專利名稱：一種超細(xì)微精密復(fù)合化酶反應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種加快酶的催化作用、提高酶解反應(yīng)速度的方法，特別涉及的是一種超細(xì)微精密復(fù)合化酶反應(yīng)的方法，屬酶解反應(yīng)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
如今酶制劑已經(jīng)廣泛應(yīng)用于味精、淀粉糖、釀造、啤酒、食品、紡織、洗滌劑、有機(jī)酸、飼料、醫(yī)藥等行業(yè)。
當(dāng)?shù)孜锏奈锪蠣顟B(tài)為細(xì)粒子及漿料或成為細(xì)粒子及漿料時(shí)，在這種希望被酶制劑作用并允許或要求細(xì)化的操作條件下，如采用淀粉酶等酶制劑水解淀粉或大米等制糖、制酒、制醋、制醬；采用纖維素酶及果膠酶等酶制劑處理水果、蔬菜制漿或榨汁等；采用蛋白酶等酶制劑處理植物或動(dòng)物蛋白及畜、禽、水產(chǎn)加工副產(chǎn)品提取水解蛋白或其他副產(chǎn)品及油脂的酶處理等等。酶制劑在食品、日化、制藥、飼料等行業(yè)的相關(guān)應(yīng)用，是建立在破壞或保持原始物料狀態(tài)如粉、液、漿等的條件下實(shí)施的，在這種反應(yīng)條件下，提高酶制劑催化作用效率的通用方法為增加酶制劑的用量或提高反應(yīng)溫度，但是增加酶制劑的用量必然使成本增加而經(jīng)濟(jì)效益降低；若提高反應(yīng)溫度，則每增加10℃溫度，反應(yīng)速度會(huì)相應(yīng)增加1-2倍，但溫度過高會(huì)使酶失去活性，而且對(duì)于熱敏性物料來說使用提高溫度來提高酶制劑反應(yīng)效率的方法，則會(huì)使物料活性成分和商品價(jià)值降低，如水果、蔬菜制品的新鮮感、特有的天然風(fēng)味消失等。
在淀粉水解中也有采用噴射器進(jìn)行液化，即物料加水加酶與蒸汽一同噴出，在高溫下短時(shí)間內(nèi)糊化、液化，該方法在較常規(guī)的罐內(nèi)液化效率高、均勻度好。但僅適用于在淀粉深加工行業(yè)應(yīng)用，且只能采用高溫淀粉酶。
現(xiàn)有的酶反應(yīng)一般在容器或反應(yīng)罐中進(jìn)行，或混合后半干法反應(yīng)，也有部分耐高溫的酶采用連續(xù)液化方式，料液與蒸氣混勻，連續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)速度慢，效率低，而且不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種反應(yīng)速度快、反應(yīng)充分均勻，效率高、成本低，方法科學(xué)、工藝簡單，操作容易、具有推廣應(yīng)用價(jià)值的可加快酶的催化作用、提高酶解反應(yīng)速度的新方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案為本發(fā)明一種超細(xì)微精密復(fù)合化酶反應(yīng)的方法，該方法主要包括反應(yīng)底物前處理，復(fù)合化酶解反應(yīng)及后期處理三個(gè)步驟，其中，在前處理過程中將反應(yīng)底物進(jìn)行粗碎滅酶，在復(fù)合化酶解反應(yīng)過程中，首先將反應(yīng)底物與酶制劑混合，然后將其一起粉碎并混合均勻發(fā)生酶解反應(yīng)。如圖1所示的方法一，即反應(yīng)底物與酶制劑混合粉碎，在粉碎的同時(shí)產(chǎn)生均勻的混合作用，以加快酶的反應(yīng)速度。
本發(fā)明一種超細(xì)微精密復(fù)合化酶反應(yīng)的方法，該方法主要包括反應(yīng)底物前處理，復(fù)合化酶解反應(yīng)及后期處理三個(gè)步驟，其中，在前處理過程中將反應(yīng)底物進(jìn)行粗碎滅酶，在復(fù)合化酶解反應(yīng)過程中，首先將反應(yīng)底物粉碎，在粉碎的同時(shí)加入酶制劑，然后將兩者混合均勻并發(fā)生酶解反應(yīng)。如圖2所示的方法二，即反應(yīng)底物粉碎，在粉碎的同時(shí)加入酶制劑產(chǎn)生均勻的混合作用，以加快酶的反應(yīng)速度。
本發(fā)明一種超細(xì)微精密復(fù)合化酶反應(yīng)的方法，該方法主要包括反應(yīng)底物前處理，復(fù)合化酶解反應(yīng)及后期處理三個(gè)步驟，其中，在前處理過程中將反應(yīng)底物進(jìn)行粗碎滅酶，在復(fù)合化酶解反應(yīng)過程中，首先將反應(yīng)底物粉碎，后加入酶制劑使之混合均勻并發(fā)生酶解反應(yīng)。如圖3所示的方法三，即反應(yīng)底物粉碎，在粉碎到一定細(xì)度后，加入酶制劑，以加快酶的反應(yīng)速度。
其中，在將所述反應(yīng)底物與酶制劑一起粉碎并混合均勻后加入水再使其發(fā)生酶解反應(yīng)。
其中，在所述反應(yīng)底物粉碎的同時(shí)加入酶制劑并將兩者混合均勻后加入水再使其發(fā)生酶解反應(yīng)。
其中，在將所述粉碎后的反應(yīng)底物中加入酶制劑并混合均勻后加入水再使其發(fā)生酶解反應(yīng)。
綜上所述，本發(fā)明一種超細(xì)微精密復(fù)合化酶反應(yīng)的方法，其基本工藝流程是將細(xì)化的反應(yīng)底物加入酶制劑，通過攪拌(混合均勻)加快酶的催化反應(yīng)，達(dá)到提高酶解反應(yīng)速度的功效，如圖6所示。
采用上述技術(shù)方案后，由于本發(fā)明可使被催化的底物細(xì)化，為充分快速反應(yīng)提供可能，并通過均質(zhì)化，增加酶與反應(yīng)底物的接觸幾率，改善了反應(yīng)條件而且通過加快酶與底物的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生“空間作用力”使反應(yīng)速度加快，從而加快酶的催化作用、提高酶解反應(yīng)速度。


圖1為本發(fā)明所述的方法一之流程圖；圖2為本發(fā)明所述的方法二之流程圖；圖3為本發(fā)明所述的方法三之流程圖；圖4為本發(fā)明介質(zhì)對(duì)物料的作用示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例加工流程圖；圖6為本發(fā)明基本工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例說明本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式本發(fā)明通過以下方法提高通用酶的效率1、使被催化的底物細(xì)化，為充分快速反應(yīng)提供可能；2、通過均質(zhì)化，增加酶與反應(yīng)底物的接觸幾率，以改善反應(yīng)條件；3、通過加快酶與底物的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生“空間作用力”快速反應(yīng)。
在實(shí)際運(yùn)用中本發(fā)明使用了膠體磨裝置，采用膠體磨裝置來提高酶的催化作用、加快酶解反應(yīng)。對(duì)于流體態(tài)的底物，可利用膠體磨裝置使其細(xì)化、均質(zhì)化、且轉(zhuǎn)子與定子之間產(chǎn)生的“空間作用力”可加速酶的催化作用，提高酶解反應(yīng)速度。另外，本發(fā)明還使用了超細(xì)微精密復(fù)合化酶解反應(yīng)裝置，一種提高酶催化作用、加快酶解反應(yīng)的新裝置來提高通用酶的效率。
本發(fā)明可分干法操作和濕法操作兩種方式1、干法操作，促進(jìn)反應(yīng)將被粉碎物料干燥，進(jìn)行粉碎細(xì)化，在反應(yīng)器中將物料與酶制劑共混粉碎，進(jìn)行精密混合。在振動(dòng)條件下，酶制劑及物料被充分活化；在介質(zhì)的擠壓和剪切作用力下，物料粒子不斷細(xì)化，細(xì)胞及細(xì)胞器、纖維等被切斷打破；同時(shí)酶制劑會(huì)嵌入到組織結(jié)構(gòu)中，增加了酶制劑與底物的接觸幾率，提高反應(yīng)效率。某些物料中會(huì)含有生物表面活性劑如皂甙、多糖、氨基酸及蛋白質(zhì)等，在這種均質(zhì)化條件下，產(chǎn)生乳化作用，促進(jìn)了酶制劑與底物的反應(yīng)。由于酶制劑已均勻的附著在物料粒子上，在使用時(shí)有一定水分及溫度的條件下，可快速反應(yīng)。該方法也適用于粉碎與精密混合一同進(jìn)行。
在干法操作過程中，通過控制原料溫度、振動(dòng)筒體通風(fēng)或使振動(dòng)筒體冷卻或加熱的方法，達(dá)到酶所適應(yīng)的反應(yīng)溫度，同時(shí)可以進(jìn)行氣體保護(hù)減少和避免原料活性成分的損失。
2、濕法操作將物料經(jīng)高溫滅酶后，調(diào)制適當(dāng)水分，在反應(yīng)器中與酶制劑共混粉碎，在振動(dòng)條件下，水、酶制劑及物料被充分活化；如圖4所示，1為介質(zhì)，2為物料，剪切力為L，在介質(zhì)1的擠壓和剪切作用力下，物料粒子不斷細(xì)化，細(xì)胞及細(xì)胞器、纖維等被切斷打破；同時(shí)酶制劑會(huì)嵌入到組織結(jié)構(gòu)中，增加了酶制劑與底物的接觸幾率，提高反應(yīng)效率。某些物料中會(huì)含有生物表面活性劑如皂甙、多糖、氨基酸及蛋白質(zhì)等，在這種均質(zhì)化條件下，形成乳化作用，促進(jìn)了酶制劑與底物的反應(yīng)。
在濕法操作過程中，通過控制原料溫度或使振動(dòng)筒體冷卻或加熱的方法，達(dá)到酶所適應(yīng)的反應(yīng)溫度，同時(shí)可以進(jìn)行氣體保護(hù)減少和避免原料活性成分的損失。
具體操作過程如圖5所示當(dāng)反應(yīng)底物為畜、禽及水產(chǎn)品類時(shí)，先將反應(yīng)底物經(jīng)粗碎機(jī)粉碎至20-200目后，微波加熱至85℃經(jīng)5分鐘左右的滅酶處理后，后進(jìn)入緩沖倉，并充入氮?dú)猓缓筮M(jìn)入超細(xì)微精密復(fù)合化酶反應(yīng)裝置，邊粉碎邊添加酶制劑，酶制劑的添加量一般不大于反應(yīng)底物量的3％，過一段時(shí)間后，物料經(jīng)過濾裝置后進(jìn)入真空緩沖倉，再由計(jì)量泵將物料送入酶解反應(yīng)裝置。然后在25-55℃溫度下，經(jīng)10秒-60分鐘的酶解反應(yīng)后冷卻，若有需要，再加水、酶制劑進(jìn)行10-200分鐘的酶水解，則酶制劑與反應(yīng)底物的反應(yīng)完成，再經(jīng)酶鈍化、脫脂、復(fù)配、脫水、復(fù)合化調(diào)味等后期處理，然后進(jìn)行無菌包裝，即可得到營養(yǎng)功能性骨湯料，或調(diào)味后再制粒然后進(jìn)行無菌包裝可得到營養(yǎng)風(fēng)味、功能調(diào)味料。
當(dāng)反應(yīng)底物為藻類及瓜果蔬菜時(shí)，先將反應(yīng)底物經(jīng)粗碎機(jī)粉碎至60-200目再微波加熱至85℃經(jīng)5分鐘左右的滅酶處理后，送入緩沖倉，并充入氮?dú)饣蚣尤朊撗趺福缓筮M(jìn)入超細(xì)微精密復(fù)合化酶反應(yīng)裝置，添加酶制劑，酶制劑的添加量一般小于反應(yīng)底物量的1％；將兩者一起粉碎至250目左右后將物料經(jīng)過濾裝置后進(jìn)入真空緩沖倉，由計(jì)量泵將物料送入酶解反應(yīng)裝置。反應(yīng)時(shí)，裝置內(nèi)溫度保持在25-55℃之間。后經(jīng)10秒-60分鐘的酶解反應(yīng)后，冷卻至適當(dāng)溫度，若有需要，再加水、酶制劑進(jìn)行10-200分鐘的酶水解，酶制劑與反應(yīng)底物的反應(yīng)完成，再經(jīng)酶鈍化、濃縮然后進(jìn)行無菌包裝，或濃縮后脫水然后進(jìn)行無菌包裝，均可得到泥、漿、汁狀產(chǎn)品；若要得到不同口味的功能性復(fù)配產(chǎn)品，還可在脫水后進(jìn)行復(fù)合化調(diào)味，然后進(jìn)行無菌包裝或者調(diào)味后再制粒然后進(jìn)行無菌包裝更可得到超微粉、顆粒狀產(chǎn)品。
當(dāng)反應(yīng)底物為豆類及谷物時(shí)，先將反應(yīng)底物進(jìn)行除砂、分選、清洗、干燥后再將其粉碎至10-120目后送入緩沖倉，并充入氮?dú)?，然后進(jìn)入超細(xì)微精密復(fù)合化酶反應(yīng)裝置，添加酶制劑，酶制劑的添加量一般不大于反應(yīng)底物量的5％，同時(shí)將兩者一起粉碎至150目以上，加水，在25-55℃之間兩者經(jīng)20秒-60分鐘充分反應(yīng)后，物料經(jīng)過濾裝置后進(jìn)入真空緩沖倉，進(jìn)行無菌包裝，即可得到微粉狀半成品；若有需要，再加水、酶制劑進(jìn)行10-200分鐘的維持反應(yīng)，然后無菌包裝，即可得到功能性復(fù)配產(chǎn)品。
另外，本方法也適用于對(duì)新資源進(jìn)行開發(fā)利用。當(dāng)反應(yīng)底物為秸桿、稻草、玉米芯提取物時(shí)，先將反應(yīng)底物經(jīng)粗碎機(jī)粉碎至60-200目后微波加熱至85℃經(jīng)5分鐘左右的滅酶處理后進(jìn)入超細(xì)微精密復(fù)合化酶反應(yīng)裝置，加入酶制劑，酶制劑的添加量一般不大于反應(yīng)底物量的3％，后一起粉碎至250目，過一段時(shí)間后，物料經(jīng)過濾裝置后進(jìn)入真空緩沖倉，再送入酶解反應(yīng)裝置。然后在25-55℃的溫度下酶解反應(yīng)10秒-60分鐘后冷卻，若有需要，再加水、酶制劑進(jìn)行10-200分鐘的酶水解，酶制劑與反應(yīng)底物的反應(yīng)完成，再經(jīng)酶鈍化、脫色、過濾后經(jīng)濃縮進(jìn)行無菌包裝即可得到葡萄糖漿，結(jié)晶后進(jìn)行無菌包裝則可得到葡萄糖粉；若經(jīng)酶鈍化、脫色、過濾后再添加酶制劑進(jìn)行結(jié)構(gòu)異化，然后經(jīng)濃縮進(jìn)行無菌包裝則可得到其他糖類。
采用上述方法后，充分利用了三維空間的作用力，一是可以使各種物質(zhì)超細(xì)微化、發(fā)生物理特性的改變；二是可以借用生物酶，使物質(zhì)定向快速解體、發(fā)生化學(xué)特性的變化；三是在臨界狀態(tài)下進(jìn)行半干法酶反應(yīng)。
在三維空間力的作用下，生物酶快速“游刃”于被沖擊、擠壓、剪切、撞擊、破碎的含液相底物的微粒中，這比傳統(tǒng)的生物酶溫度輔助作用要強(qiáng)很多，主要表現(xiàn)為水解反應(yīng)溫度低、速度加快、酶制劑使用量減少等；對(duì)于干燥的微粉底物，三維空間力則將生物酶均勻、精密、準(zhǔn)確得“配置、埋伏”于底物“微?！敝?，一旦接觸到水，即可由里向外、四面八方的全面迅速水解反應(yīng)。
另外采用上述方法后還有如下優(yōu)點(diǎn)A、產(chǎn)品粒度細(xì)化均勻物料在磨機(jī)中除受到磨碎作用以外，還受到了強(qiáng)烈的攪拌振動(dòng)，使細(xì)化顆粒與基質(zhì)精密復(fù)合。
B、減少液相物質(zhì)的添加粉碎后的物料顆粒有較好的粒度級(jí)配，形成高堆積效率，降低粒子空隙率，提高固體份容重，降低用水量，同時(shí)可減少濃縮及干燥時(shí)的能源消耗。
C、穩(wěn)定性好，不易沉淀良好的粒度級(jí)配使顆粒與基質(zhì)易于形成較為穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
D、特殊的粘度指數(shù)，具有良好的流變特性在粉碎混煉過程中，易于對(duì)于非等積粒子長度方向破壞，促成形成等積狀粒子，形成滾珠效應(yīng)。在剪切作用下，等積狀粒子具有較小的摩擦力，流動(dòng)性好，剪切粘度低。
權(quán)利要求
1.一種超細(xì)微精密復(fù)合化酶反應(yīng)的方法，該方法主要包括反應(yīng)底物前處理，復(fù)合化酶解反應(yīng)及后期處理三個(gè)步驟，其中，在前處理過程中將反應(yīng)底物進(jìn)行粗碎滅酶，其特征在于在復(fù)合化酶解反應(yīng)過程中，首先將反應(yīng)底物與酶制劑混合，然后將其一起粉碎并混合均勻發(fā)生酶解反應(yīng)。
2.一種超細(xì)微精密復(fù)合化酶反應(yīng)的方法，該方法主要包括反應(yīng)底物前處理，復(fù)合化酶解反應(yīng)及后期處理三個(gè)步驟，其中，在前處理過程中將反應(yīng)底物進(jìn)行粗碎滅酶，其特征在于在復(fù)合化酶解反應(yīng)過程中，首先將反應(yīng)底物粉碎，在粉碎的同時(shí)加入酶制劑，然后將兩者混合均勻并發(fā)生酶解反應(yīng)。
3.一種超細(xì)微精密復(fù)合化酶反應(yīng)的方法，該方法主要包括反應(yīng)底物前處理，復(fù)合化酶解反應(yīng)及后期處理三個(gè)步驟，其中，在前處理過程中將反應(yīng)底物進(jìn)行粗碎滅酶，其特征在于在復(fù)合化酶解反應(yīng)過程中，首先將反應(yīng)底物粉碎，后加入酶制劑使之混合均勻并發(fā)生酶解反應(yīng)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)微精密復(fù)合化酶反應(yīng)的方法，其特征在于在將所述反應(yīng)底物與酶制劑一起粉碎并混合均勻后加入水再使其發(fā)生酶解反應(yīng)。
5.如權(quán)利要求2所述的一種超細(xì)微精密復(fù)合化酶反應(yīng)的方法，其特征在于在所述反應(yīng)底物粉碎的同時(shí)加入酶制劑并將兩者混合均勻后加入水再使其發(fā)生酶解反應(yīng)。
6.如權(quán)利要求3所述的一種超細(xì)微精密復(fù)合化酶反應(yīng)的方法，其特征在于在將所述粉碎后的反應(yīng)底物中加入酶制劑并混合均勻后加入水再使其發(fā)生酶解反應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超細(xì)微精密復(fù)合化酶反應(yīng)的方法，該方法主要包括反應(yīng)底物前處理，復(fù)合化酶解反應(yīng)及后期處理三個(gè)步驟，在復(fù)合化酶解反應(yīng)過程中，首先將反應(yīng)底物與酶制劑混合，然后一起粉碎并混合均勻發(fā)生反應(yīng)；還可以首先將反應(yīng)底物粉碎，在粉碎的同時(shí)加入酶制劑，使之混合均勻并發(fā)生反應(yīng)；或者首先將反應(yīng)底物粉碎，后加入酶制劑使之混合均勻并發(fā)生反應(yīng)。在所述復(fù)合化酶解反應(yīng)過程中，在將反應(yīng)底物與酶制劑混合前先將反應(yīng)底物進(jìn)行脫氧處理。采用上述技術(shù)方案后，由于本發(fā)明使被催化的底物細(xì)化，并通過均質(zhì)化，增加酶與反應(yīng)底物的接觸幾率，改善了反應(yīng)條件而且通過加快酶與底物的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而加快酶的催化作用、提高酶解反應(yīng)速度。
文檔編號(hào)C12P1/00GK1721542SQ200410068990
公開日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2004年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月15日
發(fā)明者白峰 申請(qǐng)人:白峰