固体酶制剂的生产方法技术

本发明专利技术属于酶制剂的制备，特别是指一种固体酶制剂的生产方法。包括发酵液絮凝过滤、超滤浓缩、固体酶制剂的制备等步骤。本发明专利技术解决了现有技术存在的生产及后续环保处理成本高、产品收率低、设备投入大、能耗高等问题，具有方法简单、酶活回收率及产品收率高，生产及后续环保处理成本低、设备投入小等优点。设备投入小等优点。

【技术实现步骤摘要】
固体酶制剂的生产方法


[0001]本专利技术属于酶制剂的制备，特别是指一种固体酶制剂的生产方法。

技术介绍

[0002]酶制剂是指酶经过提纯、加工后的具有催化功能的生物制品，主要用于催化生产过程中的各种化学反应，具有催化效率高、高度专一性、作用条件温和、降低能耗、减少化学污染等特点，其应用领域遍布食品(面包烘烤业、面粉深加工、果品加工业等)、纺织、饲料、洗涤剂、造纸、皮革、医药及能源开发、环境保护等方面。酶制剂来源于生物，一般较为安全，可按生产需要适量使用。目前国内工业、饲料、食品所用粉末固体酶制剂主要通过以下方式生产：
[0003]1、发酵液直接或经过纯化后盐析法
[0004]发酵液通过盐析制成粉末状产品的生产成本较低，是一种品质比较原始的产品，生产中产生的废水难于处理，产品中残留的发酵残渣和无机盐较多。因此该工艺很少被采用。
[0005]2、发酵液(或经过过滤、浓缩后的浓酶液)直接与粮食加工副产品(例如米糠、玉米皮、稻糠、麸皮等)混合、干燥，再经粉碎后制成成品
[0006]利用该工艺制备的产品非常粗糙，成本低廉，但是产品的卫生指标很差，产品容重仅有0.4～0.5公斤/升，酶活性低，长期储存的产品中会长昆虫。因此此类产品一般在非规范的饲料、养殖企业采用。
[0007]3、发酵液直接或经过纯化、浓缩、添加填充料后喷雾干燥
[0008]发酵液直接喷雾干燥是国内生产固体酶制剂采用的主要工艺，将发酵液直接喷雾干燥的产品中有大量发酵残渣和生产用微生物，喷雾干燥后的粉末状成品吸湿性很强，极易因吸湿而严重结块，产品容重很低，与用户的产品混合后容易发生分层现象，产品的收率虽高但能耗高，生产成本也较高，对喷雾干燥尾气污染的处理较为繁琐。
[0009]发酵液纯化、浓缩、添加填充料后喷雾干燥得到的粉末状产品吸湿性很强，产品收率低，能耗和生产成本也很高，这类产品仅能满足少数对酶活性要求较高的客户需要。
[0010]4、发酵液直接或经过纯化、浓缩后用有机溶剂沉淀
[0011]该工艺的粉末状产品主要用于有严格卫生要求的用户，产品的成本高，生产设备投资大，对生产系统有很高的安全防火要求。
[0012]5、发酵液经过纯化、浓缩、冷冻干燥后制成固体酶产品
[0013]该工艺主要用于高端的食品、医药用酶产品的生产，通常这类酶产品的生产量较低，但生产成本较高，绝大部分酶产品的生产因生产规模和成本等原因而不能采用该工艺，因此采用该工艺制备的产品仅能被高附加值下游产品的用户接受。
[0014]6、发酵液经过纯化、浓缩后，在沸腾干燥床中向床体内处于沸腾状态的淀粉、糊精类粉末载体连续喷浓缩酶液，得到粉末状的固体酶产品
[0015]在对浓缩酶液进行除菌及采购低微生物含量的载体前提下，该工艺的产品可达到
食品或饲料用途的质量标准，生产中干燥过程时间长，难于制备高酶活的酶制剂，收率低、能耗高、产品吸湿性高、生产成本也高。只有高附加值下游产品的用户可以接受该工艺制备的产品。
[0016]目前国内外工业、饲料、食品所用的颗粒固体酶制剂基本上都必需先将酶发酵液制成浓缩酶液，然后采用各种不同的方法制成颗粒酶产品，其主要生产方式包括：
[0017]1、在流化床干燥设备内向处于流化干燥状态蔗糖、硫酸钠等微小固体颗粒喷雾化的酶浓缩液，浓缩酶液在固体载体表面被连续干燥，形成以载体颗粒为核心的颗粒酶，控制喷入的酶液量可以达到目标酶活性的颗粒酶。此外，还可以喷入其它不同品种的浓缩酶液而生产复合酶颗粒，也可以根据需要喷入酶层保护包裹剂、防水包裹剂、肠溶包裹剂、着色料等。该工艺为经典的颗粒酶制造方法，产品呈现无棱角的不规则颗粒。优点是产品的质量非常好，缺点是造粒过程比较长，有时需要8小时或更长时间才能够生产一个批次的产品，能耗和生产成本比较高。国内几乎没有采用该工艺的生产企业。
[0018]2、将浓缩液体酶与添加剂混合，经过挤压、抛丸、过筛、干燥后得到接近球型的颗粒酶。该工艺的特点是工艺简单、20～60目粒径范围产品的外形和质量都很好，缺点是无法生产比较细小颗粒的产品(例如60～100目)，因为用40目以上的筛网来挤压混合后的物料就非常困难，用60目的筛网来挤压几乎是不可能。大粒径范围的颗粒酶并非用户的普遍需求。
[0019]3、在浓缩酶液中添加淀粉、糊精、可溶性盐类、矿石粉、黏土等，将混合液进行压力喷雾干燥，可以得到外形接近球状的均匀小颗粒产品。该工艺简单且收率高。但该工艺得到的颗粒产品虽呈现微小颗粒状，但在放大镜下颗粒呈空心爆米花状的膨化构造，所以此类产品的容重很低(0.4公斤/升以下)，颗粒强度差，容易破碎成粉末状，颗粒在水中极易崩解，因此所制备的产品存在较大的应用局限性。
[0020]膨胀珍珠岩是珍珠岩矿砂经预热，瞬时高温焙烧膨胀后制成的一种内部为蜂窝状结构的白色颗粒状的材料。可用作过滤剂、催化剂、分子筛以及橡胶、化肥、农药的载体。广泛用于建筑、冶金、石油、机械、轻工、水电、铸造、医药、食品、农林园艺等部门。膨胀硅藻土与膨胀珍珠岩类似，是一种多孔或片状、表面积非常大的二氧化硅矿物质。现有文献报道，膨胀珍珠岩或膨胀硅藻土可以用来吸附液体中的蛋白质、多糖等物质，然后可以用一定离子强度的缓冲液选择性洗脱被吸附的目标物质，从而达到物质的纯化和浓缩的目的。
[0021]申请人未检索到与本申请相同或相近似的国内专利文献报道。

技术实现思路

[0022]本专利技术的目的在于提供一种固体酶制剂的生产方法，通过对其生产方法工艺简单，生产成本且环保处理成本低，酶活回收率高。
[0023]本专利技术的主要技术构思是：
[0024]A、发酵液絮凝过滤
[0025]将含有酶制剂的发酵液过滤并滤除不溶物得到滤液；
[0026]B、超滤浓缩
[0027]将步骤A中得到的滤液进行超滤浓缩；
[0028]C、固体酶制剂的制备
[0029]控制步骤B超滤浓缩后反应体系中的固定物质量含量为20％～40％，向其中添加膨胀珍珠岩粉和/或膨胀硅藻土粉作为载体，使吸附反应体系后的载体含水量为40％～48％，将上述载体低温干燥得到固体酶制剂粗品。
[0030]申请人需要说明的是，由于膨胀珍珠岩粉或膨胀硅藻土粉具有较强的吸水性能，同时物料具有易于分散和干燥的优良性状。经申请人试验证实，对混合物中含水量进行严格控制具有以下优势：一是便于实现混合后物料易分散和干燥；二是便于造粒且成粒效果好；三是保证较高的固、液混合比进而提高固体酶制剂的酶活；四是便于提高工艺效率。更为优选的技术实现手段是，步骤C中混合物的含水量为43％～46％。
[0031]本专利技术中的具体技术构思还有：
[0032]为实现固体颗粒酶制剂具有合适的粒径范围进而符合不同的市场需求，减少固体酶制剂中的粉尘含量，满足较好的强度、分散性及流动性的要求，优选的技术实现手段是，还包括有一步骤D，该步骤的工艺条件如下：
[0033]D、干燥筛分
[0034]将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.固体酶制剂的生产方法，其特征在于包括如下工艺步骤：A、发酵液絮凝过滤将含有酶制剂的发酵液过滤并滤除不溶物得到滤液；B、超滤浓缩将步骤A中得到的滤液进行超滤浓缩；C、固体酶制剂的制备控制步骤B超滤浓缩后反应体系中的固定物质量含量为20％～40％，向其中添加膨胀珍珠岩粉和/或膨胀硅藻土粉作为载体，使吸附反应体系后的载体含水量为40％～48％，将上述载体低温干燥得到固体酶制剂粗品。2.根据权利要求1所述的固体酶制剂的生产方法，其特征在于步骤A中向含有酶制剂的发酵液中加入絮凝剂进行絮凝反应，当反应体系产生絮凝现象后过滤并滤除不溶物得到滤液。3.根据权利要求1或2所述的固体酶制剂的生产方法，其特征在于还包括有步骤D，该步骤的工艺条件如下：D、干燥筛分将步骤C中得到的固体酶制剂粗品低温干燥，至含水量不超过4％后磨碎、筛分得到固体粉末状或颗粒状酶制剂。4.根据权利要求2所述的固体酶制剂的生产方法，其特征在于步骤A中絮凝剂选用阴离子聚丙烯酰胺。5.根据权利要求4所述的固体酶制剂的生产方法，其特征在于所述的步骤A中絮凝剂选用质量百分比浓度为8％～15％的阴离子聚丙烯酰胺溶液，絮凝剂加入量为含有酶制剂的发酵液质量百分含量的5％～20％。6.根据权利要求1或2所述的固体酶制剂的生产方法，其特征在于所述的步骤A的过滤过程中向反应体系内加入助滤剂，助滤剂的加入量占含有酶制剂的发酵液质量百分含量...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵金元，张庚博，杜慧娟，张洁儒，
申请(专利权)人：博利多生物科技石家庄有限公司，
类型：发明
国别省市：