catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2016-3-57-63catal-348Research ArticleБИОКАТАЛИЗBIOCATALYSISПерспективы применения ферментативной переэтерификации масел для получения модифицированных жировProspects of the Application of Enzymatic Oil Re-Esterification for the Production of Modified FatsСамойловаЮ. В.SamoilovaYu. V.ctls@kalvis.ruСорокинаК. Н.SorokinaK. N.ctls@kalvis.ruПармонВ. Н.ParmonV. N.ctls@kalvis.ruИнститут катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), г. НовосибирскРоссияBoreskov Institute of Catalysis, NovosibirskRussian FederationИнститут катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), г. Новосибирск; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет (НГУ)РоссияBoreskov Institute of Catalysis, Novosibirsk; Novosibirsk State UniversityRussian Federation2016200520161635763Copyright © LLC "KALVIS", 20162016LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/348

В обзоре рассмотрено современное состояние исследований в области ферментативного биокатализа, применяемого для получения модифицированных пищевых жиров. Обсуждаются свойства биокатализаторов ферментативной переэтерификации растительных масел, как находящихся в стадии разработки, так и применяемых в промышленности. Рассмотрены основные направления исследований в области разработки новых биокатализаторов, в том числе на основе новых рекомбинантных ферментов липаз, а также возможности целенаправленного изменения содержания определенных компонентов масел путем организации каталитического процесса. Показана актуальность ферментативной переэтерификации масел для создания энергоэффективных и экологически чистых производств высококачественных продуктов питания с заданными характеристиками.

The paper is a review of the state-of-the-art in the area of enzymatic biocatalysis for synthesis of modified edible fats. Under discussion are properties of biocatalysts, both under development and industrially used, for enzymatic re-esterification of plant oils. Main R&D fields of new biocatalysts including those based on new recombinant lipases, as well as possibility of intentional variations in the contents of certain oil components through arrangement of the catalytic process, are considered. Relevance of the enzymatic re-esterification of oils for designing energy-efficient and ecologically sound production of high-quality food with the required properties is demonstrated.

пищевые маслалипазапереэтерификацияиммобилизованные ферментыбиокатализedible oillipasere-esterificationimmobilized enzymesbiocatalysisReferencesCheng H.N., Rau M.W., Dowd M.K., Easson M.W., Condon B.D. // J. Am. Oil Chem. 2014. Vol. 91. P. 1461–1469.Cheng H.N., Rau M.W., Dowd M.K., Easson M.W., Condon B.D. // J. Am. Oil Chem. 2014. Vol. 91. P. 1461–1469.Романенко А.В., Воропаев И.Н., Абдуллина Р.М., Чумаченко В.А. // Химия твердого топлива. 2014. № 6. С. 33–39.Романенко А.В., Воропаев И.Н., Абдуллина Р.М., Чумаченко В.А. // Химия твердого топлива. 2014. № 6. С. 33–39.Alsobaaia A.M., Shaibanib A.M., Moustafac T., Derhemd A. // J. King Saud University – Eng. Sci. 2012. Vol. 24. P. 45-51.Alsobaaia A.M., Shaibanib A.M., Moustafac T., Derhemd A. // J. King Saud University – Eng. Sci. 2012. Vol. 24. P. 45-51.Singh D., Rezac M.E., Prfomm R.P. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2009. Vol. 86. P. 93–101.Singh D., Rezac M.E., Prfomm R.P. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2009. Vol. 86. P. 93–101.Schmidt A., Schomaker R. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2007. Vol. 271. P. 192–199.Schmidt A., Schomaker R. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2007. Vol. 271. P. 192–199.Savchenko V.I., Makaryan I.A. // Platinum Met. Rev. 1999. Vol. 43. P. 74–82.Savchenko V.I., Makaryan I.A. // Platinum Met. Rev. 1999. Vol. 43. P. 74–82.Tarrago-Trani M.T., Phillips K.M., Lemar L.E., Holden J.M. // J. Am. Diet. Assoc. 2006. Vol. 106. P. 867-880.Tarrago-Trani M.T., Phillips K.M., Lemar L.E., Holden J.M. // J. Am. Diet. Assoc. 2006. Vol. 106. P. 867-880.Holm H.C., Cowan D. // Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2008. Vol. 110. P. 679–691.Holm H.C., Cowan D. // Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2008. Vol. 110. P. 679–691.Menaa F., Menaa A., Menaa B., Treton J. // Eur. J. Nutr. 2013. Vol. 52. P. 1289-1302.Menaa F., Menaa A., Menaa B., Treton J. // Eur. J. Nutr. 2013. Vol. 52. P. 1289-1302.Micha R., Mozaffarian D. // Nat. Rev. Endocrinol. 2009. Vol. 5. Р. 335-344.Micha R., Mozaffarian D. // Nat. Rev. Endocrinol. 2009. Vol. 5. Р. 335-344.Toor H. van, Rossum G.J. van, Kruidenberg M. // US Patent Application Publication 2005/0027136 A1, assigned to Cargill Inc.Toor H. van, Rossum G.J. van, Kruidenberg M. // US Patent Application Publication 2005/0027136 A1, assigned to Cargill Inc.Dijkstra A.J. // Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2002. Vol. 104. P. 29–35.Dijkstra A.J. // Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2002. Vol. 104. P. 29–35.Beers A.E.W., Berben P.H., Groen C., Jagta R., Lazar G., Mangnus G. // 3rd Euro Fed Lipid Congress, Edinburgh (UK), 2004. P. 62.Beers A.E.W., Berben P.H., Groen C., Jagta R., Lazar G., Mangnus G. // 3rd Euro Fed Lipid Congress, Edinburgh (UK), 2004. P. 62.Brands D.S., Pontzen K., Poels E.K., Dimian A.C., Bliek A. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2002. Vol. 79. P. 85–91.Brands D.S., Pontzen K., Poels E.K., Dimian A.C., Bliek A. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2002. Vol. 79. P. 85–91.Nohair B., Especel C., Lafaye G., Marecot P., Hoang L.C., Barbier J. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2005. Vol. 229. P. 117–126.Nohair B., Especel C., Lafaye G., Marecot P., Hoang L.C., Barbier J. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2005. Vol. 229. P. 117–126.Chaleepa K., Szepes A., Ulrich J. // Chem. Eng. Res. Des. 2010. Vol. 88. P. 1217–1222.Chaleepa K., Szepes A., Ulrich J. // Chem. Eng. Res. Des. 2010. Vol. 88. P. 1217–1222.Zaidul I.S.M., Nik Norulaini N.A., Mohd Omar A.K., Smith Jr. R.L. // J. Food Eng. 2007. Vol. 79. P. 1007–1014.Zaidul I.S.M., Nik Norulaini N.A., Mohd Omar A.K., Smith Jr. R.L. // J. Food Eng. 2007. Vol. 79. P. 1007–1014.Soares F.A.S.D.M., Silva R.C., Silva K.C.G., Lourenco M.B., Soares D.F., Gioielli L.A. // Food Res. Int. 2009. Vol. 42. P. 1287–1294.Soares F.A.S.D.M., Silva R.C., Silva K.C.G., Lourenco M.B., Soares D.F., Gioielli L.A. // Food Res. Int. 2009. Vol. 42. P. 1287–1294.Dian N.L.H.M., Sundram K., Idris N.A. // Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2007. Vol. 109. P. 147–156.Dian N.L.H.M., Sundram K., Idris N.A. // Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2007. Vol. 109. P. 147–156.Siti Hazirah M.F., Norizzah A.R., Zaliha O. // Malaysian J. Anal. Sci. 2012. Vol. 16. P. 297-308.Siti Hazirah M.F., Norizzah A.R., Zaliha O. // Malaysian J. Anal. Sci. 2012. Vol. 16. P. 297-308.Farmani J., Hamedi M., Safari M. // Int. J. Food Sci. Technol. 2008. Vol. 43. P. 393–399.Farmani J., Hamedi M., Safari M. // Int. J. Food Sci. Technol. 2008. Vol. 43. P. 393–399.Erickson M.D., Erickson D.R. Practical Handbook of Soybean Processing and Utilization. AOCS Press and United Soybean Board, Champaign. 1995. P. 277–296.Erickson M.D., Erickson D.R. Practical Handbook of Soybean Processing and Utilization. AOCS Press and United Soybean Board, Champaign. 1995. P. 277–296.Illanes A., Cauerhff A., Wilson L., Castro G. // Biores. Technol. 2012. Vol. 115. P. 48–57.Illanes A., Cauerhff A., Wilson L., Castro G. // Biores. Technol. 2012. Vol. 115. P. 48–57.Industrial Enzymes Market by Type (Carbohydrases, Proteases, Non-starch Polysaccharides & Others), Application (Food & Beverage, Cleaning Agents, Animal Feed & Others), Brands & by Region - Global Trends and Forecasts to 2020. MarketsandMarkets Research. 2015.Industrial Enzymes Market by Type (Carbohydrases, Proteases, Non-starch Polysaccharides & Others), Application (Food & Beverage, Cleaning Agents, Animal Feed & Others), Brands & by Region - Global Trends and Forecasts to 2020. MarketsandMarkets Research. 2015.Ray A. // Asian J. Pharm. Tech. 2012. Vol. 2. P. 33–37.Ray A. // Asian J. Pharm. Tech. 2012. Vol. 2. P. 33–37.Ansorge-Schumacher M.B., Thum O. // Chem. Soc. Rev. 2013. Vol. 42. P. 6475–6490.Ansorge-Schumacher M.B., Thum O. // Chem. Soc. Rev. 2013. Vol. 42. P. 6475–6490.Sharma D., Sharma B., Shukla A.K. // Biotechol. 2011. Vol. 10. P. 23–40.Sharma D., Sharma B., Shukla A.K. // Biotechol. 2011. Vol. 10. P. 23–40.Самойлова Ю.В., Пилигаев А.В., Сорокина К.Н., Розанов А.С., Пельтек С.Е., Новиков А.А., Альмяшева Н.Р., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2015. Т. 15. № 6. С. 90–96.Самойлова Ю.В., Пилигаев А.В., Сорокина К.Н., Розанов А.С., Пельтек С.Е., Новиков А.А., Альмяшева Н.Р., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2015. Т. 15. № 6. С. 90–96.Santos K.C., Cassimiro D.M.J., Avelar M.H.M., Hirata D.B., Castro H.F., Fernandez-Lafuente R., Mendes A.A. // Ind. Crops Prod. 2013. Vol. 49. P. 462–470.Santos K.C., Cassimiro D.M.J., Avelar M.H.M., Hirata D.B., Castro H.F., Fernandez-Lafuente R., Mendes A.A. // Ind. Crops Prod. 2013. Vol. 49. P. 462–470.Baeza-Jimenez R., Lopez-Martinez L.X., Otero C., Kim I., Garcia H.S. // J. Chem. Technol. Biotechnol. 2013. Vol. 88. P. 1859–1863.Baeza-Jimenez R., Lopez-Martinez L.X., Otero C., Kim I., Garcia H.S. // J. Chem. Technol. Biotechnol. 2013. Vol. 88. P. 1859–1863.Zhao B., Liu X., Jiang Y., Zhou L., He Y., Gao, J. // Appl. Biochem. Biotechnol. 2014. DOI: 10.1007/s12010-01-0967-2.Zhao B., Liu X., Jiang Y., Zhou L., He Y., Gao, J. // Appl. Biochem. Biotechnol. 2014. DOI: 10.1007/s12010-01-0967-2.Asif M. // Int. J. Nutrition Pharmacol. Neurological Diseases. 2011. Vol. 1. P. 134–138.Asif M. // Int. J. Nutrition Pharmacol. Neurological Diseases. 2011. Vol. 1. P. 134–138.Osorio N.M., da Fonseca M.M.R., Ferreira-Dias S. Operational stability of Thermomyces lanuginosus lipase during interesterification of fat in continuous packed-bed reactor // Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2006. Vol. 108. P.545–553.Osorio N.M., da Fonseca M.M.R., Ferreira-Dias S. Operational stability of Thermomyces lanuginosus lipase during interesterification of fat in continuous packed-bed reactor // Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2006. Vol. 108. P.545–553.Приказ Министерства сельского хозяйства РФ об утверждении отраслевой программы «Развитие масложировой отрасли РФ на 2014–2016 годы». Москва, 2014.Приказ Министерства сельского хозяйства РФ об утверждении отраслевой программы «Развитие масложировой отрасли РФ на 2014–2016 годы». Москва, 2014.Гаффорова Е.Б., Шушарина Т.Е., Цыпленкова М.В., Моисеенко И.В., Гуремина Н.В. Менеджмент в пищевой промышленности. М.: Академия естествознания, 2011.Гаффорова Е.Б., Шушарина Т.Е., Цыпленкова М.В., Моисеенко И.В., Гуремина Н.В. Менеджмент в пищевой промышленности. М.: Академия естествознания, 2011.«УкрАгроКонсалт» объявляет результаты исследования российского рынка подсолнечного масла и жиров // Масложировая промышленность. 2013. Т. 15. С. 10–12.«УкрАгроКонсалт» объявляет результаты исследования российского рынка подсолнечного масла и жиров // Масложировая промышленность. 2013. Т. 15. С. 10–12.Macrae A.R. // Biotechnology for the Oils and Fats Industry. Champaign, IL. 1985. P. 189–198.Macrae A.R. // Biotechnology for the Oils and Fats Industry. Champaign, IL. 1985. P. 189–198.DiCosimo R., McAuliffe J., Poulose A.J., Bohlmann G. // Chem. Soc. Rev. 2013. Vol. 42. P. 6437–6474.DiCosimo R., McAuliffe J., Poulose A.J., Bohlmann G. // Chem. Soc. Rev. 2013. Vol. 42. P. 6437–6474.Sawamura N. // Ann. N. Y. Acad. Sci. 1988. Vol. 542. P. 266–269.Sawamura N. // Ann. N. Y. Acad. Sci. 1988. Vol. 542. P. 266–269.Zhang H., Xu X., Mu H., Nilsson J., Adlerr-Nissen J., Hoy C-E. // Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2000. Vol. 102. P. 411–418.Zhang H., Xu X., Mu H., Nilsson J., Adlerr-Nissen J., Hoy C-E. // Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2000. Vol. 102. P. 411–418.Pacheco C., Palla C., Crapiste G.H., Carrin M.E. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2013. Vol. 90. P. 391–400.Pacheco C., Palla C., Crapiste G.H., Carrin M.E. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2013. Vol. 90. P. 391–400.Zhang H., Xu X., Nilsson J., Mu H., Adler-Nissen J., Hoy C-E. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2001. Vol. 78. P. 57–64.Zhang H., Xu X., Nilsson J., Mu H., Adler-Nissen J., Hoy C-E. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2001. Vol. 78. P. 57–64.Shankar S.U., Sunki R.Y.R., Khatoon S. // J. Food Sci. Technol. 2014. Vol. 51. P. 315–321.Shankar S.U., Sunki R.Y.R., Khatoon S. // J. Food Sci. Technol. 2014. Vol. 51. P. 315–321.Сорокина К.Н., Нуриддинов М.А., Розанов А.С., Иванисенко В.А., Пельтек С.Е. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. Т. 17. № 4–1. С. 666–674.Сорокина К.Н., Нуриддинов М.А., Розанов А.С., Иванисенко В.А., Пельтек С.Е. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. Т. 17. № 4–1. С. 666–674.Сорокина К.Н., Розанов А.С., Брянская А.В., Пельтек С.Е. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. Т. 17. № 4–1. С. 651–658.Сорокина К.Н., Розанов А.С., Брянская А.В., Пельтек С.Е. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. Т. 17. № 4–1. С. 651–658.Самойлова Ю.В., Тулупов А.А., Сорокина К.Н. // Вестн. Новосиб. гос. ун-та. Серия: Биология, клиническая медицина. 2014. Т. 12. № 4. С. 77–84.Самойлова Ю.В., Тулупов А.А., Сорокина К.Н. // Вестн. Новосиб. гос. ун-та. Серия: Биология, клиническая медицина. 2014. Т. 12. № 4. С. 77–84.Rua M.L., Atomi H., Schmidt-Dannert C., Schmid R.D. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 1998. Vol. 49. P. 405–409.Rua M.L., Atomi H., Schmidt-Dannert C., Schmid R.D. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 1998. Vol. 49. P. 405–409.Le Q.A., Joo J.C., Yoo Y.J., Kim Y.H. // Biotechnol. Bioeng. 2012. Vol. 109. P. 867–876.Le Q.A., Joo J.C., Yoo Y.J., Kim Y.H. // Biotechnol. Bioeng. 2012. Vol. 109. P. 867–876.Aravindan R., Anbumathi P., Viruthagiri T. // Indian J. Biotechnol. 2007. Vol. 6. P. 141–158.Aravindan R., Anbumathi P., Viruthagiri T. // Indian J. Biotechnol. 2007. Vol. 6. P. 141–158.Sellami M., Ghamgui H., Frikha F., Gargouri Y. // BMC Biotechnol. 2012. Vol. 12. doi:10.1186/1472-6750-12-48.Sellami M., Ghamgui H., Frikha F., Gargouri Y. // BMC Biotechnol. 2012. Vol. 12. doi:10.1186/1472-6750-12-48.Lai O.M., Ghazali H.M., Cho F., Chong C.L. // Food Chem. 2000. Vol. 71. P. 173–179.Lai O.M., Ghazali H.M., Cho F., Chong C.L. // Food Chem. 2000. Vol. 71. P. 173–179.Lai O.M., Ghazali H.M., Chong C.L. // Food Chem. 1999. Vol. 64. P. 83–88.Lai O.M., Ghazali H.M., Chong C.L. // Food Chem. 1999. Vol. 64. P. 83–88.Ibrahim N.A.B., Guo Z., Xu X. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2008. Vol. 85. P. 37–45.Ibrahim N.A.B., Guo Z., Xu X. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2008. Vol. 85. P. 37–45.Rezaei K., Temelli F., Jenab E. // Biotechnol. Adv. 2007. Vol. 25. P. 272–280.Rezaei K., Temelli F., Jenab E. // Biotechnol. Adv. 2007. Vol. 25. P. 272–280.Jenab E., Temelli F., Curtis J.M. // Food Chem. 2013. Vol. 141. P. 2220–2228.Jenab E., Temelli F., Curtis J.M. // Food Chem. 2013. Vol. 141. P. 2220–2228.Liu K.J., Chang H.M., Liu K.M. // Food Chem. 2007. Vol. 100. P. 1303–1311.Liu K.J., Chang H.M., Liu K.M. // Food Chem. 2007. Vol. 100. P. 1303–1311.Nakamura K., Chi Y.M., Yamada Y., Yano T. // Chem. Eng. Commun. 1985. Vol. 45 P. 207–212.Nakamura K., Chi Y.M., Yamada Y., Yano T. // Chem. Eng. Commun. 1985. Vol. 45 P. 207–212.Patil D. // J. Food Res. Technol. 2014. Vol. 2. P. 15–23.Patil D. // J. Food Res. Technol. 2014. Vol. 2. P. 15–23.Tecelao C., Silva J. Dubreucq E., Ribeiro M.H., Ferreira-Dias S. // J. Mol. Catal. B: Enzym. 2010. Vol. 65. P. 122–127.Tecelao C., Silva J. Dubreucq E., Ribeiro M.H., Ferreira-Dias S. // J. Mol. Catal. B: Enzym. 2010. Vol. 65. P. 122–127.Liu S.L., Dong X.Y., Wei F., Wang X., Lv X., Zhong J., Wu L., Quek S.Y., Chen H. // Ultrason. Sonochem. 2015. Vol. 23. P. 100–108.Liu S.L., Dong X.Y., Wei F., Wang X., Lv X., Zhong J., Wu L., Quek S.Y., Chen H. // Ultrason. Sonochem. 2015. Vol. 23. P. 100–108.Sinisterra J.V. // Ultrasonics. 1992. Vol. 30. P. 180–185.Sinisterra J.V. // Ultrasonics. 1992. Vol. 30. P. 180–185.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.