CN101671659A - 一种果胶酶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种果胶酶及其制备方法。属于来自微生物源的果胶酶。其特征在于，a.酶学特性：最适pH3.5，稳定pH2.5－6.0；最适作用温度为50℃，温度稳定性范围为30℃－55℃；b.选用黑曲霉菌种(Aspergillus niger)，保藏于CICC编号2238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，发酵产酶湿曲水平≥41000u/g；浸泡提取、超滤、精滤，液体酶回收率≥85％，固体酶回收率≥80％，符合食品级卫生标准。提供了一种酶活力高、稳定性好的果胶酶及其以麦麸为主要原料，发酵水平高、提取纯化收率高，设备利用率高，生产成本低的果胶酶制备方法。适用于水果加工、葡萄酒生产、麻类脱胶、木材防腐、生物制浆、环境保护、污物软化处理和饲料等行业。
Description
技术领域
本发明是一种果胶酶及其制备方法。属于来自微生物源的果胶酶，特别涉及以黑曲霉(Aspergillus niger)保藏于CICC编号2238为产酶菌种，采用固体发酵工艺制备的果胶酶及其制备方法。
背景技术
果胶酶是作用于果胶质的一类酶的总称，主要功能是通过裂解或β消去作用切断果胶质中的糖苷键，使果胶质裂解为多聚半乳糖醛酸。
近年来，果胶质的生物降解日益引起国内外学者的广泛关注，果胶酶用于果胶质的生物降应用领域不断拓展，不仅用于食品工业如水果加工及葡萄酒生产等方面，还广泛应用于麻类脱胶、木材防腐、生物制浆、环境保护、污物软化处理和饲料等行业中，根据市场分析我国每年需用果胶酶近万吨，果胶酶产品远远不能满足市场的需求。
现有技术中，以玉米、大豆为碳源，消耗大量宝贵的粮食资源，固体发酵生产果胶酶，发酵产酶水平低，仅在15000u/g左右，酶提取、纯化收率低，导致发酵装置生产能力低，果胶酶生产成本高。
发明内热
本发明的目的在于避免以上现有技术中的不足之处，而提供一种酶活力高、稳定性好的果胶酶。
本发明的目的还在于提供一种以麦麸为主要原料，发酵产酶水平高、提取纯化收率高，设备利用率高，生产成本低的果胶酶制备方法。
本发明的目的可以通过如下措施来达到：
本发明的果胶酶，其特征在于：
a.酶学特性
最适pH3.5，稳定pH2.5-6.0；最适作用温度为50℃，温度稳定性范围为30℃-55℃；
b.选用黑曲霉菌种(Aspergillus niger)，保藏于CICC编号2238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发酵产酶湿曲水平：≥41000u/g；
②浸泡提取、超滤、精滤，液体酶回收率≥85％，固体酶回收率≥80％，达到食品级卫生标准。
本发明的发明人选用的黑曲霉菌种(Aspergillus niger)保藏于CICC编号2238是一株产酶很高的优质菌种，产出的果胶酶具有酶活力高、稳定性好特性。
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(Aspergillus niger)保藏于CICC编号2238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(Aspergillus niger)保藏于CICC编号2238的产酶能力。为提高本发明的果胶酶的产率和降低其生产成本作出了卓越的贡献
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：
本发明的果胶酶，其特征在于b中所述之黑曲霉(Aspergillus niger)保藏于CICC编号2238产酶菌种以钴60射线、超量紫外诱变处理，赋予其遗传性状稳定好、产酶速度快、产酶水平高等优良特性。
本发明的果胶酶，其特征在于固体发酵原料中的水分含量在40％-50％之间，是本发明公开的一个优选的技术方案。
下面提供一种本发明的果胶酶的制备方法，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 5-6，121℃灭菌30-35分钟，冷却至30℃-35℃，接入(Aspergillus niger)保藏于CICC编号2238菌种，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：以谷物壳为主要发酵原料120℃-123℃蒸煮50-60分钟，降温至30℃-35℃，接入步骤a制备的液体菌种，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≥41000u/g；
c.采用浸泡提取、过滤浓缩、溶析纯化、超滤、精滤、调节pH至4.2±0.1，液体酶收率≥86％，达到食品级卫生标准。
本发明的果胶酶的应用，其特征在于适用于水果加工、葡萄酒生产、麻类脱胶、木材防腐、生物制浆、环境保护、污物软化处理和饲料等行业中。
本发明的果胶酶及其制备方法相比现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，能够产生如下积极效果：
1.提供了一种酶活力高、稳定性好的果胶酶。
2.选用的黑曲霉菌种(Aspergillus niger)保藏于CICC编号2238是一株产酶很高的优质菌种，产出的果胶酶具有酶活力高、稳定性好特性。
3.以麦麸为主要原料，既节约了宝贵的粮食资源，又进一步提高了黑曲霉菌种(Aspergillus niger)保藏于CICC编号2238的产酶水平，发酵产酶水平≥41000u/g
4.优化固态发酵工艺条件，浸泡提取、过滤浓缩、溶析纯化、超滤、精滤工艺的实施，使得提取纯化收率高，设备利用率高，果胶酶生产成本大大降低。
具体实施方式
本发明下面结合实施例作进一步洋述：
实施例1固体发酵制备本发明的果胶酶
a.液体菌种预培养
将糊精100公斤，蛋白胨10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6.0；升温至121℃，保温灭菌35分钟。冷却至30℃，接入黑曲霉菌种(Aspergillus niger)保藏于CICC编号2238，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.固态发酵
麦麸3000公斤，在121℃温度下，蒸煮60分钟；冷却至35℃；搅拌下接入步骤a制备的经稀释的液体菌种，搅拌均匀，使发酵原料的初始含水量在45％；在温度35℃，通风量60m3/h，发酵培养5.0天，发酵水平：≥41000u/gl；
c.采用浸泡提取、过滤浓缩、溶析纯化、超滤、精滤、调节pH至4.2±0.1，调配灌装，液体酶收率≥86％，达到食品级卫生标准。
实施例2固体发酵制备本发明的果胶酶
a.液体菌种预培养
将淀粉100公斤，蛋白胨10公斤，玉米浆20公斤，高温淀粉酶100ml，氯化钙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6.0；升温至121℃，保温灭菌35分钟。冷却至30℃，接入黑曲霉菌种(Aspergillus niger)保藏于CICC编号2238，得液体菌种预培养液；控制温度34℃，通风量60m3/h，罐内压力0.05Mpa-0.08Mpa，培养周期30小时，得液体菌种，备固体发酵用；
b.固态发酵
麦麸3000公斤，在123℃温度下，蒸煮50分钟；冷却至35℃；搅拌下接入步骤a制备的经稀释的液体菌种，搅拌均匀，使发酵原料的初始含水量在50％；在温度35℃，通风量60m3/h，发酵培养5.0天，发酵水平：≥41000u/gl；
c.采用浸泡提取、过滤浓缩、溶析纯化、超滤、精滤、调节pH至4.0±0.1，调配灌装，液体酶收率≥88％，达到食品级卫生标准。
实施例3固体发酵制备本发明的果胶酶
a.液体菌种预培养
将麦芽糖浆100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5.6；升温至121℃，保温灭菌35分钟。冷却至35℃，接入黑曲霉菌种(Aspergillus niger)保藏于CICC编号2238，得液体菌种预培养液；控制温度34℃，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.固态发酵
麦麸3000公斤，在123℃温度下，蒸煮50分钟；冷却至35℃；搅拌下接入步骤a制备的经稀释的液体菌种，搅拌均匀，使发酵原料的初始含水量在53％；在温度35℃，通风量50m3/h，发酵培养5.0天，发酵水平：≥41000u/gl；
c.采用浸泡提取、过滤浓缩、溶析纯化、超滤、精滤、调节pH至4.5±0.1，调配灌装，液体酶收率≥88％，达到食品级卫生标准。
Claims (5)
1.一种果胶酶，其特征在于：
a.酶学特性
最适pH3.5，稳定pH2.5-6.0；最适作用温度为50℃，温度稳定性范围为30℃-55℃；
b.选用黑曲霉菌种(Aspergillus niger)，保藏于CICC编号2238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发酵产酶湿曲水平：≥41000u/g；
②浸泡提取、超滤、精滤，液体酶回收率≥85％，固体酶回收率≥80％，符合食品级卫生标准。
2.根据权利要求1的果胶酶，其特征在于b中所述之黑曲霉(Aspergillus niger)保藏于CICC编号2238产酶菌种以钴60射线、超量紫外诱变处理，能够赋予其遗传性状稳定好、产酶速度快、产酶水平高等优良特性。
3.根据权利要求1的果胶酶，其特征在于固体发酵原料中的水分含量在40％-53％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pH5-6，121℃灭菌30-35分钟，冷却至30℃-35℃，接入(Aspergillus niger)保藏于CICC编号2238菌种，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：以谷物壳为主要发酵原料120℃-123℃蒸煮50-60分钟，降温至30℃-35℃，接入步骤a制备的液体菌种，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≥41000u/g；
c.采用浸泡提取、过滤浓缩、溶析纯化、超滤、精滤、调节pH至4.0±0.1-4.5±0.1，液体酶收率≥86％，达到食品级卫生标准。
5.权利要求1的果胶酶的应用，其特征在于适用于水果加工、葡萄酒生产、麻类脱胶、木材防腐、生物制浆、环境保护、污物软化处理和饲料等行业使用。
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|---|---|---|---|---|
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| CN101948820A (zh) * | 2009-08-27 | 2011-01-19 | 山东隆科特酶制剂有限公司 | 酸性蛋白酶及其制备方法 |
| CN102342567A (zh) * | 2011-06-20 | 2012-02-08 | 海南大学 | 一种使胡椒脱皮的方法 |
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2009
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