CN102533708A

CN102533708A - 一种包被碱性蛋白酶的酶颗粒及其制备方法

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Publication number: CN102533708A
Application number: CN201110448458XA
Authority: CN
Inventors: 马俊孝; 刘伟; 张赞剑; 史衍鲁; 卢彦梅
Original assignee: Weifang Kdn Biotechnology Co Ltd; Qingdao Vland Biotech Group Co Ltd
Current assignee: Weifang Kdn Biotechnology Co Ltd; Qingdao Vland Biotech Group Co Ltd
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2011-12-29
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2031-12-29
Also published as: CN102533708B

Abstract

本发明涉及一种包被碱性蛋白酶的酶颗粒及其制备方法，所述的酶颗粒包括有空白丸芯、包裹在空白丸芯外的酶层，还包括有包裹在酶层上的隔离层和保护层。本发明的包被碱性蛋白酶的酶颗粒圆整，无异味，颗粒大小均匀，20-40目的颗粒占99％以上，各项性能均优于国外同类产品：容重为700-900g，与洗衣粉有很好的混合度；酶颗粒中酶活力高，为250000U/g～400000U/g；溶解速度快；保存期长，在25℃条件下保存6个月，酶活力损失小于5％；耐湿热性能好，在37℃、70％湿度条件下保存3个月，酶活力损失小于10％；去污效果好。

Description

一种包被碱性蛋白酶的酶颗粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种包被碱性蛋白酶的酶颗粒及其制备方法，属于酶制剂应用技术领域。

背景技术

蛋白酶是工业用酶中最为重要的一种酶，按其pH值分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶。碱性蛋白酶又称丝氨酸蛋白酶，是一类适宜在偏碱(pH范围一般在9～12)范围内水解蛋白质的酶类，具有较强的水解、耐碱、耐热能力，对奶渍、汗渍、血渍及肉汁等蛋白质类污渍有很好降解效果。目前，碱性蛋白酶是全球用量最大的酶，广泛应用于洗涤、皮革加工、医疗、食品加工、饲料和化学工业以及废物处理等领域。

为了解决洗涤剂中的磷酸盐引起的水源富营养化问题，无磷和低磷洗涤剂也应运而生。低磷和无磷洗涤剂配方中，由于削减了三聚磷酸钠助剂，使产品的去污力随之下降，而通过加酶方法能增强洗涤剂的去污能力，这为洗涤剂用酶的发展提供了契机。伴随着洗涤剂的低磷化或无磷化和低温洗涤趋势，加酶是世界公认的提高洗涤效能的有效途径之一，洗涤剂用酶已成为洗涤剂行业的一种高新技术原料。近年来，洗涤剂用酶已从一般辅助配料发展为与表面活性剂、助剂具有同等重要地位的关键或常规组分，加酶洗涤剂越来越普及。洗涤剂用酶主要是碱性蛋白酶，常以固体制剂的形式添加到洗衣粉中。

但是直接在洗衣粉中添加酶还存在一些问题，碱性蛋白酶有异味，酶的粉尘对部分人群可引起接触性的过敏性反应，酶粉与洗衣粉混和后由于粒度和比重的差异造成产品的组分不均匀，酶粉易吸湿失活，不易保存等。为解决上述问题，目前多采用将碱性蛋白酶进行包衣处理，制成酶颗粒，从而降低了粉尘污染，提高产品的稳定性和均一性。但现有碱性蛋白酶颗粒产品普遍存在颗粒粗糙不规则、圆整度差、崩解速度慢、耐湿热性差、保存期短、去污力不强等问题。

发明内容

本发明为解决现有技术的不足，提供一种包被碱性蛋白酶的酶颗粒及其制备方法。

本发明的一个方面涉及一种包被碱性蛋白酶的酶颗粒，包括有空白丸芯、包裹在空白丸芯外的酶层，还包括有包裹在酶层上的隔离层和保护层。

上述包被碱性蛋白酶的酶颗粒各组分所占比重分别为：空白丸芯60％～70％，酶层10％～15％，隔离层5％～15％，保护层10％～15％。

上述空白丸芯各组分及其占丸芯的比重分别为：淀粉50％～65％，微晶纤维素7％～15％，糊精7～15％，硫酸钠10～15％，蔗糖3％～15％，十二烷基磺酸钠0.5％～5％。

上述酶层各组分及其占酶层的比重分别为：碱性蛋白酶60％～80％，糊精15％～30％，硼酸5％～10％。

上述隔离层各组分及其占隔离层的比重分别为：硫酸钠35％～50％，糊精30％～45％，羧甲基纤维素钠10％～15％，十二烷基磺酸钠5％～10％。

上述保护层各组分及其占保护层的比重分别为：聚乙烯吡咯烷酮10％～25％，钛白粉40％～50％，淀粉25％～50％，亮蓝0.1％～1％。

本发明的另一方面涉及制备上述包被碱性蛋白酶的酶颗粒的方法，包括以下步骤：

1)制备空白丸芯：首先将空白丸芯各组分用水混匀制成湿材，然后将湿材投料于挤出机料仓中，选择挤出孔径在0.3mm～1.0mm之间的孔板，使湿材挤成细条状；接下来在滚圆机内，调节转速600-1400rpm，使条状物料加工成微丸；最后将微丸置流化床中，调整进风温度为40℃～80℃，干燥至物料温度为35℃～70℃，即得空白丸芯；

2)喷涂酶液：将酶层各组分加水配制成重量体积比为5％-8％的酶液；取步骤1)中制备的空白丸芯投入流化床包衣机中，选用0.8～1.5mm喷枪将酶液均匀喷涂到空白丸芯外层，调整进风温度40～60℃，风量80～180m³/h，供液速度8～45rpm，雾化压力1.2～2.5bar；喷涂结束后，继续干燥至微丸的温度为35℃～50℃，完成酶层的包裹；

3)喷涂隔离层溶液：将隔离层各组分加水配制成重量体积比为5％-8％的溶液。取步骤2)得到的包裹酶层的微丸投入流化床包衣机中，按步骤2)所述操作将隔离层溶液均匀喷涂在微丸外层，然后干燥；得到包括隔离层的微丸；

4)喷涂保护层溶液：将保护层各组分加水配制成重量体积比为5％-8％的溶液，将步骤3)得到的包括隔离层的微丸投入流化床包衣机中，按步骤2)所述操作将保护层溶液均匀喷涂到微丸外层，然后干燥，最终得到本发明的酶颗粒。

本发明的包被碱性蛋白酶的酶颗粒圆整，无异味，颗粒大小均匀，20-40目的颗粒占99％以上，主要性能均优于国外同类产品：容重为700-900g，与洗衣粉有很好的混合度；酶颗粒中酶活力高，为250000U/g～400000U/g；溶解速度快；保存期长，在25℃条件下保存6个月，酶活力损失小于5％；耐湿热性能好，在37℃、70％湿度条件下保存3个月，酶活力损失小于10％；去污效果好。

具体实施方式

本发明中用于制备包被碱性蛋白酶的酶颗粒的原料和设备均可选自市售的任意一款产品。下面通过具体实施例更进一步地描述本发明，但不应视为对发明范围的限制。

实施例1

将9100g淀粉、980g微晶纤维素、980g糊精、1400g硫酸钠、蔗糖1470g、十二烷基磺酸钠70g在混合机中混合30min，加适量水制成湿材，在双螺杆挤出机中(螺杆转速40rpm)挤成条状物料。将条状物料投入抛圆机中，设置转速600rpm、风机10Hz，直至将条状物料加工成圆整的微丸后出料。将微丸置于流化床中，在40℃进风条件下干燥至料温35℃，然后放出干燥好的微丸，即得空白丸芯。

将5000g液体碱性蛋白酶(折合干重857g)、429g糊精、143g硼酸配成质量体积比为5％的混悬溶液，将制备的空白丸芯10kg投入流化床中，启动流化床和包衣设备。在进风40℃、风量80m³/h、供液速度8rpm、物料温度35℃，选0.8mm喷枪，雾化压力1.2bar的条件下涂敷酶。进一步地，将250g硫酸钠、321g糊精、71.5g羧甲基纤维素钠、71.5g十二烷基磺酸钠和适量水制成质量体积比为5％的悬浊液，用同样的方法进行隔离层的包被。更进一步地，将聚乙烯吡咯烷酮214g、钛白粉857g、淀粉1071g、亮蓝2g用水制成质量体积比为8％的悬浊液，用同样的方法进行保护层的包被。即得包被碱性蛋白酶的酶颗粒。

实施例2

将7000g淀粉、2100g微晶纤维素、2100g糊精、2100g硫酸钠、蔗糖420g、十二烷基磺酸钠280g在混合机中混合30min，加适量水制成湿材，在立式旋压挤出机中(送料30Hz、挤出45Hz)挤成条状物料。将条状物料投入抛圆机中，设置转速1000rpm、风机20Hz，直至将条状物料加工成圆整的微丸后出料。将微丸置于流化床中，在60℃进风条件下干燥至料温53℃，放出干燥好的微丸，即得空白丸芯。

将1477g碱性蛋白酶粉末、277g糊精、92g硼酸用水配成质量体积比为7％的悬浊液，将制备的空白丸芯10kg投入流化床中，启动流化床和包衣设备。在进风60℃、风量160m³/h、供液速度30rpm、物料温度52℃、雾化压力2.0bar条件下，选1.0mm喷枪进行酶的涂敷。进一步地，将769g硫酸钠、462g糊精、231g羧甲基纤维素钠和77g十二烷基磺酸钠，用水制成质量体积比为6％的悬浊液，用同样的方法进行隔离层的包被。更进一步地，将聚乙烯吡咯烷酮500g、钛白粉1000g、淀粉500g、亮蓝3g用水制成质量体积比为5％的悬浊液，用同样的方法进行保护层的包被。即得包被碱性蛋白酶的酶颗粒。

实施例3

将7420g淀粉、1120g微晶纤维素、1120g糊精、1540g硫酸钠、蔗糖2100g、十二烷基磺酸钠700g在混合机中混合30min，加适量水制成湿材，在螺杆挤出机中(螺杆转速50rpm)挤成条状物料。将条状物料投入抛圆机中，设置转速1400rpm、风机30Hz，直至将条状物料加工成圆整的微丸后出料。将微丸置于流化床中，在80℃进风条件下干燥至料温70℃，放出干燥好的微丸，即得空白丸芯。

将1875g碱性蛋白酶粉末、425g糊精、200g硼酸制成质量体积比为8％的悬浊液，将10kg空白丸芯投入流化床中，启动流化床和包衣设备。在进风80℃、风量180m³/h、供液速度45rpm、物料温度70℃、1.5mm喷枪、雾化压力2.5bar条件下进行酶的涂敷。进一步地，将1000g硫酸钠、1000g糊精、325g羧甲基纤维素钠、175g十二烷基磺酸钠用水制成质量体积比为8％的悬浊液，用同样的方法进行隔离层的包被。再进一步地，将333g聚乙烯吡咯烷酮、750g钛白粉、567g淀粉、16g亮蓝用水制成质量体积比为6％的悬浊液，用同样的方法进行保护层的包被。即得包被碱性蛋白酶的酶颗粒。

包被碱性蛋白酶的酶颗粒性能测试与比较：

取上述实施例1，2，3中制得的酶颗粒进行性能测试，并与国外两种同类产品进行对比，下述：国外酶1为诺维信公司碱性蛋白酶颗粒产品，编号Savinase8.0T；国外酶2为杰能科公司碱性蛋白酶颗粒产品，编号PuraFast2000HS

(1)外观与气味：肉眼或使用放大镜观察颗粒的颜色和圆整情况。本发明的酶颗粒呈蓝色，外观圆球形，颗粒大小均匀，无异味。

(2)粒度：随机取样1kg，用标准筛进行筛分。本发明的酶颗粒粒径分布适宜，20目～40目占99％以上。

(3)硬度：感官测量，用手指使劲捻时无破碎。

(4)容重：向1L量筒中加入本发明的酶颗粒至1L刻度线，测定加入的酶颗粒的重量，即为容重。本发明的酶颗粒容重在700g～900g之间，优于国外同类产品(国外酶1，国外酶2的容重均为1100g～1200g。)，与洗衣粉有较好的混合均匀度。

(5)酶活：按照工业酶制剂通用试验方法(QB/T 1803-1993)进行酶活力的检测，本发明的酶颗粒酶活力为250000U/g～400000U/g。

(6)溶解性：将本发明的酶颗粒与水以1∶100比例放入水中，磁力搅拌慢速搅拌，在室温条件下，2min内完全溶解；而国外酶1，酶2溶解时间均大于3min。

(7)干燥失重：按照工业酶制剂通用试验方法(QB/T 1803-1993)进行干燥失重的检测，本发明的酶颗粒干燥失重≤5。

(8)稳定性：在25℃条件下保存6个月时，本发明的酶颗粒活力损失小于5％，；在37℃、75％湿度条件下保存3个月时，酶活力损失小于10％，均优于国外同类产品。(在25℃条件下保存6个月时，国外酶1和酶2的活力损失约为7％-8％；在37℃、75％湿度条件下保存3个月时，国外酶1和酶2酶活损失大于15％)。

(9)本发明的酶颗粒，按照国标《GBT 13174-2008衣料用洗涤剂去污力及循环洗涤性能的测定》测试其去污效果，测试结果优于国外同类产品。去污力试验结果见下表：

不同酶颗粒产品在标准洗衣粉中的去污力表现

注：国外酶1：诺维信产品，编号Savinase 8.0T；国外酶2：杰能科产品，编号PuraFast2000HS

实施例4

采用实施例1所述的组分和工艺生产包被碱性蛋白酶的酶颗粒，唯一不同的是空白丸芯的组分中缺少十二烷基磺酸钠。将制得的酶颗粒进行上述性能测试，并与实施例1制得的酶颗粒进行比较。

结果显示：制得的酶颗粒溶解时间约为4min，溶解速度远低于实施例1，去污力也低于实施例1。

去污效果比较如表2所示：

结果表明，空白丸芯中添加十二烷基磺酸钠能显著加速酶颗粒的溶解，并提高酶颗粒的去污效果。

实施例5

采用实施例1所述的组分和工艺生产包被碱性蛋白酶的酶颗粒，唯一不同的是酶层的组分中缺少硼酸。将制得的酶颗粒进行上述性能测试，并与实施例1制得的酶颗粒进行比较。

结果显示：在25℃条件下保存6个月时，制得的酶颗粒活力损失约为8％，；在37℃、75％湿度条件下保存3个月时，酶活力损失约为14％，均高于实施例1制得的酶颗粒。

上述结果表明，酶层中添加硼酸能显著提高酶颗粒中酶的稳定性和耐湿耐热性能，有利于延长酶颗粒的保存期。

Claims

1.一种包被碱性蛋白酶的酶颗粒，由空白丸芯、酶层、隔离层和保护层组成，其特征在于所述各组分所占比重分别为：空白丸芯60％～70％，酶层10％～15％％，隔离层5％～15％，保护层10％～15％。

2.如权利要求1所述酶颗粒，其特征在于所述空白丸芯各组分及其占丸芯的比重分别为：淀粉50％～65％，微晶纤维素7％～15％，糊精7～15％，硫酸钠10～15％，蔗糖3％～15％，十二烷基磺酸钠0.5％～5％。

3.如权利要求1所述酶颗粒，其特征在于所述酶层各组分及其占酶层的比重分别为：碱性蛋白酶60％～80％，糊精15％～30％，硼酸5％～10％。

4.如权利要求1所述酶颗粒，其特征在于所述隔离层各组分及其占隔离层的比重分别为：硫酸钠35％～50％，糊精30％～45％，羧甲基纤维素钠10％～15％，十二烷基磺酸钠5％～10％。

5.如权利要求1所述酶颗粒，其特征在于所述保护层各组分及其占保护层的比重分别为：聚乙烯吡咯烷酮10％～25％，钛白粉40％～50％，淀粉25％～50％，亮蓝0.1％～1％。

6.权利要求1所述包被碱性蛋白酶的酶颗粒的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备空白丸芯：按比例称取空白丸芯各组分，过筛，混合，加适量水混匀，制成湿材；将湿材投料于挤出机料仓中，选择挤出孔径在0.3mm～1.0mm之间的孔板，使湿材挤成细条状；然后投料于滚圆机内，调节转速600-1400rpm，使条状物料加工成圆整、均匀的微丸；将微丸置流化床中，调整进风温度为40℃～80℃，干燥至物料温度为35℃～70℃，即得空白丸芯；

(2)喷涂酶液：按比例称取酶层各组分，加水配制成重量体积比为5％-8％的酶液，取一定量的空白丸芯，投入流化床包衣机中，选用0.8～1.5mm喷枪将酶液均匀喷涂到空白丸芯外层，调整进风温度40～60℃，风量80～180m3/h，供液速度8～45rpm，雾化压力1.2～2.5bar；喷涂结束后，继续干燥至微丸的温度为35℃～50℃；

(3)喷涂隔离层溶液：按比例称取隔离层各组分，加水配制成重量体积比为5％-8％的溶液，取一定量步骤(2)得到的微丸，投入流化床包衣机中，按步骤(2)所述操作将隔离层溶液均匀喷涂在微丸外层，然后干燥；

(4)喷涂保护层溶液：按比例称取保护层各组分，加水配制成重量体积比为5％-8％的溶液，取一定量步骤(3)得到的微丸，投入流化床包衣机中，按步骤(2)所述操作将保护层溶液均匀喷涂到微丸外层，然后干燥。