專利名稱：一種纖維素酶熱穩(wěn)定添加劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于熱穩(wěn)定添加劑領域，特別涉及一種纖維素酶熱穩(wěn)定添加劑。
背景技術：
纖維素酶是一組能降解纖維素使其水解生成葡萄糖的多組分酶，在食品加工、制酒、飼料、培養(yǎng)菌體蛋白、纖維素糖化、紡織和造紙等眾多的工業(yè)領域中得到廣泛的應用。而提高纖維素酶對纖維素(如食品加工，釀酒和紡織)的處理溫度有利于提高企業(yè)生產(chǎn)效率、降低成本。通常情況下，纖維素酶的最適溫度為45-55°C，進一步提高纖維素酶處理溫度將會使得纖維素酶大幅度失活，所以熱穩(wěn)定性差就成為限制其應用的主要因素之一。為了改善纖維素酶的儲存穩(wěn)定性、進一步提高其催化效率，有必要提高纖維素酶的熱穩(wěn)定性，其中，添加熱穩(wěn)定添加劑是最常用的方法。目前，熱穩(wěn)定添加劑主要有以下三·種(I)糖類和多元醇類，如海藻糖和山梨醇，但是在高溫條件下(超過70°c )它們的穩(wěn)定作用有限；(2)金屬離子(如Na+、K+、Mg2+)，某些金屬離子能與纖維素酶的必須基團(包括活性部位及輔基)結合，引起酶催化反應速度的變化，且低濃度的某些金屬離子有利于維持纖維素酶的活性；(3)表面活性劑，一些表面活性劑也會對提高酶的穩(wěn)定性起到比較好的作用。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種纖維素酶熱穩(wěn)定添加劑，能使酶在90°C下熱處理l_120min的剩余酶活提高8-100倍，其耐熱性獲得極大提高，從而擴大了其應用范圍；胺類物質及殼聚糖價廉，有利于降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明不僅在紡織工業(yè)中用于纖維素纖維織物的加工整理工藝及其廢料的回收等之外，還在食品、飼料等工業(yè)化生產(chǎn)中具有良好的應用前景。本發(fā)明的一種纖維素酶熱穩(wěn)定添加劑為胺類物質、銨鹽、氨基酸的可溶性降解產(chǎn)物或殼聚糖的可溶性降解產(chǎn)物，使用濃度為O. 01g/L到300g/L。所述纖維素酶來源為細菌、真菌、植物或動物。所述胺類物質為伯胺、仲胺、丁胺或季胺；銨鹽為醋酸銨；含堿性側基的水溶性多肽及其氨基酸。所述水溶性殼聚糖的聚合度為I 5000、脫乙酰度為20 100%。所述殼聚糖的來源為節(jié)肢動物的外殼、低等植物的細胞壁或菌的細胞壁；節(jié)肢動物為蟹、蝦；低等植物為藻類。所述水溶性殼聚糖由有化學降解法、物理場降解法或酶降解法得到；化學降解法為酸降解法或氧化降解法；物理場降解法為微波降解法、Y —射線降解法或超聲波法。所述多肽及其氨基酸為含堿性側基的多肽及其氨基酸，選自賴氨酸、精氨酸或組氨酸及相應多肽。所述穩(wěn)定添加劑最適宜的濃度為O. lg/L到10g/L。本發(fā)明所指的纖維素酶的熱穩(wěn)定性提高后，應用范圍包括各類織物的高溫精煉、釀酒、食品加工及其它食品的前處理、飼料加工。由于目前纖維素酶用于織物的前處理及后整理時，均在室溫堆置l_6h，或45°C左右處理l_3h，處理時間均較長，其應用受到限制，因此通過添加胺類物質來提高纖維素酶的熱穩(wěn)定性，將使其能在高溫時對織物進行短時間處理，提高效率。本發(fā)明的目的是尋找篩選高效的熱穩(wěn)定添加劑，以增加纖維素酶的耐熱性，特別是提高纖維素酶在較高溫區(qū)的耐熱性和催化活性。有益.效果本發(fā)明的熱穩(wěn)定添加劑,能使酶在90°C下熱處理l-120min的剩余酶活提高8-100倍，其耐熱性獲得極大提高，從而擴大了其應用范圍；胺類物質及殼聚糖價廉，有利于降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明不僅在紡織工業(yè)中用于纖維素纖維織物的加工整理工藝及其廢料的回收等之外，還在食品、飼料等工業(yè)化生產(chǎn)中具有良好的應用前景。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。實施例I用pH為4. O的醋酸及醋酸鈉緩沖溶液將正丁胺配成濃度為lmol/L的水溶液，置于冰箱中備用。取5ml上述配制好的正丁胺水溶液，在該溶液中加入IOml O. 2g/L的綠色木霉屬纖維素酶，用pH為4. O的醋酸及醋酸鈉緩沖溶液稀釋至100ml，于室溫下攪拌反應30min，制成正丁胺改性修飾后的纖維素酶溶液。將此酶液置于90°C下進行熱處理，每隔一定時間取Iml試樣加入到2ml 5g/L的CMC-Na溶液中，測定此時纖維素酶的酶活。另外，取IOmlO. 2g/L的綠色木霉屬纖維素酶，用pH為4. O的醋酸及醋酸鈉緩沖溶液稀釋至100ml，搖勻，作為對照組。在上述條件下，測試綠色木霉屬纖維素酶在不加熱穩(wěn)定添加劑條件下以及添加正丁胺后90°C下的半衰期以及90°C下熱處理20min分后的相對剩余酶活，結果如表I所示表190°C下正丁胺對綠色木霉屬纖維素酶的熱穩(wěn)定效果
熱處理20min剩余酶活(%) 半衰期t1/2 (min)纖維素_組O0^3
添加正丁胺纖維素_組64 1723·44從表I中可以看出，正丁胺能有效地降低纖維素酶的熱失活速率，提高纖維素酶的熱穩(wěn)定性。實施例2用pH為4. O的醋酸及醋酸鈉緩沖溶液將正丙胺配成濃度為lmol/L的水溶液，置于冰箱中備用。取5ml上述配制好的正丙胺水溶液，在該溶液中加入IOml O. 2g/L的綠色木霉屬纖維素酶，用pH為4. O的醋酸及醋酸鈉緩沖溶液稀釋至100ml，于室溫下攪拌反應30min，制成正丙胺改性修飾后的纖維素酶溶液。將此酶液置于90°C下進行熱處理，每隔一定時間取Iml試樣加入到2ml 5g/L的CMC-Na溶液中，測定此時纖維素酶的酶活。另外，取IOmlO. 2g/L的綠色木霉屬纖維素酶，用pH為4. O的醋酸及醋酸鈉緩沖溶液稀釋至100ml，搖勻，作為對照組。在上述條件下，測試綠色木霉屬纖維素酶在不加熱穩(wěn)定添加劑條件下以及添加乙二胺后90°C下的半衰期以及90°C下熱處理20min分后的相對剩余酶活，結果如表2所示表290°C下正丙胺對綠色木霉屬纖維素酶的穩(wěn)定效果
權利要求
1.一種纖維素酶熱穩(wěn)定添加劑，其特征在于所述熱穩(wěn)定添加劑為胺類物質、銨鹽、多肽及其氨基酸或水溶性殼聚糖，使用濃度為O. Olg/L到300g/L。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種纖維素酶熱穩(wěn)定添加劑，其特征在于所述纖維素酶來源為細菌、真菌、植物或動物。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種纖維素酶熱穩(wěn)定添加劑，其特征在于所述胺類物質為伯胺、仲胺、丁胺或季胺；銨鹽為醋酸銨；含堿性側基的水溶性多肽及其氨基酸。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種纖維素酶熱穩(wěn)定添加劑，其特征在于所述水溶性殼聚糖的聚合度為I 5000、脫乙酰度為20 100%。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種纖維素酶熱穩(wěn)定添加劑，其特征在于所述殼聚糖的來源為節(jié)肢動物的外殼、低等植物的細胞壁或菌的細胞壁；節(jié)肢動物為蟹、蝦；低等植物為藻類。
6.根據(jù)權利要求I所述的一種纖維素酶熱穩(wěn)定添加劑，其特征在于所述殼聚糖的可溶性降解產(chǎn)物由有化學降解法、物理場降解法或酶降解法得到；化學降解法為酸降解法或氧化降解法；物理場降解法為微波降解法、Y —射線降解法或超聲波法。
7.根據(jù)權利要求I或3所述的一種纖維素酶熱穩(wěn)定添加劑，其特征在于所述水溶性多肽及其氨基酸為堿性側基的水溶性多肽及其氨基酸，如選自賴氨酸、精氨酸或組氨酸及相應多肽。
8.根據(jù)權利要求I所述的一種纖維素酶熱穩(wěn)定添加劑，其特征在于所述穩(wěn)定添加劑使用濃度為O. lg/L到10g/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種纖維素酶熱穩(wěn)定添加劑，為胺類物質、銨鹽、堿性側基的水溶性多肽及其氨基酸、殼聚糖的水溶性降解產(chǎn)物，使用濃度為0.01g/L到300g/L；本發(fā)明的穩(wěn)定添加劑能使酶在90℃下熱處理1-120min的剩余酶活提高8-100倍，其耐熱性獲得極大提高，從而擴大了其應用范圍；胺類物質及殼聚糖價廉，有利于降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明不僅在紡織工業(yè)中用于纖維素纖維織物的加工整理工藝及其廢料的回收等之外，還在食品、飼料等工業(yè)化生產(chǎn)中具有良好的應用前景。
文檔編號C12N9/96GK102899308SQ20121039568
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月17日 優(yōu)先權日2012年10月17日
發(fā)明者陸大年, 付康麗 申請人:東華大學