JP5452226B2 - 耐熱性酵素組成物 - Google Patents
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Description
[0038] 全部で20gのトレハロース二水和物を、Millipore Milli−Q(登録商標)水浄化装置を用いて濾過した水20gが入ったビーカー中で溶解した。水は溶解を促進するため予め50および100℃の間に加熱した。ビーカーの風袋を差し引き、次いで磁気撹拌器を備える加熱プレート上で加熱した。ヒーターを200℃に設定し、水を蒸発させ、一方で混合物を穏やかに撹拌した。蒸発した水の量は計量により確かめた。95〜97.5%の水が蒸発したら加熱を停止し、撹拌しながら20gの市販の酵素Neutrase(登録商標)0.8L(Novozymes,Denmark)をトレハロースシロップにゆっくりと添加した。通常、溶液の温度は約99℃から約65℃へ低下するであろう。混合物を氷水浴中で冷却し、混合物の温度を35℃未満にした。この時点で酵素/トレハロースシロッはさらに先の使用のために用意ができており、すぐに処理するのが好ましい。1時間後、配合物中に存在するトレハロースが結晶化し始める可能性がある。シロップを適切な担体、石灰石、バーミキュライト、シリカ、シクロデキストリン、マルトデキストリン、ゼラチン、コーンスターチ、セピオライト、ベントナイト、ゼオライトおよびセルロースに添加することにより、固体の製品を容易に得ることができる。
[0040] ビーカー中で、Millipore Milli−Q(登録商標)水浄化装置を用いて濾過した水50gを100℃に加熱し、撹拌しながら50gのトレハロースを添加した。それ以上の加熱は必要ではなかった。トレハロースが溶解したら、実施例1で用いた酵素混合物6gを添加した。自由に流動する物質、例えばバーミキュライト、シリカ、シクロデキストリン、マルトデキストリン、ゼラチン、コーンスターチ、セピオライトおよびセルロースを混合物に添加することもできる。乾燥した自由に流動する粉末を生じるパラメーターを用いて液体を噴霧乾燥した これらのパラメーターには、噴霧乾燥の入り口および出口の温度の調節および/または他の量の自由に流動する物質の添加が含まれる。
[0042] ケルダール分析に一般的に用いられるBuechi蒸留設備B342を、蒸気挑戦実験のための蒸気発生装置として用いた。蒸気発生管の出口を、ゴム管を用いてダブルネックフラスコの側面の首に接続した。ガラスブフナー濾過器をゴム栓を用いてフラスコの垂直の首に接続した。実験の間過度の圧力が生じるため、全ての要素を締め具を用いてしっかりと締めた。蒸留設備により生み出された蒸気はフラスコに入り、蒸気は部分的に凝縮するであろう。残りの蒸気は、垂直の首を通って対照物質または酵素処理した物質で満たされたブフナー濾過器の中へと登るであろう。物質の継続的な撹拌により、均質な蒸気処理が得られる。
[0046] 蒸気処理の後の酵素の生存は、処理していないがそれらも安定化された酵素を含む標準の一組の飼料試料と比較して決定された。
[0049] キシラナーゼの回復の測定は、Xylazyme AXタブレット(Megazyme,Wicklow,Ireland)を用いて実施した。抽出効率を向上させるため、抽出の際に界面活性剤(Tween20)を添加した。
[0051] シロップ法によるプロテアーゼの安定化
[0052] 実施例1に記載したようにしてトレハロースシロップを調製した。液体の市販の酵素Neutrase0.8Lをプロテアーゼの源として用いた。乾燥した粉末を得るため、全部で10gのプロテアーゼ/トレハロースシロップを10gのシリカ(Sipernat22S)上に吸着させた。
[0058] 全部で3gのNeutrase0.8Lをトレハロース20gおよび水25gからのシロップと混合し、5gの凝結防止剤、例えば表2で指定したものを添加した。この混合物を、それを噴霧乾燥するまで絶え間なく撹拌した。
[0064] トレハロースシロップは実施例1に記載したようにして調製した。乾燥した市販の酵素Econase(登録商標)HCP4000(AS Enzymes,Germany)をキシラナーゼの源として用いた。全部で12.5gの酵素を12.5gの水に溶解した。この混合物を25gの濃縮温トレハロースシロップに添加し、50gの40/60石灰石/シリカに吸着させた。
[0069] トレハロースシロップは実施例1に記載したようにして調製した。アルファ−アミラーゼをトレハロースシロップおよびシリカゲルと混合した。混合物を噴霧乾燥し、最終製品は5%w/wから45%w/wまでの間のトレハロースを含んだ。得られた製品を蒸気浴上で90℃に加熱した。1および3分間加熱した試料に関して酵素活性を測定し、対照と比較した。25%w/wのトレハロース濃度が、96%を超える3分間までの耐熱性を与えた。5%w/wを含む配合物も、かなりのレベルの耐熱性を与えた。
[0072] 80gの試料を、室温においてpH6.0(0.01M)のリン酸緩衝液800ml中で磁気撹拌器上で45分間絶え間なく撹拌して抽出した。標準曲線のための試料から、20gを同じ条件の下でリン酸緩衝液200ml中で抽出した。次いで全ての抽出物を3000rpm(1610×g)で5分間遠心分離した。上清中の酵素活性を、商業的に入手可能な酵素アッセイを用いて決定した。
[0074] トレハロースは天然の非還元2糖で、これは酵素と顕著な化学的相互作用を示す。主な特性は酵素の安定化であり、これは酵素−水水素結合の減少および酵素−トレハロース水素結合の増加により説明できるかもしれない。トレハロースは水性環境で容易に溶解し、その結果胃腸管で容易に溶解する。
Claims (12)
- 酵素組成物であって、以下:
(a)100℃において水の中に、糖を1対1から1対10までの比で溶解することにより、糖シロップを調製する、ここで前記糖はトレハロースである;
(b)前記シロップを加熱して一部の水を蒸発させ、0.01%および20%の間の残留水を有するシロップを作る;
(c)前記シロップに酵素を含む出発物質を添加し、ここで前記シロップは50℃および130℃の間の温度であり、99%および10%の間のトレハロースならびに1%および75%の間の前記酵素を含む出発物質を含む混合物を作る;
(d)前記混合物を担体上に載せる、ここで結果として得られた酵素組成物は5%および65%の間の前記混合物ならびに35%および95%の間の前記担体を含む、
の工程を含む方法によって得られる、結晶したトレハロースのマトリックス中に包含された酵素を含む出発物質の粒子を含む酵素組成物。 - 請求項1に定めた酵素組成物であって、酵素を含む出発物質はプロテアーゼ、キシラナーゼ、アルファ−アミラーゼ、セルラーゼ、β−グルカナーゼ、α−ガラクトシダーゼ、ベータ−マンナーゼ、ポリガラクツロナーゼ、アラビナーゼ、ガラクタナーゼ、アラビノフラノシダーゼ、フェルロイルエステラーゼおよびグルコシダーゼからなるグループから選択される加水分解酵素を含む酵素組成物。
- 請求項1に定めた酵素組成物であって、前記担体は石灰石、バーミキュライト、シリカ、シクロデキストリン、マルトデキストリン、ゼラチン、コーンスターチ、セピオライト、ベントナイト、ゼオライトおよびセルロースからなるグループから選択される、酵素組成物。
- 高められた耐熱性を有する酵素組成物を調製する方法であって、以下の工程を含む方法:
(a)水を100℃に加熱して水における糖の飽和点を上昇させる;
(b)トレハロースを前記加熱した水に1対1から1対10までの比で溶解してシロップを作る;
(c)前記シロップをさらに加熱して、残った水の残存量が20%および0.01%の間となるようシロップから水を除く;
(d)トレハロースシロップに酵素を含む出発物質を添加して混合物を作る;ならびに
(e)混合物の噴霧乾燥および混合物の担体上への散布からなるグループから選択される工程により、混合物から、トレハロース中に封入された酵素を含む出発物質の乾燥粉末を作り、ペレット化の過程において、保護されていない酵素を含む出発物質よりも高められた耐熱性を有する酵素組成物を製造する。 - 請求項4に定めた方法であって、酵素を含む出発物質はプロテアーゼ、キシラナーゼ、アルファ−アミラーゼ、セルラーゼ、β−グルカナーゼ、α−ガラクトシダーゼ、ベータ−マンナーゼ、ポリガラクツロナーゼ、アラビナーゼ、ガラクタナーゼ、アラビノフラノシダーゼ、フェルロイルエステラーゼおよびグルコシダーゼからなるグループから選択される加水分解酵素を含む方法。
- 請求項4に定めた方法であって、噴霧乾燥により乾燥粉末を得る方法。
- 請求項4に定めた方法であって、混合物を担体上に散布することにより乾燥粉末を得る方法。
- 請求項7に定めた方法であって、担体は石灰石、バーミキュライト、シリカ、シクロデキストリン、マルトデキストリン、ゼラチン、コーンスターチ、セピオライト、ベントナイト、ゼオライトおよびセルロースからなるグループから選択される方法。
- 請求項4に定めた方法であって、組成物を70℃および90℃の間で25秒間および10分間の間熱処理をした上での酵素組成物の活性が、酵素を含む出発物質の最初の活性の最低でも40%である方法。
- 酵素組成物を調製する方法であって、以下の工程を含む方法:
(a)非還元糖を100℃に加熱された水に1対1から1対10までの比で添加する、ここで前記非還元糖はトレハロースである;
(b)トレハロースおよび水を加熱して水の一部を蒸発させ、0.01%および20%の間の残留水を有するシロップを作る;
(c)酵素を含む液体を添加して混合物を作る;ならびに
(d)混合物の噴霧乾燥および混合物の担体上への散布からなるグループから選択される工程により、混合物から、トレハロース中に封入された酵素の乾燥粉末を作り、ペレット化の過程において、保護されていない酵素を含む出発物質よりも高められた耐熱性を有する酵素組成物を製造する。 - 請求項10に定めた酵素組成物を調整する方法であって、酵素を含む液体はプロテアーゼ、キシラナーゼ、アルファ−アミラーゼ、セルラーゼ、β−グルカナーゼ、α−ガラクトシダーゼ、ベータ−マンナーゼ、ポリガラクツロナーゼ、アラビナーゼ、ガラクタナーゼ、アラビノフラノシダーゼ、フェルロイルエステラーゼおよびグルコシダーゼからなるグループから選択される加水分解酵素を含む、方法。
- 請求項10に定めた方法であって、組成物を70℃および90℃の間で25秒間および10分間の間熱処理をした上での酵素組成物の活性が、酵素を含む出発物質の最初の活性の最低でも40%である方法。
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