盐稳定化酶制剂制造技术

通过干燥含酶和水溶性无机盐的溶液来改善固体酶制剂的加工稳定性或贮存稳定性的方法，其中无机盐的用量至少是酶重量的５％（ｗ／ｗ）。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及酶溶液转化为固体酶制剂的方法，该方法使干燥收率、及贮存和加工稳定性均得以改善。酶的应用领域很广，因此酶在当代科学技术中越来越重要。然而这些化合物的主要缺点之一是其容易失活，不但加工时的极端温度、pH等条件引起失活，而且在其它条件都正常时长期贮存也导致其自发失活。本技术中已知的减轻该问题的应用方法包括在酶的溶液中加入各种添加剂使酶稳定化，或采用冷冻干燥、喷雾干燥或适于该目的的其它技术将酶溶液转化为干制剂。当应用要求那样时通常需要将酶溶液转化为干制剂(例如适当地与其它干组分混合)。尽管干燥法实质上对于改善酶的贮存稳定性是有效方法，但干燥处理过程中常引起很大程度的活性损失而使终产品仍易于失活。在贮存或加工期间的这种活性损失强烈地依赖于制剂的含湿量，因此，需要最严格地控制含湿量以维持如此重要的产品的稳定性。这还包括为了统一标准或其它目的严格减少适于加入最终酶产品的化合物的选用。在很多情况下，干的酶在应用中必须混入含湿量不能如此严格地控制的制品中。这些情况下酶的稳定性急剧降低。在干燥及后续的贮存与加工期间对酶进行稳定化以防活性损失方面已出现了一些专利技术。这些专利技术的大多数(如专利(申请)US3515642，EP0501375A1及WO91/14773中提出的)涉及往酶浓缩物中加入糖类(具体地说是糖或多元醇组分)。本技术中已知的方法还有往制剂中加入某些组分使得在贮存温度下生成玻璃态产物，于是提高酶的稳定性(EP 0383569A2)。另一个方法是往制剂中加入一种或数种可结合水分的组分。它将降低最终制剂中水的活力或暂时防止从周围环境渗入的水与酶相互作用。应用有机和无机盐作加工助剂(如改善产品的流动性)或填充剂/标定试剂是人们熟知的方法。但是，应用无机盐提高干的酶制剂在加工或贮存期间的稳定性在本技术中看来还没有报道。在某些情况下由于加入盐而造成的酶的去稳定作用却被明确提及(例如参见Mikhailova等，1989，Vestsi Akad Navuk BSSR，Ser BiyalNavuk 662-65)。EP0522269A2中公开了往有待喷雾干燥的酶溶液中加入不溶性的碳酸钙。WO92/11347中公开了往含酶的颗粒中混入水溶性无机盐。该水溶性无机盐必须是不影响酶颗粒的贮存稳定性。WO92/11347提出了适合于该目的的数种钠盐和钾盐。但是应在挤出造粒之前将该水溶性无机盐以干燥状态加入酶中。本专利技术提出了生产具有较高的干燥收率及所得产物的较高的贮存和加工稳定性的固体酶制剂的方法。该方法的实施如下配制含酶及水溶性无机盐(优选是二价阳离子的无机盐，更优选是锌、镁或钙盐，最优选是硫酸锌或镁)的溶液；接着将该溶液干燥。混合的盐及混合的酶也可用于此目的。二价阳离子是优选的，因为它们提供最佳贮存及加工稳定性。作为阴离子的硫酸根是优选的，因为它赋予最高的干燥收率。本专利技术还提出按下列方法制备的固体酶制剂，即制备含酶及水溶性无机盐(优选是二价阳离子的无机盐，更优选是锌、镁或钙盐，最优选是硫酸锌或镁)的溶液；然后将包括该酶及该水溶性无机盐的溶液干燥。在本专利技术的方法中，当酶仍处于溶液中时、即在干燥之前盐就存在了。这不但导致干燥时更高的收率，而且所得干的酶制剂的贮存稳定性及其加工稳定性也得到了提高。此处的加工稳定性是指酶制剂在除贮存以外的任意加工过程中的稳定性，例如将酶制剂与其它组分混合时或酶的应用期间。含酶及盐的溶液干燥后会形成酶及盐分布均匀的固体组合物。含酶及盐的溶液的干燥可用技术人员能利用的任意干燥方法来实施，例如喷雾干燥、冷冻干燥、真空干燥、流化床干燥，以及微波干燥。酶-盐溶液的干燥也可结合粒化方法，该方法包括，例如流化床或多级干燥机(MSD)的应用。至于应用这些粒化方法，技术人员将明白所得组合物不必是完全均匀的。所得颗粒通常将包括均匀颗粒的聚集物或者有均匀核心和均匀包被的包被颗粒及/或其组合。任何情况下都会存在酶与盐的相互均匀分散。本专利技术的具体实施例证实盐的稳定效果随着盐在酶溶液中用量的增加而增大，直至某一点后进一步增加盐的用量不再提高酶的稳定性。基于该原因，应加入至少5％、优选是至少15％、更优选是至少30％、还要更优选的是至少60％、最优选是至少90％(w/w)的盐于酶溶液中，其中盐的用量表示成加入的盐基于溶液中的酶的重量百分比(w/w)，不包括结晶盐中结晶水的重量。尽管从本专利技术来看盐的加入没有上限，但盐在酶浓缩物中的最大溶解度使之有物理限度。因此只能通过稀释酶溶液或应用盐的复合物来实现较高的盐/酶比。另一需考虑的要点可能是酶被“盐析”时的用量，这取决于盐的类型及所考虑的特定的酶。本专利技术不排除引起“盐析”现象的盐和酶的复合物。本专利技术可用于任何类型的酶或酶的混合物，包括但不局限于植酸酶及其它的磷酸酶、淀物酶、蛋白酶、脂肪酶及磷脂酶、纤维素酶如β-葡聚糖酶、果胶酶、半纤维素酶如木聚糖酶及其它的植物细胞壁降解酶、酯酶、粗制凝乳酶如真菌蛋白酶或凝乳酶、以及β-半乳糖苷酶。应注意，每当谈到“酶”或“一种酶”时，这些术语也包括酶的混合物，而不考虑这类混合物是从单一发酵直接得到的、还是从不同的发酵中得到的酶混合而成的；还包括重组生物体的发酵得到的酶。酶优选选自真菌植酸酶、真菌半纤维素酶、真菌纤维素酶及细菌蛋白酶。酶更优选地选自从属于Raper和Fennell定义的(1965，InThe Genus Aspergillus，The Williams&Wilkins Company，Baltimore，pp 293-344)黑曲酶(Aspergillusniger)类型的真菌得到的植酸酶及内切木聚糖酶、从木霉菌属(Trichoderma)菌种得到的β-葡聚糖酶及内切木聚糖酶、以及从芽胞杆菌属(Bacillus)菌种得到的蛋白酶。本专利技术还公开了包括至少一种酶及一种无机盐的固体组合物，其中无机盐的用量至少是酶重量的5％(w/w)。无机盐优选是二价阳离子的盐，更优选是锌、镁或钙盐，最优选是硫酸锌或镁。无机盐在组合物中的用量至少是酶重量的5％(w/w)、优选至少是15％，更优选至少是30％，还要更优选的是至少60％以及最优选的是至少90％。可制成本专利技术的组合物的酶包括上述的所有那些酶、尤其是那些优选的酶。在本专利技术的另一个实施方案中，上述固体组合物被用于制备动物饲料。动物饲料的制备常包括造粒步骤，在此期间酶活性会大量降低。应用本专利技术的固体组合物会减少造粒期间酶活性的损失。典型的动物饲料组合物包括供给能量的植物来源原料及有助于生长的代谢物。饲料中添加矿物质及维生素，并且通常把动物脂肪及动物蛋白加入饲料中。在本专利技术的又一个实施方案中，公开了包括具有改善了的贮存稳定性的植酸酶的固体组合物。固体组合物中植酸酶的贮存稳定性是这样的在30℃下、优选是在密闭容器中、贮存8周期间，初始植酸酶活性的损失少于35％、优选少于20％、更优选少于10％且最优选少于5％。植酸酶组合物可以包括生理上可接受的有机或无机载体(例如基于谷类的载体如粗麦粉、小麦面粉、稻壳等等，其它的有机载体如木薯淀粉、马铃薯淀粉、蔗糖等等，无机载体如氯化钠、硫酸钾、二氧化硅等等)，以及植酸酶，为了官能性或方便的缘故可能混有其它酶，以及进一步改善产品的外观或官能性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：R·C·M·巴兰德斯，HP·哈勒茨，R·J·贝茨，
申请(专利权)人：吉斯特·布罗卡迪斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：