[01159749]植酸酶工业化发酵生产工艺的优化与新产品开发
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面议
所属行业:
调味及发酵
类型:
非专利
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技术详细介绍
植酸酶是催化植酸及植酸盐水解为肌醇和磷酸(或磷酸盐)的一类水解酶的统称,在饲料、食品、医药等领域有着广泛的作用。作为食品添加剂,能够降低食物中的植酸而改善人体对磷、锌、钙、铁等矿物质的吸收;或作为食品加工助剂,在加工时减少食品中植酸的含量,改善食品性能,提高营养价值。在医药工业中,植酸酶用于生产低磷酸肌醇或肌醇。目前植酸酶主要应用于饲料工业,作为一种环保型饲料添加剂,能使饲料中植物有机磷得到有效的利用,从而减少畜禽养殖业对环境中的磷污染;并可解除植酸的抗营养作用,改善畜禽生长性能,提高饲料的利用率,并促进动物对蛋白质、氨基酸和碳水化合物的消化吸收。目前,对植酸酶的研究主要集中于高酶活基因工程的构建,对其发酵的大部分研究停留在小试阶段,而基因工程菌发酵与普通微生物发酵工艺有着本质的区别,植酸酶基因工程菌对溶氧的要求较高,小(中)试发酵获得的结果难于指导工业化生产,工业化发酵生产过程中普遍存在原料利用不充分、能耗较高,菌体的生长与产酶的诱导不同步等现象。另外,植酸酶的热稳定性始终没有得到很好解决。饲料加工需经过制粒工艺,在制粒过程中的高温过程(75~93℃)使植酸酶活性大幅度地丧失,制约了其在饲料中的推广应用。开发液态植酸酶产品、利用后喷涂工艺添加可避开饲料的高温造粒工段,可有效地减少酶活的损失。酶活高、性能稳定的液态植酸酶是目前国内外各生产厂家争相开发的新产品。温州大学联合温州海螺挑战生物工程有限公司在温州市科技局的支持下,2008年以来开展了“植酸酶工业化发酵生产工艺的优化与新产品开发”项目的研究(项目编号:G20080133),项目通过培养基及甲醇诱导工艺的优化,建立了植酸酶基因工程菌发酵生产的低盐培养基配方及甲醇的五阶段诱导工艺,在30吨生产规模实现了植酸酶的高效生产,发酵酶活大于18000U/ml,使植酸酶的生产更加高效、成本更加经济。项目建立了集成膜技术为核心的液态植酸酶处理技术,选用截留分子量为5000和10万分子量的超滤膜分别对植酸酶发酵液进行处理,有效去除发酵液中的非酶蛋白、色素、有机和无机离子、微生物等杂质;同时筛选了液态植酸酶保护剂,提高了产品的稳定性,酶活大于10000U/mL。液态植酸酶产品于2008年5月投放市场以来,受到用户的普遍欢迎,项目实施期间销售液态植酸酶产品1784.64万元人民币,利税381.26万元;同时节约原料成本197.34万元。
植酸酶是催化植酸及植酸盐水解为肌醇和磷酸(或磷酸盐)的一类水解酶的统称,在饲料、食品、医药等领域有着广泛的作用。作为食品添加剂,能够降低食物中的植酸而改善人体对磷、锌、钙、铁等矿物质的吸收;或作为食品加工助剂,在加工时减少食品中植酸的含量,改善食品性能,提高营养价值。在医药工业中,植酸酶用于生产低磷酸肌醇或肌醇。目前植酸酶主要应用于饲料工业,作为一种环保型饲料添加剂,能使饲料中植物有机磷得到有效的利用,从而减少畜禽养殖业对环境中的磷污染;并可解除植酸的抗营养作用,改善畜禽生长性能,提高饲料的利用率,并促进动物对蛋白质、氨基酸和碳水化合物的消化吸收。目前,对植酸酶的研究主要集中于高酶活基因工程的构建,对其发酵的大部分研究停留在小试阶段,而基因工程菌发酵与普通微生物发酵工艺有着本质的区别,植酸酶基因工程菌对溶氧的要求较高,小(中)试发酵获得的结果难于指导工业化生产,工业化发酵生产过程中普遍存在原料利用不充分、能耗较高,菌体的生长与产酶的诱导不同步等现象。另外,植酸酶的热稳定性始终没有得到很好解决。饲料加工需经过制粒工艺,在制粒过程中的高温过程(75~93℃)使植酸酶活性大幅度地丧失,制约了其在饲料中的推广应用。开发液态植酸酶产品、利用后喷涂工艺添加可避开饲料的高温造粒工段,可有效地减少酶活的损失。酶活高、性能稳定的液态植酸酶是目前国内外各生产厂家争相开发的新产品。温州大学联合温州海螺挑战生物工程有限公司在温州市科技局的支持下,2008年以来开展了“植酸酶工业化发酵生产工艺的优化与新产品开发”项目的研究(项目编号:G20080133),项目通过培养基及甲醇诱导工艺的优化,建立了植酸酶基因工程菌发酵生产的低盐培养基配方及甲醇的五阶段诱导工艺,在30吨生产规模实现了植酸酶的高效生产,发酵酶活大于18000U/ml,使植酸酶的生产更加高效、成本更加经济。项目建立了集成膜技术为核心的液态植酸酶处理技术,选用截留分子量为5000和10万分子量的超滤膜分别对植酸酶发酵液进行处理,有效去除发酵液中的非酶蛋白、色素、有机和无机离子、微生物等杂质;同时筛选了液态植酸酶保护剂,提高了产品的稳定性,酶活大于10000U/mL。液态植酸酶产品于2008年5月投放市场以来,受到用户的普遍欢迎,项目实施期间销售液态植酸酶产品1784.64万元人民币,利税381.26万元;同时节约原料成本197.34万元。