CN106170544A - 包含酶和(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物的颗粒 - Google Patents

包含酶和(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物的颗粒 Download PDF

Info

Publication number
CN106170544A
CN106170544A CN201580011914.0A CN201580011914A CN106170544A CN 106170544 A CN106170544 A CN 106170544A CN 201580011914 A CN201580011914 A CN 201580011914A CN 106170544 A CN106170544 A CN 106170544A
Authority
CN
China
Prior art keywords
granule
weight
enzyme
acrylic acid
arrcostab
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201580011914.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106170544B (zh
Inventor
F.黑尔默斯
T.许勒
T.达辛格
O.图姆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Evonik Degussa GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Evonik Degussa GmbH filed Critical Evonik Degussa GmbH
Publication of CN106170544A publication Critical patent/CN106170544A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106170544B publication Critical patent/CN106170544B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/98—Preparation of granular or free-flowing enzyme compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
    • C08L33/12—Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/16—Enzymes or microbial cells immobilised on or in a biological cell
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/90—Isomerases (5.)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Y—ENZYMES
    • C12Y504/00—Intramolecular transferases (5.4)
    • C12Y504/99—Intramolecular transferases (5.4) transferring other groups (5.4.99)
    • C12Y504/99011—Isomaltulose synthase (5.4.99.11)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/14—Methyl esters, e.g. methyl (meth)acrylate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明提供颗粒，其包含A) 至少一种酶，其选自EC 2的转移酶、EC 3的水解酶、EC 4的裂合酶和EC 5的异构酶中的至少一种，B) 至少一种聚合物，其选自丙烯酸C1‑C10‑烷基酯聚合物、甲基丙烯酸C1‑C10‑烷基酯聚合物和丙烯酸C1‑C10‑烷基酯‑甲基丙烯酸C1‑C10‑烷基酯共聚物，优选丙烯酸C1‑C10‑烷基酯‑甲基丙烯酸C1‑C10‑烷基酯共聚物，和C) 至少一种无机载体材料。

Description

包含酶和(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物的颗粒
发明领域
本发明提供颗粒，其包含
A) 至少一种酶，其选自EC 2的转移酶、EC 3的水解酶、EC 4的裂合酶和EC 5的异构酶中的至少一种，
B) 至少一种聚合物，其选自丙烯酸C1-C10-烷基酯聚合物、甲基丙烯酸C1-C10-烷基酯聚合物和丙烯酸C1-C10-烷基酯-甲基丙烯酸C1-C10-烷基酯共聚物，优选丙烯酸C1-C10-烷基酯-甲基丙烯酸C1-C10-烷基酯共聚物，和
C) 至少一种无机载体材料。
现有技术
在文献中多次描述了借助固定化全细胞、细胞提取物或纯化酶的蔗糖异构化（Südzucker AG, DE3038219C2; Mitsui Sugar Co., US4386158）。例如，下面考虑了酶促反应生成异麦芽酮糖（Isomaltulose）以及副产物海藻酮糖（Trehalulose）、葡萄糖、果糖和小含量的寡糖。活性游离细胞的使用带来提高的产物纯化成本和较低收率（LandbauforschungVölkenrode (2002) SH 241:75-80）。因此，通常进行生物催化活性材料的固定化。
几乎所有已知的固定化方法都被描述用于蔗糖的生物催化异构化，例如生物催化活性材料吸附结合到离子交换剂（Danisco AS, EP0915986B1）上、包埋在各种合成聚合物（Bayer AG, DE3416140A1）或天然聚合物（Südzucker AG, DE3038219C2; Mitsui SugarCo., US4386158）中。在文献中给出常规固定化方法的综述（Topics in CurrentChemistry, 第200卷:95-126）。
对于给出的工艺，特别已经确立将完整细胞或非纯化发酵液包埋在藻酸盐聚合物（Südzucker AG, DE3038219C2; Mitsui Sugar Co., US4386158）中。通过将细胞材料或纯化酶的悬浮液和藻酸盐溶液逐滴添加到包含氯化钙离子的溶液中，制造固定化产物（Immobilisate）（Bioresource Technology (2009), 第100卷:4252-4256）。其缺点在于由此制成的固定化产物包含大部分水。因此，储存或保存只能在潮湿条件下进行，因为干燥会造成固定化产物结构中的不可逆损伤。潮湿保存促进外来细菌污染，这绝不能超过依据规定(EG)编号178 / 2002关于食品中的特定污染物的最大含量的规定限额。外来污染物与提高的水活性（aw值> 0.65）相关联（参见Schimmelpilze: Vorkommen,Gesundheitsgefahren, Schutzmassnahmen. Wolfgang Mücke, Christa Lemmen. 2004.Ecomed Medizin, Verlagsgruppe Hüthig Jehle Rehm GmbH）。此外，藻酸盐固定化产物已证实不稳定，尤其是在如例如缓冲溶液中存在的甚至低浓度阳离子的影响下（Focus onBiotechnology, 第8B卷:375-405）。因此，通常使用戊二醛和聚乙烯亚胺实现通过附加交联的稳定化（Mitsui Sugar Co., US4386158; Bioresource Technology (2009), 第100卷:4252-4256）。在此的一个缺点特别是由于使用戊二醛，酶活性降低（ProcessBiochemistry (2006) 第41卷:2035–2040）。由于使用交联剂而提高的处置成本也是不利的（依据废物目录规定(AVV)的有害废物（在2001年12月10日））。
在文献中多次描述了干燥稳定的生物催化活性颗粒的制造。Lipid Sci.Technol. - 2003 - 第105卷 - 第318–321页描述了用于生产酯的南极假丝酵母脂肪酶B的固定化方法，尽管这由于粘合剂的选择（麦芽糊精）而在含水法中不稳定。Novo NordiskAS, WO9522606描述了粘合剂聚乙烯基吡咯烷酮（Kollidon K25, BASF）用于酶造粒的用途。但是，这种组合在水溶液中不稳定。
Glatt Ingenieurtechnik GmbH, EP1595942A1描述了含微生物的制剂，其随后为了固定化而通过涂层例如通过虫胶配备有保护涂层。这种涂覆法的目的是保护该制剂免受介质，如水或空气氧气的影响。因此，此类制剂本身不适合用于必须实现介质与生物催化剂之间的强物质传递的生物转化。
本发明的目的因此是提供克服现有技术的至少一个上述缺点的新型酶制剂及其制造方法。特别地，目的是制造具有高表观酶活性和改进的机械稳定性的储存稳定的对潮湿不敏感的酶制剂。
发明描述
已经令人惊讶地发现，通过使用具有优选亲水性表面的无机载体材料，例如沉淀二氧化硅（Kieselsäure）、(甲基)丙烯酸C1-C10-烷基酯(共)聚合物和酶的混合物，可以使用已知造粒法，如挤出制造具有高生物催化活性的制剂。
因此，本发明提供颗粒，其包含：
A) 至少一种酶，其选自EC 2的转移酶、EC 3的水解酶、EC 4的裂合酶和EC 5的异构酶中的至少一种，
B) 至少一种聚合物，其选自丙烯酸C1-C10-烷基酯聚合物、甲基丙烯酸C1-C10-烷基酯聚合物和丙烯酸C1-C10-烷基酯-甲基丙烯酸C1-C10-烷基酯共聚物，优选丙烯酸C1-C10-烷基酯-甲基丙烯酸C1-C10-烷基酯共聚物，和
C) 至少一种无机载体材料。
本发明还提供制造本发明的颗粒的方法。
本发明的一个优点在于该颗粒是干燥稳定的。
本发明的另一优点在于该颗粒是储存稳定的。
本发明的再一优点在于该颗粒可以低污染地保存。
本发明的再一优点在于该颗粒是机械稳定的。
本发明的再一优点在于该颗粒不需要用于附加交联的有害物质，如戊二醛或聚乙烯亚胺。
本发明的另一优点在于该颗粒甚至在含水介质中也具有高稳定性。
下面举例描述本发明，但不应将本发明限于这些示例性实施方案。
关于本发明列出的登录号对应于日期为2013年10月01日的NCBI蛋白质数据库条目；通常，在本情况中，通过“.号码”，例如“.1”指定条目的版本号。
如果在本说明书中引用文献，它们的内容应完全术语本发明的公开内容。
除非另行说明，给出的所有百分比（%）是质量百分比。
本发明的颗粒优选是固体。
它们有利地具有100至2000微米，特别是200至1500微米，尤其是700至1300微米的半值粒度d50 [µm]。根据定义，d50 [µm]值标记所研究的一半粒子量更大或更小时的点。此外，d10和d90值给出10%或90%小于或等于这一粒度时的范围。在此借助来自Retsch（Haan,德国）的Camsizer®经由选择标准设置（ISO 13322-2:2006）的动态图像分析法确定粒子集合的半值粒度d50 [µm]以及d10 [µm]和d90 [µm]值。所用测量方法产生整个粒子集合的详细粒度分析，其作为分布密度函数显示。在分布密度函数中，取最大峰值的横坐标值作为d50值。
优选选择窄粒度分布的粒子集合。它们的特征在于该粒子集合的d10 [µm]值不小于半值粒度d50 [µm]的50%且d90 [µm]不大于半值粒度d50 [µm]的150%。
本发明的颗粒非常特别优选包含至少一种酶，其选自EC 2.4的糖基转移酶、EC3.2.1.80的果聚糖β-果糖苷酶、EC 3.2.1.23的β-半乳糖苷酶、EC 3.2.1.26的转化酶、EC4.1.1.11的天冬氨酸β-脱羧酶、EC 4.2.1.2的延胡索酸水合酶、EC 4.2.1.84的腈水合酶、EC 4.3.1.1的天冬氨酸酶、EC 5.3.1.5的木糖异构酶和EC 5.4.99.11的异麦芽酮糖合酶（Isomaltulose Synthase）中的至少一种。
本发明的颗粒非常特别优选包含至少一种EC 5.4.99.11的异麦芽酮糖合酶。
根据本发明优选的颗粒的特征在于异麦芽酮糖合酶选自蛋白质YP_002235756.1、WP_006325065.1、WP_012540141.1、WP_004157672.1、CCO82510.1、CCO82509.1、CCO78715.1、EKF64560.1、AAP57084.1、AAP57083.1、ACI12079.1和ACF42098.1以及具有与上述参考序列相比最多60%，优选最多25%，特别优选最多15%，特别是最多10、9、8、7、6、5、4、3、2、1%的氨基酸基团通过缺失、插入、置换或其组合修饰的多肽序列并且活性为具有相应的上述参考序列的蛋白质的至少50%，优选65%，特别优选80%，特别大于90%的蛋白质，其中参考蛋白质的100%活性被理解为是指基于所用参考酶的量计，每时间单位反应生成相应的异麦芽酮糖的蔗糖物质量。可以如实施例1中所述测定活性。
根据本发明，EC 5.4.99.11的异麦芽酮糖合酶可以以任何可想到的形式存在于本发明的颗粒中，因此，例如，以全细胞、裂解（aufgeschlossen）细胞、细胞提取物或纯化的形式。
该异麦芽酮糖合酶根据本发明优选以全细胞催化剂的形式存在。
或者，该异麦芽酮糖合酶根据本发明优选以裂解细胞的形式存在。
例如在EP 0625578中作为Protaminobacter rubrum（特别是CBS 574.77）、普城沙雷菌（Serratia plymuthica）（特别是ATCC 15928）、Serratia marescens（特别是NCIB8285）、肠膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）（特别是NRRL-B 512 F，特别是ATCC1083 a）和大黄欧文氏菌（Erwinia rhapontici）（特别是NCPPB 1578），在EP 0392556和EP1257638中作为土生克雷伯菌（Klebsiella terrigena）JCM 1687、克雷伯菌属（Klebsiella sp.）No. 88（FERM BP-2838）和Klebsiella singaporiensis LX3和LX21和在EP1328647中作为分散泛菌（Pantoea dispersa）UQ68J描述了合适的全细胞催化剂。
本发明的颗粒包含至少一种选自丙烯酸C1-C10-烷基酯聚合物、甲基丙烯酸C1-C10-烷基酯聚合物和丙烯酸C1-C10-烷基酯-甲基丙烯酸C1-C10-烷基酯共聚物的聚合物，其中术语“(甲基)丙烯酸C1-C10-烷基酯(共)聚合物”可涵盖上述物质类别。所含的聚合物优选在本发明的颗粒中发挥粘合剂的作用。
根据本发明优选的颗粒的特征在于该聚合物具有大约100000至1500000 g/mol，优选500000至1000000 g/mol的质量平均分子量。
借助凝胶渗透色谱法（GPC）测定质量平均分子量。该样品根据DIN 55672-1在四氢呋喃洗脱剂中对照聚苯乙烯标样表征。
在优选含有的(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物和共聚物中，该烷基具有1至4个碳原子。
本发明的颗粒优选包含至少一种丙烯酸C1-C10-烷基酯-甲基丙烯酸C1-C10-烷基酯共聚物作为聚合物。
根据本发明特别优选的颗粒的特征在于该聚合物是丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物或丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯共聚物，其中丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物，特别是聚(丙烯酸乙酯-共聚-甲基丙烯酸甲酯)2:1特别优选。
丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物例如由BASF AG以商品名Kollicoat EMM 30D出售或由Evonik Industries以商品名Eudragit NE或Eudragit NM出售。
本发明的颗粒包含至少一种无机载体材料。
适用于制造颗粒并且为本领域技术人员已知的所有无机载体材料被考虑作为合适的载体材料。它们优选具有亲水性表面。此类载体材料的示例性代表描述在Linqiu Cao,2006; Carrier-bound Immobilized Enzymes: Principles, Application and Design,第1章. Introduction: Immobilized Enzymes: Past, Present and Prospects; Wiley中。
根据本发明优选的颗粒的特征在于该无机载体材料选自二氧化硅，特别是沉淀二氧化硅，和硅酸铝，特别是沸石，其中沉淀二氧化硅特别优选。
可用的沸石是例如沸石A、沸石P、沸石X或其混合物。合适的沸石包括例如Wessalith®（Evonik Industries）、Zeolith MAP®（来自Crosfield）或VEGOBOND AX®（来自SASOL）之类的商品。
合适的二氧化硅例如由Evonik Industries作为Aerosil®或Sipernat®，例如Sipernat 320出售。
适合作为填料的二氧化硅可以以Aerosil®或Sipernat®为名（EvonikIndustries）购得。
根据本发明优选的颗粒的特征在于基于整个颗粒计，B)以0.1重量%至80重量%，优选1重量%至50重量%，特别优选5重量%至35重量%的量存在，且C)以99.5重量%至20重量%，优选99重量%至30重量%，特别优选90重量%至40重量%的量存在。
根据本发明优选的颗粒的特征在于它们具有1至1000 U/g，优选5至100 U/g，特别优选10至40 U/g的比活性。比活性（U/g）在此定义基于主要产物（以微摩尔计的异麦芽酮糖）计，由1克颗粒在特定条件（40%蔗糖（原材料），RT，pH 6，100 rpm）下每分钟形成的蔗糖异构酶的活性。
在实施例2中描述了适用于测量该活性的方法。
可以例如通过提高或降低该颗粒中的异麦芽酮糖合酶含量来控制该颗粒的比活性。
本发明还提供制造颗粒的方法，其包括方法步骤
1) 提供至少一种EC 5.4.99.11的异麦芽酮糖合酶、至少一种选自丙烯酸C1-C10-烷基酯聚合物、甲基丙烯酸C1-C10-烷基酯聚合物和丙烯酸C1-C10-烷基酯-甲基丙烯酸C1-C10-烷基酯共聚物，优选丙烯酸C1-C10-烷基酯-甲基丙烯酸C1-C10-烷基酯共聚物的聚合物和至少一种无机载体材料，
2) 制造含有方法步骤1)的组分的团状物，和
3) 将所述团状物造粒。
在本发明的方法的方法步骤1)中，优选使用在根据本发明的优选颗粒中优选存在的异麦芽酮糖合酶、聚合物和载体材料。
在本发明的方法的方法步骤2)中，将这些组分均化。
优选地，方法步骤2)中的团状物包含，基于整个团状物计，0.1重量%至80重量%，优选1重量%至50重量%，特别优选5重量%至35重量%的量的B)和99.5重量%至20重量%，优选99重量%至30重量%，特别优选90重量%至40重量%的量的C)。除上述成分外，该团状物可包含确保形成团状物的成分足够均化的水量。
在方法步骤3)中，该造粒基本上可以以任意方式进行。例如，该团状物和任选附加成分，如水、缓冲剂、金属盐稳定剂可以借助挤出、混合机造粒、流化床造粒、盘式团聚（Telleragglomeration）、喷雾团聚、喷雾造粒或压实以本身已知的方式加工产生颗粒。
在一个优选实施方案中，第一步骤中的造粒包括挤出包含组分A)、B)和C)和任选附加成分，如缓冲剂、金属盐稳定剂的含水团状物。在此，水以确保足够用于挤出的团状物稠度（塑化）的量存在。
酶制剂领域的本领域技术人员可以以本身已知的方式确定此用途所需的水量。造粒开始时团状物中的水含量通常为团状物总重量的10重量%至80重量%，特别是15重量%至70重量%，尤其是20重量%至60重量%。
这一优选实施方案中的团状物的制造在方法步骤2)中以本身已知的方式通过在合适的混合装置中，例如在常规混合机或捏合机中混合形成该团状物的成分进行。为此，将所述一种或多种固体，例如载体材料与液相，例如水、粘合剂水溶液或含水酶浓缩物剧烈混合。通常，该载体以固体形式引入混合机中并与含水酶浓缩物以及与优选为单独的水溶液形式或溶解在该含水酶浓缩物中的聚合物并任选与优选为单独的水溶液或悬浮液形式，特别溶解或悬浮在该含水酶浓缩物中的盐稳定剂混合。任选地，添加额外的水以调节该团状物的所需稠度。
优选地，在该充分混合过程中不超过60℃，特别是40℃的温度。特别优选地，在该混合过程中团状物温度为10至30℃。任选地，因此在团状物制造过程中冷却该混合装置。
在这一优选实施方案中，在方法步骤3)中，随后对由此获得的团状物施以挤出，优选在低压下的挤出。挤出，特别是在低压下的挤出通常在将待挤出的物料（团状物）压过模头的装置中进行。该模头的孔径决定粒径并通常为0.3至2毫米，特别是0.4至1.0毫米。合适的挤出机是例如尤其由如Caleva、Fitzpatrick或Bepex之类的公司出售的圆顶挤出机（Domextruder）或篮式挤出机（Korbextruder）。如果待造粒的物料的稠度恰当，在经过模头时温度仅轻微升高（最多大约20℃）。该挤出优选在温度控制下进行，即在挤出过程中团状物温度不应超过70℃，特别是60℃。挤出过程中的团状物温度特别为10至40℃。
离开挤出机的挤出团状物条材破碎成短颗粒状粒子或任选可借助合适的切割装置切割。由此获得的颗粒粒子通常具有均匀粒度，即窄粒度分布。
此外，在实施干燥前将仍潮湿的颗粒圆化，即球化已证实有利。这特别减少最终产物中不想要的粉尘部分的形成。
适用于潮湿颗粒圆化的装置是所谓的球化机，其基本具有水平旋转盘，条材在其上由于离心力而被压到壁上。条材在通过挤出法预形成的微切口处断裂，以形成具有大约1:1.3至1:3的直径/长度比的圆柱形粒子。由于球化机中的机械应力，最初圆柱形的粒子变得稍许浑圆。
由此，获得具有该潮湿颗粒总重量的通常大于15重量%，例如15至50重量%，特别是20至45重量%的相对高水含量的颗粒。根据本发明，因此优选将其干燥以使其水含量不大于30重量%，优选1至12重量%，特别是3至10重量%，尤其是5至9重量%。
该批量制造因此通常包含干燥步骤。这优选在流化床干燥器中进行。在此，使优选加热的气体，通常空气或氮气流从下经过产物层。通常调节气体量以使粒子流化和涡旋。由于该气体/粒子的热转移，蒸发水。由于含酶颗粒通常对温度敏感，注意使该颗粒的温度不过度提高，即通常不超过80℃，优选不超过70℃。特别地，干燥过程中的颗粒温度为10至40℃。可以通过该气体流的温度以简单方式控制干燥温度。该气体流的温度通常为140至40℃，特别是120至60℃。该干燥可以连续或不连续进行。
在干燥后，该颗粒还可借助筛分分级。可以研磨粗料和细粒并送回混合机以将造粒物料捣成糊状。
在下面给出的实施例中示例性描述本发明，但由整个说明书和权利要求书得出其应用范围的本发明不应限于实施例中提到的实施方案。
下列附图是实施例的组成部分：
图1: 基于主要产物（以微摩尔计的异麦芽酮糖）计，由1克颗粒或由具有与该颗粒相等的生物质的含P. rubrum的发酵液在特定条件（40%蔗糖（原材料），RT，pH 6，100 rpm）下每分钟形成的比活性（U/g）。
图2: 本发明的制剂（未处理或在振荡器上在400 rpm下培养后）的粒度分布 vs分布密度的图表。
图3: 非本发明的制剂（未处理或在振荡器上在400 rpm下培养后）的粒度分布 vs分布密度的图表。
图4: 蔗糖转化成果糖和葡萄糖的转化率的图表。
实施例:
实施例1: 根据本发明的制剂的制造
100毫升30重量%的丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物分散体（Eudragit NM, EvonikIndustries AG）在捏合机中与130毫升的干物质6重量%的P. rubrum发酵液和62克由Sipernat 320（Evonik Industries AG）构成的载体材料一起均化。该均匀混合物随后使用挤出机（Extruder 20, Caleva）挤出并使用球化机（Spheronizer 250, Cavela）造粒。
所得颗粒在室温下干燥整夜并调节30%（重量/重量）的残留湿度，其通过干称重（Trockenwaage）确定。
基于总干重量，该粒子包含30重量%的丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物、8重量%的发酵干物质和62重量%的Sipernat。
实施例2: 表观活性
根据实施例1的制剂的表观活性的测定。
在分开的三个混合物批料中进行活性测定。为此，在每种情况下将1克干燥颗粒置于15毫升反应管中并供应10毫升40%（重量/重量）蔗糖溶液。在RT和pH值6下在振荡器上在100 rpm下进行培养。在120分钟培养时间后通过测定产物浓度确定比活性U/g。这在此在每种情况下借助HPLC分析确定。类似地测定具有与该颗粒相等的生物质的含P. rubrum的发酵液的比活性。
结果显示在图1中。
实施例3: 机械稳定性
借助来自分布密度函数的粒度分布的d10 [µm]、d50 [µm]和d90 [µm]值的测定评估根据实施例1的制剂的机械稳定性。这借助Retsch Camsizer在标准条件下视觉测定。
未处理地以及在50毫升反应容器中在每种情况下用25克颗粒和25克培养基在振荡器（400 rpm）上在培养基中培养30和60分钟和随后干燥后进行粒度分布的测定。清楚的是，特别由于由该分布密度函数推导出的几乎不变的d10 [µm]值，该制剂稳定并且没有形成粒子碎片。相应地，该粒子集合的10%的粒子在培养前具有小于881微米的直径并在培养60分钟后具有小于866微米的直径。
粒度分布 –根据本发明的制剂
实施例4: 用转化酶（EC 3.2.1.26）制造包含酿酒酵母的根据本发明的制剂
该制剂的制造如实施例1中那样进行，不同的是所用生物催化活性组分是130毫升的干物质6重量%的包含商业常见酿酒酵母的悬浮液。酿酒酵母全细胞尤其含有选自EC 3的水解酶的转化酶（EC 3.2.1.26），其将蔗糖水解裂解成果糖和葡萄糖。为了研究表观活性，将该制剂置于具有取样用的侧隔膜的固定床反应器中。所用原材料是调节至pH值6的40%（重量/重量）蔗糖溶液。以0.2的LHSV [h-1]供入原材料，其由体积流[m3/h]和所用催化剂体积[m3]的商得出。为了实现固定床反应器中的定态，在72小时运行期后进行取样。由于沿反应器的长度进行取样，可以在无量纲反应器长度x/X [-]上监测原材料的转化。在每种情况下借助HPLC分析确定样品组成。结果显示在图4中。
对比例1（不根据本发明）: 不根据本发明的制剂的制造
根据WO95/22606（Novo Nordisk A/S）: 用于制造固定化酶制剂的方法和该固定化酶 制剂的用途的制剂的制造。
将65克Celkate T-21以粉末形式添加到高速混合机中。向其中用运行的叶轮将25克包含蔗糖异构酶的液体发酵液连续添加到该粉末中。然后，加入另外50克包含蔗糖异构酶的液体发酵液，其与3%（重量/重量）Kollidon K25聚乙烯基吡咯烷酮（BASF）混合。所得颗粒在室温下干燥整夜并筛分。将残留水分含量调节至10%。
对比例2（不根据本发明）: 机械稳定性
根据对比例1的制剂的机械稳定性的测定。与实施例1类似地进行测量。结果显示在图3中。d10值[µm]的显著位移表明在培养前该粒子集合的10%小于784微米并在培养后小于389微米。这意味着不根据本发明的该制剂由于在振荡器上的机械应力而碎裂成更小的粒子碎片。

Claims (11)

1.颗粒，其包含
A) 至少一种酶，其选自EC 2的转移酶、EC 3的水解酶、EC 4的裂合酶和EC 5的异构酶中的至少一种，
B) 至少一种聚合物，其选自丙烯酸C1-C10-烷基酯聚合物、甲基丙烯酸C1-C10-烷基酯聚合物和丙烯酸C1-C10-烷基酯-甲基丙烯酸C1-C10-烷基酯共聚物，优选丙烯酸C1-C10-烷基酯-甲基丙烯酸C1-C10-烷基酯共聚物，和
C) 至少一种无机载体材料。
2.根据权利要求1的颗粒，其特征在于至少一种酶选自EC 2.4的糖基转移酶、EC3.2.1.80的果聚糖β-果糖苷酶、EC 3.2.1.23的β-半乳糖苷酶、EC 3.2.1.26的转化酶、EC4.1.1.11的天冬氨酸β-脱羧酶、EC 4.2.1.2的延胡索酸水合酶、EC 4.2.1.84的腈水合酶、EC 4.3.1.1的天冬氨酸酶、EC 5.3.1.5的木糖异构酶和EC 5.4.99.11的异麦芽酮糖合酶中的至少一种。
3.根据权利要求1或2的颗粒，其特征在于所述异麦芽酮糖合酶选自YP_002235756.1、WP_006325065.1、WP_012540141.1、WP_004157672.1、CCO82510.1、CCO82509.1、CCO78715.1、EKF64560.1、AAP57084.1、AAP57083.1、ACI12079.1和ACF42098.1以及具有与上述参考序列相比最多60%的氨基酸基团通过缺失、插入、置换或其组合修饰的多肽序列的蛋白质。
4.根据前述权利要求的至少一项的颗粒，其特征在于所述异麦芽酮糖合酶以全细胞催化剂或以裂解细胞的形式存在。
5.根据前述权利要求的至少一项的颗粒，其特征在于所述聚合物具有大约100000至1500000 g/mol，优选500000至1000000 g/mol的质量平均分子量。
6.根据前述权利要求的至少一项的颗粒，其特征在于所述聚合物是丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物，优选聚(丙烯酸乙酯-共聚-甲基丙烯酸甲酯)2:1。
7.根据前述权利要求的至少一项的颗粒，其特征在于所述无机载体材料选自二氧化硅，特别是沉淀二氧化硅，和硅酸铝，特别是沸石，其中沉淀二氧化硅是优选的。
8.根据前述权利要求的至少一项的颗粒，其特征在于基于整个颗粒计，
B)以0.1重量%至80重量%的量存在，且
C)以20重量%至95重量%的量存在。
9.根据前述权利要求的至少一项的颗粒，其特征在于基于整个颗粒的重量计，其具有1至1000 U的比活性。
10.制造颗粒的方法，其包括方法步骤
1) 提供至少一种EC 5.4.99.11的异麦芽酮糖合酶、至少一种选自丙烯酸C1-C10-烷基酯聚合物、甲基丙烯酸C1-C10-烷基酯聚合物和丙烯酸C1-C10-烷基酯-甲基丙烯酸C1-C10-烷基酯共聚物，优选丙烯酸C1-C10-烷基酯-甲基丙烯酸C1-C10-烷基酯共聚物的聚合物，和
至少一种无机载体材料，
2) 制造含有方法步骤1)的组分的团状物，和
3) 将所述团状物造粒。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于在方法步骤3)中所述造粒通过挤出、混合机造粒、流化床造粒、盘式团聚、喷雾团聚、喷雾造粒或压实进行。
CN201580011914.0A 2014-03-05 2015-03-03 包含酶和(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物的颗粒 Active CN106170544B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014203964.9 2014-03-05
DE102014203964.9A DE102014203964A1 (de) 2014-03-05 2014-03-05 Granulat enthaltend Isomaltulose Synthase
PCT/EP2015/054361 WO2015132230A1 (de) 2014-03-05 2015-03-03 Granulat enthaltend ein enzym und ein alkyl(meth)acrylat-polymer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106170544A true CN106170544A (zh) 2016-11-30
CN106170544B CN106170544B (zh) 2021-06-15

Family

ID=52596509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580011914.0A Active CN106170544B (zh) 2014-03-05 2015-03-03 包含酶和(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物的颗粒

Country Status (11)

Country Link
US (1) US10626391B2 (zh)
EP (1) EP3114218B1 (zh)
CN (1) CN106170544B (zh)
CA (1) CA2941475C (zh)
DE (1) DE102014203964A1 (zh)
DK (1) DK3114218T3 (zh)
ES (1) ES2636955T3 (zh)
MX (1) MX367966B (zh)
PL (1) PL3114218T3 (zh)
SG (1) SG11201606792TA (zh)
WO (1) WO2015132230A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108148827A (zh) * 2016-12-02 2018-06-12 丰益(上海)生物技术研发中心有限公司 固定化酶及其制备方法和用途

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3363909A1 (en) 2017-02-15 2018-08-22 Evonik Degussa GmbH Process for production of a solid material containing isomaltulose crystals and trehalulose
CN112566512A (zh) * 2018-08-22 2021-03-26 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 作为食物和营养补充剂的蔗糖异构酶

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1468092A (zh) * 2000-10-02 2004-01-14 ŵ��ø�ɷ����޹�˾ 含有活性物质的包衣微粒
US9600773B2 (en) * 2013-06-04 2017-03-21 International Business Machines Corporation Detecting electricity theft via meter tampering using statistical methods

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5836959B2 (ja) 1980-08-21 1983-08-12 三井製糖株式会社 固定化α−グルコシルトランスフエラ−ゼによるパラチノ−スの製造法
DE3038219A1 (de) 1980-10-09 1982-04-15 Süddeutsche Zucker AG, 6800 Mannheim Verfahren zur herstellung von isomaltulose (6-o-(alpha)-d-glucopyranosido-d-fructose) mit hilfe von immobilisierten bakterienzellen
DE3416140A1 (de) 1984-05-02 1985-11-07 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Immobilisierung von portaminobacter rubrum und verwendung des immobilisierten praeparates zur umwandlung von sucrose zu isomaltulose
JPH02273192A (ja) 1989-04-13 1990-11-07 Meito Sangyo Kk イソマルチユロースの製造方法
DK0625578T4 (da) 1993-05-06 2004-08-02 Suedzucker Ag Södemiddel, fremgangsmåde til fremstilling deraf, samt anvendelse deraf
WO1995022606A1 (en) 1994-02-21 1995-08-24 Novo Nordisk A/S Method for production of an immobilized enzyme preparation and use of the immobilized enzyme preparation
DE4422433A1 (de) 1994-06-28 1996-01-04 Cognis Bio Umwelt Mehrenzymgranulat
FI104563B (fi) 1996-05-17 2000-02-29 Xyrofin Oy Menetelmä ja kantaja isomaltuloosin tuottamiseksi immobilisoitujen mikro-organismien avulla
CN1434861A (zh) 2000-02-15 2003-08-06 分子农业生物学院 克雷伯氏菌属的细菌分离物以及从其中分离的异麦芽酮糖合酶基因
AUPQ976800A0 (en) 2000-08-29 2000-09-21 University Of Queensland, The Novel polypeptides and polynucleotides and uses therefor
CN1466092A (zh) 2002-07-02 2004-01-07 李小平 运动目标视频检测处理的桩考仪
DE102004023725A1 (de) 2004-05-11 2005-12-01 Glatt Ingenieurtechnik Gmbh Verfahren zur Verkapselung bzw. Immobilisierung von Mikroorganismen
DE102007031689A1 (de) 2007-07-06 2009-01-08 Evonik Goldschmidt Gmbh Enzympräparate
DE102008041754A1 (de) 2008-09-02 2010-03-04 Evonik Goldschmidt Gmbh Enzympräparate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1468092A (zh) * 2000-10-02 2004-01-14 ŵ��ø�ɷ����޹�˾ 含有活性物质的包衣微粒
US9600773B2 (en) * 2013-06-04 2017-03-21 International Business Machines Corporation Detecting electricity theft via meter tampering using statistical methods

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
白燕 等: ""细胞固定化载体材料的研究进展及应用"", 《广东化工》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108148827A (zh) * 2016-12-02 2018-06-12 丰益(上海)生物技术研发中心有限公司 固定化酶及其制备方法和用途

Also Published As

Publication number Publication date
CA2941475C (en) 2022-05-03
DE102014203964A1 (de) 2015-09-10
US20170002342A1 (en) 2017-01-05
MX2016011307A (es) 2016-11-08
EP3114218A1 (de) 2017-01-11
PL3114218T3 (pl) 2017-11-30
WO2015132230A1 (de) 2015-09-11
DK3114218T3 (en) 2017-10-16
EP3114218B1 (de) 2017-06-28
CA2941475A1 (en) 2015-09-11
US10626391B2 (en) 2020-04-21
CN106170544B (zh) 2021-06-15
MX367966B (es) 2019-09-11
ES2636955T3 (es) 2017-10-10
SG11201606792TA (en) 2016-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sánchez-Martínez et al. Manufacturing of short-chain fructooligosaccharides: from laboratory to industrial scale
Groboillot et al. Immobilization of cells for application in the food industry
Li et al. Characterization of the cross-linked enzyme aggregates of a novel β-galactosidase, a potential catalyst for the synthesis of galacto-oligosaccharides
Grosová et al. Entrapment of β-galactosidase in polyvinylalcohol hydrogel
Ghazi et al. Beet sugar syrup and molasses as low-cost feedstock for the enzymatic production of fructo-oligosaccharides
CN106170544A (zh) 包含酶和(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物的颗粒
TW201307565A (zh) 由樹汁製造異麥芽酮糖的方法
JP5149172B2 (ja) 乾燥カルニチン粉末又は顆粒を製造するための噴霧乾燥方法
García-García et al. New stabilized FastPrep-CLEAs for sialic acid synthesis
Mafra et al. Combined CLEAs of invertase and soy protein for economically feasible conversion of sucrose in a fed-batch reactor
Sato et al. Immobilization of a thermostable cellobiose 2-epimerase from Rhodothermus marinus JCM9785 and continuous production of epilactose
Wang et al. Immobilization of cellobiose 2-epimerase from Caldicellulosiruptor saccharolyticus on commercial resin Duolite A568
Toda Interparticle mass transfer study with a packed column of immobilized microbes
Hellmers et al. Robust enzyme immobilizates for industrial isomalt production
Kawaguti et al. Immobilization of Erwinia sp. D12 cells in alginate-gelatin matrix and conversion of sucrose into isomaltulose using response surface methodology
Delattre et al. Monolith enzymatic microreactor at the frontier of glycomic toward a new route for the production of bioactive oligosaccharides
Ademakinwa et al. Preparation, characterization and optimization of cross-linked fructosyltransferase aggregates for the production of prebiotic fructooligosaccharides
Zhang et al. Cross‐linked enzyme aggregates of recombinant cyclodextrin glycosyltransferase for high‐purity β‐cyclodextrin production
CN105378097A (zh) 制备含异麦芽酮糖的组合物的优化方法
Wang et al. In vivo multienzyme complex coconstruction of N-acetylneuraminic acid lyase and N-acetylglucosamine-2-epimerase for biosynthesis of N-acetylneuraminic acid
Lozano et al. A dynamic membrane reactor with immobilized α-chymotrypsin for continuous kyotorphin synthesis in organic media
Kreiner et al. High‐activity biocatalysts in organic media: solid‐state buffers as the immobilisation matrix for protein‐coated microcrystals
Panesar et al. Applicability Of Alginate Entrapped Yeast Cells For The Production Of Lactose‐Hydrolyzed Milk
JPS59102389A (ja) 微生物代謝物質および酵素の生物学的製造方法
BR112016020207B1 (pt) Grânulos que compreendem isomaltulose sintase

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: Essen, Germany

Applicant after: Evonik Operations Limited

Address before: Essen, Germany

Applicant before: EVONIK DEGUSSA GmbH

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant