CN101200711A - 壳聚糖降解复合酶制剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
壳聚糖降解复合酶制剂及其制备方法，属生物化学和酶工程领域。其特点是壳聚糖降解复合酶制剂是由枯草芽孢杆菌经发酵得到。其制备方法包含以下操作：选择麦麸和壳聚糖；加湿并进行灭菌热处理；将筛选得到的枯草芽孢杆菌接种到麦麸和壳聚糖的混合物中；固态发酵；热风干燥，得到初级复合酶制剂；将发酵产物加水，过滤，得到复合酶溶液；加入壳聚糖溶液，搅拌，使壳聚糖充分吸附，调pH值，离心，低压干燥，得到高级别固体复合酶制剂。实施本发明后，由于选用了稳定、安全、产酶能力高的菌种，且能抑制杂菌繁殖，培养条件易于控制；生产工艺简单，产品质量好，且易于工业化生产，是一个生产成本低，易于推广，很实用的好发明。
Description
技术领域
属生物化学和酶工程领域，确切地说是涉及一种对壳聚糖具有高效降解作用的复合酶制剂以及制备该酶制剂的方法。
背景技术
壳聚糖(chitosan)是甲壳素的脱乙酰化产物。它在食品、医药、日用化工、环保、农业等领域具有重要的应用价值。壳聚糖大分子的分子量通常在几十万甚至达一百多万，因其分子中内外氢键的相互作用，只能溶于少数的稀酸溶液中，不能直接溶于水中，使其应用受到限制。壳聚糖通过适当的方法将其分子量降低，则可得到低壳糖和直接溶于水的壳寡糖。近年研究发现，低壳糖及壳寡糖具有抗细菌、真菌，抗肿瘤、调节机体免疫以及促进人体肠道中有益细菌生长等功效，属功能性低聚糖，在医药、食品、化妆品等领域中具有广阔应用前景，是当前甲壳素深加工技术研究的热点。
低壳糖和壳寡糖的制备方法主要有化学法、物理法和生物法。生物法即酶降解法，它优于化学法和物理法，其原因在于酶降解法可特异性地、选择性地切断β-(1，4)糖苷键，反应条件温和，降解过程和降解产物的分子量分布容易被控制，易于得到所需分子量范围的低聚糖产品，反应专一性强，不会引起结构的破坏，酶解过程无其它反应试剂加入，无其它反应副产物生成。目前已发现多种酶可降解壳聚糖，其中包括专一性酶如壳聚糖酶和溶菌酶，非专一性酶如淀粉酶、脂肪酶、纤维素酶和蛋白酶等。专一性壳聚糖酶降解壳聚糖效率较低，使生产成本较高。非专一性酶易于从商业上得到，价格低廉，使酶法工业化廉价生产低壳糖和壳寡糖成为可能。文献 “Carbohydr.Res.1999，257：260”报道了张虎等人以纤维素酶、α-淀粉酶和蛋白酶混合酶降解壳聚糖可得到壳寡糖。文献“Carbohydr.Res.1992，237：325”公开了Pantaleone等人研究纤维素酶和木瓜蛋白酶、葡聚糖酶在一定条件下对壳聚糖的降解作用。但上述酶在市场上大都以单一酶制剂形式获得的，比较昂贵，提高了酶法生产低壳糖和壳寡糖的生产成本，而且由单个酶配制组合物，使生产工艺复杂化。
发明内容
本发明提供具有高效降解壳聚糖活性，制备方法简单，成本低，易于工业化生产的一种壳聚糖降解复合酶制剂及其制备方法。
本发明采取的技术方案：
壳聚糖降解复合酶制剂，其方案是：由枯草芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)经发酵得到。
其制备方法包含以下操作步骤：
1)选择麦麸和壳聚糖；
2)对上述麦麸和壳聚糖加湿并进行灭菌热处理；
3)将筛选得到的枯草芽孢杆菌作菌株接种到麦麸和壳聚糖的混合物中；
4)确定料层厚度，温度，湿度，进行固态发酵；
5)将发酵产物热风干燥，得到初级复合酶制剂；
6)将发酵产物加水，过滤或离心，得到复合酶溶液；
7)复合酶溶液加入壳聚糖溶液，搅拌，使壳聚糖充分吸附，调pH值.离心，低压干燥，得到高级别固体复合酶制剂。
实施本发明后的积极效果：
本发明筛选的枯草芽孢杆菌作为菌种是目前国内外酶制剂厂广泛应用的工程菌种，遗传性稳定，产酶安全。这个菌种在壳聚糖诱导培养下，产酶能力高，单位发酵产物降解壳聚糖活性高，且能抑制杂菌繁殖，培养条件易于控制。以壳聚糖作吸附剂制取复合酶制剂，提取工艺简单，所制备的的酶制剂活力高，且不含无机盐类等杂质，降低了酶解后的低壳糖和壳寡糖的提纯难度，节约生产成本。酶解产物好，以本发明的酶制剂制备壳寡糖，控制适当的条件，可制备有高生物活性的5～8聚合度的壳寡糖产率达90％以上，不产生单糖。本发明生产的酶制剂具有高效降解壳聚糖活性，制备方法简单，易于工业化生产。
复合酶制剂中非专一性α-淀粉酶、蛋白酶和专一性壳聚糖酶表现出协同降解壳聚糖的酶活性大于400U/g(工业级)或大于6000U/g(食品级)。
附图说明
图1，为本发明的操作流程图
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步说明
壳聚糖降解复合酶制剂，是由枯草芽孢杆菌经发酵得到含有α-淀粉酶、蛋白酶和壳聚糖酶构成壳聚糖降解复合酶制剂。
壳聚糖降解复合酶制剂的制备方法，是按以下步骤操作完成：
1)选择麦麸和壳聚糖，其重量比为100～200∶1；
2)对上述麦麸和壳聚糖加湿并进行热处理以便灭菌；
3)将筛选得到的枯草芽孢杆菌作菌株接种到麦麸和壳聚糖的混合物中；
4)料层厚度3～6cm，温度30～37℃之间，相对湿度80～85％，在微通风条件下进行固态发酵30～70h；
5)将发酵产物于40～45℃热风干燥，得到工业级的壳聚糖降解复合酶制剂；
6)将发酵产物加水，其重量比为1∶5～20；在30～50℃浸提1～3h，过滤或离心，得到复合酶溶液；
7)复合酶溶液加入1～5％的壳聚糖溶液，室温下搅拌15～60min，使壳聚糖充分吸附，调pH值至7.0，离心，30～40℃低压干燥，得到食品工业用酶的固体复合酶制剂。
实施例
取麦麸和壳聚糖，其重量比为100∶1，加湿并进行热处理以灭菌。将筛选得到的菌株接种到麦麸和壳聚糖的混合物中，料层厚度4cm，温度35℃，相对湿度80～85％，在适当的通风条件下进行固态发酵50h；将发酵产物于40～45℃热风干燥，得到工业级的壳聚糖降解复合酶制剂；
将发酵产物加水(重量比1∶10)在35℃浸提1h，过滤或离心，得到复合酶溶液；复合酶溶液加入1％的壳聚糖溶液，室温下搅拌30min，使壳聚糖充分吸附，调pH值至7.0，离心，30～40℃低压干燥，得到固体复合酶制剂，产品符合食品工业用酶要求。
Claims (2)
1.壳聚糖降解复合酶制剂，其特征是：由枯草芽孢杆菌经发酵得到含有α-淀粉酶、蛋白酶和壳聚糖酶构成壳聚糖降解复合酶制剂。
2.壳聚糖降解复合酶制剂的制备方法，其特征是：
按以下步骤操作完成：
1)选择麦麸和壳聚糖，其重量比为100～200∶1；
2)对上述麦麸和壳聚糖加湿并进行热处理以便灭菌；
3)将筛选得到的枯草芽孢杆菌作菌株接种到麦麸和壳聚糖的混合物中；
4)料层厚度3～6cm，温度30～37℃之间，相对湿度80～85％，在微通风条件下进行固态发酵30～70h；
5)将发酵产物于40～45℃热风干燥，得到工业级的壳聚糖降解复合酶制剂；
6)将发酵产物加水，其重量比为1∶5～20；在30～50℃浸提1～3h，过滤或离心，得到复合酶溶液；
7)复合酶溶液加入1～5％的壳聚糖溶液，室温下搅拌15～60min，使壳聚糖充分吸附，调pH值至7.0，离心，30～40℃低温干燥，得到食品工业用酶的固体复合酶制剂。
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