CN109576255B - 一种酶的防腐剂及其使用方法 - Google Patents

一种酶的防腐剂及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种酶的防腐剂及其使用方法，包括组分1：NaCl、苯甲酸钠和山梨酸钾；组分2：甘油；组分3：无水乙醇。利用其进行防腐处理：向未经防腐处理的酶中依次加入NaCl、苯甲酸钠和山梨酸钾的水溶液，搅拌混匀；40～70℃保温10～15 min，冷却，过滤，得到滤液；依次加入组分2和组分3，搅拌混匀，完成防腐处理。本发明提供的防腐剂，大幅度降低了氯化钠用量，其他试剂便宜易得，降低了生产成本；试剂安全、绿色环保、无污染、无有害试剂残留；使用方法工艺流程简单、可操作性强、可重复性好，适用性好，可实现大多数酶的大规模工业化生产；防腐效果好，产品稳定性高；酶的保存时间提升至1年以上，酶活活性降低少，酶活仍达98%以上。

Description

一种酶的防腐剂及其使用方法
技术领域
本发明属于酶制剂的防腐技术领域。更具体地，涉及一种酶的防腐剂及其使 用方法。
背景技术
酶制剂的用途极为广泛，主要用作医药中间体、食品加工用添加剂及家畜家 禽养殖的生长促进剂。酶制剂的种类有淀粉酶、蛋白酶、糖酶、过氧化氢酶和纤 维素酶等，用量最大的是淀粉酶和蛋白酶，约占酶制剂消费总量的70％～80％。 酶制剂产业的发展前景相当广阔。酶制剂产业在中国正逐步成为独立行业，促进 了国民经济发展。
虽然人们对于酶的功能组份、化学特点、作用原理等方面进行了广泛深入的 研究，但在增强防腐效果、提高稳定性等方面，仍然有一些问题尚未得到解决。 如：由于纤维素酶是活性蛋白质，遇热导致蛋白变性，进而使得酶活下降或丧失， 故不能采用加热方法对其进行处理；纤维素酶的分子量在10～15万无法使用微 滤除菌技术。目前，酶制剂的防腐主要采用加入食用盐、山梨酸钾、苯甲酸钠或 甘油等防腐剂的方法，试剂消耗量大，且产品稳定性差，长期保存会运输会造成 蛋白析出，溶液浑浊，影响使用者观感；另一方面酶活损失较大。
此外，目前国内外市场还未见好的酶制剂防腐方法。因此，提高改善酶制剂 成品的防腐效果，提高其稳定性已经迫在眉睫。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种酶的防腐剂及其 使用方法。该防腐剂所需试剂绿色环保且成本低，方法简单，适合大规模工业化 生产，生产的成品酶制剂防腐效果好，产品稳定性高。
本发明的目的是提供一种酶的防腐剂。
本发明另一目的是提供上述防腐剂的防腐处理方法。
本发明第三个目的是提供由上述防腐剂制备得到的防腐效果好，产品稳定性 高的成品酶制剂。
本发明针对酶制剂溶液中残留的细菌、霉菌、放线菌、酵母菌进行靶向杀菌 作用，使其杂菌菌体细胞壁变性灭活，而且对酶制剂蛋白质无任何降解失活的防 腐特点原理，经过本防腐剂防腐处理后的成品酶防腐效果好，产品稳定性高，与 常规方法制得的酶相比，酶的保存时间提升至1年，酶活仍达到98％以上。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种酶的防腐剂，包括：组分1、组分2和组分3；组分1为NaCl、苯甲酸 钠和山梨酸钾；组分2为甘油；组分3为无水乙醇。
优选地，所述各组中的各成分均为食用级别。
使用上述防腐剂的防腐处理方法也在本发明保护范围之内，因此本发明要求 保护一种酶的防腐处理方法，上述防腐剂。
优选地，所述防腐处理方法，包括以下步骤：
S1.向未经防腐处理的酶中依次加入组分1NaCl、苯甲酸钠和山梨酸钾的水 溶液，搅拌混匀，使得NaCl、苯甲酸钠和山梨酸钾的终浓度分别为5～10g/L、 1.5～3g/L和1.5～3g/L；
S2.40～70℃保温10～15min，冷却，过滤，得到滤液；
S3.依次加入组分2和组分3，搅拌混匀，完成防腐处理，其中S2中的滤液、 甘油和乙醇的体积比为100：1～40：1～7。
优选地，所述NaCl是由温度为40±5℃的无菌水溶解食用盐形成。
优选地，所述苯甲酸钠是由温度为40±5℃的无菌水溶解苯甲酸钠形成。
优选地，所述加入是指所有步骤都是即时、连续的，未经防腐处理的酶必须 立即进行防腐处理。
优选地，所述未经防腐处理的酶的pH为6.0～6.5。
优选地，步骤S1中，所述组分1配成无菌水溶液后加入未经防腐处理的酶。
优选地，步骤S1中所述组分1的水溶液的添加速度为每分钟添加总体积的 0.02％～0.05％。
更优选地，步骤S1中所述组分1的水溶液的添加速度为每分钟添加总体积 的0.02％。
优选地，步骤S1中所述组分1的水溶液共添加3～6次。
更优选地，步骤S1中所述组分1的水溶液共添加6次。
优选地，所述酶为纤维素酶，步骤S2中所述温度为65～70℃；
所述酶为β-淀粉酶，步骤S2中所述温度为40～45℃；
所述酶为蛋白酶，步骤S2中所述温度为60～65℃；
所述酶为α-淀粉酶，步骤S2中所述温度为65～70℃。
更优选地，所述酶为纤维素酶，步骤S2中所述温度为70℃；所述酶为β-淀 粉酶，步骤S2中所述温度为40℃；所述酶为蛋白酶，步骤S2中所述温度为60 ℃；所述酶为α-淀粉酶，步骤S2中所述温度为70℃。
优选地，步骤S3中所述组分2为在冷却到25℃以下时添加。
优选地，步骤S3中所述组分2的添加速度为每分钟添加总体积的0.02％～0.05％。
更优选地，步骤S3中所述组分2的添加速度为每分钟添加总体积的0.02％
优选地，步骤S3中所述组分3的添加速度为每分钟添加总体积的0.005％～0.015％。
更优选地，步骤S3中所述组分3的添加速度为每分钟添加总体积的0.005％。
优选地，步骤S3中所述组分3共添加6～9次。
更优选地，步骤S3中所述组分3共添加9次。
优选地，所述NaCl、苯甲酸钠和山梨酸钾的终浓度分别为5～7g/L、1.5～2 g/L和1.5～2g/L；S2中的滤液、甘油和乙醇的体积比为100：5～35：1～5。
优选地，所述NaCl、苯甲酸钠和山梨酸钾的终浓度分别为5g/L、1.5g/L和 1.5g/L；S2中的滤液、甘油和乙醇的体积比为100：20：5。
优选地，所述酶为微生物发酵产物。
更优选地，所述酶为已经过絮凝，板框过滤，超滤的半成品酶制剂。
更优选地，所述酶为纤维素酶、淀粉酶或蛋白酶。
更优选地，所述淀粉酶包括β-淀粉酶或α-淀粉酶。
此外，由上述任一防腐处理方法得到完成的防腐处理产品，也在本发明保护 范围之内。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种生物发酵获得的酶的防腐剂，大幅度降低了氯化钠用量， 其他试剂便宜易得，降低了生产成本；试剂安全、绿色环保、无污染、无有害试 剂残留；使用方法工艺流程简单、可操作性强、可重复性好，适用性好，可实现 大多数酶的大规模工业化生产；防腐效果好，产品稳定性高；酶的保存时间提升 至1年以上，酶活活性降低少，酶活仍达98％以上。
具体实施方式
以下结合说明书和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本 发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技 术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
以下实施例中，“成品酶”为经过防腐处理后的酶制剂。
实施例1纤维素酶制剂成品防腐方法
一种酶制剂的防腐剂，包括组分1、组分2和组分3；其中组分1包括以NaCl、 苯甲酸钠和山梨酸钾；组分2为甘油；组分3为乙醇。
实施例2纤维素酶制剂成品防腐方法
一种纤维素酶制剂成品防腐新方法，采用里氏木霉生产的纤维素酶制剂为底 物，包括以下步骤：
1、将1000L的已经过絮凝，板框过滤，超滤的纤维素酶半成品酶制剂打入 成品罐中；共分6次以500mL/min的速度缓慢向成品罐中立即加入实施例1的 组分1(食品级NaCl、苯甲酸钠溶和山梨酸钾用40±5℃的无菌水配制溶液后使 用)，得到半成品混合液，使得NaCl、苯甲酸钠和山梨酸钾的终浓度分别为5g/L、 1.5g/L和1.5g/L；
2、将步骤1中所述半成品混合液加热至70℃维持10～15min，冷却至25 ℃以下，精滤，得到滤液1；
3、加入组分2(甘油)，共分9次以50mL/min的速度立即加入组分3(无 水乙醇)，搅拌混匀，完成防腐处理，其中上一步得到的滤液1、甘油和乙醇的 体积比为100：20：5。
保存12个月后，酶活稳定损失小，仅下降2％，无盐或蛋白等物质析出，酶 制剂澄清透明。
实施例3β-淀粉酶制剂成品防腐方法
一种β-淀粉酶酶制剂成品防腐新方法，采用以食用红薯提取的β-淀粉酶制剂 半成品为底物，具体步骤如下：
1、将1000L的已经过絮凝，板框过滤，超滤的β-淀粉酶制剂半成品打入成 品罐中，共分6次以500mL/min的速度缓慢向成品罐中立即加入实施例1的组 分1(食品级NaCl、苯甲酸钠溶和山梨酸钾用40±5℃的无菌水配制溶液后使用)， 得到半成品混合液，使得NaCl、苯甲酸钠和山梨酸钾的终浓度分别为7g/L、3g/L 和2g/L；
2、将步骤1中所述半成品混合液加热至40℃维持10～15min，冷却至25 ℃以下，精滤，得到滤液1；
3、加入组分2(甘油)，共分9次以50mL/min的速度立即加入组分3(无 水乙醇)，搅拌混匀，完成防腐处理，其中上一步得到的滤液1、甘油和乙醇的 体积比为100：1：7。保存12个月后，酶活稳定损失小，仅下降15％，无盐或 蛋白等物质析出，酶制剂澄清透明。
实施例4蛋白酶制剂成品防腐方法
一种蛋白酶酶制剂成品防腐新方法，采用宇佐美曲霉生产的蛋白酶制剂半成 品为底物，具体步骤如下：
1、将1000L的已经过絮凝，板框过滤，超滤的纤维素酶半成品酶制剂打入 成品罐中；共分6次以500mL/min的速度缓慢向成品罐中立即加入实施例1的 组分1(食品级NaCl、苯甲酸钠溶和山梨酸钾用40±5℃的无菌水配制溶液后使 用)，得到半成品混合液，使得NaCl、苯甲酸钠和山梨酸钾的终浓度分别为10g/L、 2g/L和3g/L；
2、将步骤1中所述半成品混合液加热至60℃维持10～15min，冷却至25 ℃以下，精滤，得到滤液1；
3、加入组分2(甘油)，共分9次以50mL/min的速度立即加入组分3(无 水乙醇)，搅拌混匀，完成防腐处理，其中上一步得到的滤液1、甘油和乙醇的 体积比为100：40：1。
保存12个月后，酶活稳定损失小，仅下降10％，无盐或蛋白等物质析出， 酶制剂澄清透明。
实施例5α-淀粉酶制剂成品防腐方法
一种α-淀粉酶酶制剂成品防腐新方法，采用木霉生产的α-淀粉酶制剂为底 物，具体步骤如下：
1、将1000L的已经过絮凝，板框过滤，超滤的纤维素酶半成品酶制剂打入 成品罐中；共分6次以500mL/min的速度缓慢向成品罐中立即加入实施例1的 组分1(食品级NaCl、苯甲酸钠溶和山梨酸钾用40±5℃的无菌水配制溶液后使 用)，得到半成品混合液，使得NaCl、苯甲酸钠和山梨酸钾的终浓度分别为7g/L、2g/L和2g/L；
2、将步骤1中所述半成品混合液加热至70℃维持10～15min，冷却至25 ℃以下，精滤，得到滤液1；
3、加入组分2(甘油)，共分9次以50mL/min的速度立即加入组分3(无 水乙醇)，搅拌混匀，完成防腐处理，其中上一步得到的滤液1、甘油和乙醇的 体积比为100：35：2。保存12个月后，酶活稳定损失小，仅下降8％，无盐或 蛋白等物质析出，酶制剂澄清透明。
实施例6不同的防腐工艺的防腐效果
1、实验步骤
以不同方式对纤维素酶进行防腐工艺处理，各成分用量如表1所示，原纤维 素酶(不经过任何防腐处理)为对照组，其余步骤同实施例2，(其中组6～9为 现有防腐工艺)，完成防腐处理后即测量其酶活，室温(25℃)保存12个月后， 再次测定其酶活，并观察酶制剂外观。
表1不同的防腐工艺对纤维素酶酶活的影响
Figure BDA0001912724820000061
2、实验结果
对上述不同的防腐工艺制备的纤维素酶成品，测定存储前其存储12个月后 的酶活，结果如表2所示。
表2不同的防腐工艺制备的纤维素酶成品的酶活测定
Figure BDA0001912724820000062
Figure BDA0001912724820000071
由表2可知，与现有的防腐工艺相比较，本申请所述防腐工艺可以更好的保 护纤维素酶，其保存时间可以长达1年，长时间保存也不会有析出物。
实施例7甘油浓度防腐效果的影响
1、实验步骤
修改甘油的用量考察其对防腐效果的影响，原纤维素酶(不经过任何防腐处 理)，其余步骤参见实施例2，完成防腐处理后即测量其酶活，室温(25℃)保 存12个月后，再次测定其酶活，并观察酶制剂外观。
2、实验结果
结果如表3所示，由表可知，采用不同浓度的食品级甘油(丙三醇)对纤维 素酶进行防腐处理，添加20％甘油保存效果最好，经过12个储存后酶活仅下降 2％。
表3甘油对纤维素酶防腐效果的影响
Figure BDA0001912724820000072
Figure BDA0001912724820000081
实施例8食用酒精浓度对纤维素酶防腐效果的影响
1、实验步骤
将乙醇的用量修改为1～10％中的不同量，原纤维素酶(不经过任何防腐处 理)，其余步骤参见实施例2，完成防腐处理后即测量其酶活，室温(25℃)保 存12个月后，再次测定其酶活，并观察酶制剂外观。
2、实验结果
结果如表4所示，由表可知，采用不同浓度的食用无水乙醇对纤维素酶进行 防腐处理，添加5％食用无水乙醇保存效果最好，经过12个储存后酶活仅下降 2％。
表4食用无水乙醇浓度对酶防腐效果的影响
Figure BDA0001912724820000082
实施例9温度对酶活的影响
1、实验步骤
以经过絮凝、板框过滤和超滤的半成品酶为底物，对酶进行不同温度的保温 处理，检测保温前后的酶活。
2、实验结果
结果如表5。
表5
温度 纤维素酶 蛋白酶 ɑ-淀粉酶 β-淀粉酶
保温处理前 8000 10000 4000 70万
30 2020 8950 2500 45万
35 3368 8980 2600 50万
40 3990 8970 2650 69万
45 4080 8950 2800 68万
50 5700 8955 3000 62万
55 5960 8950 3250 60万
60 6055 9980 3560 58万
65 6152 9950 3778 55万
70 7958 6500 3998 54万
75 7940 3500 3700 50万
80 3680 1680 1952 40万
90 2010 105 105 20万
100 1100 95 56 不足1万
结果显示，不同的酶对于温度的抗性不同，综合考虑温度对于各种酶的酶活 的影响，设置保温温度为40～70℃。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施 例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替 代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种酶的防腐处理方法，其特征在于，使用一种酶的防腐剂，所述防腐剂包括：组分1、组分2和组分3；组分1为NaCl、苯甲酸钠和山梨酸钾；组分2为甘油；组分3为无水乙醇；所述防腐处理方法包括以下步骤：
S1.向未经防腐处理的酶中依次加入组分1，NaCl、苯甲酸钠和山梨酸钾的水溶液，搅拌混匀，使得NaCl、苯甲酸钠和山梨酸钾的终浓度分别为5g/L、1.5g/L和1.5g/L；
S2.70℃保温10～15min，冷却，过滤，得到滤液；
S3.依次加入组分2和组分3，搅拌混匀，完成防腐处理，其中S2中的滤液、甘油和乙醇的体积比为100：20：5；
所述酶为纤维素酶。
2.由权利要求1所述防腐处理方法得到完成的防腐处理产品。
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