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CN110055236A - 一种改善植酸酶固体耐热性的方法 - Google Patents

一种改善植酸酶固体耐热性的方法 Download PDF

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CN110055236A
CN110055236A CN201910348256.4A CN201910348256A CN110055236A CN 110055236 A CN110055236 A CN 110055236A CN 201910348256 A CN201910348256 A CN 201910348256A CN 110055236 A CN110055236 A CN 110055236A
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CN
China
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phytase
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solid heat
improving
carrier
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CN201910348256.4A
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Inventor
曹孟
付振山
高建
王淑华
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Shandong Aubio Biological Technology Co Ltd
Original Assignee
Shandong Aubio Biological Technology Co Ltd
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    • C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • C12N11/04—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier entrapped within the carrier, e.g. gel or hollow fibres
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Abstract

本发明属于生物工程领域，尤其涉及一种改善植酸酶固体耐热性的方法。利用大豆磷脂作为辅助载体在现有的植酸酶固体生产工艺中使用。与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，本发明提供一种改善植酸酶固体耐热性的方法，利用大豆磷脂具有亲水和亲油两种基团的特性，在水溶液中亲水基在外，亲油基结合酶分子，这样通过大豆磷脂的包埋，降低温度对酶蛋白的影响，达到提高植酸酶耐热性的目的，从而提高植酸酶酶活收率的目的。

Description

一种改善植酸酶固体耐热性的方法
技术领域
本发明属于生物工程领域，尤其涉及一种改善植酸酶固体耐热性的方法。
背景技术
植酸(phytic acid)又称为肌醇六磷酸(myo-inositol(1,2,3,4,5,6)hexakisphosp hate)，为植物中储存磷的主要形式，在种子中含量尤其丰富，而种子如谷类及豆类是动物饲料的主要原料。虽然种子中的植酸可成为饲养动物所需磷的重要来源，但只有反刍动物才能代谢植酸以利用其中的磷；对于非反刍动物，不能被消化代谢的植酸反而被视为抗营养物质，是因为植酸带有丰富的负电，易与带有正电的离子，如钙离子、镁离子、锌离子、锰离子、铜离子、铁离子螯合，再与蛋白质及淀粉形成复合物，阻碍消化酵素代谢，影响营养物质及金属离子的消化吸收。此类无法代谢植酸的非反刍动物须在饮食中添加无机磷或添加植酸酶。但添加无机磷的方式不仅成本高，动物排泄物中未被代谢的植酸也会造成水质污染，破坏生态平衡。经由植酸酶在饲料中的添加，则可增加动物对饲料中磷的可利用性达到60％，降低磷酸的抗营养现象，除了提高营养吸收，也能降低磷的排出达50％。
植酸酶是能够从植酸中水解出磷酸根的酵素泛称，在动物、植物、微生物中皆可找到植酸酶基因的存在，植酸酶能够将植酸上的六个磷酸根依序水解出来，不同植酸酶的水解最终程度不一，水解机制也不同，若依此做为分类，植酸酶可分为组氨酸酸性磷酸酶(histidine acid phophatase)、紫色酸性磷酸酶(purple acid phosphatase)、β螺旋桨植酸酶(β-propeller phytase)，以及半胱氨酸磷酸酶(cysteine phytase)，其中组氨酸酸性磷酸酶因为其最适pH值及作用条件较适合用于饲料添加，因此被广泛的研究。组氨酸酸性磷酸酶催化机制是藉由酸碱反应，将连接肌醇环及磷酸根的磷酸单脂键进行水解作用，释放出磷酸根；水解步骤分为两个阶段，首先组氨酸酸性磷酸酶会利用活性区的组氨酸攻击植酸中的一个磷酸单脂键，形成磷酸-组氨酸中间体，再由活性区的天冬氨酸利用一个水分子提供质子给磷酸-组氨酸中间体中磷酸根的氧离子，释放出一个磷酸根。
尽管植酸酶于饲料添加在动物饲养已显示增加生产力，且使用500-1000单位活性的植酸酶可代替1克的的无机磷添加及减少30-50％磷的排出，但在工业上如何使占有饲料市场60％的植酸酶能具有经济效益，为酵素改造持续的目标及需求。
目前，现有植酸酶固体在制作时，主要通过将发酵液与常规载体(如：淀粉、糊精)混合，经喷雾干燥制成一定酶活的固体产品，在此工艺下，因喷雾干燥进风温度在120℃以上，在干燥塔中滞留时间至少20秒，植酸酶酶活损失高达15％以上，因此，如何提高植酸酶固体的耐热性，使其酶活大大提高是当前研究的重点问题。
发明内容
本发明针对上述的植酸酶固体耐热性所存在的技术问题，提出一种方法简单、操作方便且能够有效提高植酸酶固体酶收率的一种改善植酸酶固体耐热性的方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种改善植酸酶固体耐热性的方法，利用大豆磷脂作为辅助载体在现有的植酸酶固体生产工艺中使用。
作为优选，包括以下有效步骤：
a、将一定量的发酵液倒入搅拌罐中，再将一定量的载体和辅助载体加入到搅拌罐中，搅拌20min；
b、将搅拌好的料液用干燥塔喷雾制成固体成品即可，其中，干燥塔的进风温度为150℃，出风温度为80℃；
其中，所述辅助载体为大豆磷脂。
作为优选，所述载体与辅助载体的质量比为700:1。
作为优选，所述发酵液的酶活为3万u/g，所述发酵液与载体之间的质量比为10:7。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
1、本发明提供一种改善植酸酶固体耐热性的方法，利用大豆磷脂具有亲水和亲油两种基团的特性，在水溶液中亲水基在外，亲油基结合酶分子，这样通过大豆磷脂的包埋，降低温度对酶蛋白的影响，达到提高植酸酶耐热性的目的，从而提高植酸酶酶活收率的目的。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例1，本实施例提供一种改善植酸酶固体耐热性的方法
原料准备：植酸酶发酵液1吨；玉米淀粉700kg；大豆磷脂1kg。
将准备好的发酵液倒入搅拌罐中，再将玉米淀粉和大豆磷脂加入到搅拌罐中，搅拌20min；
将搅拌好的料液用干燥塔喷雾制成固体成品即可，其中，干燥塔的进风温度为150℃，出风温度为80℃。
实施例2，本实施例提供一种改善植酸酶固体耐热性的方法
原料准备：植酸酶发酵液1吨；糊精700kg；大豆磷脂1kg。
将准备好的发酵液倒入搅拌罐中，再将糊精和大豆磷脂加入到搅拌罐中，搅拌20min；
将搅拌好的料液用干燥塔喷雾制成固体成品即可，其中，干燥塔的进风温度为150℃，出风温度为80℃。
试验检测：
计算公式：
对比为采用传统配方制得的植酸酶固体，具体为：原料准备：植酸酶发酵液1吨；玉米淀粉700kg。
将准备好的发酵液倒入搅拌罐中，再将玉米淀粉加入到搅拌罐中，搅拌20min；
将搅拌好的料液用干燥塔喷雾制成固体成品即可，其中，干燥塔的进风温度为150℃，出风温度为80℃。
结果如下表显示：
表1：实施例1所提供的方法制得的植酸酶固体与传统方法制得植酸酶固体对比表
耐热性测定：将1g的固体加入到盛有9g蒸馏水的试管中，然后用试管振荡设备振荡，直到固体在试管中均匀分散，然后再用移液管移取1ml至另一9g蒸馏水的试管中，依次做3组样品，放置在20℃的环境中，静置30min，再将样品置于75℃、80℃、85℃、90℃水浴中处理5min，处理完后，立即用水冷却测定酶活(按GB/T18634-2009测定)，测定结果如下：
表2实施例1所提供的方法制得的植酸酶固体与传统方法制得植酸酶固体耐热性对比表
序号 75℃耐热性 80℃耐热性 85℃耐热性 90℃耐热性
实施例1 30.79％ 24.17％ 22.96％ 14.35％
对比 10.16％ 0 0 0
经过试验检测可知，在配料过程中，添加了大豆磷脂后，固体酶活收率明显提高，耐热性也有一定的提高，进而降低了成本，同时，本发明所提供的方法简单，原料易得，适合大规模推广使用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种改善植酸酶固体耐热性的方法，其特征在于，利用大豆磷脂作为辅助载体在现有的植酸酶固体生产工艺中使用。
2.根据权利要求1所述的改善植酸酶固体耐热性的方法，其特征在于，包括以下有效步骤：
a、将一定量的发酵液倒入搅拌罐中，再将一定量的载体和辅助载体加入到搅拌罐中，搅拌20min；
b、将搅拌好的料液用干燥塔喷雾制成固体成品即可，其中，干燥塔的进风温度为150℃，出风温度为80℃；
其中，所述辅助载体为大豆磷脂。
3.根据权利要求2所述的改善植酸酶固体耐热性的方法，其特征在于，所述载体与辅助载体的质量比为700:1。
4.根据权利要求3所述的改善植酸酶固体耐热性的方法，其特征在于，所述发酵液的酶活为3万u/g，所述发酵液与载体之间的质量比为10:7。
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