[發明專利]用具有過水解活性的乳桿菌酶催化制備過酸

無效

• 申請號: 200680037025.2
• 申請日: 2006-10-06
• 公開（公告）號: CN101283100A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: R·迪科西莫;L·沃納
• 申請（專利權）人: 納幕爾杜邦公司
• 主分類號: C12P7/00
• 分類號: C12P7/00;C12P7/62
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉健;段家榮

本申請請求享有2005年10月6日登記的美國臨時申請No.60/724,129的優先權。

??????????????????????發明領域

本發明涉及過酸的生物合成和原位酶催化領域。具體地說是，用具有過水解(perhydrolysis)活性的乳桿菌屬菌(Lactobacillus?sp.)由羧酸酯底物制備過酸。

??????????????????????發明背景

已經報導，過酸組合物是有效的抗微生物劑。用其對堅硬表面、肉制品、活植物組織和衛生器材進行清潔、滅菌和/或消毒以抵抗不受歡迎的微生物的生長的方法已經有所描述(US?6,545,047，US6,183,807，US?6,518,307，US?20030026846和US?5,683,724)。還有報導表明，過酸可以有效用于制備洗衣店去污用的漂白組合物(US3,974,082，US?5,296,161和US?5,364,554)。

過酸可以通過羧酸與過氧化氫的化學反應來制備(參見OrganicPeroxides，Daniel?Swern編輯，第1卷，第313-516頁；Wiley?Interscience，New?York)。強無機酸，例如濃硫酸，通常能夠催化所述反應。過氧化氫與羧酸的反應是平衡反應，所以使用過量濃度的過氧化物和/或羧酸或者除去水有利于過酸的產生。利用化學反應制備過酸存在幾個缺點：1)為了有利于制備過酸而使用高濃度的羧酸會導致在使用含有過酸的溶液時會產生不受歡迎的氣味，2)隨著時間推移過酸在溶液中通常是不穩定的，所以在使用前的儲存期間溶液中的過酸濃度會降低，和3)由于使用濃硫酸作催化劑所以所得制劑通常是強酸性的。

克服化學制備過酸的缺點的一種方式是使用酶催化劑來代替強酸催化劑。酶催化劑的使用使得能夠在使用和/或應用的時候快速地制備過酸，從而避免了與過酸溶液儲存和過酸溶液濃度隨時間改變有關的問題。通過與過氧化氫直接進行化學反應來制備過酸一般需要使用高濃度的羧酸，而酶催化制備過酸則不需要使用高濃度的羧酸，其中所述酶催化反應能夠使用羧酸酯底物在比化學反應通常使用的羧酸濃度低的多的濃度下進行。酶反應可以在很大的pH值范圍內進行，其取決于給定pH值下的酶的活性和穩定性以及給定pH值下底物對過水解作用的特異性。

酯酶、脂肪酶和一些蛋白酶能夠催化烷基酯的水解從而制備出相應的羧酸(式1)。

式1

一些酯酶、脂肪酶或蛋白酶顯示出過水解活性，能夠從烷基酯催化合成過酸(式2)。

式2

O.Kirk等人(Biocatalysis，11：65-77(1994))研究了水解酶(脂肪酶、酯酶和蛋白酶)催化酰基底物與過氧化氫的過水解反應形成過氧羧酸的能力，其報導在含水體系中過水解反應進展的效率極低。此外，他們發現脂肪酶和酯酶能夠將過羧酸分解為相應的羧酸和過氧化氫。作者推斷酯酶、脂肪酶和蛋白質通常不適合于液相環境中的簡單酯的過水解催化，其中所述簡單酯例如辛炔酸甲酯和三辛精。

US?3,974,082描述了通過將所要漂白的材料與含有能夠釋放氧氣的無機過氧化物、酰基烷基酯和能夠水解酯的酯酶或脂肪酶的水溶液相接觸來制備洗衣店去污用漂白組合物。

US?5,364,554描述了一種活化的氧化體系，該體系能夠使用蛋白酶類酶、過氧化氫源和酯底物在含水溶液中原位產生過酸，其中所述酯底物優選不能化學地過水解。還公開了漂白的方法和形成過酸的方法。

US?5,296,161描述了在含水溶液中制備過酸，其中所述含水溶液中包含一種或多種特異性的酯酶和脂肪酶、過氧化氫源和適合用在漂白組合物中的功能化酯底物。然而，其所制得的過酸的濃度通常不能滿足許多商業消毒劑應用的需要。

大多數已知的用酶催化劑由相應的羧酸酯制備過酸的方法不能產生并積聚足夠高濃度的過酸以在各種應用中進行有效的消毒。最近報導有幾種蛋白酶和脂肪酶的組合物能夠原位產生過酸(例如過乙酸)，所產生的過酸的濃度適合用作消毒劑和/或商業漂白劑(US11/413,246)。然而，仍然需要發現其它的能夠用于原位產生過酸的過水解酶催化劑。