CN106701727A - 一种改性α‑淀粉酶的制备方法 - Google Patents

一种改性α‑淀粉酶的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改性α‑淀粉酶的制备方法,具体步骤如下:将黄原胶加入蛋白酶水溶液中水合,水合结束后将胶挤压并转入均相反应器中进行反应,反应结束后进行灭活、干燥处理,筛分后备用;提取生姜提取物;制备氧化的黄胶原溶液;将生姜提取物加入至氧化的黄胶原溶液中;将α‑淀粉酶水溶液加入至溶液中,再加入还原剂反应,得到改性α‑淀粉酶。本发明同时可增强α‑淀粉酶的耐冻、耐热性能,保持相同的酶活力,延长了α‑淀粉酶的保质期,制得的α‑淀粉酶热稳定性明显提高、理化性能得到改善、改性酶的最适pH值较游离酶往酸性方向移,且酶活性在一定范围内受pH的影响较小。

Description

一种改性α-淀粉酶的制备方法
技术领域
本发明涉及生物科学酶工程领域,具体是一种改性α-淀粉酶的制备方法。
背景技术
生物酶是随着生物技术进步而发展起来的一种新型生物催化剂,相比传统的催化剂具有高效率、低能耗、环境友好等优点。α-淀粉酶又称淀粉-1,4-糊精酶(α-1,4-葡聚糖葡聚糖水解酶,E.C.3.2.1.1),在动物、植物、微生物中分布广泛,不同来源的α-淀粉酶已被广泛研究。α-淀粉酶主要功能是从淀粉分子的内部随机切开α-1,4糖苷键,生成糊精和还原糖,因此,其特征是引起底物溶液粘度的急剧下降和碘反应的消失,最终产物在分解直链淀粉时以麦芽糖为主。目前α-淀粉酶已经广泛应用于食品、纺织、造纸、洗涤以及制药等行业。
α-淀粉酶用于多种工业和商业过程,包括淀粉液化、纺织物退浆、食品制造、衣物清洁和盘碟洗涤。在此类应用中,α-淀粉酶可分解淀粉而释放出较小的碳水化合物。然而,淀粉束可耐α-淀粉酶水解,因为组织化的淀粉聚合物将酶排除在外。因此,使用具有增强的比活性的α-淀粉酶只能略微地改善淀粉水解,因为它并未解决可及性的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种稳定性好的改性α-淀粉酶的制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种改性α-淀粉酶的制备方法,具体步骤如下:
(1)将10-20份黄原胶加入蛋白酶水溶液中水合,水合结束后将胶挤压并转入均相反应器中进行反应,反应结束后进行灭活、干燥处理,然后将黄原胶通过120目筛进行筛分,保留通过120目筛的胶粉备用;
(2)将粉碎至粒径为1-3mm的生姜置于容器中,添加2-4倍重量的水,控制温度50-60℃保持2-3h,添加混合物料2-3倍重量乙醇和甲醇的混合物,控制温度至30-40℃保持5-6h,过滤;滤液真空浓缩后冷冻干燥获得生姜提取物;
(3)将高锰酸钾溶于醋酸钠缓冲液中,得到氧化溶液;将所述胶粉加入所述氧化溶液中,在20-30℃下反应50-70min,得到氧化的黄胶原溶液;
(4)将1-3份的所述生姜提取物加入至氧化的黄胶原溶液中,再加入1-2倍的乙醇和甲醇的混合物,混合均匀后静置3-5h;
(5)将15-25份的α-淀粉酶溶于水,配制成α-淀粉酶水溶液;
(6)将得到的α-淀粉酶水溶液加入至步骤(4)的溶液中,反应2-4h后得到交联反应混合物;
(7)向所述交联反应混合物中加入还原剂,发生反应,得到改性α-淀粉酶。
作为本发明进一步的方案:所述步骤(1)中在均相反应器中的反应时间为3-5h,反应温度为30-50℃。
作为本发明进一步的方案:所述步骤(1)中在均相反应器中的反应时间为4h,反应温度为40℃。
作为本发明进一步的方案:所述步骤(7)中的还原剂为硼氢化钠。
作为本发明进一步的方案:所述硼氢化钠的浓度为0.8-1.2mol/L。
作为本发明进一步的方案:所述步骤(3)中高锰酸钾的浓度为0.3-0.5mol/L。
作为本发明再进一步的方案:所述步骤(1)中干燥处理方式为烘干,烘干温度为50-70℃,烘干时间为3-5h。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明采用生姜提取物有效减缓了酶制剂的回潮;同时可增强α-淀粉酶的耐冻、耐热性能,保持相同的酶活力,有效防止了α-淀粉酶在运输、保存和使用过程中酶活力的损失,延长了α-淀粉酶的保质期,制得的α-淀粉酶热稳定性明显提高、理化性能得到改善、改性酶的最适pH值较游离酶往酸性方向移,且酶活性在一定范围内受pH的影响较小。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种改性α-淀粉酶的制备方法,具体步骤如下:
(1)将10份黄原胶加入蛋白酶水溶液中水合,水合结束后将胶挤压并转入均相反应器中进行反应,反应时间为3h,反应温度为30℃,反应结束后进行灭活、干燥处理,然后将黄原胶通过120目筛进行筛分,保留通过120目筛的胶粉备用;干燥处理方式为烘干,烘干温度为50℃,烘干时间为3h;
(2)将粉碎至粒径为1mm的生姜置于容器中,添加2倍重量的水,控制温度50℃保持2h,添加混合物料2倍重量乙醇和甲醇的混合物,控制温度至30℃保持5h,过滤;滤液真空浓缩后冷冻干燥获得生姜提取物;
(3)将浓度为0.3mol/L的高锰酸钾溶于醋酸钠缓冲液中,得到氧化溶液;将所述胶粉加入所述氧化溶液中,在20℃下反应50min,得到氧化的黄胶原溶液;
(4)将1份的所述生姜提取物加入至氧化的黄胶原溶液中,再加入1倍的乙醇和甲醇的混合物,混合均匀后静置3h;
(5)将15份的α-淀粉酶溶于水,配制成α-淀粉酶水溶液;
(6)将得到的α-淀粉酶水溶液加入至步骤(4)的溶液中,反应2h后得到交联反应混合物;
(7)向所述交联反应混合物中加入浓度为0.8mol/L的硼氢化钠,发生反应,得到改性α-淀粉酶。
实施例2
一种改性α-淀粉酶的制备方法,具体步骤如下:
(1)将12份黄原胶加入蛋白酶水溶液中水合,水合结束后将胶挤压并转入均相反应器中进行反应,反应时间为3.5h,反应温度为35℃,反应结束后进行灭活、干燥处理,然后将黄原胶通过120目筛进行筛分,保留通过120目筛的胶粉备用;干燥处理方式为烘干,烘干温度为55℃,烘干时间为3.5h;
(2)将粉碎至粒径为1.5mm的生姜置于容器中,添加2.5倍重量的水,控制温度52℃保持2.2h,添加混合物料2.2倍重量乙醇和甲醇的混合物,控制温度至32℃保持5.2h,过滤;滤液真空浓缩后冷冻干燥获得生姜提取物;
(3)将浓度为0.35mol/L的高锰酸钾溶于醋酸钠缓冲液中,得到氧化溶液;将所述胶粉加入所述氧化溶液中,在22℃下反应55min,得到氧化的黄胶原溶液;
(4)将1.5份的所述生姜提取物加入至氧化的黄胶原溶液中,再加入1.2倍的乙醇和甲醇的混合物,混合均匀后静置3.5h;
(5)将18份的α-淀粉酶溶于水,配制成α-淀粉酶水溶液;
(6)将得到的α-淀粉酶水溶液加入至步骤(4)的溶液中,反应2.5h后得到交联反应混合物;
(7)向所述交联反应混合物中加入浓度为0.9mol/L的硼氢化钠,发生反应,得到改性α-淀粉酶。
实施例3
一种改性α-淀粉酶的制备方法,具体步骤如下:
(1)将15份黄原胶加入蛋白酶水溶液中水合,水合结束后将胶挤压并转入均相反应器中进行反应,反应时间为4h,反应温度为40℃,反应结束后进行灭活、干燥处理,然后将黄原胶通过120目筛进行筛分,保留通过120目筛的胶粉备用;干燥处理方式为烘干,烘干温度为60℃,烘干时间为4h;
(2)将粉碎至粒径为2mm的生姜置于容器中,添加3倍重量的水,控制温度55℃保持2.5h,添加混合物料2.5倍重量乙醇和甲醇的混合物,控制温度至35℃保持5.5h,过滤;滤液真空浓缩后冷冻干燥获得生姜提取物;
(3)将浓度为0.4mol/L的高锰酸钾溶于醋酸钠缓冲液中,得到氧化溶液;将所述胶粉加入所述氧化溶液中,在25℃下反应60min,得到氧化的黄胶原溶液;
(4)将2份的所述生姜提取物加入至氧化的黄胶原溶液中,再加入1.5倍的乙醇和甲醇的混合物,混合均匀后静置4h;
(5)将20份的α-淀粉酶溶于水,配制成α-淀粉酶水溶液;
(6)将得到的α-淀粉酶水溶液加入至步骤(4)的溶液中,反应3h后得到交联反应混合物;
(7)向所述交联反应混合物中加入浓度为1mol/L的硼氢化钠,发生反应,得到改性α-淀粉酶。
实施例4
一种改性α-淀粉酶的制备方法,具体步骤如下:
(1)将18份黄原胶加入蛋白酶水溶液中水合,水合结束后将胶挤压并转入均相反应器中进行反应,反应时间为4.5h,反应温度为45℃,反应结束后进行灭活、干燥处理,然后将黄原胶通过120目筛进行筛分,保留通过120目筛的胶粉备用;干燥处理方式为烘干,烘干温度为65℃,烘干时间为4.5h;
(2)将粉碎至粒径为2.5mm的生姜置于容器中,添加3.5倍重量的水,控制温度58℃保持2.8h,添加混合物料2.8倍重量乙醇和甲醇的混合物,控制温度至38℃保持5.8h,过滤;滤液真空浓缩后冷冻干燥获得生姜提取物;
(3)将浓度为0.45mol/L的高锰酸钾溶于醋酸钠缓冲液中,得到氧化溶液;将所述胶粉加入所述氧化溶液中,在28℃下反应65min,得到氧化的黄胶原溶液;
(4)将2.5份的所述生姜提取物加入至氧化的黄胶原溶液中,再加入1.8倍的乙醇和甲醇的混合物,混合均匀后静置4.5h;
(5)将22份的α-淀粉酶溶于水,配制成α-淀粉酶水溶液;
(6)将得到的α-淀粉酶水溶液加入至步骤(4)的溶液中,反应3.5h后得到交联反应混合物;
(7)向所述交联反应混合物中加入浓度为1.1mol/L的硼氢化钠,发生反应,得到改性α-淀粉酶。
实施例5
一种改性α-淀粉酶的制备方法,具体步骤如下:
(1)将20份黄原胶加入蛋白酶水溶液中水合,水合结束后将胶挤压并转入均相反应器中进行反应,反应时间为5h,反应温度为50℃,反应结束后进行灭活、干燥处理,然后将黄原胶通过120目筛进行筛分,保留通过120目筛的胶粉备用;干燥处理方式为烘干,烘干温度为70℃,烘干时间为5h;
(2)将粉碎至粒径为3mm的生姜置于容器中,添加4倍重量的水,控制温度60℃保持3h,添加混合物料3倍重量乙醇和甲醇的混合物,控制温度至40℃保持6h,过滤;滤液真空浓缩后冷冻干燥获得生姜提取物;
(3)将浓度为0.5mol/L的高锰酸钾溶于醋酸钠缓冲液中,得到氧化溶液;将所述胶粉加入所述氧化溶液中,在30℃下反应70min,得到氧化的黄胶原溶液;
(4)将3份的所述生姜提取物加入至氧化的黄胶原溶液中,再加入2倍的乙醇和甲醇的混合物,混合均匀后静置5h;
(5)将25份的α-淀粉酶溶于水,配制成α-淀粉酶水溶液;
(6)将得到的α-淀粉酶水溶液加入至步骤(4)的溶液中,反应4h后得到交联反应混合物;
(7)向所述交联反应混合物中加入浓度为1.2mol/L的硼氢化钠,发生反应,得到改性α-淀粉酶。
本发明采用生姜提取物有效减缓了酶制剂的回潮;同时可增强α-淀粉酶的耐冻、耐热性能,保持相同的酶活力,有效防止了α-淀粉酶在运输、保存和使用过程中酶活力的损失,延长了α-淀粉酶的保质期,制得的α-淀粉酶热稳定性明显提高、理化性能得到改善、改性酶的最适pH值较游离酶往酸性方向移,且酶活性在一定范围内受pH的影响较小。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明,但是本专利并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种改性α-淀粉酶的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:
(1)将10-20份黄原胶加入蛋白酶水溶液中水合,水合结束后将胶挤压并转入均相反应器中进行反应,反应结束后进行灭活、干燥处理,然后将黄原胶通过120目筛进行筛分,保留通过120目筛的胶粉备用;
(2)将粉碎至粒径为1-3mm的生姜置于容器中,添加2-4倍重量的水,控制温度50-60℃保持2-3h,添加混合物料2-3倍重量乙醇和甲醇的混合物,控制温度至30-40℃保持5-6h,过滤;滤液真空浓缩后冷冻干燥获得生姜提取物;
(3)将高锰酸钾溶于醋酸钠缓冲液中,得到氧化溶液;将所述胶粉加入所述氧化溶液中,在20-30℃下反应50-70min,得到氧化的黄胶原溶液;
(4)将1-3份的所述生姜提取物加入至氧化的黄胶原溶液中,再加入1-2倍的乙醇和甲醇的混合物,混合均匀后静置3-5h;
(5)将15-25份的α-淀粉酶溶于水,配制成α-淀粉酶水溶液;
(6)将得到的α-淀粉酶水溶液加入至步骤(4)的溶液中,反应2-4h后得到交联反应混合物;
(7)向所述交联反应混合物中加入还原剂,发生反应,得到改性α-淀粉酶。
2.根据权利要求1所述的改性α-淀粉酶的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中在均相反应器中的反应时间为3-5h,反应温度为30-50℃。
3.根据权利要求1所述的改性α-淀粉酶的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中在均相反应器中的反应时间为4h,反应温度为40℃。
4.根据权利要求2所述的改性α-淀粉酶的制备方法,其特征在于,所述步骤(7)中的还原剂为硼氢化钠。
5.根据权利要求4所述的改性α-淀粉酶的制备方法,其特征在于,所述硼氢化钠的浓度为0.8-1.2mol/L。
6.根据权利要求1所述的改性α-淀粉酶的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中高锰酸钾的浓度为0.3-0.5mol/L。
7.根据权利要求1所述的改性α-淀粉酶的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中干燥处理方式为烘干,烘干温度为50-70℃,烘干时间为3-5h。
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