專利名稱：一種包被堿性蛋白酶的酶顆粒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包被堿性蛋白酶的酶顆粒及其制備方法，屬于酶制劑應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
蛋白酶是工業(yè)用酶中最為重要的一種酶，按其pH值分為酸性蛋白酶、中性蛋白酶和堿性蛋白酶。堿性蛋白酶又稱絲氨酸蛋白酶，是一類適宜在偏堿(pH范圍一般在9 12) 范圍內(nèi)水解蛋白質(zhì)的酶類，具有較強(qiáng)的水解、耐堿、耐熱能力，對奶潰、汗?jié)ⅰ⒀獫⒓叭庵鹊鞍踪|(zhì)類污潰有很好降解效果。目前，堿性蛋白酶是全球用量最大的酶，廣泛應(yīng)用于洗滌、 皮革加工、醫(yī)療、食品加工、飼料和化學(xué)工業(yè)以及廢物處理等領(lǐng)域。
為了解決洗滌劑中的磷酸鹽引起的水源富營養(yǎng)化問題，無磷和低磷洗滌劑也應(yīng)運而生。低磷和無磷洗滌劑配方中，由于削減了三聚磷酸鈉助劑，使產(chǎn)品的去污力隨之下降， 而通過加酶方法能增強(qiáng)洗滌劑的去污能力，這為洗滌劑用酶的發(fā)展提供了契機(jī)。伴隨著洗滌劑的低磷化或無磷化和低溫洗滌趨勢，加酶是世界公認(rèn)的提高洗滌效能的有效途徑之一，洗滌劑用酶已成為洗滌劑行業(yè)的一種高新技術(shù)原料。近年來，洗滌劑用酶已從一般輔助配料發(fā)展為與表面活性劑、助劑具有同等重要地位的關(guān)鍵或常規(guī)組分，加酶洗滌劑越來越普及。洗滌劑用酶主要是堿性蛋白酶，常以固體制劑的形式添加到洗衣粉中。
但是直接在洗衣粉中添加酶還存在一些問題，堿性蛋白酶有異味，酶的粉塵對部分人群可引起接觸性的過敏性反應(yīng)，酶粉與洗衣粉混和后由于粒度和比重的差異造成產(chǎn)品的組分不均勻，酶粉易吸濕失活，不易保存等。為解決上述問題，目前多采用將堿性蛋白酶進(jìn)行包衣處理，制成酶顆粒，從而降低了粉塵污染，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和均一性。但現(xiàn)有堿性蛋白酶顆粒產(chǎn)品普遍存在顆粒粗糙不規(guī)則、圓整度差、崩解速度慢、耐濕熱性差、保存期短、去污力不強(qiáng)等問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種包被堿性蛋白酶的酶顆粒及其制備方法。
本發(fā)明的一個方面涉及一種包被堿性蛋白酶的酶顆粒，包括有空白丸芯、包裹在空白丸芯外的酶層，還包括有包裹在酶層上的隔離層和保護(hù)層。
上述包被堿性蛋白酶的酶顆粒各組分所占比重分別為空白丸芯60% 70%，酶層10% 15%，隔離層5% 15%，保護(hù)層10% 15%。
上述空白丸芯各組分及其占丸芯的比重分別為淀粉50% 65%，微晶纖維素 7% 15%，糊精7 15%，硫酸鈉10 15%，蔗糖3% 15%，十二烷基磺酸鈉0.5% 5%。
上述酶層各組分及其占酶層的比重分別為堿性蛋白酶60% 80%，糊精15% 30%，硼酸 5% 10%。
上述隔離層各組分及其占隔離層的比重分別為硫酸鈉35 % 50 %，糊精30 % 45%，羧甲基纖維素鈉10% 15%，十二烷基磺酸鈉5% 10%。
上述保護(hù)層各組分及其占保護(hù)層的比重分別為聚乙烯吡咯烷酮10% 25%，鈦白粉40% 50%，淀粉25% 50%，亮藍(lán)0. 1% 1%。
本發(fā)明的另一方面涉及制備上述包被堿性蛋白酶的酶顆粒的方法，包括以下步驟
I)制備空白丸芯首先將空白丸芯各組分用水混勻制成濕材，然后將濕材投料于擠出機(jī)料倉中，選擇擠出孔徑在0. 3mm I. Omm之間的孔板,使?jié)癫臄D成細(xì)條狀；接下來在滾圓機(jī)內(nèi)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速600-1400rpm，使條狀物料加工成微丸；最后將微丸置流化床中，調(diào)整進(jìn)風(fēng)溫度為40°C 80°C，干燥至物料溫度為35°C 70°C，即得空白丸芯；
2)噴涂酶液將酶層各組分加水配制成重量體積比為5% -8%的酶液；取步驟I) 中制備的空白丸芯投入流化床包衣機(jī)中，選用0.8 1.5_噴槍將酶液均勻噴涂到空白丸芯外層，調(diào)整進(jìn)風(fēng)溫度40 60°C，風(fēng)量80 180m3/h，供液速度8 45rpm，霧化壓力I. 2 2.5bar ;噴涂結(jié)束后，繼續(xù)干燥至微丸的溫度為35°C 50°C，完成酶層的包裹；
3)噴涂隔離層溶液將隔離層各組分加水配制成重量體積比為5% -8%的溶液。 取步驟2)得到的包裹酶層的微丸投入流化床包衣機(jī)中，按步驟2)所述操作將隔離層溶液均勻噴涂在微丸外層，然后干燥；得到包括隔離層的微丸；
4)噴涂保護(hù)層溶液將保護(hù)層各組分加水配制成重量體積比為5% -8%的溶液， 將步驟3)得到的包括隔離層的微丸投入流化床包衣機(jī)中，按步驟2)所述操作將保護(hù)層溶液均勻噴涂到微丸外層，然后干燥，最終得到本發(fā)明的酶顆粒。
本發(fā)明的包被堿性蛋白酶的酶顆粒圓整，無異味，顆粒大小均勻，20-40目的顆粒占99%以上，主要性能均優(yōu)于國外同類產(chǎn)品容重為700-900g，與洗衣粉有很好的混合度； 酶顆粒中酶活力高，為250000U/g 400000U/g ;溶解速度快；保存期長，在25°C條件下保存6個月，酶活力損失小于5% ;耐濕熱性能好，在37°C、70%濕度條件下保存3個月，酶活力損失小于10% ;去污效果好。
具體實施方式
本發(fā)明中用于制備包被堿性蛋白酶的酶顆粒的原料和設(shè)備均可選自市售的任意一款產(chǎn)品。下面通過具體實施例更進(jìn)一步地描述本發(fā)明，但不應(yīng)視為對發(fā)明范圍的限制。
實施例I
將9100g淀粉、980g微晶纖維素、980g糊精、1400g硫酸鈉、蔗糖1470g、十二烷基磺酸鈉70g在混合機(jī)中混合30min，加適量水制成濕材，在雙螺桿擠出機(jī)中(螺桿轉(zhuǎn)速 40rpm)擠成條狀物料。將條狀物料投入拋圓機(jī)中，設(shè)置轉(zhuǎn)速600rpm、風(fēng)機(jī)10Hz，直至將條狀物料加工成圓整的微丸后出料。將微丸置于流化床中，在40°C進(jìn)風(fēng)條件下干燥至料溫 350C，然后放出干燥好的微丸，即得空白丸芯。
將5000g液體堿性蛋白酶(折合干重857g)、429g糊精、143g硼酸配成質(zhì)量體積比為5%的混懸溶液，將制備的空白丸芯IOkg投入流化床中，啟動流化床和包衣設(shè)備。在進(jìn)風(fēng) 40°C、風(fēng)量80mVh、供液速度8rpm、物料溫度35°C，選0. 8mm噴槍，霧化壓力I. 2bar的條件下涂敷酶。進(jìn)一步地，將250g硫酸鈉、321g糊精、71. 5g羧甲基纖維素鈉、71. 5g十二烷基磺CN 102533708 A酸鈉和適量水制成質(zhì)量體積比為5%的懸濁液，用同樣的方法進(jìn)行隔離層的包被。更進(jìn)一步地，將聚乙烯吡咯烷酮214g、鈦白粉857g、淀粉1071g、亮藍(lán)2g用水制成質(zhì)量體積比為8% 的懸濁液，用同樣的方法進(jìn)行保護(hù)層的包被。即得包被堿性蛋白酶的酶顆粒。
實施例2
將7000g淀粉、2100g微晶纖維素、2100g糊精、2100g硫酸鈉、蔗糖420g、十二烷基磺酸鈉280g在混合機(jī)中混合30min，加適量水制成濕材，在立式旋壓擠出機(jī)中(送料30Hz、 擠出45Hz)擠成條狀物料。將條狀物料投入拋圓機(jī)中，設(shè)置轉(zhuǎn)速lOOOrpm、風(fēng)機(jī)20Hz，直至將條狀物料加工成圓整的微丸后出料。將微丸置于流化床中，在60°C進(jìn)風(fēng)條件下干燥至料溫53°C，放出干燥好的微丸，即得空白丸芯。
將1477g堿性蛋白酶粉末、277g糊精、92g硼酸用水配成質(zhì)量體積比為7%的懸濁液，將制備的空白丸芯IOkg投入流化床中，啟動流化床和包衣設(shè)備。在進(jìn)風(fēng)60°C、風(fēng)量 160m3/h、供液速度30rpm、物料溫度52°C、霧化壓力2. Obar條件下,選I. Omm噴槍進(jìn)行酶的涂敷。進(jìn)一步地，將769§硫酸鈉、462§糊精、231§羧甲基纖維素鈉和77g十二烷基磺酸鈉， 用水制成質(zhì)量體積比為6%的懸濁液，用同樣的方法進(jìn)行隔離層的包被。更進(jìn)一步地，將聚乙烯吡咯烷酮500g、鈦白粉1000g、淀粉500g、亮藍(lán)3g用水制成質(zhì)量體積比為5%的懸濁液，用同樣的方法進(jìn)行保護(hù)層的包被。即得包被堿性蛋白酶的酶顆粒。
實施例3
將7420g淀粉、1120g微晶纖維素、1120g糊精、1540g硫酸鈉、蔗糖2100g、十二烷基磺酸鈉700g在混合機(jī)中混合30min，加適量水制成濕材，在螺桿擠出機(jī)中(螺桿轉(zhuǎn)速 50rpm)擠成條狀物料。將條狀物料投入拋圓機(jī)中，設(shè)置轉(zhuǎn)速1400rpm、風(fēng)機(jī)30Hz，直至將條狀物料加工成圓整的微丸后出料。將微丸置于流化床中，在80°C進(jìn)風(fēng)條件下干燥至料溫 70°C，放出干燥好的微丸，即得空白丸芯。
將1875g堿性蛋白酶粉末、425g糊精、200g硼酸制成質(zhì)量體積比為8%的懸濁液， 將IOkg空白丸芯投入流化床中，啟動流化床和包衣設(shè)備。在進(jìn)風(fēng)80°C、風(fēng)量180m3/h、供液速度45rpm、物料溫度70°C、1. 5mm噴槍、霧化壓力2. 5bar條件下進(jìn)行酶的涂敷。進(jìn)一步地, 將IOOOg硫酸鈉、IOOOg糊精、325g羧甲基纖維素鈉、175g十二烷基磺酸鈉用水制成質(zhì)量體積比為8%的懸濁液，用同樣的方法進(jìn)行隔離層的包被。再進(jìn)一步地，將333g聚乙烯吡咯烷酮、750g鈦白粉、567g淀粉、16g亮藍(lán)用水制成質(zhì)量體積比為6%的懸濁液，用同樣的方法進(jìn)行保護(hù)層的包被。即得包被堿性蛋白酶的酶顆粒。
包被堿性蛋白酶的酶顆粒性能測試與比較
取上述實施例1，2，3中制得的酶顆粒進(jìn)行性能測試，并與國外兩種同類產(chǎn)品進(jìn)行對比，下述國外酶I為諾維信公司堿性蛋白酶顆粒產(chǎn)品，編號Savinase 8. OT ;國外酶2為杰能科公司堿性蛋白酶顆粒產(chǎn)品，編號PuraFast2000HS
(I)外觀與氣味肉眼或使用放大鏡觀察顆粒的顏色和圓整情況。本發(fā)明的酶顆粒呈藍(lán)色，外觀圓球形，顆粒大小均勻，無異味。
(2)粒度隨機(jī)取樣1kg，用標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行篩分。本發(fā)明的酶顆粒粒徑分布適宜，20 目 40目占99%以上。
(3)硬度感官測量，用手指使勁捻時無破碎。
(4)容重向IL量筒中加入本發(fā)明的酶顆粒至IL刻度線，測定加入的酶顆粒的重量，即為容重。本發(fā)明的酶顆粒容重在700g 900g之間，優(yōu)于國外同類產(chǎn)品(國外酶1，國外酶2的容重均為IlOOg 1200g。)，與洗衣粉有較好的混合均勻度。
(5)酶活按照工業(yè)酶制劑通用試驗方法(QB/T 1803-1993)進(jìn)行酶活力的檢測， 本發(fā)明的酶顆粒酶活力為250000U/g 400000U/g。
(6)溶解性將本發(fā)明的酶顆粒與水以I : 100比例放入水中，磁力攪拌慢速攪拌，在室溫條件下，2min內(nèi)完全溶解；而國外酶1，酶2溶解時間均大于3min。
(7)干燥失重按照工業(yè)酶制劑通用試驗方法(QB/T 1803-1993)進(jìn)行干燥失重的檢測，本發(fā)明的酶顆粒干燥失重< 5。
(8)穩(wěn)定性在25°C條件下保存6個月時，本發(fā)明的酶顆粒活力損失小于5%，； 在37°C、75%濕度條件下保存3個月時，酶活力損失小于10%，均優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。(在 25°C條件下保存6個月時，國外酶I和酶2的活力損失約為7% -8% ;在37°C、75%濕度條件下保存3個月時，國外酶I和酶2酶活損失大于15% )。
(9)本發(fā)明的酶顆粒，按照國標(biāo)《GBT 13174-2008衣料用洗滌劑去污力及循環(huán)洗滌性能的測定》測試其去污效果，測試結(jié)果優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。去污力試驗結(jié)果見下表
不同酶顆粒產(chǎn)品在標(biāo)準(zhǔn)洗衣粉中的去污力表現(xiàn)
權(quán)利要求
1.一種包被堿性蛋白酶的酶顆粒，由空白丸芯、酶層、隔離層和保護(hù)層組成，其特征在于所述各組分所占比重分別為空白丸芯60% 70%，酶層10% 15%%，隔離層5% 15%，保護(hù)層10% 15%。
2.如權(quán)利要求I所述酶顆粒，其特征在于所述空白丸芯各組分及其占丸芯的比重分別為淀粉50% 65%，微晶纖維素7% 15%，糊精7 15%，硫酸鈉10 15%，蔗糖3% 15%，十二烷基磺酸鈉0. 5% 5%。
3.如權(quán)利要求I所述酶顆粒，其特征在于所述酶層各組分及其占酶層的比重分別為 堿性蛋白酶60% 80%，糊精15% 30%，硼酸5% 10%。
4.如權(quán)利要求I所述酶顆粒，其特征在于所述隔離層各組分及其占隔離層的比重分別為硫酸鈉35% 50%，糊精30% 45%，羧甲基纖維素鈉10% 15%，十二烷基磺酸鈉 5% 10%。
5.如權(quán)利要求I所述酶顆粒，其特征在于所述保護(hù)層各組分及其占保護(hù)層的比重分別為聚乙烯吡咯烷酮10% 25%，鈦白粉40% 50%，淀粉25% 50%，亮藍(lán)0. 1% 1%。
6.權(quán)利要求I所述包被堿性蛋白酶的酶顆粒的制備方法，包括以下步驟(1)制備空白丸芯按比例稱取空白丸芯各組分，過篩，混合，加適量水混勻，制成濕材；將濕材投料于擠出機(jī)料倉中，選擇擠出孔徑在0. 3mm I. Omm之間的孔板,使?jié)癫臄D成細(xì)條狀；然后投料于滾圓機(jī)內(nèi)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速600-1400rpm，使條狀物料加工成圓整、均勻的微丸；將微丸置流化床中，調(diào)整進(jìn)風(fēng)溫度為40°C 80°C，干燥至物料溫度為35°C 70°C，即得空白丸芯；(2)噴涂酶液按比例稱取酶層各組分，加水配制成重量體積比為5%-8%的酶液，取一定量的空白丸芯，投入流化床包衣機(jī)中，選用0. 8 I. 5_噴槍將酶液均勻噴涂到空白丸芯外層，調(diào)整進(jìn)風(fēng)溫度40 60°C，風(fēng)量80 180m3/h，供液速度8 45rpm，霧化壓力I. 2 ·2.5bar ;噴涂結(jié)束后，繼續(xù)干燥至微丸的溫度為35°C 50°C ；(3)噴涂隔離層溶液按比例稱取隔離層各組分，加水配制成重量體積比為5%-8%的溶液，取一定量步驟(2)得到的微丸，投入流化床包衣機(jī)中，按步驟(2)所述操作將隔離層溶液均勻噴涂在微丸外層，然后干燥；(4)噴涂保護(hù)層溶液按比例稱取保護(hù)層各組分，加水配制成重量體積比為5%-8%的溶液，取一定量步驟(3)得到的微丸，投入流化床包衣機(jī)中，按步驟(2)所述操作將保護(hù)層溶液均勻噴涂到微丸外層，然后干燥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包被堿性蛋白酶的酶顆粒及其制備方法，所述的酶顆粒包括有空白丸芯、包裹在空白丸芯外的酶層，還包括有包裹在酶層上的隔離層和保護(hù)層。本發(fā)明的包被堿性蛋白酶的酶顆粒圓整，無異味，顆粒大小均勻，20-40目的顆粒占99％以上，各項性能均優(yōu)于國外同類產(chǎn)品容重為700-900g，與洗衣粉有很好的混合度；酶顆粒中酶活力高，為250000U/g～400000U/g；溶解速度快；保存期長，在25℃條件下保存6個月，酶活力損失小于5％；耐濕熱性能好，在37℃、70％濕度條件下保存3個月，酶活力損失小于10％；去污效果好。
文檔編號C12N9/96GK102533708SQ201110448458
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者劉偉, 盧彥梅, 史衍魯, 張贊劍, 馬俊孝 申請人:濰坊康地恩生物科技有限公司, 青島蔚藍(lán)生物集團(tuán)有限公司