CN1260355C - 以玉米为原料制备超氧化物歧化酶复合酶的工业化生产方法及其萌芽专用装置 - Google Patents
以玉米为原料制备超氧化物歧化酶复合酶的工业化生产方法及其萌芽专用装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种以玉米为原料制备超氧化物歧化酶(SOD)复合酶的工业化生产方法。它包括下述步骤：风选玉米、浸泡、萌芽、粗浆、细浆、微浆、粗滤、细滤、微滤、超滤、浓缩、静置过滤、生物修饰、制剂。本发明主要特点是：不使用化学消毒剂做洗涤液；采用特制的萌芽设备，设备能保证萌芽所需温度、湿度、氧气三要素，萌芽率高；破碎、研磨、过滤设计严谨，各工序操作可控，工序之间紧密衔接，产品收率高，酶活力稳定，质量安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种以玉米为原料制备超氧化物歧化酶(SOD)复合酶的工业化生产方法及其萌芽专用装置，属于玉米深加工及生物化学技术领域。
背景技术
超氧化物歧化酶是人体内重要的自由基清除剂，人体在其新陈代谢过程中不断地产生自由基(O2 -)，过多的自由基刺激细胞增殖变化、遗传因子突变，可引发多种疾病。超氧化物歧化酶是人体内唯一能清除体内多余自由基(O2 -)的酶，它能阻断自由基引起的连锁反应，其作用机理是使高毒性的自由基(O2 -)首先被歧化为过氧化氢(H2O2)，再经过氧化氢酶和过氧化物酶的进一步作用，再降解为水分子和氧分子。
据国内外大量文献报导，超氧化物歧化酶(SOD)能治疗红斑狼疮、类风湿性关节炎、皮肌炎、硬皮病等自身免疫性疾病并抑制肿瘤生长，调节机体免疫力；治疗心肌缺血与缺血再灌注综合症等心血管疾病；可延缓衰老；也可添加于化妆品和食品中从而起到保健作用。
超氧化物歧化酶(SOD)可以从多种微生物细胞，植物细胞和动物血红细胞及哺乳动物组织中分离制备，并有大量相关制造工艺的详细报导。每种方法均有其独特之处。
用玉米制备超氧化物歧化酶(SOD)复合酶的中国专利有“沈阳农业大学”曹淡君等发明的专利，专利号为“93115908.3”，专利名称为“一种从玉米中提取超氧化物歧化酶(SOD)的方法”；还有“王元志”等人发明的专利，专利号为“99112607.6”，专利名称为“玉米超氧化物歧化酶(SOD)复合酶大规模制造方法”。它们均存在工艺中使用漂白粉、次氯酸钠等化学消毒剂，由于化学消毒剂容易残留，而且在生产过程中污染环境；他们采用的是普通萌芽槽，萌芽率低，酶的收率低，制造超氧化物歧化酶(SOD)复合酶的成本高，并且采用以上两种方法制备的玉米超氧化物歧化酶(SOD)复合酶还存在保质期短的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种以玉米为原料制备超氧化物歧化酶复合酶的工业化生产方法及其萌芽专用装置，它是以玉米为原料工业化生产制备超氧化物歧化酶(SOD)复合酶，不使用化学消毒剂，避免了二次污染及环境污染、萌芽率高、酶的收率高，延长了保质期，副产品可作为畜、禽、鱼的精饲料。
为了解决上述技术问题本发明是这样实现的：以玉米为原料制备超氧化物歧化酶复合酶的工业化生产方法，它包括下述步骤：
a、将风选后的原料玉米用1-3％食用氯化钠清洗2-5遍后，放入萌芽专用装置的托盘中，将托盘放入萌芽专用装置箱体内的萌芽架上进行浸泡，用28℃-32℃的纯化水浸泡20-40分钟，放掉浸泡水，浸泡后的玉米在萌芽架上进行20-30小时浸泡及20-30小时萌芽；
b、萌芽后的玉米用20℃-28℃的纯化水清洗3-5次，洗后的萌芽玉米配以与原料玉米种子三倍重量的PH7.82-8.2的50毫摩尔的磷酸盐缓冲溶液，将萌芽玉米与磷酸盐的缓冲液进入胶体研磨机研磨，依次制成粗浆、细浆、微浆；
c、将微浆加入氯化钙沉降剂，用压滤机压滤，再用硅藻土助滤剂的饮滤机进行饮滤，得到细滤液；
d、将细滤液通过微孔滤膜过滤得到微滤液，除掉大分子物质，同时达到除菌的目的，然后进入1万分子量的超滤膜，得超滤液；
e、在超滤液中加入0.1-0.28％的维生素C和0.1％的山梨酸钾和0.1％维生素E，进行浓缩，将浓缩液冷藏制成液态中间产品；
f、将液态中间产品加入多糖进行生物修饰，制成液态超氧化物歧化酶(SOD)复合酶产品。
在上述液态超氧化物歧化酶(SOD)复合酶产品中加入1.4倍重量的食用淀粉作为载体后可制成颗粒剂、片剂、胶囊等剂型产品。
一种以玉米为原料制备超氧化物歧化酶复合酶的工业化生产方法的萌芽专用装置，其特征在于它是由下述结构构成的：一面为门的箱体；门上设有视镜；箱体的其它侧面上设置的若干测温通风口；箱体内设置的若干层萌芽架；萌芽架的底面上设置的排水孔；萌芽架上方设置的活动式托盘，托盘的底面和侧面均设有若干贯通孔，贯通孔的直径应小于玉米粒的直径；箱体的顶盖上设置的水管。
本发明是以最低的成本、最小的能耗、最少的废物排放和选用先进合理的萌芽、研磨、过滤设备，制备单位酶活高、质量好的超氧化物歧化酶(SOD)复合酶。其副产品作为饲料，使玉米资源得到全部利用。具体体现在以下几个方面：
1、风选好的玉米用1～3％食用氯化钠清洗，不采用漂白粉、次氯酸钠等化学消毒剂，不仅完全能达到清洗的目的，而且能防止化学消毒剂残留物携带入产品中，避免二次污染及环境污染。
2、利用专用萌芽设备进行萌芽，设备设计保证萌芽时所需的温度、湿度、给氧三个重要条件，使萌芽率大于75％。
3、细滤液在洁净的条件下依次通过0.22微米、0.1微米、0.05微米滤膜进行微滤，除掉可能污染的杂菌，保证产品的微生物限度合格。
4、采用多糖等生物修饰剂对超氧化物歧化酶(SOD)复合酶进行修饰，提高产品的稳定性。
5、制造过程中，加入维生素C作为保护剂，浓缩后加0.1％维生素E保证酶的活力稳定。
本发明的工艺各工序操作可控，工序之间紧密衔接，产品收率高，酶活力稳定，质量安全可靠，可以作为食品添加剂、口服液、或加入化妆品中起到美容护肤的作用等，具有广泛的市场前景。
以下通过对比实验进一步说明本发明的效果：
表一是本发明与以往技术的对比实验表
| 对照组 | 本发明 | |
| 萌芽率 | 70％ | 75％以上 |
| 收率 | 50000-100000μ/kg玉米 | 300000-400000μ/kg玉米 |
| 保质期 | 12个月 | 24个月以上 |
| 单位酶活力(固体制剂) | 1200μ/g | 3000μ/g |
表二是本发明的酶活检测指标
| 项目 | 浓缩液(u/mL) | 固体制剂(u/g) | 分析方法 |
| 超氧化物歧化酶 | 6000 | 3000 | NBT光还原法 |
| 过氧化氢酶 | 300 | 280 | 紫外分光光度计法 |
| 过氧化物酶 | 4000 | 3000 | 愈创木酚法 |
附图说明
图1是本发明的萌芽专用装置的结构示意图。
图2是本发明的萌芽专用装置的内部结构兔图。
图3是本发明的萌芽专用装置的萌芽架结构图。
图4是本发明的萌芽专用装置的托盘结构图。
图中，1.箱体，2.门锁，3.门，4.测温通风口，5.水管，6.视镜，7.排水孔，8.萌芽架，9.托盘，10.贯通孔。
具体实施方式
(实施例一)
图1是本发明的萌芽专用装置的结构示意图，本发明萌芽专用装置的具体结构如下：箱体1的一面为可开门3，门3的一侧边通过门轴与箱体1另一面相连，门3的另一侧边上设有门锁2，门3还设有视镜6；箱体1除门外的其它侧面上设有若干测温通风口4；箱体1内设有与箱体1内表面相连接的萌芽架8，萌芽架8可以为上下两层也可以为一层或多层，每层萌芽架8的底面上设有排水孔7，萌芽架8上方设有活动式托盘9，托盘9的底面和侧面均设有若干贯通孔10，贯通孔10的直径应小于玉米粒的直径，箱体1的顶盖上设有水管5，水管5的一端与水源连接另一端插入箱体1内，水管5插入箱体1内的一端设有可旋转式喷头。
采用上述装置以玉米种子为原料制备超氧化物歧化酶复合酶的工业化生产方法包括下述步骤：
a.风选100千克颗粒饱满、无霉变、新鲜优质的玉米为原料，用纯化水清洗3遍，再用1％的食盐水清洗5遍，放入萌芽专用装置的托盘中，平铺25厘米厚，将托盘放入萌芽专用装置箱体内的萌芽架上进行浸泡，用32℃的纯化水浸泡20分钟，放掉浸泡纯化水，再用28℃左右的纯化水浸泡30小时，期间纯化水循环保温，放掉浸泡纯化水，然后进行20小时萌发，保持箱体内的温度为32℃，对萌芽专用装置中的玉米萌发进行保温、保湿和给氧，此条件下玉米经萌发后玉米芽长度可达1～3毫米，萌芽率75％以上，得萌芽玉米；
b.将萌芽后的玉米用20℃纯化水清洗5次，清洗过的萌芽玉米和300千克的磷酸盐缓冲液缓缓进入胶体研磨机研磨，磷酸盐缓冲液PH值为7.82，浓度为50毫摩尔，破碎玉米依次达到粗浆50目，细浆80目，微浆120目；
c、将120目的微浆中加入1.6千克氯化钙，沉降3小时，有上清液产生，此时将玉米浆用300目压滤机过滤，滤液与滤饼分离，初提滤液加入0.4千克维生素C，加入2千克粒度为821目的硅藻土做助滤剂进行饮滤，得到细滤液；
d、将细滤液依次通过孔径为0.22微米、0.1微米、0.05微米的滤膜过滤得到微滤液，除掉大分子物质，同时达到除菌目的，然后进入1万分子量的超滤膜，得超滤液；
e、在超滤液中加入0.4千克维生素C保护剂、0.2千克维生素E和0.2千克的山梨酸钾抑菌剂，再进行薄膜蒸发器浓缩，将浓缩液冷藏制成液态中间产品；
f、将上述液态中间产品加入多糖进行生物修饰，制成液态超氧化物歧化酶(SOD)复合酶产品，其中多糖应按0.1‰加入，多糖可以是聚乙二醇、月桂酸或者糖的缓冲液。
(实施例二)
实施例一所述的液态超氧化物歧化酶(SOD)复合酶中加入1.4倍重量的食用淀粉作为载体后可充填成颗粒剂、片剂、胶囊等剂型产品，其它同实施例一。
(实施例三)
以玉米种子为原料制备超氧化物歧化酶复合酶的工业化生产方法包括下述步骤：
a.风选100千克颗粒饱满、无霉变、新鲜优质的玉米为原料，用纯化水清洗4遍，再用3％的食盐水清洗2遍，放入萌芽专用装置的托盘中，平铺20厘米厚，将托盘放入萌芽专用装置箱体内的萌芽架上进行浸泡，用28℃的纯化水浸泡40分钟，放掉浸泡纯化水，再用32℃的纯化水浸泡20小时，期间纯化水循环保温，放掉浸泡纯化水，然后进行30小时萌发，保持箱体内的温度为28℃，对萌芽专用装置中的玉米萌发进行保温、保湿和给氧，此条件下玉米经萌发后玉米芽长度可达1-3毫米，萌芽率75％以上，得萌芽玉米；
b.萌芽后的玉米用28℃水清洗3次，清洗过的萌芽玉米和300千克的磷酸盐缓冲液缓缓进入胶体研磨机研磨，磷酸盐缓冲液PH值为8.2，浓度为50毫摩尔，破碎玉米依次达到粗浆50目，细浆80目，微浆120目；
c、向装有上述120目微浆的微浆贮罐内加入1.7千克氯化钙沉降剂(分离剂)搅拌15分钟后静置1小时，待达到用肉眼观察到溶液明显出现透明的上清液时可转下步工序，将沉降处理后的微浆进板框过滤机，采用300目滤布进行压滤分离，使滤饼与粗滤液分开，粗滤液中加入0.4千克的维生素C稳定剂，搅拌10分钟，滤饼作为饲料利用，粗滤液打入饮料压滤机，加入2千克粒度为821目的硅藻土做助滤剂进行饮滤，得到细滤液；
d、将细滤液依次通过孔径为0.22微米、0.1微米、0.05微米的滤膜过滤得到微滤液，除掉大分子物质，同时达到除菌目的，然后进入1万分子量的超滤膜，得超滤液；
e、在超滤液中加入0.2千克维生素C保护剂、0.2千克维生素E和0.2千克的山梨酸钾抑菌剂，再进行薄膜蒸发器浓缩，将浓缩液冷藏制成液态中间产品；
f、将上述液态中间产品加入多糖进行生物修饰，制成液态超氧化物歧化酶(SOD)复合酶产品，其中多糖应按0.01‰加入，多糖可以是聚乙二醇、月桂酸或者糖的缓冲液。
通过上述工艺制备的超氧化物歧化酶液态产品中含有Cu-Zn超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(GSH-PX)、维生素C、维生素E和少量小分子多肽。
(实施例四)
以玉米种子为原料制备超氧化物歧化酶复合酶的工业化生产方法包括下述步骤：
a.风选100千克颗粒饱满、无霉变、新鲜优质的玉米为原料，用纯化水清洗4遍，再用2％的食盐水清洗4遍，放入萌芽专用装置的托盘中，平铺22厘米厚，将托盘放入萌芽专用装置箱体内的萌芽架上进行浸泡，用30℃的纯化水浸泡30分钟，放掉浸泡纯化水，再用30℃的纯化水浸泡24时，期间纯化水循环保温，放掉浸泡纯化水，然后进行24小时萌发，保持箱体内的温度为30℃，对萌芽专用装置中的玉米萌发进行保温、保湿和给氧，此条件下玉米经萌发后玉米芽长度可达1～3毫米，萌芽率75％以上，得萌芽玉米；
b.将萌芽后的玉米用26℃纯化水清洗4次，清洗过的萌芽玉米和300千克的磷酸盐缓冲液缓缓进入胶体研磨机研磨，磷酸盐缓冲液PH值为7.9，浓度为50毫摩尔，破碎玉米依次达到粗浆50目，细浆80目，微浆120目；
c、向装有上述120目的微浆贮罐中向微浆内加入1.65千克氯化钙沉降剂(分离剂)搅拌20分钟后静置2小时，待达到用肉眼观察到溶液明显出现透明的上清液时可转下步工序，将沉降处理后的微浆进板框过滤机，采用300目滤布进行压滤分离，使滤饼与粗滤液分开，粗滤液中加入0.4千克的维生素C稳定剂，搅拌15分钟，滤饼作为饲料利用，粗滤液打入饮料压滤机，加入2千克粒度为821目的硅藻土做助滤剂进行饮滤，得到细滤液；
d、将细滤液依次通过孔径为0.22微米、0.1微米、0.05微米的滤膜过滤得到微滤液，除掉大分子物质，同时达到除菌目的，然后进入1万分子量的超滤膜，得超滤液；
e、在超滤液中加入0.5千克维生素C保护剂、0.2千克维生素E和0.2千克的山梨酸钾抑菌剂，再进行薄膜蒸发器浓缩，将浓缩液冷藏制成液态中间产品；
f、将上述液态中间产品加入多糖进行生物修饰，制成液态超氧化物歧化酶(SOD)复合酶产品，其中多糖应按0.05‰加入，多糖可以是聚乙二醇、月桂酸或者糖的缓冲液。
本发明制备的超氧化物歧化酶液态产品中含有Cu-Zn超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(GSH-PX)、维生素C、维生素E和少量小分子多肽。
Claims (7)
1、一种以玉米为原料制备超氧化物歧化酶复合酶的工业化生产方法，它包括下述步骤：
a、将风选后的原料玉米用1-3％食用氯化钠溶液清洗2-5遍后，放入萌芽专用装置的托盘中，将托盘放入萌芽专用装置箱体内的萌芽架上进行浸泡，用28℃-32℃的纯化水浸泡20-40分钟，放掉浸泡水，浸泡后的玉米在萌芽架上进行20-30小时浸泡及20-30小时萌芽；
b、萌芽后的玉米用20℃-28℃的纯化水清洗3-5次，洗后的萌芽玉米配以与原料玉米种子三倍重量的PH7.82-8.2的50毫摩尔的磷酸盐缓冲溶液，同时将萌芽玉米与磷酸盐的缓冲液进入胶体研磨机研磨，依次制成粗浆、细浆、微浆；
c、将微浆加入氯化钙沉降剂，用压滤机压滤，再用硅藻土助滤剂的饮滤机进行饮滤，得到细滤液；
d、将细滤液依次通过孔径为0.22微米、0.1微米、0.05微米的滤膜过滤得到微滤液，除掉大分子物质，同时达到除菌目的，然后进入1万分子量的超滤膜，得超滤液；
e、在超滤液中加入0.1-0.28％的维生素C保护剂和0.1％的山梨酸钾抑菌剂和0.1％维生素E，进行浓缩，将浓缩液冷藏制成液态中间产品；
f、将液态中间产品加入多糖进行生物修饰，制成液态超氧化物歧化酶复合酶产品；
其中专用装置是由下述结构构成：一面为门(3)的箱体(1)；门(3)上设有视镜(6)；箱体(1)的其它侧面上设置的若干测温通风口(4)；箱体(1)内设置的若干层萌芽架(8)；萌芽架(8)的底面上设置的排水孔(7)；萌芽架(8)上方设置的活动式托盘(9)，托盘(9)的底面和侧面均设有若干贯通孔(10)；箱体(1)的顶盖上设置的水管(5)。
2、根据权利要求1所述的以玉米为原料制备超氧化物歧化酶复合酶的工业化生产方法，其特征在于所述的a步骤中萌芽专用装置箱体内能循环打入28℃-32℃温水保温，保持设备内温度在萌芽期间为28℃-32℃，湿度为100％，并保证足够的给氧，防止玉米厌氧发酵，萌芽专用装置的托盘中玉米层的厚度小于25厘米。
3、根据权利要求1所述的以玉米为原料制备超氧化物歧化酶复合酶的工业化生产方法，其特征在于所述的f步中的多糖应按0.01-0.1‰加入，多糖是聚乙二醇或月桂酸。
4、根据权利要求1所述的以玉米为原料制备超氧化物歧化酶复合酶的工业化生产方法，其特征在于将d步骤中所述的细滤液通过0.22微米、0.1微米、0.05微米的微孔滤膜过滤得到微滤液，然后再除掉大分子物质。
5、一种以玉米为原料制备超氧化物歧化酶复合酶的工业化生产方法的萌芽专用装置，其特征在于它是由下述结构构成：一面为门(3)的箱体(1)；箱体(1)的其它侧面上设置的若干测温通风口(4)；箱体(1)内设置的若干层萌芽架(8)；萌芽架(8)的底面上设置的排水孔(7)；萌芽架(8)上方设置的活动式托盘(9)，托盘(9)的底面和侧面均设有若干贯通孔(10)，贯通孔(10)的直径应小于玉米粒的直径；箱体(1)的顶盖上设置的水管(5)。
6、根据权利要求5所述的以玉米为原料制备超氧化物歧化酶复合酶的工业化生产方法的萌芽专用装置，其特征在于所述萌芽架(8)为上下两层或多层，每层萌芽架(8)的底面上均设有排水孔。
7、根据权利要求5所述的以玉米为原料制备超氧化物歧化酶复合酶的工业化生产方法的萌芽专用装置，其特征在于所述门(3)上设有视镜(6)。
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