CN101638647A - 酸性蛋白酶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种酸性蛋白酶及其制备方法。属于来自微生物源的酸性蛋白酶，其特征在于：a.酶学特性：最适pH2.5－3.5，稳定pH2.5－6.0；最适作用温度为40－50℃，温度稳定性范围为30℃～50℃；b.以黑曲霉(A.niger)为产酶菌种，麦麸为主要原料，采用固体发酵工艺制备，发酵产酶能力≥47000u/g(以干曲计)，液体酶收率≥85％，固体酶收率≥80％，达到食品级卫生标准。提供了一种以粮食加工副产物为主要原料，发酵酶活力高、酶提取纯化收率高、生产成本较低的酸性蛋白酶及其制备方法。适用于作为制革工业、医药业、酿造业和饲料工业产品的制备原料或产品添加剂。

Description

酸性蛋白酶及其制备方法
技术领域
本发明是一种酸性蛋白酶及其制备方法。属于来自微生物源的酸性蛋白酶，特别涉及以黑曲霉(A.niger)为产酶菌种，采用固体发酵工艺制备的酸性蛋白酶及其制备方法。
背景技术
酸性蛋白酶能在酸性环境中水解蛋白质，广泛用于制革工业、医药业、酿造业和饲料工业。酸性蛋白酶作为一种新型的饲料添加剂，可以明显促进幼龄动物的生长发育，降低断奶带来的应激效应，饲用效果非常显著，是一类应用前景非常广阔的酶制剂。
现有技术中，酸性蛋白酶主要采用液态发酵工艺，以玉米、大豆为碳源，发酵酶活力低、酶提取、纯化收率低；导致产品生产成本上升。消耗大量宝贵的粮食资源。
一种以粮食加工副产物为主要原料，发酵酶活力高、酶提取纯化收率高、生产成本较低的酸性蛋白酶及其制备方法是人们所期待的。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种发酵设备利用率高，以粮食加工副产物为主要原料，发酵酶活力高、酶提取纯化收率高、生产成本较低的酸性蛋白酶及其制备方法。
本发明的目的可以通过如下措施来达到：
本发明的酸性蛋白酶，其特征在于：
a.酶学特性：最适pH2.5-3.5，稳定pH2.5-6.0；最适作用温度为40℃-50℃，温度稳定性范围为30℃-50℃；
b.以黑曲霉(A.niger)为产酶菌种，麦麸为主要原料，采用固体发酵、浸泡提取、过滤浓缩、溶析纯化、超滤、精滤工艺制备，达到如下工艺技术指标：
①发酵产酶能力：≥47000u/g(以干曲计)，
②浸泡提取、超滤、精滤，液体酶收率≥85％，固体酶收率≥80％，达到食品级卫生标准。
本发明的发明人意外的发现，由谷物壳或未脱壳谷物参与作为固体发酵主培养基原料会使黑曲霉(A.niger)的产酶能力显著提高。麦麸作为小麦面粉加工业的副产，来源丰富。选用麦麸为主要碳源既节约了宝贵的粮食资源，又提高了黑曲霉(A.niger)的产酶能力。为提高本发明的酸性蛋白酶的产率和降低其生产成本作出了卓越的贡献。以黑曲霉(A.niger)为产酶菌种，采用固体发酵工艺方法，大大提高了发酵设备的投料利用率，从而提高了设备的生产能力。浸泡提取、超滤浓缩、溶析纯化、超滤、精滤、真空干燥工艺的实施，为酶提取纯化收率的提高提供了技术支持。
本发明的目的还可以通过如下措施来达到：
本发明的酸性蛋白酶，其特征在于b中所述之黑曲霉(A.niger)产酶菌种以钴60射线、超量紫外诱变处理，赋予产酸性蛋白酶菌株(A.niger)遗传性状稳定好、产酶速度快、产酶水平高等优良特性。对提高本发明的酸性蛋白酶的性能和产率发挥了积极作用。
本发明的酸性蛋白酶，其特征在于固体发酵原料中的水分含量在40％-50％之间，是优选的技术方案。
本发明的酸性蛋白酶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
a.液体菌种预培养：培养基10-25重量份，加水至100重量份，调节pH至4.6-5.0，121℃灭菌10-35分钟，冷却至30℃-35℃，接入菌种黑曲霉(A.niger)，得液体菌种预培养液；控制温度30℃-40℃，通风量45-60m3/h，压力0.05Mpa-0.08Mpa，培养28-32小时，得液体菌种，备固态发酵用；
b.固态发酵：原料120℃-123℃蒸煮50-60分钟，降温至30℃-35℃，接入稀释的液体菌种，搅匀，使物料初始含水量40-50％，通风量：50-60m3/h，培养周期5.0天；发酵水平≥47000u/g(以干曲计)；
c.采用浸泡提取、过滤浓缩、溶析纯化、超滤、精滤、pH至4.3±0.1，液体酶收率≥85％，固体酶收率≥80％，达到食品级卫生标准。
本发明的酸性蛋白酶应用，其特征在于适用于作为制革工业、医药业、酿造业和饲料工业产品的制备原料或产品添加剂。
本发明的技术方案相比现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，实施后产生如下积极效果：
1.提供了一种以粮食加工副产物为主要原料，发酵酶活力高、酶提取纯化收率高、生产成本较低的酸性蛋白酶及其制备方法。
2.选用麦麸为主要原料既节约了宝贵的粮食资源，又提高了黑曲霉(A.niger)的产酶能力。
3.以黑曲霉(A.niger)为产酶菌种，采用固体发酵工艺方法，大大提高了发酵设备的投料利用率，从而提高了设备的生产能力。
4.浸泡提取、过滤浓缩、溶析纯化、超滤、精滤工艺的实施，为酶提取纯化收率的提高提供了技术支持。
5.酸性蛋白酶适用于作为制革工业、医药业、酿造业和饲料工业产品的制备原料或产品添加剂。为用户赢得了效益。
具体实施方式
本发明下面结合实施例作进一步详述：
实施例1
a.液体菌种预培养：将糊精100公斤，蛋白胨10公斤，酵母膏5公斤，玉米浆20公斤，投入1000L反应釜中，加水至总投料量1000公斤，并调节pH至5.0；升温至121℃，保温灭菌35分钟。冷却至30℃，接入黑曲霉(A.niger)，得液体菌种预培养液；控制温度30℃，通风量60m3/h，罐内压力0.05Mpa-0.08Mpa，培养周期32小时，得液体菌种，备固体发酵用；
b.固体发酵：麦麸3000公斤，在121℃温度下，蒸煮60分钟；冷却至35℃；搅拌下接入经水稀释的步骤a制备的液体菌种，搅拌均匀，使发酵原料的初始含水量在40％-50％；在温度35℃，通风量60m3/h，发酵培养5.0天，发酵水平：≥47000u/g(以干曲计)；
c.采用浸泡提取、超滤浓缩、溶析纯化、超滤、精滤、调节pH至4.3±0.1，调配灌装，液体酶收率≥85％，达到食品级卫生标准。
实施例2
a.液体菌种预培养：将淀粉100公斤，蛋白胨10公斤，酵母膏5公斤，玉米浆20公斤，高温淀粉酶1000ml，氯化钙0.5公斤，投入1000L反应釜中，加水至总投料量1000公斤，并调节pH至5.0；升温至121℃，保温灭菌35分钟。冷却至30℃，接入黑曲霉(A.niger)，得液体菌种预培养液；控制温度30℃，通风量60m3/h，罐内压力0.05Mpa-0.08Mpa，培养周期35小时，得液体菌种，备固体发酵用；
b.固体发酵：麦麸3000公斤，在123℃温度下，蒸煮50分钟；冷却至35℃；搅拌下接入经水稀释的步骤a制备的液体菌种，搅拌均匀，使发酵原料的初始含水量在50％；在温度30℃，通风量50m3/h，发酵培养5.0天，发酵水平：≥47000u/g(以干曲计)；
c.采用浸泡提取、过滤浓缩、溶析纯化、超滤、精滤，调节pH至4.3±0.1，调配灌装，液体酶收率≥85％，达到食品级卫生标准。
实施例3
a.液体菌种预培养：将麦芽糖浆100公斤，蛋白胨10公斤，酵母膏5公斤，玉米浆20公斤，豆饼粉12公斤，投入1000L反应釜中，加水至总投料量1000公斤，并调节pH至4.8；升温至121℃，保温灭菌35分钟。冷却至30℃，接入黑曲霉(A.niger)，得液体菌种预培养液；控制温度30℃，通风量60m3/h，罐内压力0.05Mpa-0.08Mpa，培养周期28小时，得液体菌种，备固体发酵用；
b.固体发酵：麦麸3000公斤，在123℃温度下，蒸煮50分钟；冷却至32℃；搅拌下接入经水稀释的步骤a制备的液体菌种，搅拌均匀，使发酵原料的初始含水量在40％；在温度32℃，通风量50m3/h，发酵培养5.0天，发酵水平：≥47000u/g(以干曲计)；
c.采用浸泡提取、过滤浓缩、溶析纯化、超滤、精滤、调节pH至4.3±0.1，真空干燥，包装。固体酶收率≥80％，达到食品级卫生标准。

Claims (5)

1.一种酸性蛋白酶，其特征在于：
a.酶学特性：最适pH2.5-3.5，稳定pH2.5-6.0；最适作用温度为40℃-50℃，温度稳定性范围为30℃-50℃；
b.以黑曲霉(A.niger)为产酶菌种，麦麸为主要原料，采用固体发酵、浸泡提取、过滤浓缩、溶析纯化、超滤、精滤工艺制备，达到如下工艺技术指标：
①发酵产酶能力：≥47000u/g(以干曲计)，
②浸泡提取、超滤、精滤，液体酶收率≥85％，固体酶收率≥80％，达到食品级卫生标准。
2.根据权利要求1的酸性蛋白酶，其特征在于b中所述之黑曲霉(A.niger)产酶菌种以钴60射线、超量紫外诱变处理，赋予产酸性蛋白酶菌株(A.niger)遗传性状稳定好、产酶速度快、产酶水平高等优良特性。
3.根据权利要求1的酸性蛋白酶，其特征在于固体发酵原料中的水分含量在40％-50％之间。
4.一种权利要求1的酸性蛋白酶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
a.液体菌种预培养：培养基10-25重量份，加水至100重量份，调节pH至4.6-5.0，121℃灭菌10-35分钟，冷却至30℃-35℃，接入菌种黑曲霉(A.niger)，得液体菌种预培养液；控制温度30℃-40℃，通风量45-60m3/h，压力0.05Mpa-0.08Mpa，培养28-32小时，得液体菌种，备固态发酵用；
b.固态发酵：原料120℃-123℃蒸煮50-60分钟，降温至30℃-35℃，接入稀释的液体菌种，搅匀，使物料初始含水量40％-50％，通风量：50-60m3/h，培养周期5.0天；发酵水平≥47000u/g(以干曲计)；
c.采用浸泡提取、过滤浓缩、溶析纯化、超滤、精滤、pH至4.3±0.1，液体酶收率≥85％，固体酶收率≥80％，达到食品级卫生标准。
5.权利要求1的酸性蛋白酶应用，其特征在于适用于作为制革工业、医药业、酿造业和饲料工业产品的制备原料或产品添加剂。
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