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      蒸汽穩(wěn)定的酶組合物的制作方法

      文檔序號:1373815閱讀:461來源:國知局

      專利名稱::蒸汽穩(wěn)定的酶組合物的制作方法
      背景技術(shù)
      :本發(fā)明涉及酶制劑及其制備方法。更具體地,本發(fā)明提供受保護(hù)的酶及其制備方法。酶對于每一種生物化學(xué)過程都具有核心的意義。它們催化數(shù)百種降解營養(yǎng)物分子、保持并轉(zhuǎn)化化學(xué)能、以及從簡單的前體制造生物大分子的反應(yīng)。除了極少數(shù)例外之外,酶都是蛋白質(zhì),且它們的催化活性依賴于它們的天然蛋白質(zhì)構(gòu)象的完整性。如果酶被變性或降解為它的亞基,將喪失其催化活性。酶可以通過多種方式變性,例如,通過化學(xué)反應(yīng)、pH的改變,或通過溫度的變化。在食料(foodstuff)和生產(chǎn)中應(yīng)用酶,可幫助消化/營養(yǎng)物吸收,并增加工業(yè)過程的速率/有效性。不幸的是,許多過程需要應(yīng)用導(dǎo)致酶變性的條件。例如,美國食品藥品管理局(UnitedStatesFoodandDrugAdministration)要求多種食品上市前經(jīng)過滅菌(經(jīng)常通過蒸汽處理實(shí)現(xiàn))。蒸汽處理雖然能有效地破壞食物所攜帶的病原體,但同時(shí)也導(dǎo)致多種有用的酶變性。美國專利6,342,381(在此并入本文作為參考)涉及使用聚酰胺(polyamide)寡聚物進(jìn)行酶穩(wěn)定化。上述’381專利中描述的組合物通常能夠保護(hù)酶耐受高達(dá)50℃的溫度,但一般不能保護(hù)酶耐受更高的溫度,例如蒸汽處理中涉及的溫度。上述’381專利中描述的組合物是在室溫為液體,并且該文中描述的反應(yīng)在生成超聚酰胺有規(guī)纖維(superpolyamidetactilefibers)之前被停止。因此,需要受保護(hù)的酶及其制備方法,其保護(hù)酶在高溫不變性,無毒、室溫條件下為固體、并使酶在需要時(shí)可以行使催化功能。發(fā)明概述因此,本發(fā)明的特征之一是提供受保護(hù)以免變性的酶。本發(fā)明的另一個(gè)特征是提供受保護(hù)以免變性的酶,但其可從其保護(hù)劑(protectant)被釋放。本發(fā)明的另一個(gè)特征是提供受保護(hù)的酶,其具有無毒的保護(hù)性成分,并且從保護(hù)性成分釋放之后保持其催化功能。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)部分地將在下面的說明部分?jǐn)⑹觯糠值乜蓮脑撜f明出發(fā)顯而易見地想到,部分地可從本發(fā)明的實(shí)踐中認(rèn)識到??山柚f明書和隨附的權(quán)利要求特別指出的要素和組合實(shí)現(xiàn)和達(dá)到本文的目的和其它優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)這些和其它優(yōu)點(diǎn),并根據(jù)本文所體現(xiàn)并從廣義上說明的本發(fā)明的目的,本文涉及固體熱穩(wěn)定酶組合物,包括至少一種酶和至少一種聚合物。所述至少一種酶即使在組合物被暴露于100℃或更高的溫度時(shí)仍是穩(wěn)定的。本發(fā)明還涉及食物(food)、藥物(medicine),及其它含有本發(fā)明的酶組合物的物品。本發(fā)明還涉及制備本發(fā)明的酶組合物的方法。應(yīng)當(dāng)理解,前面的一般性描述和后面的詳細(xì)描述都只是示例性和說明性的,僅僅意在對本文要求保護(hù)的本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋。發(fā)明詳述本發(fā)明是具有用于保護(hù)酶不變性的保護(hù)性成分的酶組合物。更具體地,所述酶組合物包括聚合物,其至少部分地作為保護(hù)性成分以這樣的方式對酶起作用,使得酶是熱穩(wěn)定的,但在特定條件下也能被從所述聚合物釋放,以能夠參與催化活動。在一個(gè)實(shí)施方案中,本發(fā)明涉及固體酶組合物,其含有至少一種酶和至少一種聚合物。所述酶當(dāng)存在于所述固體酶組合物中時(shí),優(yōu)選地在至少100℃或更高的溫度穩(wěn)定。更優(yōu)選地,所述酶當(dāng)存在于所述固體酶組合物中時(shí),在至少110℃的溫度,并更優(yōu)選地在至少120℃的溫度時(shí)穩(wěn)定。最優(yōu)選地,所述酶在約100℃到約150℃,或到約200℃的溫度時(shí)被保護(hù)不降解。熱穩(wěn)定的酶可以是被包裹(encase)在聚酰胺中的酶,其為固體,并在一定溫度條件下保持其非變性的催化活性一定時(shí)間。本發(fā)明中使用的聚合物可以是任何合適的聚合物。優(yōu)選地,本發(fā)明的聚合物可以是任何聚酰胺聚合物。該聚酰胺優(yōu)選在室溫為固體,更優(yōu)選具有至少120℃、更優(yōu)選120℃到180℃的熔點(diǎn)。所述聚酰胺聚合物可以是聚酰胺共聚物。該聚酰胺共聚物可以是任何合適的二元酸(diacid)與任何合適的二元堿(dibase)之間反應(yīng)的產(chǎn)物。優(yōu)選地,所述二元酸可以是任何合適的C4-C12二元酸,更優(yōu)選為C7-C12二元酸;且所述二元堿可以是任何合適的二元胺(diamine),例如從1,2-乙二胺(1,2-ethyldiamine)到1,12-十二烷二胺(1,12-dodecanediamine)。其它例子包括1,7-二氨基庚烷(1,7-diaminoheptane),1,8-二氨基辛烷(1,8-diaminooctane),1,9-二氨基壬烷(1,9-diaminononane),1,10-二氨基癸烷(1,10-diaminodecane),1,11-二氨基十一烷(1,10-diaminoundecane)、1,12-二氨基十二烷(1,12-diaminododecane),或其組合(在本文中命名二元胺時(shí),先列出烷基再列出二元胺,或先列出二元胺再列出烷基是可以互換使用的)。二元酸和二元胺的組合的非限制性例子包括下列6到12個(gè)碳長的二元酸與3到6個(gè)碳長的二元胺;8到12個(gè)碳長的二元酸與4到6個(gè)碳長的二元胺;及最優(yōu)選地,8到12個(gè)碳長的二元酸與3到4個(gè)碳長的二元胺。表1詳細(xì)給出了能夠用來生產(chǎn)本發(fā)明中使用的聚合物的酸和堿的合適組合的具體實(shí)例。在該表中,提供具有最好的抗蒸汽能力的聚合物組合物的二元酸/二元胺組合是壬二酸/1,3-二氨基丙烷和癸二酸/1,3-二氨基丙烷。表1.用于制備聚酰胺的二元酸和二元胺組合優(yōu)選地,本發(fā)明的聚合物的分子量可為約5,000道爾頓到約500,000道爾頓,例如10,000道爾頓到50,000道爾頓或更多,且本發(fā)明的酶的分子量可以為約10,000道爾頓(或更少)到大約15,000道爾頓或更多。優(yōu)選地,所述聚合物是剛性的(rigid)(例如,在環(huán)境溫度條件下),并優(yōu)選地不表現(xiàn)常規(guī)的熱塑性(thermoplastic)、柔韌性(pliable)、或延展性(malleable)。而且,優(yōu)選聚合物基質(zhì)中不使用流變劑(rheologicalagents)。本發(fā)明的一個(gè)重要的方面是所用的聚合物不應(yīng)導(dǎo)致其要保護(hù)的酶變性。另外,優(yōu)選地,但不是必須的,所述聚合物天然地?zé)o毒性。最后,所述聚合物優(yōu)選能夠在需要被保護(hù)的酶的催化功能時(shí)釋放該酶。任何合適的酶都可用于本發(fā)明??梢源嬖诙嘤谝环N的酶。所述酶優(yōu)選是對蒸汽穩(wěn)定的。所述酶可以是干燥的微粒狀(driedparticulate)酶。例如,可以使用蛋白酶(proteases),中性蛋白酶(neutralproteases),堿性蛋白酶(alkalineproteases),酸性蛋白酶(acidproteases),酯酶(esterase),甘露糖苷酶(mannosidase),葡糖苷酶(glucosidase),半乳糖苷酶(galactosidase),酰胺酶(amindase),轉(zhuǎn)酰胺酶(transamindase),磷酸酶(phosphatase),巖藻糖苷酶(fucosidase),肌醇六磷酸酶(phytase),氨基葡糖苷酶(glucosaminidase),木聚糖酶(xylanases),淀粉酶(amylases),果膠酶(pectinases),異構(gòu)酶(isomerases),氧化酶(oxidases),葡聚糖酶(glucanases),纖維素酶(cellulases),脂肪酶(lipases)等等。這些酶可以是可溶于水的(watersoluble),可分散于水的(waterdispersible),可乳化于水的(wateremulsifiable),可被水萃取的(waterextractable),或不溶于水的(waterinsoluble)。這些酶還可以處于任何合適的非流體(non-fluid)狀態(tài),包括粉狀的(powdered),噴淋造粒的(prilled),成粒的(granulatcd),微囊化的(microencapsulated),微晶的(microcrystalline),膜結(jié)合的(membranebound),微粒吸收的(particulateabsorbed),微粒接枝的(particulategrafted)等等。本發(fā)明的酶還可以具有任何合適的分子量。在本發(fā)明中,該酶優(yōu)選在125℃以上的溫度條件下被保護(hù)而不降解。在本發(fā)明中,所述聚合物可通過任何合適的方法保護(hù)酶。保護(hù)方法可包括膠囊化(encapsulation),微囊化(micro-encapsulation),包埋(entrapment)等等。所述酶/聚合物組合物(酶組合物)的聚合物部分可構(gòu)成酶組合物的總重量的約0.1%到約99重量%,例如基于酶組合物總重量的至少約50重量%。優(yōu)選地,所述聚合物可構(gòu)成酶組合物的約25%到約75重量%。更優(yōu)選地,所述聚合物可構(gòu)成酶組合物的約40%到約60重量%。本發(fā)明的聚合物的另一個(gè)方面在于所述聚合物當(dāng)需要時(shí)能夠釋放出活性狀態(tài)的所述酶。例如,所述聚合物當(dāng)暴露于水(優(yōu)選大量的水)時(shí)降解(breakdown)和/或溶解(dissolve),由此釋放出所述酶組合物中的所述酶。如所述的,所述酶能夠從所述酶組合物被釋放,優(yōu)選地,被釋放來進(jìn)行催化活動,以實(shí)現(xiàn)多種目的中的任何目的。通常,所述酶可以在酶組合物再水化(re-hydrating)時(shí)被釋放。例如,所述酶在再水化時(shí)可以在30分鐘內(nèi)釋放。所述酶組合物可以是任何合適形式。更具體地,所述酶組合物是固體組合物,例如固體絲(filament)、固體薄片(flake)、固體顆粒(granule)、固體塊(nugget)、固體珠子(bead)、固體條(bar)等等,或其組合。所述酶組合物可以是擠壓成形產(chǎn)品(extrudedproduct)。所述酶組合物的酶組分可以以任何合適的方式分布于酶復(fù)合物。例如,該酶可均勻地分布于該酶組合物的整個(gè)聚合物部分。如所述的,所述酶被保護(hù)或者可以被保護(hù),例如在滅菌過程中。優(yōu)選地,當(dāng)含有酶的酶組合物被暴露于蒸汽處理5分鐘后,所述酶顯示至少90%的活性。更優(yōu)選地,在被暴露于蒸汽處理后,酶在所述酶組合物中顯示其至少95%,更優(yōu)選約95%到約99%的活性??梢杂萌魏畏椒ㄖ苽渌雒附M合物。下面是一種可能的制造酶組合物的方法的例子,其僅僅用于舉例說明,而并不意在限制本發(fā)明的范圍。一般而言,本發(fā)明的方法中的第一步可以是組合至少一種酸和至少一種堿??梢杂萌魏畏绞交旌纤龆岷投?。一般地,在制備本發(fā)明的酶組合物時(shí),可以將至少一種C7-C12二元酸或其它二元酸與至少一種二元胺混合。然后,可以升高該二元酸/二元胺組合的溫度直到該組合形成聚合物。然后,可以使該聚合物冷卻然后與一種或多種酶混合形成所述酶組合物。如前面提到的,表1列出了數(shù)個(gè)特別適用于本發(fā)明的二元酸和二元胺的例子。表1還列出了同樣特別適用于本發(fā)明的各種化學(xué)品的各自的量。本發(fā)明不受該表中列出的任何具體條件的限制,因?yàn)榻o出這些例子只是為了舉例說明的目的??梢栽诤线m的反應(yīng)容器中用任何合適的方法實(shí)現(xiàn)二元酸和二元胺的組合。二元胺可以是液體形式并可被加熱到任何合適的溫度。合適的溫度為約50℃到約120℃。最優(yōu)選地,合適的溫度在約70℃到約100℃的范圍??梢允褂闷渌臏囟???梢韵蛟摱诽砑雍线m的二元酸,該二元酸可以是固體二元酸。組合二元酸和二元胺之后,如果二元酸不是先已熔解的或者不是液體形式,則可以調(diào)節(jié)所得的混合物的溫度到可熔解該二元酸的任何溫度。優(yōu)選地,該溫度為約120℃到約160℃。更優(yōu)選地,該溫度為約130℃到約150℃。一般而言,此時(shí)所述二元酸/二元胺組合物將形成一種或多種鹽性酸/堿復(fù)合物(saltacid/basecomplex)。此時(shí),可以保持溫度,或者調(diào)節(jié)到約175℃到約210℃的溫度直到該二元胺/二元酸組合形成聚合物。然后可以保持該聚合物于約180℃到約190℃的溫度,或任何其它合適的溫度。該溫度可以施加任意長的時(shí)間。合適的時(shí)間長度為任何時(shí)間長度,該長度優(yōu)選地可供從所述多種酸/堿反應(yīng)等等生成所述多種含鹽復(fù)合物。作為選擇,反應(yīng)的下一步可以是進(jìn)一步調(diào)節(jié)溫度上述的二元酸/二元胺混合物的溫度到任何溫度,并經(jīng)過任何合適的時(shí)間,以便于熔融物的縮聚,從而有助于所需聚合物的形成。例如,可以將所述溫度從約165℃升高到約220℃。更優(yōu)選地,可以將所述溫度從約175℃升高到約210℃,例如185℃。該溫度通??梢跃S持約0.5到約3小時(shí)。更優(yōu)選地,該溫度保持約1到約2.5小時(shí)??梢允褂闷渌臏囟群?或時(shí)間。可以用任何方法進(jìn)一步處理上面的段落中描述的組合物以去除其中的任何過程水(processingwater)。更優(yōu)選地,該處理方法可以是真空除水方法,施加足夠的抽吸力(suction)足夠長的時(shí)間以去除所述聚合物組合物中存在的任何過程水。該過程可以并且優(yōu)選在攪拌該組合物時(shí)進(jìn)行。一旦二元胺和二元酸組分聚合并從而形成聚合物組合物,則可降低該聚合物組合物的溫度。可以以任何合適的速率降低溫度,但更優(yōu)選地經(jīng)過幾個(gè)階段緩慢地進(jìn)行。分階段冷卻的目的,除了保護(hù)要添加的特定酶之外,還在于讓整個(gè)聚合物組合物均勻地降溫。例如,聚合物組合物可以從約210℃的溫度被冷卻到約140℃-約160℃,例如約150℃的溫度。聚合物組合物可以保持在該溫度直到其厘泊(Cp)值為約20,000到約40,000。另外例如,聚合物組合物可以保持在130℃直到Cp值為約25,000到約35,000??梢匀缓筮M(jìn)一步調(diào)節(jié)聚合物組合物的溫度到約140℃-約120℃,例如約130℃。該聚合物組合物可保持在該溫度直到其厘泊(Cp)值為約40,000到約110,000。例如,該聚合物組合物可以保持在約125℃到約135℃的溫度直到Cp值為約50,000到約100,000。然后可以逐漸調(diào)節(jié)該聚合物組合物到約70℃-約140℃,例如約80℃-約110℃。該溫度范圍可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)所用的特定酶的溫度耐受性和所用的特定聚合物的聚合物塑性(polymerplasticity)溫度范圍來進(jìn)行調(diào)節(jié)。制備和冷卻該聚合物組合物后,可以用任何合適的方法將酶添加到聚合物。添加后,可以用任何方法將酶與聚合物混合。更具體地,可以當(dāng)聚合物處于熔融狀態(tài)時(shí)將酶混合到該聚合物中,直到形成均勻的聚合物酶組合物。具體例如,可以在聚合物組合物被保持在約120℃-125℃的溫度時(shí)加入酶,并可以通過攪拌使酶分布于整個(gè)聚合物從而形成均勻的組合物。所用的溫度允許酶通過例如攪拌分布于整個(gè)聚合物,優(yōu)選達(dá)到均勻,這也使得該組合物可以被傾倒和擠壓用于成型。形成酶組合物后,可將其成形為任何合適的形式。例如,可以使酶組合物通過冷卻擠出機(jī)(coolingextruder)成形為固體絲、固體薄片、固體顆粒、固體塊、固體珠子、固體條或任何其它擠壓成的形狀或其組合。典型地,酶組合物在約90℃到約120℃的溫度成為固體,并在室溫為固體。取決于酶的選擇,酶組合物可以用于任意多種用途。例如,可以將所述酶組合物加入人或?qū)櫸锏氖称菲鋷椭鼈兊南?。特別地,本發(fā)明可以用在狗食和貓食中。例如,本發(fā)明的酶組合物可以以每磅狗食約100mg到約1000mg的量存在。消化時(shí),存在于酶組合物中的聚合物組合物降解,釋放出酶以進(jìn)行消化。由此,本發(fā)明提供將酶摻入各種食品和其它非食品作為其部分時(shí)保護(hù)酶的有益途徑,酶在熱處理或其它類型的衛(wèi)生處理時(shí)得到保護(hù),但該酶隨后與水或其它含水溶液接觸時(shí)可被釋放出來。例如,在美國專利4,804,549中給出了酶用于食物生產(chǎn)的例子。本發(fā)明可用于冷卻水(coolingwater)用途,其中酶可以被例如制成穩(wěn)定化小球(pellets),成粒的聚合物包被的顆粒(granulatedpolymercoatedparticles),片(tablest),冰球狀物(pucks),或其它形狀的形式。在所有這些情況下,所述酶都被包裹在固體聚合物中,且包裹著所述酶的所述聚合物可以制成任何指定的形式。所選的形式便于操作,無粉化(dusting)性,沒有飛濺(splash)和散溢(spill)問題,并且可具有預(yù)先規(guī)定的尺寸,以在合適的濃度下輸送到一定體積的過程冷卻水中。在農(nóng)業(yè)中,例如,固體的穩(wěn)定化的酶材料可以是顆粒狀,微粒狀,片狀,或其它的形式,其可以被輸送到含水的稀釋槽(makedowntank)中稀釋,該過程中所述固體包裹的酶浸沒在水中時(shí)從所述固體聚合物中釋放出來。浸沒時(shí),酶以其活性狀態(tài)被釋放。在皮革加工中,所述固體包裹的酶是顆粒狀,小球狀,或擠壓的固體形式,可以將所述酶加入裝有水溶液中的動物皮的加工筒(processingdrum)中。該酶浸入水中時(shí)從其聚合物中釋放,變成活性的游離狀態(tài),在加工過程中進(jìn)行脫脂、去毛(unhair)或調(diào)理獸皮(hide)的表皮(skin)。在動物飼料加工中,必須對飼料進(jìn)行數(shù)分鐘的蒸汽消毒。動物飼料中加入酶,以在被動物攝入時(shí)預(yù)消化(pre-digestion)該飼料。蒸汽處理在消毒食料時(shí)破壞大多數(shù)酶。通過將酶包裹在抗蒸汽的固體聚合物中,酶活性的完整得以保持,以供預(yù)消化食料。本發(fā)明還可以在例如冷卻過程水中用作例如殺生物劑,在農(nóng)業(yè)開發(fā)中用作例如肥料組合物,以及用于皮革加工等等。例如,美國專利6,342,381公開了酶的多種工業(yè)用途,特別討論了蛋白酶、木聚糖酶、淀粉酶、果膠酶、異構(gòu)酶、氧化酶、β-葡聚糖酶,纖維素酶、半纖維素酶、脂肪酶、磷脂酶、氧化還原酶等的工業(yè)用途。美國專利6,342,381的組合物是液體形式。下面是酶的工業(yè)用途的具體例子作為殺生物劑,例如用于清除水體中的細(xì)菌、藻類和真菌;作為廢品處理劑來將它們轉(zhuǎn)化為有用的有機(jī)材料例如糖類、木聚糖、乙醇和熱塑性塑料;作為降解纖維的組合物,例如在造紙過程中;作為酯酶組合物來水解脂肪(fats)和油(oils),例如在造紙過程中用于減少輥及其它設(shè)備上樹脂沉積物(pitchdeposits),或在皮革制造過程中作為脫脂劑(degreaser)的脂肪酶。很容易認(rèn)識到在什么情況下酶制劑優(yōu)選使用本發(fā)明提供的固體形式,因?yàn)槊附M合物的具體用途要求固體形式,或者因?yàn)槊附M合物的保存或者運(yùn)輸要求固體形式。另外,很容易認(rèn)識到在什么情況下優(yōu)選酶組合物在100℃-200℃的條件下保護(hù)酶,特別是在某些工業(yè)過程中遇到的蒸汽條件下保護(hù)酶。本文中提到的所有專利/出版物都通過引用并入本文。下面將通過如下實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明,這些實(shí)施例意在作為發(fā)明的實(shí)例。實(shí)施例表1所示的聚酰胺共聚物二元酸和二元胺組合,對于作為暴露于蒸汽的酶的穩(wěn)定劑具有良好性能的制劑類型是特征性的。二元酸和二元胺的用量基于3.125份二元酸對1份二元胺的重量比。還可以使用其它的比例,例如3.125到2.630份的二元酸比例對1(一)份的二元堿。在這張?jiān)敱碇?,提供最好的酶蒸汽穩(wěn)定性的二元酸/二元胺組合是壬二酸/1,3-二氨基丙烷和癸二酸/1,3-二氨基丙烷,及庚二酸/1,4-二氨基丁烷。下面的描述詳細(xì)說明了癸二酸/1,3-二氨基丙烷共聚物的生產(chǎn),該生產(chǎn)規(guī)程對于表1中所有的二元胺/二元酸組合是典型性的,在比例上有微小的變動。二元胺可以是液體形式,或者如果原本是固體形式,任何固體都可加熱到熔融溫度以產(chǎn)生液體形式。在本實(shí)施例中,加熱1,3-二氨基丙烷到100℃-約120℃的溫度,然后將癸二酸固體加入該二元胺。合并二元酸和二元胺時(shí),將所得混合物的溫度調(diào)節(jié)到使該固體二元酸熔解的溫度。在本實(shí)施例中,將癸二酸加熱到130℃-約150℃的溫度。在該二元酸的熔點(diǎn),二元酸/二元胺形成一種或多種鹽性酸/堿復(fù)合物。在該酸/堿復(fù)合物的上方保持氮?dú)鈱樱囟日{(diào)節(jié)到175℃或更高,直到含鹽復(fù)合物之間的穩(wěn)定縮合物(condensation)開始聚合。穩(wěn)定的聚合表現(xiàn)為水的產(chǎn)生,該水來自縮合反應(yīng)。所述水作為蒸汽釋放,并作為氣泡上升到反應(yīng)容器的頂部。此時(shí)中斷氮?dú)鈱?,并稍微抽真空,以避免所形成的水蒸汽在容器?nèi)產(chǎn)生壓力。緩慢升溫到約210℃。然后將反應(yīng)降溫到180℃到190℃之間,并保持0.5到3小時(shí)直到水的汽化活動平息下來。通過真空除去大部分水蒸汽后,分階段降低反應(yīng)溫度,以使整個(gè)反應(yīng)容器中的聚合物組合物均勻地冷卻。將聚合物組合物冷卻到150℃到160℃之間并保持,直到其厘泊值為25,000到35,000之間。在隨后的一小時(shí)中溫度稍微降低到約135℃,厘泊值為50,000到100,000之間。上述制備和冷卻過程之后,以任何合適的方法將中性蛋白酶(Neutrase)和/或堿性蛋白酶加入聚合物組合物。當(dāng)聚合物處于液態(tài)時(shí),將所述酶混入聚合物組合物中并攪拌使得分布在整個(gè)聚合物中以達(dá)到均一。酶最初為顆粒狀態(tài),該顆粒狀態(tài)在該聚合物組合物內(nèi)得以保持。一旦酶/聚合物組合物形成,通過擠壓成形將組合物成形為小薄片(flakedchips)。擠壓成形的酶/聚合物復(fù)合物在成形為小薄片時(shí)立即冷卻,成為用于蒸汽抗性處理的最終形式。將前面所述的方法制備的中性蛋白酶和堿性蛋白酶的實(shí)例在穩(wěn)定的蒸汽流中測試一小時(shí)(anhour),以考察其保護(hù)酶的能力;在蒸汽處理之前和之后監(jiān)測酶的活性。觀察這些處理的結(jié)果,如下文所示。作為摻入聚合物基質(zhì)的蛋白質(zhì)被賦予熱穩(wěn)定性的實(shí)例,使用HidePowderAzure(HPA)底物進(jìn)行蛋白水解活性的測定。使用添加了約200毫克Triton-X-100表面活性劑的0.1M磷酸鹽緩沖溶液(Sorenson)pH7.8-8.0作為(HPA)底物的溫育溶液。溫育溫度為40℃+/-2℃,20分鐘。按約20mg/2.5ml溫育溶液將HPA導(dǎo)入溫育混合物。在溫育結(jié)束時(shí),將該分散體通過0.45μm濾器過濾,以去除微粒并有效地停止反應(yīng)。在1cm池徑(cellpath)的分光光度計(jì)中讀取濾出液在595納米(nm)處的吸光度?!癏PA活性單位-Uhpa”定義為在測試條件下導(dǎo)致0.1Abs595單位/分鐘的變化的酶量。聚合物蛋白質(zhì)基質(zhì)復(fù)合物熱測試之前和之后。熱攻擊(thermalchallenge)為約100℃+/-2℃,60分鐘。因此,在處理中(之后)沒有檢測到顯著的活性喪失。在第二個(gè)實(shí)施例中,將堿性磷酸酶摻入聚合物基質(zhì),記錄處理(之前和之后)的蛋白水解活性。堿性蛋白酶聚合物基質(zhì)熱測試之前和之后。熱攻擊為約100℃+/-2℃,60分鐘。同樣,處理前后的聚合物/堿性蛋白酶基質(zhì)復(fù)合物沒有顯著差別。本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮了本文所公開的本說明書和本發(fā)明的實(shí)踐后將理解到本發(fā)明的其它實(shí)施方案。本說明書和實(shí)施例應(yīng)僅僅被看作示例性的,而本文真實(shí)的范圍和精神當(dāng)由下面的權(quán)利要求及其等同方案所指明。權(quán)利要求1.固體酶組合物,其包含至少一種酶和至少一種聚合物,其中所述至少一種酶在至少100℃的溫度條件下穩(wěn)定。2.權(quán)利要求1的酶組合物,其中所述聚合物是具有120℃或更高的熔點(diǎn)的聚酰胺聚合物。3.權(quán)利要求2的酶組合物,其中所述至少一種聚酰胺聚合物是聚酰胺共聚物。4.權(quán)利要求3的酶組合物,其中所述至少一種聚酰胺聚合物通過至少一種二元酸和至少一種二元胺反應(yīng)而形成。5.權(quán)利要求4的酶組合物,其中所述二元酸是C7-C12二元酸,所述二元胺是1,2-乙二胺到1,12-十二烷二胺。6.權(quán)利要求4的酶組合物,其中所述二元酸是戊二酸,己二酸,庚二酸,壬二酸,癸二酸,或其組合。7.權(quán)利要求4的酶組合物,其中所述二元胺是1,7-二氨基庚烷,1,8-二氨基辛烷,1,9-二氨基壬烷,1,10-二氨基癸烷,1,11-二氨基十一烷,1,12-二氨基十二烷,或其組合。8.權(quán)利要求2的酶組合物,其中所述至少一種聚酰胺聚合物具有約5,000到約20,000道爾頓的分子量。9.權(quán)利要求2的酶組合物,其中至少一種聚酰胺聚合物具有約10,000到約15,000道爾頓的分子量。10.權(quán)利要求2的酶組合物,其中所述至少一種聚酰胺存在的量以重量計(jì)為約0.1%到約99%,基于所述酶組合物的總重量。11.權(quán)利要求2的酶組合物,其中所述至少一種聚酰胺聚合物存在的量以重量計(jì)為約25%到約75%,基于所述酶組合物的總重量。12.權(quán)利要求2的酶組合物,其中所述至少一種聚酰胺聚合物存在的量以重量計(jì)為至少約50%,基于所述酶組合物的總重量。13.權(quán)利要求1的酶組合物,其中所述酶組合物的形狀為絲、薄片、顆粒、塊、珠子、條,或其組合。14.權(quán)利要求1的酶組合物,其中所述酶組合物是擠壓成形產(chǎn)品。15.權(quán)利要求2的酶組合物,其中所述至少一種酶均勻地分布于整個(gè)所述至少一種聚酰胺聚合物。16.權(quán)利要求1的酶組合物,其中所述至少一種酶是蒸汽穩(wěn)定的。17.權(quán)利要求1的酶組合物,其中所述至少一種酶在125℃以上的溫度條件下被保護(hù)而不降解。18.權(quán)利要求1的酶組合物,其中所述至少一種酶在約100℃到約150℃的溫度條件下被保護(hù)而不降解。19.權(quán)利要求1的酶組合物,其中所述至少一種酶能夠從所述酶組合物釋放。20.權(quán)利要求1的酶組合物,其中所述至少一種酶能夠從所述酶組合物釋放以進(jìn)行催化活動。21.權(quán)利要求1的酶組合物,其中所述至少一種酶能夠在所述酶組合物再水化時(shí)釋放。22.權(quán)利要求1的酶組合物,其中所述至少一種酶再水化時(shí)在30分鐘內(nèi)釋放。23.權(quán)利要求1的酶組合物,其中所述酶是蛋白酶、酯酶、木聚糖酶、淀粉酶、果膠酶、異構(gòu)酶、氧化酶、β-葡聚糖酶、纖維素酶、半纖維素酶、脂肪酶、磷脂酶、氧化還原酶、甘露糖苷酶、葡糖苷酶、半乳糖苷酶、酰胺酶、轉(zhuǎn)酰胺酶、磷酸酶、巖藻糖苷酶、肌醇六磷酸酶、葡糖胺酶、或其組合。24.食品組合物,其包含至少一種權(quán)利要求1的酶組合物和至少一種食料。25.權(quán)利要求23的食品組合物,其中所述食料是動物食物。26.權(quán)利要求23的食品組合物,其中所述食料是狗食。27.殺生物劑組合物,其中所述殺生物劑包含權(quán)利要求1的酶組合物。28.用于處理廢品以從其獲得有用的有機(jī)產(chǎn)物的組合物,其中該組合物包含權(quán)利要求1的酶組合物。29.用于在皮革制造過程中處理獸皮和毛皮(pelts)的脫脂組合物,其中所述組合物包含權(quán)利要求1的酶組合物,且其中所述酶是脂肪酶。30.用于在造紙過程中水解纖維的組合物,其中所述組合物包含權(quán)利要求1的酶組合物,且其中所述酶是纖維素酶。31.權(quán)利要求1的酶組合物,其中所述至少一種酶是干燥的微粒狀酶。32.權(quán)利要求1的酶組合物,其中至少一種酶在滅菌過程中是可被保護(hù)或已被保護(hù)。33.權(quán)利要求1的酶組合物,其中所述至少一種酶是可溶于水的,可分散于水的,可乳化于水的,可被水萃取的,或不溶于水的。34.權(quán)利要求1的酶組合物,其中所述酶是粉狀的,噴淋造粒的,成粒的,微囊化的,微晶的,膜結(jié)合的,微粒吸收的或微粒接枝的酶,或其組合。35.權(quán)利要求1的酶組合物,其中所述至少一種酶在所述酶組合物暴露于蒸汽處理5分鐘后顯示至少90%的活性。36.生產(chǎn)權(quán)利要求1的酶組合物的方法,包括a)混合至少一種C7-C12二元酸和至少一種二元胺;b)升高所述二元胺/二元酸組合的溫度直到所述二元胺/二元酸組合形成聚合物,該聚合物當(dāng)冷卻到室溫時(shí)為固體;c)冷卻該聚合物到室溫以上的中間溫度;及d)將酶和所述聚合物混合從而形成所述酶組合物。37.權(quán)利要求36的方法,其中步驟a)的二元胺的溫度是約70℃到約100℃。38.權(quán)利要求36的方法,其中步驟b)的溫度為約130℃到約150℃直到所述二元胺/二元酸組合形成一種或多種鹽性酸/堿復(fù)合物(saltacid/basecomplex),然后將所述溫度保持在約175℃到約210℃直到所述二元胺/二元酸組合形成聚合物,然后將該聚合物保持在約180℃到約190℃的溫度。39.權(quán)利要求38的方法,進(jìn)一步包括當(dāng)所述溫度保持在約180℃到約190℃時(shí)對所述聚合物施加真空,所述真空具有充分的強(qiáng)度并施加充分的時(shí)間,以去除所述聚合物中的任何過程水。40.權(quán)利要求36的方法,其中所述聚合物的冷卻分階段發(fā)生;第一階段中所述聚合物的溫度保持在約140℃到約160℃直到所述聚合物的厘泊值為約20,000到約40,000,隨后第二階段中所述聚合物的溫度保持在約125℃到約135℃,并保持在該溫度直到所述聚合物具有約50,000到約100,000的厘泊值;然后第四階段中所述聚合物的溫度保持在約70℃到約140℃。41.權(quán)利要求36的方法,還包括將所述酶組合物成形為一種或多種形狀。42.權(quán)利要求36的方法,其中步驟a)中的所述二元胺是液體,步驟b)中的所述二元酸是固體。43.權(quán)利要求36的方法,其中所述聚合物是聚酰胺。44.權(quán)利要求36的方法,其中所述二元酸是戊二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸或其任何組合。45.權(quán)利要求36的方法,其中所述二元胺包括1,3-二氨基丙烷;1,4-二氨基丁烷;1,6-二氨基己烷;1,8-二氨基辛烷或其組合。46.權(quán)利要求36的方法,其中所述二元酸是壬二酸或癸二酸,且所述二元胺是1,3-二氨基丙烷。全文摘要本文描述了蒸汽穩(wěn)定的酶組合物及其制備方法。在一個(gè)實(shí)施方案中,所述酶組合物在水的存在下降解,從而釋放酶以行使催化功能。文檔編號C11D3/386GK101052716SQ200580037509公開日2007年10月10日申請日期2005年8月29日優(yōu)先權(quán)日2004年9月9日發(fā)明者珀西·A·雅克斯申請人:巴科曼實(shí)驗(yàn)室國際公司
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