CN102559647A - 提高液体酶应用效果的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种提高液体酶应用效果的方法，在液体酶中添加耐热保护剂后，在液体酶的适宜温度下热激液体酶3s～600s，耐热保护剂的添加量为液体酶总质量的1％～10％；耐热保护剂为糖类、胶类、表面活性剂和维生素的混合物，糖类的添加量为耐热保护剂的10％～70％，胶类的添加量为耐热保护剂的5％～30％，表面活性剂的添加量为耐热保护剂的5％～40％，维生素的添加量为耐热保护剂的1％～20％；液体酶的适宜温度为30～90℃。本发明采用热激的方法提升液体酶的应用效果，并且热激之前在该液体酶中添加耐热保护剂，使得液体酶的性质在不发生改变的条件下，应用效果可提高10％以上。达到同样的应用效果，液体酶的用量大大减少，从而大大降低成本。

Description

提高液体酶应用效果的方法

技术领域

本发明涉及酶制剂领域，特别地，涉及一种提高液体酶应用效果的方法。

背景技术

目前，液体酶的应用效果的提升，一般来说，通过以下三种方法：第一种方法是，通过提高酶活来提升应用效果，通常采用超滤浓缩的方法，但浓缩时间长，超滤膜消耗大；第二种方法是，通过增加酶的使用量来提升应用效果，但增加了包装、运输和使用成本；第三种方法是，在酶中复配一些添加剂，包括化工助剂和其他一些酶，由于各种酶的在这些添加剂下的结构及其相互作用还不是很清楚，非常合理的配方不多。所以，需要寻找一种简单快速且经济的方法来提升酶的应用效果。

发明内容

本发明目的在于提供一种能够在短时间内方便高效地提高液体酶应用效果的方法，以解决现有的酶用量过大或者需要添加其他化工助剂的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种提高液体酶应用效果的方法，在液体酶中添加耐热保护剂后，在液体酶的适宜温度下热激液体酶3s～600s，耐热保护剂的添加量为液体酶总质量的1％～10％；其中，耐热保护剂为糖类、胶类、表面活性剂和维生素的混合物，糖类的添加量为耐热保护剂的10％～70％，胶类的添加量为耐热保护剂的5％～30％，表面活性剂的添加量为耐热保护剂的5％～40％，维生素的添加量为耐热保护剂的1％～20％，液体酶的适宜温度为30～90℃。

进一步地，液体酶选自由纤维素酶、糖化酶、淀粉酶、α-淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖苷酶、木聚糖酶、β-淀粉酶、异淀粉酶、脂肪酶、普鲁兰酶、葡萄糖异构酶、甘露聚糖酶、葡萄糖氧化酶、果胶酶、柚苷酶、单宁酶、乳糖酶、漆酶、过氧化氢酶、植酸酶、β-葡聚糖酶、α-乙酰乳酸脱羧酶、α-半乳糖苷酶、溶菌酶、凝乳酶、半纤维素酶和酯酶组成的组中的任一种，但不局限于这些酶，也可适用于其他工业酶制剂。液体酶不仅包括来自自然条件下的菌株产生的酶，而且包括通过基因工程改造的工程菌产生的酶。

进一步地，糖类为蔗糖、甘露糖、葡萄糖、乳糖、半乳糖、海藻糖、果糖、山梨糖醇、木糖醇中的一种或者多种。

进一步地，胶类为明胶、琼脂、蜂胶、紫胶、卡拉胶、阿拉伯胶、果胶、瓜尔豆胶、皂荚糖胶、亚麻子胶、魔芋胶、黄原胶、海藻胶中一种或者多种。

进一步地，表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇、羰基醇、蔗糖脂肪酸酯、甜菜碱中的一种或者多种。

进一步地，维生素为维生素C、维生素E、维生素B中的一种或者多种。

进一步地，液体酶被热激后，使用冰浴或者冷水进行瞬时冷却。

进一步地，液体酶在热激的过程中，需搅拌，以保证受热均匀。

本发明具有以下有益效果：本发明采用热激的方法提升液体酶的应用效果，并且热激之前在该液体酶中添加耐热保护剂，使得液体酶的性质不发生改变而应用效果大大提高，达到同样的效果则液体酶的用量大大减少，从而大大降低成本；另一方面，实践结果表明，使用经过热激的液体酶与未经过热激的液体酶相比，液体酶的作用效果提高10％以上。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面对本发明作进一步详细的说明。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本发明提供的提高液体酶应用效果的方法，主要用于纤维素酶、糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖苷酶和木聚糖酶，以及其他的工业酶制剂。在使用液体酶之前，向该液体酶中添加耐热保护剂，并使液体酶和耐热保护剂混合均匀，在该液体酶的适宜温度下热激3s～600s，一般来说，液体酶的适宜温度为30～90℃。优选为在该液体酶的最适温度下热激3s～600s。其中，液体酶的最适温度与液体酶的种类、菌种和酸碱度相关，该最适温度可以在使用该液体酶之前进行测量，该液体酶在其最适温度下的热激时间也跟液体酶的种类、菌种、酸碱度和浓度相关，可以在3s～600s的时间段内根据需要进行选择。该耐热保护剂为糖类、胶类、表面活性剂和维生素的混合物，耐热保护剂的添加量为液体酶的质量的1％～10％，具体的百分比根据液体酶的种类确定。优选地，组成耐热保护剂的糖类为蔗糖、甘露糖、葡萄糖、乳糖、半乳糖、海藻糖、果糖、山梨糖醇、木糖醇中的一种或者多种的混合糖类，该糖类的添加量为耐热保护剂总质量的10％～70％。组成耐热保护剂的胶类为明胶、琼脂、蜂胶、紫胶、卡拉胶、阿拉伯胶、果胶、瓜尔豆胶、皂荚糖胶、亚麻子胶、魔芋胶、黄原胶、海藻胶中一种或者多种的混合物，该胶类的添加量为耐热保护剂总质量的5％～30％。组成耐热保护剂的表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇、羰基醇、蔗糖脂肪酸酯、甜菜碱中的一种或者多种的混合物，该表面活性剂的添加量为耐热保护剂总质量的5％～40％。组成耐热保护剂的维生素为维生素C、维生素E、维生素B中的一种或者多种的混合物，维生素的添加量为耐热保护剂总质量的1％～20％。优选地，液体酶被热激后，立即使用冰浴或者冷水进行瞬时冷却。液体酶在热激的过程中，需要不断搅拌和摇晃，以保证液体酶和耐热保护剂的混合均匀、受热均匀。

实施例1

提高纤维素酶应用效果的方法。在使用纤维素酶之前，向纤维素酶中添加3％(质量百分比)的耐热保护剂，并使纤维素酶和耐热保护剂混合均匀，在该纤维素酶的最适温度40～80℃下热激60s后放入冰浴冷却到室温。其中，耐热保护剂为30％的葡萄糖、30％的海藻糖，5％的果胶、30％的聚乙二醇和5％的维生素C的混合物。并且在纤维素酶热激的过程中，不断搅拌和摇晃，以保证纤维素酶和耐热保护剂受热均匀。

实施例2

提高糖化酶应用效果的方法。在使用糖化酶之前，向糖化酶中添加6％(质量百分比)的耐热保护剂，并使糖化酶和耐热保护剂混合均匀，在该糖化酶的最适温度50～90℃下热激600s后放入冷水中冷却到室温。其中，耐热保护剂为20％的乳糖、30％的蜂胶、40％的羰基醇和10％的维生素E的混合物。并且在糖化酶热激的过程中，不断搅拌和摇晃，以保证糖化酶和耐热保护剂受热均匀。

实施例3

提高淀粉酶应用效果的方法。在使用淀粉酶之前，向淀粉酶中添加10％(质量百分比)的耐热保护剂，并使淀粉酶和耐热保护剂混合均匀，在该淀粉酶的最适温度40～70℃下热激300s后放入冷水中冷却到室温。其中，耐热保护剂为70％的甘露糖、10％的果胶、19％的脂肪醇聚氧乙烯醚和1％的维生素B的混合物。并且在淀粉酶热激的过程中，不断搅拌和摇晃，以保证淀粉酶和耐热保护剂受热均匀。

实施例4

提高蛋白酶应用效果的方法。在使用蛋白酶之前，向蛋白酶中添加1％(质量百分比)的耐热保护剂，并使蛋白酶和耐热保护剂混合均匀，在该蛋白酶的最适温度40～70℃下热激30s后放入冷水中冷却到室温。其中，耐热保护剂为20％的木糖醇、10％的蔗糖、20％的海藻糖、15％的卡拉胶、5％的黄原胶、17％的羰基醇、5％的蔗糖脂肪酸酯和8％的维生素E的混合物。并且在蛋白酶热激的过程中，不断搅拌和摇晃，以保证蛋白酶和耐热保护剂受热均匀。

实施例5

提高葡萄糖苷酶应用效果的方法。在使用葡萄糖苷酶之前，向葡萄糖苷酶中添加8％(质量百分比)的耐热保护剂，并使葡萄糖苷酶和耐热保护剂混合均匀，在该葡萄糖苷酶的最适温度40～90℃下热激100s后放入冰浴中冷却到室温。其中，耐热保护剂为55％的山梨糖醇、5％的紫胶、5％的果胶、10％的羰基醇、10％的脂肪醇聚氧乙烯醚、5％的甜菜碱、5％的维生素E和5％的维生素C的混合物。并且在葡萄糖苷酶热激的过程中，不断搅拌和摇晃，以保证葡萄糖苷酶和耐热保护剂受热均匀。

实施例6

提高木聚糖酶应用效果的方法。在使用木聚糖酶之前，向木聚糖酶中添加5％(质量百分比)的耐热保护剂，并使木聚糖酶和耐热保护剂混合均匀，在该木聚糖酶的最适温度40～60℃下热激20s后放入冰浴中冷却到室温。其中，耐热保护剂为65％的蔗糖、10％的紫胶、5％的聚乙烯吡咯烷酮、10％的维生素C和10％的维生素E的混合物。并且在木聚糖酶热激的过程中，不断搅拌和摇晃，以保证木聚糖酶和耐热保护剂受热均匀。

实施例7

取2份相同重量、相同批次的某公司生产的酸性液体纤维素酶L2000，其中一份作为纤维素酶A，另一份加入5％的耐热保护剂，并在该酸性液体纤维素酶的最适温度40～80℃下热激60秒后放入冰浴冷却至室温，作为纤维素酶B。使用白色针织休闲布料40cm×60cm制成的袖筒作为实验对象，实验设备为双缸连轴水洗机。

实验过程：先取2份相同数量的袖筒进行恒重，然后均在浴比为1∶15，pH值为4.6和温度为50℃的条件下，将2份袖筒分别放入到双缸连轴水洗机的两个两缸内，其中一个缸内加入纤维素酶A，另一个缸内加入纤维素酶B，运行60分钟。之后用清水洗净，烘干，再恒重和测定减重率。

实验结果：使用纤维素酶B的袖筒总的减重率比用纤维素酶A的袖筒总的减重率高12.8％。

实施例8

取2份相同重量、相同批次的某公司生产的液体糖化酶GA-LNEW，其中一份作为糖化酶C，另一份加入8％的耐热保护剂，并在该液体糖化酶GA-LNEW的最适温度50～90℃下热激90秒后放入冰浴冷却至室温，作为糖化酶D。

实验过程：在30L的实验室小发酵罐中，均在pH值为5.8和温度为60℃的条件下，加入淀粉2.2千克，并分别加入纤维素酶C和纤维素酶D，作用60分钟后取出糖化液，测得其还原糖。

实验结果：使用糖化酶D的还原糖比使用糖化酶C的还原糖高15.2％。

酶的化学本质是蛋白质，一般来说，蛋白质在高温作用下，其特定的空间构象(二级结构和三级结构)被改变或遭到破坏，可导致其理化性质的改变和生物活性的丧失，即蛋白质变性。蛋白质变性后，分子结构松散，不能形成结晶，易被蛋白酶水解。蛋白质的变性作用主要是由于蛋白质分子内部的结构被破坏。天然蛋白质的空间结构是通过氢键等次级键维持的，而变性后次级键被破坏，蛋白质分子就从原来有序的卷曲的紧密结构变为无序的松散的伸展状结构，但一级结构并未改变。

本发明采用的热激法，即在酶的最适温度下作用短时间，且加入耐热保护剂。在耐热保护剂中，由于多聚物吸附在酶分子周围，并且加入了钙离子和锌离子，这些能提高酶的热稳定性。尽管如此，酶还是暴露在较高的温度下，虽然不会使之变性失活，但可能使其空间结构发生一定的改变，处于分子内部的某些基团大量暴露在分子表面，而这些基团可能正是酶与底物发生作用有关的；还可能改变蛋白质高级结构的非共价力，结构域的包装，亚基与辅基的聚集等。而酶与底物发生作用，一是需要酶的活性中心。构成酶活性中心的必需基团可分为两种，与底物结合的必需基团称为结合基团(binding group)，促进底物发生化学变化的基团称为催化基团(catalytic group)。活性中心中有的必需基团可同时具有这两方面的功能。二是需要其他一些基团或区域。有些必需基团虽然不参加酶的活性中心的组成，但为维持酶活性中心应有的空间构象所必需，这些基团是酶的活性中心以外的必需基团。如纤维素酶的没有催化功能的吸附区(CBD)，通常位于酶蛋白的NH2或COOH端，能插入和分开纤维素的结晶区，在其吸附于纤维素分子链表面后，具有疏解纤维素链的作用

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种提高液体酶应用效果的方法，其特征在于，在所述液体酶中添加耐热保护剂后，在所述液体酶的适宜温度下热激所述液体酶3s～600s，所述耐热保护剂的添加量为所述液体酶总质量的1％～10％；其中，

所述耐热保护剂为糖类、胶类、表面活性剂和维生素的混合物，所述糖类的添加量为所述耐热保护剂的10％～70％，所述胶类的添加量为所述耐热保护剂的5％～30％，所述表面活性剂的添加量为所述耐热保护剂的5％～40％，所述维生素的添加量为所述耐热保护剂的1％～20％；所述液体酶的适宜温度为30～90℃。

2.根据权利要求1所述的提高液体酶应用效果的方法，其特征在于，所述液体酶选自由纤维素酶、糖化酶、淀粉酶、α-淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖苷酶、木聚糖酶、β-淀粉酶、异淀粉酶、脂肪酶、普鲁兰酶、葡萄糖异构酶、甘露聚糖酶、葡萄糖氧化酶、果胶酶、柚苷酶、单宁酶、乳糖酶、漆酶、过氧化氢酶、植酸酶、β-葡聚糖酶、α-乙酰乳酸脱羧酶、α-半乳糖苷酶、溶菌酶、凝乳酶、半纤维素酶和酯酶组成的组中的任一种。

3.根据权利要求1所述的提高液体酶应用效果的方法，其特征在于，所述糖类为蔗糖、甘露糖、葡萄糖、乳糖、半乳糖、海藻糖、果糖、山梨糖醇、木糖醇中的一种或者多种。

4.根据权利要求1所述的提高液体酶应用效果的方法，其特征在于，所述胶类为明胶、琼脂、蜂胶、紫胶、卡拉胶、阿拉伯胶、果胶、瓜尔豆胶、皂荚糖胶、亚麻子胶、魔芋胶、黄原胶、海藻胶中一种或者多种。

5.根据权利要求1所述的提高液体酶应用效果的方法，其特征在于，所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇、羰基醇、蔗糖脂肪酸酯、甜菜碱中的一种或者多种。

6.根据权利要求1所述的提高液体酶应用效果的方法，其特征在于，所述维生素为维生素C、维生素E、维生素B中的一种或者多种。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的提高液体酶应用效果的方法，其特征在于，所述液体酶被热激后，使用冰浴或者冷水进行瞬时冷却。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的提高液体酶应用效果的方法，其特征在于，所述液体酶在热激的过程中，搅拌均匀。