專利名稱：一種果膠酶及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種果膠酶及其制備方法。屬于來自微生物源的果膠酶，特別涉及以黑曲霉U印ergiJJus m'ger)保藏于CICC編號(hào)2238為產(chǎn)酶菌種，采用固體發(fā)酵工藝制備的果膠酶及其制備方法。
背景技術(shù)：
果膠酶是作用于果膠質(zhì)的一類酶的總稱，主要功能是通過裂解或消去作用切斷果膠質(zhì)中的糖苷鍵，使果膠質(zhì)裂解為多聚半乳糖醛酸。
近年來，果膠質(zhì)的生物降解日益引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，果膠酶用于果膠質(zhì)的生物降應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，不僅用于食品工業(yè)如水果加工及葡萄酒生產(chǎn)等方面，還廣泛應(yīng)用于麻類脫膠、木材防腐、生物制漿、環(huán)境保護(hù)、污物軟化處理和飼料等行業(yè)中，根據(jù)市場(chǎng)分析我國(guó)每年需用果膠酶近萬噸，果膠酶產(chǎn)品遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)的需求。
現(xiàn)有技術(shù)中，以玉米、大豆為碳源，消耗大量寶貴的糧食資源，固體發(fā)酵生產(chǎn)果膠酶，發(fā)酵產(chǎn)酶水平低，僅在15000u/g左右，酶提取、純化收率低，導(dǎo)致發(fā)酵裝置生產(chǎn)能力低，果膠酶生產(chǎn)成本高。發(fā)明內(nèi)熱
本發(fā)明的目的在于避免以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種酶活力高、穩(wěn)定性好的
果膠酶。
本發(fā)明的目的還在于提供一種以麥麩為主要原料，發(fā)酵產(chǎn)酶水平高、提取純化收率高，設(shè)備利用率高，生產(chǎn)成本低的果膠酶制備方法。本發(fā)明的目的可以通過如下措施來達(dá)到本發(fā)明的果膠酶，其特征在于
a. 酶學(xué)特性
最適pH3.5，穩(wěn)定pH2.5 — 6.0;最適作用溫度為5(TC，溫度穩(wěn)定性范圍為30°C —55°C;
b. 選用黑曲霉菌種U印ergihi/s m'ger )，保藏于CICC編號(hào)2238為產(chǎn)酶菌種，麥麩為主要原料，采用固體發(fā)酵、浸泡提取、過濾濃縮、溶析純化、超濾、精濾工藝制備，達(dá)到如下工藝技術(shù)指標(biāo)
① 發(fā)酵產(chǎn)酶濕曲水平》41000u/g;
② 浸泡提取、超濾、精濾，液體酶回收率>85%，固體酶回收率》80%，達(dá)到食品級(jí)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的發(fā)明人選用的黑曲霉菌種Olspergiihs m'ger )保藏于CICC編號(hào)2238是一株產(chǎn)酶很高的優(yōu)質(zhì)菌種，產(chǎn)出的果膠酶具有酶活力高、穩(wěn)定性好特性。
本發(fā)明的發(fā)明人意外的發(fā)現(xiàn)，由谷物殼或未脫殼谷物參與作為固體發(fā)酵主培養(yǎng)基原料會(huì)使黑曲霉"spergi"us m'ger )保藏于CICC編號(hào)2238的產(chǎn)酶能力顯著提高。麥麩作為小麥面粉加工業(yè)的副產(chǎn)，來源豐富。選用麥麩為主要碳源既節(jié)約了寶貴的糧食資源，又提高了黑曲霉C4spe2 ihus m'ger )保藏于C1CC編號(hào)2238的產(chǎn)酶能力。為提高本發(fā)明的果膠酶的產(chǎn)率和降低其生產(chǎn)成本作出了卓越的貢獻(xiàn)
采用固體發(fā)酵工藝方法，大大提高了發(fā)酵設(shè)備的投料利用率，從而提高了設(shè)備的生產(chǎn)能力。浸泡提取、超濾濃縮、溶析純化、超濾、精濾、真空干燥工藝的實(shí)施，為酶提取純化收率的提高提供了技術(shù)支持。
本發(fā)明的目的還可以通過如下措施來達(dá)到
本發(fā)明的果膠酶，其特征在于b中所述之黑曲霉(/1spergi"M/7iger0保藏于CICC編號(hào)2238產(chǎn)酶菌種以鈷60射線、超量紫外誘變處理，賦予其遺傳性狀穩(wěn)定好、產(chǎn)酶速度快、產(chǎn)酶水平高等優(yōu)良特性。
本發(fā)明的果膠酶，其特征在于固體發(fā)酵原料屮的水分含量在40% — 50%之間，是本發(fā)明公開的一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案。
下面提供一種本發(fā)明的果膠酶的制備方法，其特征在于包括如下步驟
a. 液體菌種預(yù)培養(yǎng)培養(yǎng)基10—25重量份，加水至100重量份，調(diào)節(jié)pH5—6， i21'C滅菌30—35分鐘，冷卻至30。C一35。C，接入(/ls/^rgi^us m'ger )保藏于CICC編號(hào)2238菌種，得液體菌種預(yù)培養(yǎng)液；控制溫度30。C一40。C，通風(fēng)量45 — 60m7h，壓力0.05Mpa—0.08Mpa，培養(yǎng)28 — 32小時(shí)，得液體菌種，備固態(tài)發(fā)酵用；
b. 固態(tài)發(fā)酵以谷物殼為主要發(fā)酵原料.12(TC — 123。C蒸煮50 — 60分鐘，降溫至3(TC —35°C ，接入歩驟a制備的液體菌種，攪勻，使物料初始含水量40% —50%,通風(fēng)量50—60m7h，培養(yǎng)周期5.0天;發(fā)酵水平》41000u / g;
c. 采用浸泡提取、過濾濃縮、溶析純化、超濾、精濾、調(diào)節(jié)pH至4.2士0. 1，液體酶收率》86%，達(dá)到食品級(jí)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的果膠酶的應(yīng)用，其特征在于適用于水果加工、葡萄酒生產(chǎn)、麻類脫膠、木材防腐、生物制槳、環(huán)境保護(hù)、污物軟化處理和飼料等行業(yè)中。
本發(fā)明的果膠酶及其制備方法相比現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)歩，能夠產(chǎn)生如下積極效果
1. 提供了一種酶活力高、穩(wěn)定性好的果膠酶。
2. 選用的黑曲霉菌種(/lsperginus m'ger )保藏于CICC編號(hào)2238是一株產(chǎn)酶很高的優(yōu)質(zhì)菌種，產(chǎn)出的果膠酶具有酶活力高、穩(wěn)定性好特性。
3. 以麥麩為主要原料，既節(jié)約了寶貴的糧食資源，又進(jìn)一歩提高了黑曲霉菌種
4UspergiUus m'ger )保藏于CICC編號(hào)2238的產(chǎn)酶水平，發(fā)酵產(chǎn)酶水平》41000u/g
4.優(yōu)化固態(tài)發(fā)酵工藝條件，浸泡提取、過濾濃縮、溶析純化、超濾、精濾工藝的實(shí)施，使得提取純化收率高，設(shè)備利用率高，果膠酶生產(chǎn)成本大大降低。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明下面結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一歩洋述實(shí)施例1固體發(fā)酵制備本發(fā)明的果膠酶
a. 液體菌種預(yù)培養(yǎng)
將糊精100公斤，蛋白胨10公斤，玉米漿20公斤，豆餅粉12公斤投入1000L反應(yīng)釜中，加水至總投料量誦公斤，并調(diào)節(jié)pH至6. 0;升溫至121°C，保溫滅菌35分鐘。冷卻至30°C，接入黑曲霉菌種G4spergihus m'ger )保藏于CICC編號(hào)2238，得液體菌種預(yù)培養(yǎng)液；控制溫度30。C，通風(fēng)量60m7h，罐內(nèi)壓力0. 05Mpa—0. 08Mpa，培養(yǎng)周期32小時(shí)，得液體菌種，備固體發(fā)酵用；
b. 固態(tài)發(fā)酵
麥麩3000公斤，在12rC溫度下，蒸煮60分鐘；冷卻至35t:;攪拌下接入歩驟a制備的經(jīng)稀釋的液體菌種，攪拌均勻，使發(fā)酵原料的初始含水量在45%;在溫度35°C，通風(fēng)量60m7h，發(fā)酵培養(yǎng)5.0天，發(fā)酵水平》41000u/gl;
c. 采用浸泡提取、過濾濃縮、溶析純化、超濾、精濾、調(diào)節(jié)pH至4.2士0. 1，調(diào)配灌裝，液體酶收率》86%，達(dá)到食品級(jí)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例2同體發(fā)酵制備本發(fā)明的果膠酶
a. 液體菌種預(yù)培養(yǎng)
將淀粉100公斤，蛋白胨10公斤，玉米漿20公斤，高溫淀粉酶100ml，氯化鈣5公斤投入1000L反應(yīng)釜中，加水至總投料量1000公斤，并調(diào)節(jié)pll至6.0;升溫至i2rc，保溫滅菌35分鐘。冷卻至30°C，接入黑曲霉菌種Ol印ergihus m'ger )保藏于CICC編號(hào)2238，得液體菌種預(yù)培養(yǎng)液；控制溫度34°C，通風(fēng)量60mVh,罐內(nèi)壓力0.05Mpa—0.08Mpa，培養(yǎng)周期30小時(shí)，得液體菌種，備固體發(fā)酵用；
b. 固態(tài)發(fā)酵
麥麩3000公斤，在123t;溫度下，蒸煮50分鐘；冷卻至35。C;攪拌下接入歩驟a制備的經(jīng)稀釋的液體菌種，攪拌均勻，使發(fā)酵原料的初始含水量在50%;在溫度35°C，通風(fēng)量60m,/h，發(fā)酵培養(yǎng)5.0天，發(fā)酵水平》4誦u/gl;
c. 采用浸泡提取、過濾濃縮、溶析純化、超濾、精濾、調(diào)節(jié)pH至4.0土0. 1，調(diào)配灌裝，液體酶收率》88%，達(dá)到食品級(jí)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例3固體發(fā)酵制備本發(fā)明的果膠酶a.液體菌種預(yù)培養(yǎng)將麥芽搪漿100公斤，玉米漿20公斤，豆餅粉12公斤，投入1000L反應(yīng)釜中，加水至 總投料量1000公斤，并調(diào)節(jié)pH至5.6;升溫至12rC，保溫滅菌35分鐘。冷卻至35。C，接 入黑曲霉菌種(/lspergiUL/s m'ger )保藏于CICC編號(hào)2238，得液體菌種預(yù)培養(yǎng)液；控制溫 度34。C，通風(fēng)量60m7h，罐內(nèi)壓力0.05Mpa—0.08Mpa，培養(yǎng)周期28小時(shí)，得液體菌種，備 固體發(fā)酵用；
b. 固態(tài)發(fā)酵
麥麩3000公斤，在123。C溫度下，蒸煮50分鐘；冷卻至35'C;攪拌下接入歩驟a制備 的經(jīng)稀釋的液體菌種，攪拌均勻，使發(fā)酵原料的初始含水量在53%;在溫度35'C，通風(fēng)量 50m7h,發(fā)酵培養(yǎng)5.0天，發(fā)酵水平>41000u/gl;
c. 采用浸泡提取、過濾濃縮、溶析純化、超濾、精濾、調(diào)節(jié)pH至4. 5±0. 1，調(diào)配灌裝， 液體酶收率》88%，達(dá)到食品級(jí)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種果膠酶，其特征在于a.酶學(xué)特性最適pH3.5，穩(wěn)定pH2.5-6.0；最適作用溫度為50℃，溫度穩(wěn)定性范圍為30℃-55℃；b.選用黑曲霉菌種(Aspergillus niger)，保藏于CICC編號(hào)2238為產(chǎn)酶菌種，麥麩為主要原料，采用固體發(fā)酵、浸泡提取、過濾濃縮、溶析純化、超濾、精濾工藝制備，達(dá)到如下工藝技術(shù)指標(biāo)①發(fā)酵產(chǎn)酶濕曲水平≥41000u/g；②浸泡提取、超濾、精濾，液體酶回收率≥85％，固體酶回收率≥80％，符合食品級(jí)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的果膠酶，其特征在于b中所述之黑曲霉"sperg!'Uus m'ger)保藏于CICC編號(hào)2238產(chǎn)酶菌種以鈷60射線、超量紫外誘變處理，能夠賦予其遺傳性狀穩(wěn)定好、產(chǎn)酶速度快、產(chǎn)酶水平高等優(yōu)良特性。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的果膠酶，其特征在于固體發(fā)酵原料中的水分含量在40% — 53%之間。
4. 一種權(quán)利要求1的酸性蛋白酶的制備方法，其特征在于包括如下歩驟-a. 液體菌種預(yù)培養(yǎng)培養(yǎng)基10 — 25重量份，加水至100重量份，調(diào)節(jié)pH 5 — 6， 12FC滅菌30_35分鐘，冷卻至30。C一35。C，接入"spergihus m'ger )保藏于CICC編號(hào)2238菌種，得液體菌種預(yù)培養(yǎng)液；控制溫度3(TC—4(TC，通風(fēng)量45 — 60m7h，壓力0.05Mpa—0.08Mpa，培養(yǎng)28—32小時(shí)，得液體菌種，備固態(tài)發(fā)酵用；b. 固態(tài)發(fā)酵以谷物殼為主要發(fā)酵原料120。C一123。C蒸煮50—60分鐘，降溫至30。C一35°C ，接入步驟a制備的液體菌種，攪勻，使物料初始含水量40% —50% ，通風(fēng)量50—60m7h，培養(yǎng)周期5.0天；發(fā)酵水平》41000u / g;c. 采用浸泡提取、過濾濃縮、溶析純化、超濾、精濾、調(diào)節(jié)pH至4.0士0. 1 —4.5±0. 1，液體酶收率》86%，達(dá)到食品級(jí)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
5. 權(quán)利要求l的果膠酶的應(yīng)用，其特征在于適用于水果加工、葡萄酒生產(chǎn)、麻類脫膠、木材防腐、生物制漿、環(huán)境保護(hù)、污物軟化處理和飼料等行業(yè)使用。
全文摘要
本發(fā)明是一種果膠酶及其制備方法。屬于來自微生物源的果膠酶。其特征在于，a.酶學(xué)特性最適pH3.5，穩(wěn)定pH2.5-6.0；最適作用溫度為50℃，溫度穩(wěn)定性范圍為30℃-55℃；b.選用黑曲霉菌種(Aspergillus niger)，保藏于CICC編號(hào)2238為產(chǎn)酶菌種，麥麩為主要原料，采用固體發(fā)酵、浸泡提取、過濾濃縮、溶析純化、超濾、精濾工藝制備，發(fā)酵產(chǎn)酶濕曲水平≥41000u/g；浸泡提取、超濾、精濾，液體酶回收率≥85％，固體酶回收率≥80％，符合食品級(jí)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。提供了一種酶活力高、穩(wěn)定性好的果膠酶及其以麥麩為主要原料，發(fā)酵水平高、提取純化收率高，設(shè)備利用率高，生產(chǎn)成本低的果膠酶制備方法。適用于水果加工、葡萄酒生產(chǎn)、麻類脫膠、木材防腐、生物制漿、環(huán)境保護(hù)、污物軟化處理和飼料等行業(yè)。
文檔編號(hào)C12G1/00GK101671659SQ20091001914
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者劉順啟, 碩 孫, 王興吉, 郭慶文 申請(qǐng)人:山東隆科特酶制劑有限公司