[发明专利]一种工业用酶液的热处理澄清方法

说明书

本发明提供一种工业用酶液的热处理澄清方法，包括以下步骤：(1)选择目的蛋白培养发酵：选择目的蛋白，按照现有发酵生产工艺发酵得到发酵液，再将发酵液进行细胞破碎处理，即得细胞破碎液；(2)热处理澄清：将步骤(1)所得细胞破碎液进行热处理澄清；(3)后处理：将步骤(2)热处理澄清后的液体进行离心处理，并收集清液，即为目的蛋白的工业用酶澄清液。该方法具有工艺简单、成本较低且具有环保优势，澄清后酶液中目的蛋白的酶活损失不大于10％，且浊度低于500NTU并能够通过0.2μm的过滤膜。

技术领域

本发明属于工业用酶制剂生产技术领域，具体涉及一种工业用酶液的热处理澄清方法，适用于大规模制备工业用酶液的澄清工艺。

背景技术

酶是由活细胞产生的、催化特定生物化学反应的一种生物催化剂。酶制剂是酶经过提纯、加工后的具有催化功能的生物制品，主要用于催化生产过程中的各种化学反应，具有催化效率高、高度专一性、作用条件温和、降低能耗、减少化学污染等特点，其应用领域遍布食品、纺织、饲料、洗剂、造纸、皮革、医药以及能源开发、环境保护等方面。

酶制剂产业是知识密集型高技术产业，是生物工程领域的重要组成部分。工业用酶制剂(GB/T20370—201X)是酶制剂产业中重要的一员，目前工业化生产的工业用酶制剂主要是以霉菌和细菌为主，其次由酵母、放线菌生产。当代工业用酶主要从微生物中分离，因其具有如下优点：1、生长速度快；2、培养所占空间小；3、方便的遗传操纵性；4、培养基成本低，可以广泛应用于工业生产；5、微生物分泌的酶性质更加广泛；6、微生物分泌酶多为是胞外酶，并且操作工艺简单。

酶制剂技术领域经多年研究发展，从技术上总结了工业用酶制剂的分离纯化方法有：有机溶剂沉淀法、盐析法、等电点法、变性沉淀法、单宁法、葡聚糖凝胶DEAE-纤维素法、双水相萃取纯化法等。但上述大部分的分离纯化方法仅适用于实验室内小规模工业用酶制剂的制备，操作繁琐且工业化成本较高。

目前，国内的工业用酶制剂的生产多为采用发酵生产工艺，该发酵生产工艺通常依次分为以下几个步骤：菌种培养、发酵、发酵液预处理及酶液的分离纯化，最终依据用途得到液体酶制剂、粒装酶制剂或是粗制酶制剂。其中，发酵液预处理通常为将发酵罐中的发酵液在进行细胞破碎后加入絮凝剂进行絮凝处理，再离心过滤出液体部分。上述发酵液预处理过程通常是为了得到澄清的酶液，一方面是因为发酵液在细胞破碎后较为粘稠和浑浊，很难将其直接与反应物混合均匀，因此无法直接应用于工业生产上进行催化；另一方面是为了方便后续进一步处理，如真空浓缩等工艺。

但目前工业用酶制剂工业化生产所需的絮凝剂普遍为化学絮凝剂，如PEI(聚乙烯亚胺)等，但此类化学絮凝剂尤其是PEI通常具有很强的毒性，其使用过程中需要工人注意防护，同时因为其絮凝后的固废含有大量絮凝剂残留，因此不能作为一般生物垃圾处理，甚至不能掩埋处理，否则会对环境造成极大的污染，其唯一可行的处理方法是焚烧，这不仅不环保，也给企业造成很大的负担。

例如，中国授权发明专利“一种制备头孢菌素C酰化酶固定化酶的方法”(申请号：201410843158.5)，公开了一种制备头孢菌素C酰化酶固定化酶的方法，该方法包括以下步骤：(1)将大肠杆菌发酵液用陶瓷膜浓缩后，用磷酸盐缓冲液透析，高压破碎后，得细胞破碎液；(2)在细胞破碎液中加入由硫酸铝、硫酸亚铁和中性聚丙烯酰胺组成的混合絮凝剂，在室温下絮凝；加入硅藻土，离心收集上清液；(3)在上清液中加入复合硫酸盐后加热；冷却至室温后，加入硅藻土，离心收集上清液；(4)用聚丙烯晴材质的中空纤维膜浓缩，用磷酸盐缓冲液透析，得浓缩酶液；(5)在浓缩酶液中加入固定化载体，酶与载体充分结合后抽滤，即得。该授权发明专利中就是采用了硫酸铝、硫酸亚铁和中性聚丙烯酰胺组成的混合絮凝剂，其中，硫酸铝对人体眼睛、粘膜有一定的刺激作用，且容易污染水体；硫酸亚特对呼吸道有刺激性，吸入引起咳嗽和气短，误服严重者可致死，且对环境有危害，对水体可造成污染；聚乙烯亚胺具有很强的毒性，且对环境有危害。