專利名稱：高效保持β-1,3-1,4-葡聚糖酶酶活的包埋及噴霧干燥方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高效保持β -1,3-1,4-葡聚糖酶酶活的包埋及和噴霧干燥方法， 屬于工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
葡聚糖又稱右旋糖酐，是由數(shù)個葡萄糖分子聚合而成的多糖；葡聚糖存在于某些微生物在生長過程中分泌的粘液中，具有較高的分子量，主要由D-葡萄吡喃糖以α，1 — 6 鍵連接，支鏈點(diǎn)也可以1 — 2、1 — 3、1 — 4連接。隨著微生物種類和生長條件的不同，其結(jié)構(gòu)會有差別；β-葡聚糖是葡聚糖中最具生理活性的，β -葡聚糖包括水溶性和水不溶性兩種，與蛋白質(zhì)結(jié)合的β-葡聚糖大都不溶于水，未與蛋白質(zhì)結(jié)合的多溶于水，在水中形成高粘性的溶液；β-葡聚糖具有高的吸水膨脹力和持水性，通過網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而吸收超過自身重量數(shù)倍的水分，從而降低周圍環(huán)境的物理特性；β -葡聚糖表層帶負(fù)電荷，在溶液中極易與帶正電荷的物質(zhì)結(jié)合；此外，葡聚糖可能與蛋白質(zhì)、多酚類物質(zhì)結(jié)合形成沉淀，還能吸附鈣、鋅、鈉等金屬離子以機(jī)質(zhì)。
因?yàn)樯鲜隼砘再|(zhì)，β-葡聚糖在實(shí)際應(yīng)用中存在一些負(fù)面影響；在發(fā)酵過程中過量的葡聚糖與蛋白質(zhì)結(jié)合，使酵母早期沉淀，葡聚糖可以吸附陽離子Ca2+、狗2+、 Mg2+、Cu2+等產(chǎn)生沉淀，形成酒體混濁，影響啤酒的保質(zhì)期；在制造麥芽汁過程中，由于大量高分子葡聚糖存在，致使麥芽汁粘度增大，過濾困難；在動物飼養(yǎng)中，以大麥等谷物做能量飼料時高分子葡聚會使單胃動物腸胃中的食糜程度增加，影響營養(yǎng)物質(zhì)的消化， 為微生物特別是致病菌的寄居繁殖提供豐富的營養(yǎng)；而大量有害微生物在消化道內(nèi)繁殖， 弓丨起畜禽腹瀉，同時會競爭性消耗大量營養(yǎng)物質(zhì)而降低飼料利用率。
β-1，3-1，4-葡聚糖酶能高效、專一地分解β-葡聚糖中的β_1，3和β_1，4混合糖苷鍵，使大分子葡聚糖不斷降解成小分子的三糖(3-0-β-纖維二糖-D-葡萄糖) 和四糖(3-0-β-D-纖維三糖-D-葡萄糖)；國外葡聚糖酶的大量研究工作始于20世紀(jì)60年代，截止到80年代已廣泛應(yīng)用于飼料和啤酒工業(yè)，一些酶制劑公司如丹麥Novo，荷蘭Gist，美國Miles和芬蘭Cultor公司等紛紛推出自己的產(chǎn)品，這些酶制劑公司的商品酶制劑有的是單純的葡聚糖酶制劑，有的則是混合型酶制劑(除葡聚糖酶外還含有 α -淀粉酶、β -淀粉酶和蛋白酶等)；我國從20世紀(jì)80年代才開始β -葡聚糖酶的研究， 迄今雖做了大量工作，但進(jìn)口酶制劑壟斷國內(nèi)市場的局面仍未打破。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所提及的粗酶液為畢赤酵母Pichia pastoris G115(pPIC 9m-bgl_m) (HIS+,MUTs)重組菌株(CGMCC)經(jīng)發(fā)酵所生產(chǎn)的發(fā)酵液的經(jīng)板框過濾器過濾所得的上清液； 該粗酶液酶活力等到20000IU/mL，可十分方便地直接添加到啤酒發(fā)酵中的麥汁或蔗糖生產(chǎn)過程中的糖汁中，但是其也有較大的缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在體積較大，在運(yùn)輸和儲存過程中不方便，且酶液極其容易丟失活力，使其在大型工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用受到限制；故發(fā)明一種工藝簡單、成本低廉且能有效地保存酶活力的方法極其重要。
本發(fā)明解決了 β-1，3-1，4-葡聚糖酶的包埋與濃縮問題，使其能在長時間存放于室溫而酶不失活；且本發(fā)明所產(chǎn)的酶粉較酶液酶活力高出數(shù)倍，重量小，便于運(yùn)輸和儲存， 極大地為大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用創(chuàng)造了條件；與傳統(tǒng)的冷凍干燥方法相比，本發(fā)明有著能耗較小， 操作步驟簡單，用時少等特點(diǎn)，酶粉產(chǎn)品顆粒均勻，無需后續(xù)處理等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的具體步驟包括
首先，使用分子量為10000道爾頓的超濾膜對粗酶液進(jìn)行進(jìn)一步過濾，所得清液
其次，經(jīng)超濾過后的清液中加入吸附包埋劑(玉米多孔糊精、多孔淀粉、β -環(huán)糊精等)，使用磁力攪拌器攪拌池以上，在吸附包埋劑與酶液形成混合均勻的混濁液后進(jìn)行下一步操作。
最后，吸附包埋劑與酶液形成混合均勻的混濁液進(jìn)入離心式噴霧干燥塔噴霧干燥，進(jìn)料時需不停攪拌，以避免吸附包埋劑沉淀，噴霧干燥的操作條件為進(jìn)風(fēng)溫度180°C， 出風(fēng)溫度85 °C，得到粉狀β -1，3-1，4-葡聚糖酶包埋產(chǎn)品。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明實(shí)施中，首先對粗酶液進(jìn)行進(jìn)一步的過濾，以進(jìn)一步除去板框過濾所得粗酶液中一些雜質(zhì)；本步驟所得到的清液在與吸附包埋劑混合，使用磁力攪拌器攪拌池以上，攪拌頻率為200rpm;在噴霧干燥中，噴霧干燥塔所使用的參數(shù)為進(jìn)風(fēng)溫度180°C，出風(fēng)溫度85°C，離心轉(zhuǎn)盤頻率450HZ，進(jìn)料速度lOmL/min ；下面通過具體實(shí)例應(yīng)用，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
以下實(shí)施例主要詳細(xì)地解釋本發(fā)明中的某些關(guān)鍵點(diǎn)，以便更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容。
實(shí)施例
首先對粗酶液進(jìn)行進(jìn)一步的過濾，以進(jìn)一步除去板框過濾所得粗酶液中一些雜質(zhì)；本步驟所得到的清液400mL加入11.2% β -環(huán)糊精、3%明膠、4. 5%蔗糖混合，使用磁力攪拌器攪拌池以上，攪拌頻率為200rpm，以形成混合均勻的混濁液；混合均勻混濁液在不停的攪拌下以20mL/min的速度進(jìn)入噴霧干燥塔，進(jìn)風(fēng)溫度180°C，出風(fēng)溫度85°C，離心轉(zhuǎn)盤400HZ，進(jìn)料速度20mL/min，經(jīng)噴霧干燥后形成62. 56g淡黃色粉末，有少許絮狀物存在； 單位酶活力為113^0. 8IU/g，干燥失重為11.2%，酶活力收率為95. 02% ；該方法具有噴霧干燥所得酶粉酶活力損失小，單位酶活力高，顆粒均勻，含水率低等特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種高效保持β-1，3-1，4-葡聚糖酶酶活的包埋及噴霧干燥方法，應(yīng)用于包埋和干燥β-1，3-1，4-葡聚糖酶高活性酶液，其主要的步驟如下首先，使用超濾膜對粗酶液進(jìn)行過濾和濃縮，所得清液備用；其次，在超濾后的清液中加入吸附包埋劑(β-環(huán)糊精)、明膠和蔗糖，使用磁力攪拌器攪拌池以上，在吸附包埋劑與酶液形成混合均勻的懸濁液后進(jìn)行下一步操作；最后，把混合均勻的懸濁液打入離心式噴霧干燥塔進(jìn)行噴霧干燥，進(jìn)料時不停攪拌，避免吸附包埋劑沉淀，最終噴霧干燥獲得粉狀的β -1，3-1，4-葡聚糖酶包埋產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效保持β-1，3-1，4-葡聚糖酶酶活的包埋和干燥方法，其特征在于采用分子量為10000道爾頓的超濾膜對粗酶液進(jìn)行過濾和濃 縮。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效保持β-1，3-1，4-葡聚糖酶酶活的包埋和干燥方法，其特征在于在超濾后的清液中加入11. 2%的β-環(huán)糊精(吸附包埋劑)、3%的明膠、 4. 5%的蔗糖，混合均勻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效保持β-1，3-1，4-葡聚糖酶酶活的包埋和干燥方法，其特征在于使用磁力攪拌器攪拌池以上，攪拌頻率為200rpm，以形成混合均勻的懸濁液；噴霧干燥的操作條件為進(jìn)風(fēng)溫度180°C，出風(fēng)溫度85°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高效保持β-1，3-1，4-葡聚糖酶酶活的包埋及噴霧干燥方法，該方法能夠使β-1，3-1，4-葡聚糖酶在室溫長時間存放而酶不失活；該方法主要內(nèi)容包括使用分子量為10000道爾頓的超濾膜對粗酶液進(jìn)行過濾和濃縮；在濃縮后的清液中加入吸附包埋劑(β-環(huán)糊精)、明膠和蔗糖，使用磁力攪拌器攪拌3h以上，使吸附包埋劑與酶液形成混合均勻的懸濁液；然后把懸濁液通過離心式噴霧干燥塔噴霧進(jìn)行，干燥進(jìn)料時需不停攪拌，以避免吸附包埋劑沉淀，噴霧干燥的操作條件為進(jìn)風(fēng)溫度180℃，出風(fēng)溫度85℃，干燥后獲得粉狀的β-1，3-1，4-葡聚糖酶包埋產(chǎn)品。
文檔編號C12N9/24GK102517275SQ201110448500
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者劉欽松, 盧英華, 吳永坤, 孫玉科, 敬科舉, 李小剛, 白楊 申請人:山東博奧克生物科技有限公司