CN112868912B - 一种过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法 - Google Patents

一种过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，属于酶制剂技术领域，包括如下步骤：（1）芯材的制备；（2）包衣的制备；（3）喷覆处理。本申请提供了一种新型过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，通过将高活性的过瘤胃葡萄糖氧化酶制成包被体，添加到日粮中，可显著提高奶牛的干物质摄入量，提高日粮的生物利用度，并可持续的有效的提高奶牛的产奶量，从而提高产能。

Description

一种过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法
技术领域
本发明属于酶制剂技术领域，具体涉及一种新型过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法。
背景技术
葡萄糖氧化酶是通过特定的曲霉真菌菌株发酵采用先进的提纯技术而得到的一种绿色、安全的食品级生物酶制剂，能够利用非药物的方式进行杀菌和抑菌的处理，饲料中添加葡萄糖氧化酶能有效改善动物肠道健康，提高饲料利用率、促进动物生长和增强机体的抗病力，在一定程度上可替代抗生素抑制肠道致病菌，降低腹泻率，增强机体抗氧化能力和免疫力。葡萄糖氧化酶在猪、鸡上的应用报道很多，然而葡萄糖氧化酶在反刍动物上的应用鲜有报道，这是主要是因为直接添加葡萄糖氧化酶，大部分葡萄糖氧化酶在瘤胃中被微生物破坏而失活，能够到达小肠被利用的很少。因此，针对现有技术中将未经过处理的葡萄糖氧化酶直接加入奶牛日粮大部分葡萄糖氧化酶在瘤胃中降解，设计一种经过特殊工艺处理后的新型的过瘤胃葡萄糖氧化酶在奶牛进行应用，通过包被处理的葡萄糖氧化酶可以增加葡萄糖的消化量，促进营养物质的消化吸收，降低营养物质的损失，提高饲料利用率，降低氮排泄，提高动物生产性能。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种新型过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，通过将高活性的过瘤胃葡萄糖氧化酶制成包被体，添加到日粮中，可显著提高奶牛的干物质摄入量，提高日粮的生物利用度，并可持续的有效的提高奶牛的产奶量，从而提高产能。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种新型过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，包括如下步骤：
（1）芯材的制备：
a. 将葡萄糖氧化酶与氢化油按照重量比为1:6~9混匀后得混合物A备用；
b. 将操作a中所得的混合物A、面粉、纯水按照重量比为1:10~14:9~13混匀后得混合物B备用；
c. 将操作b中所得的混合物B置于电磁场环境中，进行电磁场-超声波耦合处理，完成后挤压成80~120目的微丸备用；
d. 将操作c中所得的微丸进行低温真空干燥处理后置于低温环境中储存备用；
（2）包衣的制备：
a. 称取相应重量份的阿拉伯胶12~14份、糊精5~7份、甘露糖醇6~10份、纯水20~26份共同置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，完成后取出均质产物备用；
b. 将操作a中所得的均质产物置于深冷式粉碎机内进行粉碎处理，完成后得混合粉末C备用；
c. 将操作b中所得的混合粉末C置于紫外灯下进行紫外光照射处理，完成后得包衣备用；
（3）喷覆处理：
将步骤（2）中所得的包衣均匀地喷覆到步骤（1）中所得的芯材的表面，完成后进行超声抛光处理，然后用纯化水冲洗后烘干即可。
进一步地，步骤（1）操作c中所述的电磁场-超声波耦合处理时控制电磁场的功率为600~700W，超声波的频率为20~24kHz，处理的时间为5~9min。
进一步地，步骤（1）操作d中所述的低温真空干燥处理时控制温度为32~36℃，真空度为1~2Pa，干燥至含水率为0.6~0.9%。
通过采用上述技术方案，将葡萄糖氧化酶与载体共同制成混合物后，进行电磁场-超声波耦合处理，提高葡萄糖氧化酶的活性，制成微丸，便于操作，进行低温真空干燥，有效的保障葡萄糖氧化酶的活性。
进一步地，步骤（2）操作a中所述的微射流高压均质处理时控制工作压力为60~70MPa。
进一步地，步骤（2）操作b中粉碎处理时控制粉碎机内的温度为-28~-22℃，粉碎处理的时间为10~14min。
进一步地，步骤（2）操作c中所述的紫外光照射处理时控制紫外光的波长为220~260nm。
进一步地，步骤（3）中所述的超声抛光处理时控制超声波的频率为32~38kHz。
通过采用上述技术方案，将阿拉伯胶、糊精、甘露糖醇、纯水按照合适的比例置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，通过在振荡反应腔中对物料进行高速碰撞，高频振荡、瞬时压降和强烈剪切、气穴作用等作用，从而实现使得阿拉伯胶、糊精、甘露糖醇分子发生降解，其特性黏度随着振荡和剪切作用时间的延长而降低，表观黏度降低，乳化性增强形成一种性能稳定的细化均质的均质产物，将所得的均质产物进行深冷粉碎，快速高效的得到细化的包衣粉末，最后进行紫外光照射处理，一方面起到杀菌的作用，另一方面紫外光是粉末表面发生裂解、氧化，从而改善粉末的粘合性和表面润湿性，改善其包被性能，从而提高包被体的活性。最后进行超声抛光处理即得成品。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本申请提供了一种新型过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，通过将高活性的过瘤胃葡萄糖氧化酶制成包被体，添加到日粮中，可显著提高奶牛的干物质摄入量，提高日粮的生物利用度，并可持续的有效的提高奶牛的产奶量，从而提高产能。
附图说明
图1是本申请具体实施方式部分各实施例部分干物质摄入量的试验数据对比图；
图2是本申请具体实施方式部分各实施例部分产奶量的试验数据对比图。
具体实施方式
一种新型过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，包括如下步骤：
（1）芯材的制备：
a. 将葡萄糖氧化酶与氢化油按照重量比为1:6~9混匀后得混合物A备用；
b. 将操作a中所得的混合物A、面粉、纯水按照重量比为1:10~14:9~13混匀后得混合物B备用；
c. 将操作b中所得的混合物B置于电磁场环境中，进行电磁场-超声波耦合处理，控制电磁场的功率为600~700W，超声波的频率为20~24kHz，处理的时间为5~9min，完成后挤压成80~120目的微丸备用；
d. 将操作c中所得的微丸进行低温真空干燥处理后置于低温环境中储存备用，干燥处理时控制温度为32~36℃，真空度为1~2Pa，干燥至含水率为0.6~0.9%；
（2）包衣的制备：
a. 称取相应重量份的阿拉伯胶12~14份、糊精5~7份、甘露糖醇6~10份、纯水20~26份共同置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为60~70MPa，完成后取出均质产物备用；
b. 将操作a中所得的均质产物置于深冷式粉碎机内进行粉碎处理，控制粉碎机内的温度为-28~-22℃，粉碎处理的时间为10~14min，完成后得混合粉末C备用；
c. 将操作b中所得的混合粉末C置于紫外灯下进行紫外光照射处理，控制紫外光的波长为220~260nm，完成后得包衣备用；
（3）喷覆处理：
将步骤（2）中所得的包衣均匀地喷覆到步骤（1）中所得的芯材的表面，完成后进行超声抛光处理，控制超声波的频率为32~38kHz然后用纯化水冲洗后烘干即可。
为了对本发明做更进一步的解释，下面结合下述具体实施例进行阐述。
实施例1
一种新型过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，包括如下步骤：
（1）芯材的制备：
a. 将葡萄糖氧化酶与氢化油按照重量比为1:6混匀后得混合物A备用；
b. 将操作a中所得的混合物A、面粉、纯水按照重量比为1:10:9混匀后得混合物B备用；
c. 将操作b中所得的混合物B置于电磁场环境中，进行电磁场-超声波耦合处理，控制电磁场的功率为600W，超声波的频率为20kHz，处理的时间为5min，完成后挤压成80目的微丸备用；
d. 将操作c中所得的微丸进行低温真空干燥处理后置于低温环境中储存备用，干燥处理时控制温度为32℃，真空度为1Pa，干燥至含水率为0.6%；
（2）包衣的制备：
a. 称取相应重量份的阿拉伯胶12份、糊精5份、甘露糖醇6份、纯水20份共同置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为60MPa，完成后取出均质产物备用；
b. 将操作a中所得的均质产物置于深冷式粉碎机内进行粉碎处理，控制粉碎机内的温度为-28℃，粉碎处理的时间为10min，完成后得混合粉末C备用；
c. 将操作b中所得的混合粉末C置于紫外灯下进行紫外光照射处理，控制紫外光的波长为220nm，完成后得包衣备用；
（3）喷覆处理：
将步骤（2）中所得的包衣均匀地喷覆到步骤（1）中所得的芯材的表面，完成后进行超声抛光处理，控制超声波的频率为32kHz然后用纯化水冲洗后烘干即可。
实施例2
一种新型过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，包括如下步骤：
（1）芯材的制备：
a. 将葡萄糖氧化酶与氢化油按照重量比为1:7.5混匀后得混合物A备用；
b. 将操作a中所得的混合物A、面粉、纯水按照重量比为1:12:11混匀后得混合物B备用；
c. 将操作b中所得的混合物B置于电磁场环境中，进行电磁场-超声波耦合处理，控制电磁场的功率为650W，超声波的频率为22kHz，处理的时间为5~9min，完成后挤压成100目的微丸备用；
d. 将操作c中所得的微丸进行低温真空干燥处理后置于低温环境中储存备用，干燥处理时控制温度为34℃，真空度为1.5Pa，干燥至含水率为0.75%；
（2）包衣的制备：
a. 称取相应重量份的阿拉伯胶13份、糊精6份、甘露糖醇8份、纯水23份共同置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为65MPa，完成后取出均质产物备用；
b. 将操作a中所得的均质产物置于深冷式粉碎机内进行粉碎处理，控制粉碎机内的温度为-25℃，粉碎处理的时间为12min，完成后得混合粉末C备用；
c. 将操作b中所得的混合粉末C置于紫外灯下进行紫外光照射处理，控制紫外光的波长为240nm，完成后得包衣备用；
（3）喷覆处理：
将步骤（2）中所得的包衣均匀地喷覆到步骤（1）中所得的芯材的表面，完成后进行超声抛光处理，控制超声波的频率为35kHz然后用纯化水冲洗后烘干即可。
实施例3
一种新型过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，包括如下步骤：
（1）芯材的制备：
a. 将葡萄糖氧化酶与氢化油按照重量比为1:9混匀后得混合物A备用；
b. 将操作a中所得的混合物A、面粉、纯水按照重量比为1:14:13混匀后得混合物B备用；
c. 将操作b中所得的混合物B置于电磁场环境中，进行电磁场-超声波耦合处理，控制电磁场的功率为700W，超声波的频率为24kHz，处理的时间为9min，完成后挤压成120目的微丸备用；
d. 将操作c中所得的微丸进行低温真空干燥处理后置于低温环境中储存备用，干燥处理时控制温度为36℃，真空度为2Pa，干燥至含水率为0.9%；
（2）包衣的制备：
a. 称取相应重量份的阿拉伯胶14份、糊精7份、甘露糖醇10份、纯水26份共同置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为70MPa，完成后取出均质产物备用；
b. 将操作a中所得的均质产物置于深冷式粉碎机内进行粉碎处理，控制粉碎机内的温度为-22℃，粉碎处理的时间为14min，完成后得混合粉末C备用；
c. 将操作b中所得的混合粉末C置于紫外灯下进行紫外光照射处理，控制紫外光的波长为260nm，完成后得包衣备用；
（3）喷覆处理：
将步骤（2）中所得的包衣均匀地喷覆到步骤（1）中所得的芯材的表面，完成后进行超声抛光处理，控制超声波的频率为38kHz然后用纯化水冲洗后烘干即可。
实施例4
一种新型过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，包括如下步骤：
（1）芯材的制备：
a. 将葡萄糖氧化酶与氢化油按照重量比为1:7.5混匀后得混合物A备用；
b. 将操作a中所得的混合物A、面粉、纯水按照重量比为1:12:11混匀后得混合物B，完成后挤压成100目的微丸备用；
c. 将操作b中所得的微丸进行低温真空干燥处理后置于低温环境中储存备用，干燥处理时控制温度为34℃，真空度为1.5Pa，干燥至含水率为0.75%；
（2）包衣的制备：
a. 称取相应重量份的阿拉伯胶13份、糊精6份、甘露糖醇8份、纯水23份共同置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为65MPa，完成后取出均质产物备用；
b. 将操作a中所得的均质产物置于深冷式粉碎机内进行粉碎处理，控制粉碎机内的温度为-25℃，粉碎处理的时间为12min，完成后得混合粉末C备用；
c. 将操作b中所得的混合粉末C置于紫外灯下进行紫外光照射处理，控制紫外光的波长为240nm，完成后得包衣备用；
（3）喷覆处理：
将步骤（2）中所得的包衣均匀地喷覆到步骤（1）中所得的芯材的表面，完成后进行超声抛光处理，控制超声波的频率为35kHz然后用纯化水冲洗后烘干即可。
实施例5
一种新型过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，包括如下步骤：
（1）芯材的制备：
a. 将葡萄糖氧化酶与氢化油按照重量比为1:7.5混匀后得混合物A备用；
b. 将操作a中所得的混合物A、面粉、纯水按照重量比为1:12:11混匀后得混合物B备用；
c. 将操作b中所得的混合物B置于电磁场环境中，进行电磁场-超声波耦合处理，控制电磁场的功率为650W，超声波的频率为22kHz，处理的时间为5~9min，完成后挤压成100目的微丸备用；
d. 将操作c中所得的微丸进行低温真空干燥处理后置于低温环境中储存备用，干燥处理时控制温度为34℃，真空度为1.5Pa，干燥至含水率为0.75%；
（2）包衣的制备：
a. 称取相应重量份的阿拉伯胶13份、糊精6份、植物纤维8份、纯水23份共同置于均质机内进行常压均质处理，成后取出均质产物备用；
b. 将操作a中所得的均质产物置于深冷式粉碎机内进行粉碎处理，控制粉碎机内的温度为-25℃，粉碎处理的时间为12min，完成后得混合粉末C备用；
c. 将操作b中所得的混合粉末C置于紫外灯下进行紫外光照射处理，控制紫外光的波长为240nm，完成后得包衣备用；
（3）喷覆处理：
将步骤（2）中所得的包衣均匀地喷覆到步骤（1）中所得的芯材的表面，完成后进行超声抛光处理，控制超声波的频率为35kHz然后用纯化水冲洗后烘干即可。
实施例6
一种新型过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，包括如下步骤：
（1）芯材的制备：
a. 将葡萄糖氧化酶与氢化油按照重量比为1:7.5混匀后得混合物A备用；
b. 将操作a中所得的混合物A、面粉、纯水按照重量比为1:12:11混匀后得混合物B备用；
c. 将操作b中所得的混合物B置于电磁场环境中，进行电磁场-超声波耦合处理，控制电磁场的功率为650W，超声波的频率为22kHz，处理的时间为5~9min，完成后挤压成100目的微丸备用；
d. 将操作c中所得的微丸进行低温真空干燥处理后置于低温环境中储存备用，干燥处理时控制温度为34℃，真空度为1.5Pa，干燥至含水率为0.75%；
（2）包衣的制备：
a. 称取相应重量份的阿拉伯胶13份、糊精6份、植物纤维8份、纯水23份共同置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为65MPa，完成后取出均质产物备用；
b. 将操作a中所得的均质产物置于深冷式粉碎机内进行粉碎处理，控制粉碎机内的温度为-25℃，粉碎处理的时间为12min，完成后得包衣备用；
（3）喷覆处理：
将步骤（2）中所得的包衣均匀地喷覆到步骤（1）中所得的芯材的表面，完成后进行超声抛光处理，控制超声波的频率为35kHz然后用纯化水冲洗后烘干即可。
为了对比本申请效果，分别用实施例2、实施例4~6的方法对应制备过瘤胃葡萄糖氧化酶，然后对实施例2和实施例4-6中制备的新型过瘤胃葡萄糖氧化酶的过瘤胃率性能评定：
其瘤胃降解率的测定结果见表1。
表1：尼龙袋法测定的过瘤胃葡萄糖氧化酶的降解率（%）
2（h） 6（h） 12（h） 24（h）
空白对照组 90.25 93.26 94.33 95.18
实施例2 12.16 15.46 19.98 24.66
实施例4 14.27 18.33 25.26 28.67
实施例5 15.33 19.24 26.45 29.44
实施例6 13.66 17.68 22.98 26.65
由表1数据可以看出，未经包被处理的过瘤胃葡萄糖氧化酶在12小时降解率达94.33%，而实施例2制备过瘤胃葡萄糖氧化酶在瘤胃中培养12小时降解率为19.98%，因此通过本制备方法处理后的新型过瘤胃葡萄糖氧化酶，其过瘤胃率高达80%，效果显著。
为了进一步对比本申请效果，从奶牛场选取产后10~15天，年龄、胎次相近，年产奶量大于6吨的荷斯坦奶牛50头，随机分成等质等量的5组，各组10头，其中4组为试验组，分别为实施例2、实施例4~6，1组为空白对照组，然后分别用实施例2、实施例4~6的方法对应制备过瘤胃葡萄糖氧化酶，分别在基础日粮中每头每日添加10g过瘤胃葡萄糖氧化酶，饲喂基础日粮，试验奶牛单槽饲养，早、中、晚三次饲喂，三次挤奶，过瘤胃葡萄糖氧化酶分早晚两次混于精料中，任其自由采食，饲喂期30天。试验前1天和饲喂过瘤胃葡萄糖氧化酶后的第10天、20天、30天记录奶牛的采食量和产奶量。具体试验对比数据如图1和图2所示：
由图1可以看出，本申请提供了一种新型过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，通过将高活性的过瘤胃葡萄糖氧化酶制成包被体，添加到日粮中，可显著提高奶牛的干物质摄入量，提高日粮的生物利用度。
由图2可以看出，本申请提供了一种新型过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，将最终制备的过瘤胃葡萄糖氧化酶添加到奶牛的日粮中，可持续的有效的提高奶牛的产奶量，从而提高产能。

Claims (7)

1.一种过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）芯材的制备：
a. 将葡萄糖氧化酶与氢化油按照重量比为1:6~9混匀后得混合物A备用；
b. 将操作a中所得的混合物A、面粉、纯水按照重量比为1:10~14:9~13混匀后得混合物B备用；
c. 将操作b中所得的混合物B置于电磁场环境中，进行电磁场-超声波耦合处理，完成后挤压成80~120目的微丸备用；
d. 将操作c中所得的微丸进行低温真空干燥处理后置于低温环境中储存备用；
（2）包衣的制备：
a. 称取相应重量份的阿拉伯胶12~14份、糊精5~7份、甘露糖醇6~10份、纯水20~26份共同置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，完成后取出均质产物备用；
b. 将操作a中所得的均质产物置于深冷式粉碎机内进行粉碎处理，完成后得混合粉末C备用；
c. 将操作b中所得的混合粉末C置于紫外灯下进行紫外光照射处理，完成后得包衣备用；
（3）喷覆处理：
将步骤（2）中所得的包衣均匀地喷覆到步骤（1）中所得的芯材的表面，完成后进行超声抛光处理，然后用纯化水冲洗后烘干即可。
2.根据权利要求1所述一种过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，其特征在于，步骤（1）操作c中所述的电磁场-超声波耦合处理时控制电磁场的功率为600~700W，超声波的频率为20~24kHz，处理的时间为5~9min。
3.根据权利要求1所述一种过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，其特征在于，步骤（1）操作d中所述的低温真空干燥处理时控制温度为32~36℃，真空度为1~2Pa，干燥至含水率为0.6~0.9%。
4.根据权利要求1所述一种过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，其特征在于，步骤（2）操作a中所述的微射流高压均质处理时控制工作压力为60~70MPa。
5.根据权利要求1所述一种过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，其特征在于，步骤（2）操作b中粉碎处理时控制粉碎机内的温度为-28~-22℃，粉碎处理的时间为10~14min。
6.根据权利要求1所述一种过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，其特征在于，步骤（2）操作c中所述的紫外光照射处理时控制紫外光的波长为220~260nm。
7.根据权利要求1所述一种过瘤胃葡萄糖氧化酶的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的超声抛光处理时控制超声波的频率为32~38kHz。
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