液（诺维信公司，商品名lipozyme TL 100L），水40ml，置于20℃摇床中150rpm震荡12h，取出后滤除上清液，将吸附有酶的白炭黑置于室温干燥至水分含量10 %以下。得到固定化酶7。
比较例3
取100g白炭黑K160亲水型白炭黑（益海嘉里佳木斯工厂，20g亲水载体麦芽糊精（
DE16~20，河南豫中生物科技有限公司），加入高速混合制粒机中，将溶有5%的明胶的TL液体酶140ml（诺维信公司，商品名lipozyme TL 100L），水80ml混匀，均匀泵入制粒机，待颗粒形成后取出进行抛丸，室温干燥至水分含量8%以下。得到固定化酶8。
试验例1
固定化酶酯交换活力
采用精炼大豆油和极度氢化大豆油（上海嘉里食品工业有限公司）（w/w 73:27）为底物，固定化酶（固定化酶1～8）和底物质量比为1:20，在70℃反应30min，反应毕后取出产物测其40℃ 固脂含量(solid fat content, SFC)。每次取出产物把酶留在反应器内，再加入底物进行反应，重复5次。40℃ SFC含量方法：将装有样品的固脂管分别放入100℃烘箱中 15min，60℃ 水浴5min，0℃水浴 60min，40℃水浴 30min，然后用核磁共振仪（德国布鲁克光谱仪器有限公司 型号mq20）测其固脂含量(solid fat
content, SFC)。酯交换活力(IUN)的公式为式（1）。结果示于表1。
酯交换活力(IUN)＝（SFC0-SFC1）/30×1260 （1）
式中，SFC0是指没有经过酶反应的底物油脂在40℃下的SFC值，SFC1指40℃下酶反应产物样品的SFC值。SFC(solid fat
content )是指固脂含量。
表1. 酯交换活力
| 反应次数 | 固定化酶1 | 固定化酶2 | 固定化酶3 | 固定化酶4 | 固定化酶5 | 固定化酶6 | 固定化酶7 | 固定化酶8 |
| 1 | 650 | 647 | 618 | 601 | 631 | 521 | 448 | 461 |
| 2 | 573 | 556 | 540 | 532 | 544 | 446 | 402 | 415 |
| 3 | 541 | 529 | 498 | 456 | 513 | 331 | 385 | 387 |
| 4 | 460 | 487 | 458 | 412 | 453 | 317 | 339 | 348 |
实施例1～5为疏水载体和亲水载体复配后通过不同的固定化酶工艺制备的产品，比较例1为疏水载体制备的固定化脂肪酶，比较例2为亲水载体制备的固定化脂肪酶，通过上述结果可以看出，通过疏水与亲水载体的复配，提高了比单独疏水载体或亲水载体固定化酶的酯交换活力。比较例3为亲水载体的复配，在酶反应过程中效果也不如亲疏水载体复配的效果。
试验例2脂肪酶专一性
将25g棕榈酸硬脂精和50g油酸（嘉里特种油脂（上海）有限公司）加入250ml三角瓶中，分别加入5g 待测固定化酶1～6，于60℃，150rpm反应3.5h。反应完毕后，用气相进行脂肪酸组成（FAC）分析，Sn-2分析（FAC分析方法参照国标GB/T 17376，GB/T
17377-2008，Sn-2分析参照国标GB/T
24894-2010）。2位p的插入率计算公式为式（2）。结果示于表2。
P% in
Sn-2= Sn-2 P/3×（FAC P）×100% （2）。
表2. 专一性
| 固定化酶1 | 固定化酶2 | 固定化酶3 | 固定化酶4 | 固定化酶5 | 固定化酶6 | 固定化酶7 | 固定化酶8 |
| 55.3% | 56.7% | 54.5% | 55.3% | 55.9% | 43.2% | 38.6% | 45.8% |
通过上述结果可以看出，通过疏水与亲水载体的复配，提高了比单独疏水载体或亲水载体固定化酶的专一性。
试验例3
固定化酶的酯化能力
分别向100ml单口圆底烧瓶中加入28g棕榈酸（嘉里特种油脂（上海）有限公司），分别加入3g上述固定化酶1～8，置于磁力搅拌器上50℃，250rpm加热。甲醇3.2g，6h内分六次加入，反应完毕后取出产物测酸价，计算酯化活力。结果示于表3。
酯化活力（％）＝（AV0-AV1）/AV0×100% （3）
式中，AV0为酯化前酸价；AV1为酯化反应后酸价。
表3 酯化活力
| 固定化酶1 | 固定化酶2 | 固定化酶3 | 固定化酶4 | 固定化酶5 | 固定化酶6 | 固定化酶7 | 固定化酶8 |
| 98.7% | 94.6% | 96.0% | 95.7％ | 93.9％ | 67.4% | 56.3% | 66.7% |
在酯化过程中会产生水，水在体系中既可以起到界面的作用促进反应，又和甲醇互溶造成对酶的伤害，疏水的载体因对水的排斥造成反应不完全，而亲水的载体因吸附甲醇造成对酶蛋白的变性，因此效果较差。通过上述结果可以看出，通过疏水与亲水载体的复配，提高了比单独疏水载体或亲水载体，或两种亲水载体复配的固定化酶的酯化活力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。
Claims (10)
1. 一种固定化酶，其特征在于，包含疏水载体和亲水载体和酶蛋白，其中，相对于固定化酶总量，所述疏水载体含量为0.1～99重量%，优选所述疏水载体的含量为0.5～95重量%，更优选所述疏水载体的含量为5～80重量%，亲水载体含量为5～99重量%，优选所述疏水载体的含量为10～70重量%，更优选所述亲水载体的含量为25～80重量%，酶含量为0.05～10重量%，其中酶的量以酶蛋白计。
2. 根据权利要求1所述的固定化酶，其中，所述疏水载体的孔径为20～200nm，和/或所述亲水载体的孔径为2～500nm，和/或所述疏水载体的比表面积为10～1000m2/g，和/或所述亲水载体的比表面积为10～1000m2/g，和/或所述疏水载体的粒径为0.5μm～700μm，和/或所述亲水载体的粒径为0.5μm～700μm。
3. 根据权利要求1或2所述的固定化酶，其中，所述疏水载体选自聚（甲基）丙烯酸酯、聚苯乙烯、（甲基）丙烯酸酯与苯乙烯的交联接枝聚合物、（甲基）丙烯酸酯与双甲基丙烯酸乙二醇酯交联共聚物、疏水改性二氧化硅、滑石粉、疏水型沸石、苯乙烯或二乙烯苯与顺丁烯二酸二甲酯的共聚物、苯乙烯或二乙烯苯与乙酸烯丙酯的共聚物、苯乙烯或二乙烯苯与丙烯腈的共聚物、苯乙烯或二乙烯苯与甲基乙烯基甲酮的共聚物中的至少一种，优选所述聚（甲基）丙烯酸酯选自交联聚（甲基）丙烯酸，优选所述聚苯乙烯选自苯乙烯和二乙烯苯的共聚物，和/或所述亲水载体选自硅藻土、硅酸盐、碱式碳酸镁、白炭黑、沸石、氧化铝、分子筛、蛭石、硅胶、纤维素或其衍生物、糊精、淀粉或其衍生物中的至少一种。
4. 根据权利要求1～3中任意一项所述的固定化酶，其中，相对于固定化酶总量，所述酶的含量为0.1～8重量%，其中酶的量以酶蛋白计，优选相对于固定化酶总量，所述酶的含量为0.5～7重量%，其中酶的量以酶蛋白计，更相对于固定化酶总量，所述酶的含量为1～5重量%，其中酶的量以酶蛋白计，和/或所述酶是脂肪酶，优选所述脂肪酶选自疏棉状嗜热丝孢菌(Thermomyces
lanuginose)、米黑根毛霉 (Rhizomucor miehei)、米黑毛霉 (Mucor miehei)、假单胞菌 (Pseudomonas sp.)、根霉(Rhizopus sp.)、黑曲霉(Aspergillus niguer)及伯克霍尔德氏菌(Burkholderia sp.) 中的至少一种，优选所述脂肪酶通过基因工程或蛋白质工程改造而得，和/或还包含水，和/或相对于固定化酶总量，所述水的含量为0.5～15重量%，优选相对于固定化酶总量，所述水的含量为2～5重量%。
5. 一种固定化酶的制备方法，其特征在于，包括
（1）将疏水载体与酶混合的步骤，
（2）在步骤（1）所得的混合物中加入亲水载体与酶的步骤。
6. 根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述亲水载体选自硅藻土、硅酸盐、碱式碳酸镁、白炭黑、沸石、氧化铝、分子筛、蛭石、硅胶、纤维素或其衍生物、糊精、淀粉或其衍生物中的至少一种，和/或所述酶是脂肪酶，优选所述脂肪酶选自疏棉状嗜热丝孢菌(Thermomyces
lanuginose)、米黑根毛霉 (Rhizomucor miehei)、米黑毛霉 (Mucor miehei)、假单胞菌 (Pseudomonas sp.)、根霉(Rhizopus sp.)、黑曲霉(Aspergillus niguer)及伯克霍尔德氏菌(Burkholderia sp.) 中的至少一种，优选所述脂肪酶通过基因工程或蛋白质工程改造而得，和/或还包括添加粘合剂的工序，优选所述粘合剂选自羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素钠、明胶或聚维酮中的至少一种，和/或相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述粘合剂的添加量为0.5～15重量%，优选相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述粘合剂的添加量为2～7重量%，和/或还包括添加稳定剂的工序，优选所述稳定剂选自丙二醇、甘油、山梨醇或赤藓糖醇中的至少一种，相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述稳定剂的添加量为0.5～30重量%，优选相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述稳定剂的添加量为2～10重量%，和/或还包括添加水的工序，和/或相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述水的添加量为10～100重量%，优选相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述水的添加量为20～80重量%，更优选相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述水的添加量为30～70重量%，进一步优选相对于疏水载体和亲水载体的总量，以重量计，所述水的添加量为40～60重量%。
7. 一种固定化酶的制备方法，其特征在于，包括
（1）将亲水载体与酶混合的步骤，
（2）在步骤（1）所得的混合物中加入疏水载体与酶的步骤。
8. 一种固定化酶的制备方法，其特征在于，包括将疏水载体、亲水载体、酶混合的步骤。
9. 一种酯化方法，其特征在于使用权利要求1～4任意一项所述的固定化酶或通过权利要求5～7任意一项所述的固定化酶的制备方法制备得到的固定化酶进行酯化。
10. 一种用于酶固定化的载体，其特征在于，所述载体包含疏水载体和亲水载体。
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