油脂工业中的高新技术应用.pdf

第十四篇 油脂工业中的高新技术应用 第一章 生物技术在油脂工业中的应用 第一章 生物技术在油脂工业中的应用 第一节 概 述 至今人们对生物技术定义的阐释尚未完全一致。生物技术始源于生命科学的分子 水平和细胞水平上的基础研究，是以!# 重组技术和单克隆抗体技术为标志发展起来 的。美国油脂化学和生物技术学家 （ ）认为，生物技术就是广泛利用生 $%’()*+,%-(. /001 物系统的集成控制工程来达到指定目标的技术，并根据其应用工作原理和功能性质不 同分为微生物技术、酶生物技术和作物生物技术三大类。在中国，尽管在生命科学领域 有专家一再辩释生物技术作为高尖技术，其核心应为基因工程（也称遗传工程）和细胞 工程，但绝大多数的研究者还是将酶工程和发酵工程（也叫微生物工程）作为生物技术 的重要组成，本书也将从这四个方面作为生物技术的内容进行分析讨论。 尽管生物技术这一词的提出只有二十多年的时间，然而其发展之迅速、影响之大、 涉及范围之广，是前所未见的。获得大分子结构与功能之间的相互关系，以及获得预测 与设计所需功能的结构的能力是实现生物技术全部潜能的重要因素，其发展趋势是：随 着基础研究不断的深入，新技术接连产生，开发周期日趋缩短，产业化速度逐渐加快。 目前油脂工业正利用生物技术进行三个方面的工作：一是富含特定生理活性成分的功 能性脂质的开发，二是多种食用油脂的制备，三是油脂化工产品的生产。生物技术对油 脂的研究也推动着它自身的研究和发展，如对细胞中不饱和脂肪酸，特别是三烯脂肪酸 水平的上升以增强植物低温耐性的分子机制的研究，瘦肉型猪脂肪细胞死去之后变化 机制的研究等。 一、基因工程 基因工程被喻为分子水平上的“施工”，是人们按照意愿用人工方法在体外对各种 — /32 / — 第十四篇 油脂工业中的高新技术应用 不同生物的!# 进行重组后导入受体细胞，在受体细胞内复制和表达，以获得新物种 或新物质以发挥新的功能的技术。在油脂原料特别是植物油料的生产上，除了在抗性 等植物生长和营养方面的研究外，提高油脂及功能性伴随物如维生素$、植物甾醇等的 含量，以及改变脂肪酸组成与含量方面，这一技术已经或正在发挥重要的作用。它最大 的优点在于能在最经济的条件下生产同样产品。在油料作物的品种改良上，传统的育 种工艺虽也达到了一些目的，但时间较长，而且某些理想产品是不可能用传统方法实现 的。基因工程目前虽然进展有限，但已使油脂工业特别是植物油工业发生了很大的变 化，开辟了一个更广阔的发展方向。 通过对植物体内脂肪酸生物合成的研究，人们已经弄清了通过生化途径参与调节 分子链长度和饱和度的酶，如 等人（ ）研究了油菜种子发育过程中贮存的脂 %’’() *++* 类的生物合成，结果表明，贮存脂类积累时酶活性的增加是基因表达调节的结果。这就 为以基因工程改良脂肪酸组成奠定了基础和提供了改造的可能，我们知道，植物的脂肪 酸的生物合成发生在质体内，由最初反应底物乙酰,-# 开始，由乙酰,-# 羧化酶、丙二 酸单酰转酰酶、 酮酯酰 合成酶（ 、 、 ）、硬脂酰 去饱和酶、 硫酯酶 . / #,0 ! # #,0 #,0 和中链酰基 硫酯酶参与催化，在碳链延长的反应中，还有 酮酯酰 还原酶， #,0 . / #,0 . / 羟酯酰#,0 脱水酶和烯酯酰#,0 还原酶参与进来，合成的最初产物是棕榈酸#,0 （ ）和硬脂酰 （ ），然后再经过酯化形成脂肪。从食用油脂的角 *1 23 / #,