糖化酶生产中絮凝工艺的研究

2023-01-24

精制浓缩液体糖化酶在生产过程中, 絮凝工艺是关键的一步。如果絮凝效果不好, 将导致处理时间长, 增加染菌的可能性。采用絮凝工艺对发酵液进行预处理, 可除去发酵液中的菌体和其它不溶性粒子, 从而大大改善发酵液的过滤性, 提高糖化酶的澄清度。

1 材料与方法

1.1 材料

木屑、麸皮、硅藻土、加膨润土、硅藻土、苯甲酸钠、A P A M适量、硫酸锌、黄血盐等。

1.2 检测方法

酶活力重量法

pH值用酸度仪测定。

DE值阿贝折光仪测固形物, 斐林氏法测还原糖。D E值=还原糖/总糖酶。

2 结果与讨论

2.1 酶发酵液的质量

酶发酵液的质量直接决定产品的质量和收率[1]。对发酵液质量的要求见表1。

对于个别批次发酵液达不到上述指标要求的, 均改为生产固体酶, 不进行絮凝处理。

2.2 絮凝小试对比试验

每次取100mL样品按下述絮凝方法进行絮凝, 然后用漏斗内衬滤纸进行常压过滤。

方法1:取原样直接用滤纸过滤。

方法2:加水1/3、麸皮1%、硅藻土2%。

方法3:加水1/3、A P A M适量。

方法4:加水30%~40%、加膨润土、硅藻土、苯甲酸钠、A P A M适量。

方法5:加水1/3、木屑1%、依次加入适量硫酸锌、黄血盐、A P A M。其结果见表2。

从表2可知, 方法4、5为最理想的絮凝方法, 其滤液清澈透亮, 滤速快, 滤饼水分少, 可应用于大规模生产。方法4更符合食品卫生标准。方法1、2、3存在不同程度的问题, 可淘汰。

絮凝的作用机理有: (1) 絮凝剂中和了悬浮粒子表面上的电荷 (菌体细胞表面上亦存在着羧基和氨基, 故带有电荷) , 最终导致了这些粒子的絮凝。 (2) 絮凝剂的包埋或吸附作用, 把菌体及其它不溶性粒子机械地吸附并包埋在其中[2]。

2.3 工业化生产

在小试基础上, 采用4种方法对4批次发酵液进行工业化絮凝过滤处理 (按6m3发酵液计算加量) 。

方法1:发酵液不经过任何处理, 直接过滤。方法2:加入1%的木屑和2%的硅藻土后进行过滤。方法3:加入1/3的纯净水, 1%的木屑, 依次加入适量的硫酸锌、黄血盐、A P A M后进行过滤。方法4:加入1/3的纯净水, 1%的硅藻土, 适量的膨润土、苯甲酸钠、A P A M。加入絮凝剂后搅拌30min (转速50r/min~80r/min) 后进行过滤。其结果见表3。

从表3可以看出, 方法1、方法2处理时间长, 滤液也没有后两种方法清亮, 而且滤饼含水量高。方法3、方法4的处理效果基本相同, 但考虑到方法3的滤液由于含有黄血盐等化合物, 可能对成品质量有影响, 因而选用方法4进行生产。

3 结语

(1) 絮凝剂的使用效果与多种因素有关, 其中最重要的是絮凝剂的浓度, 搅拌转速和搅拌时间。

(2) 絮凝剂的添加量从零开始增加时, 被絮凝的悬浮粒子的量相应增加, 但超过一定浓度后, 已絮凝的粒子又发生分散。因此, 要通过试验确定絮凝剂的最佳添加量。

(3) 添加的絮凝剂与悬浮液中的粒子接触是发生絮凝的前提条件, 因此需要进行搅拌。但是, 生成的絮凝物是很脆弱的, 过分的搅拌会使絮状物破碎倾向大于生成倾向, 因此, 又必须控制搅拌转速和时间。根据实际生产情况, 采用搅拌30min, 转速 (50~80) r/min的操作, 取得了良好的絮凝结果[3]。

摘要:对达到液酶生产要求的酶发酵液进行絮凝处理, 絮凝工艺的要点是:加入1/3的纯净水, 1%的硅藻土, 适量的膨润土、苯甲酸钠、APAM。加入絮凝剂后搅拌30min (转速50~80r/min) 后进行过滤。

关键词:糖化酶,絮凝工艺,研究

参考文献

[1] 夏其昌, 吴高德.生物物理学报[J].1989, 10 (21) :465.

[2] 张树政.酶制剂工业[M].北京:科学出版社, 1984:31~34.

[3] 曾辉, 何新民, 等.精制液体糖化酶的开发研制[J].科技期刊, 1999 (2) :26.