酶是從發(fā)酵液或tr產(chǎn)物中抽提并提純的產(chǎn)品。抽提水溶液中含有少量酶,但含有大量懸浮固形物、高分子和低分子雜質(zhì)等。目前已采用的濃縮精制方法有沉淀法、吸咐法、色譜法、凍結(jié)法、真空濃縮法和超速離心等,但分離精制效果和費(fèi)用都較高。而膜分離法是利用膜兩側(cè)的壓力差,使水和小分子物質(zhì)透過膜,而酶等大分子物質(zhì)則被截留在膜內(nèi),從而實(shí)現(xiàn)對酶的濃縮精制。
目前國際上用超濾技術(shù)對粗酶液進(jìn)行濃縮精制,在美國、日本、丹麥等已進(jìn)行了規(guī)模化生產(chǎn)。
超濾技術(shù)濃縮精制蛋白酶數(shù)據(jù)表
原液 250L,PH4.95,固形物10%
濃縮液 11L,PH3.6,固形物29.6%,酶收率{bfb}
透過液 239L,固形物9.1%
不純物去除率 0.296×11(0.296×11+0.091×239)=0.13,去除率83%
膜分離技術(shù)用于酶制劑生產(chǎn)具有以下優(yōu)點(diǎn)
■在常溫下濃縮提純,減少了溫度對酶制劑活性的影響,分離的產(chǎn)品純度好,質(zhì)量和收率高;
■與真空蒸發(fā)相比,超濾的能耗低,兩者的能耗比為1: 8;
■與鹽析沉淀、溶劑萃取法相比,可以省去無機(jī)鹽及有機(jī)溶劑,如硫酸鐵、硫酸鎂、乙醇、丙酮等助劑消耗,既降低成本,又減少了對環(huán)境的污染,操作簡單。
膜分離技術(shù)成功應(yīng)用的酶制劑
(一)對2709堿性蛋白酶發(fā)酵液進(jìn)行處理,達(dá)到排出糖、鹽、色素等低分子物質(zhì)和濃縮蛋白酶的目的。酶截留率達(dá)99% ,所得產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)于真空濃縮法和鹽板法的產(chǎn)品。
(二)對糖化酶等廢液進(jìn)行超濾回收,將酶活性從原來的1160unit/ml濃縮到26422unit/ml,濃縮20多倍,酶累積透過率小于10%,經(jīng)濟(jì)效益明顯。
(三)超濾法代替薄膜蒸發(fā)濃縮植酸酶發(fā)酵液,植酸酶的濃縮倍數(shù)為6.53倍,濃縮收率為99.69%,截留率為99.99%,實(shí)現(xiàn)了低能耗,低損失,高濃縮回收,無污染等功效。
(四)超濾法代替乙醇沉淀法及單寧沉淀法能有效地從菠蘿皮汁分離出小分子物質(zhì)與菠蘿蛋白酶,酶的截留率為95%,制得的菠蘿蛋白酶淀粉活性達(dá)5.62x 106unit/g,酶粉收率比傳統(tǒng)法高出47%。
(五)超濾法提取濃縮的生姜蛋白酶的活性為單寧法的1.348倍,為乙醇法的1. 526倍,更經(jīng)濟(jì),產(chǎn)品質(zhì)量更好,更具工業(yè)化生產(chǎn)價(jià)值。
(六)超濾法分離溶菌酶收率可達(dá)到65%,純度達(dá)95.5% ,酶活性為14610unit/mg。
(七)超濾法代替硫酸銨鹽析法提取濃縮α一淀粉酶,可提高產(chǎn)品的活性、穩(wěn)定性和純度,降低能耗,提高回收率。
(八)微濾集成超濾和納濾技術(shù)分離純化和濃縮大蒜酶,在低溫下進(jìn)行處理,可提高產(chǎn)品的活性、穩(wěn)定性和純度,提高收率。