[发明专利]一种木瓜蛋白酶溶液的微波真空浓缩方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种木瓜蛋白酶溶液的浓缩方法，特别涉及一种微波真空浓缩木瓜蛋白酶溶液的方法。

背景技术

木瓜蛋白酶是一种大量存在于未成熟番木瓜的汁液中的巯基蛋白酶，具有一定的热稳定性，在90℃仍有一定的活性，在工业上应用十分广泛。木瓜蛋白酶在精制过程中需经过浓缩工艺。

由于酶是一种具有高度催化活性的特殊蛋白质，在浓缩操作中，必须严格防止酶的变性失活，以最大限度地提高产品收率。目前，酶液的浓缩方法主要有试剂浓缩、减压浓缩法和超滤浓缩法。试剂浓缩工艺可用聚乙二醇吸收酶液中的水分，该法简便、效率高，但试剂价格较贵，作为工业化生产因成本问题则不予考虑。而减压蒸发浓缩和超滤浓缩各有利弊，皆可用于工业化生产。超滤浓缩法是在常温下的浓缩过程，在加压条件下，将浓缩液通过一层只允许水分子等小分子选择性透过的微孔超滤膜，而酶大分子被滞留，从而达到酶液浓缩的目的。但在浓缩过程中存在膜污染，浓差极化，膜使用寿命不长，成本高等问题。减压蒸发浓缩法则采用减压装置使料液的浓缩过程在一定的真空度和温度下进行，通过抽真空的方法降低水的沸点，在较低温度条件下实现溶剂的快速蒸发，适用于酶溶液等热敏性物质的浓缩过程。

减压浓缩工艺一般是以热水/蒸汽作为加热介质，为浓缩物料提供热源，而整体热效率不高，能耗大成为阻碍其进一步推广应用的主要原因之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种木瓜蛋白酶溶液的微波真空浓缩方法。

本发明所采取的技术方案如下：

一种木瓜蛋白酶溶液的微波真空浓缩方法，包括以下步骤：

1）调节木瓜蛋白酶溶液的pH值在6.5～7.5之间；

2）加入EDTA二钠盐作为保护剂，使木瓜蛋白酶溶液中含EDTA二钠盐的浓度为1～20mmol/L；

3）抽真空维持浓缩腔体内的真空度高于85kPa，再将木瓜蛋白酶溶液抽入腔体中，启动搅拌电机，使用1～4kw的微波加热，即得到木瓜蛋白酶浓缩液。在浓缩后期可适当降低微波功率。

优选地，步骤1）所述木瓜蛋白酶溶液使用氢氧化钠溶液和/或盐酸调节pH值。

优选地，步骤3）微波加热过程中，为使物料受热均匀，搅拌电机转速为50～500转/分钟。

优选地，步骤3）所述微波加热时间为15~50min。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

（1）本发明用微波加热取代传统的热水/蒸汽加热方式，具有加热速率快、加热均匀、节能高效、热惯性小、易于控制、安全无害且绿色环保。

（2）本发明浓缩过程温度低，浓缩速度快，制得的木瓜蛋白酶浓缩液具有较高的酶活回收率，达到95%。同时，本发明的方法，设备不易结垢，能耗低。

具体实施方式

实施例1

使用广州科威微波能有限公司生产的微波真空浓缩设备进行浓缩，使用氢氧化钠溶液和盐酸调节木瓜蛋白酶溶液的pH值至7.0，并加入EDTA二钠盐作为保护剂，EDTA二钠盐浓度为10mmol/L。开启真空泵，待浓缩腔体内的真空度达到85kPa后，打开进料阀门，抽入2L木瓜蛋白酶溶液（初始浓度为0.2mg/mL）。关闭进料阀，启动搅拌电机，转速为300转/分钟。打开微波开关，开启四个磁控管，设置每个磁控管输出功率为800w，总输出功率为3.2kw。加热25分钟后，停止微波输出，关闭搅拌电机，放真空，放出物料，收集到木瓜蛋白酶浓缩液体积约400mL。将所得到的酶浓缩液加水重新定容至2L，以酪蛋白作为底物测定该稀释液与未经浓缩处理的木瓜蛋白酶溶液活性，两者之比定义为酶活回收率。经测定所得酶浓缩液酶活回收率达到95%。

实施例2

使用广州科威微波能有限公司生产的微波真空浓缩设备进行浓缩，使用氢氧化钠溶液和盐酸调节木瓜蛋白酶溶液的pH值至7.0，并加入EDTA二钠盐作为保护剂，EDTA二钠盐浓度为10mmol/L。开启真空泵，待浓缩腔体内的真空度达到85kPa后，打开进料阀门，抽入2L木瓜蛋白酶溶液（初始浓度为0.2mg/mL）。关闭进料阀，启动搅拌电机，转速为300转/分钟。打开微波开关，开启四个磁控管，设置每个磁控管输出功率为600w，总输出功率为2.4kw。加热30分钟后，停止微波输出，关闭搅拌电机，放真空，放出物料，收集到木瓜蛋白酶浓缩液体积约600mL，酶活回收率达到95%。

实施例3