专利名称：一种超细微精密复合化酶反应的方法
技术领域：
本发明提供一种加快酶的催化作用、提高酶解反应速度的方法，特别涉及的是一种超细微精密复合化酶反应的方法，属酶解反应的技术领域。
背景技术：
如今酶制剂已经广泛应用于味精、淀粉糖、酿造、啤酒、食品、纺织、洗涤剂、有机酸、饲料、医药等行业。
当底物的物料状态为细粒子及浆料或成为细粒子及浆料时，在这种希望被酶制剂作用并允许或要求细化的操作条件下，如采用淀粉酶等酶制剂水解淀粉或大米等制糖、制酒、制醋、制酱；采用纤维素酶及果胶酶等酶制剂处理水果、蔬菜制浆或榨汁等；采用蛋白酶等酶制剂处理植物或动物蛋白及畜、禽、水产加工副产品提取水解蛋白或其他副产品及油脂的酶处理等等。酶制剂在食品、日化、制药、饲料等行业的相关应用，是建立在破坏或保持原始物料状态如粉、液、浆等的条件下实施的，在这种反应条件下，提高酶制剂催化作用效率的通用方法为增加酶制剂的用量或提高反应温度，但是增加酶制剂的用量必然使成本增加而经济效益降低；若提高反应温度，则每增加10℃温度，反应速度会相应增加1-2倍，但温度过高会使酶失去活性，而且对于热敏性物料来说使用提高温度来提高酶制剂反应效率的方法，则会使物料活性成分和商品价值降低，如水果、蔬菜制品的新鲜感、特有的天然风味消失等。
在淀粉水解中也有采用喷射器进行液化，即物料加水加酶与蒸汽一同喷出，在高温下短时间内糊化、液化，该方法在较常规的罐内液化效率高、均匀度好。但仅适用于在淀粉深加工行业应用，且只能采用高温淀粉酶。
现有的酶反应一般在容器或反应罐中进行，或混合后半干法反应，也有部分耐高温的酶采用连续液化方式，料液与蒸气混匀，连续反应，反应速度慢，效率低，而且不均匀。
发明内容
本发明的目的是提供一种反应速度快、反应充分均匀，效率高、成本低，方法科学、工艺简单，操作容易、具有推广应用价值的可加快酶的催化作用、提高酶解反应速度的新方法。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案为本发明一种超细微精密复合化酶反应的方法，该方法主要包括反应底物前处理，复合化酶解反应及后期处理三个步骤，其中，在前处理过程中将反应底物进行粗碎灭酶，在复合化酶解反应过程中，首先将反应底物与酶制剂混合，然后将其一起粉碎并混合均匀发生酶解反应。如图1所示的方法一，即反应底物与酶制剂混合粉碎，在粉碎的同时产生均匀的混合作用，以加快酶的反应速度。
本发明一种超细微精密复合化酶反应的方法，该方法主要包括反应底物前处理，复合化酶解反应及后期处理三个步骤，其中，在前处理过程中将反应底物进行粗碎灭酶，在复合化酶解反应过程中，首先将反应底物粉碎，在粉碎的同时加入酶制剂，然后将两者混合均匀并发生酶解反应。如图2所示的方法二，即反应底物粉碎，在粉碎的同时加入酶制剂产生均匀的混合作用，以加快酶的反应速度。
本发明一种超细微精密复合化酶反应的方法，该方法主要包括反应底物前处理，复合化酶解反应及后期处理三个步骤，其中，在前处理过程中将反应底物进行粗碎灭酶，在复合化酶解反应过程中，首先将反应底物粉碎，后加入酶制剂使之混合均匀并发生酶解反应。如图3所示的方法三，即反应底物粉碎，在粉碎到一定细度后，加入酶制剂，以加快酶的反应速度。
其中，在将所述反应底物与酶制剂一起粉碎并混合均匀后加入水再使其发生酶解反应。
其中，在所述反应底物粉碎的同时加入酶制剂并将两者混合均匀后加入水再使其发生酶解反应。
其中，在将所述粉碎后的反应底物中加入酶制剂并混合均匀后加入水再使其发生酶解反应。
综上所述，本发明一种超细微精密复合化酶反应的方法，其基本工艺流程是将细化的反应底物加入酶制剂，通过搅拌(混合均匀)加快酶的催化反应，达到提高酶解反应速度的功效，如图6所示。
采用上述技术方案后，由于本发明可使被催化的底物细化，为充分快速反应提供可能，并通过均质化，增加酶与反应底物的接触几率，改善了反应条件而且通过加快酶与底物的相对运动，产生“空间作用力”使反应速度加快，从而加快酶的催化作用、提高酶解反应速度。
图1为本发明所述的方法一之流程图；图2为本发明所述的方法二之流程图；图3为本发明所述的方法三之流程图；图4为本发明介质对物料的作用示意图；图5为本发明实施例加工流程图；图6为本发明基本工艺流程图。
具体实施例方式
下面结合实施例说明本发明的
具体实施例方式本发明通过以下方法提高通用酶的效率1、使被催化的底物细化，为充分快速反应提供可能；2、通过均质化，增加酶与反应底物的接触几率，以改善反应条件；3、通过加快酶与底物的相对运动，产生“空间作用力”快速反应。
在实际运用中本发明使用了胶体磨装置，采用胶体磨装置来提高酶的催化作用、加快酶解反应。对于流体态的底物，可利用胶体磨装置使其细化、均质化、且转子与定子之间产生的“空间作用力”可加速酶的催化作用，提高酶解反应速度。另外，本发明还使用了超细微精密复合化酶解反应装置，一种提高酶催化作用、加快酶解反应的新装置来提高通用酶的效率。
本发明可分干法操作和湿法操作两种方式1、干法操作，促进反应将被粉碎物料干燥，进行粉碎细化，在反应器中将物料与酶制剂共混粉碎，进行精密混合。在振动条件下，酶制剂及物料被充分活化；在介质的挤压和剪切作用力下，物料粒子不断细化，细胞及细胞器、纤维等被切断打破；同时酶制剂会嵌入到组织结构中，增加了酶制剂与底物的接触几率，提高反应效率。某些物料中会含有生物表面活性剂如皂甙、多糖、氨基酸及蛋白质等，在这种均质化条件下，产生乳化作用，促进了酶制剂与底物的反应。由于酶制剂已均匀的附着在物料粒子上，在使用时有一定水分及温度的条件下，可快速反应。该方法也适用于粉碎与精密混合一同进行。
在干法操作过程中，通过控制原料温度、振动筒体通风或使振动筒体冷却或加热的方法，达到酶所适应的反应温度，同时可以进行气体保护减少和避免原料活性成分的损失。
2、湿法操作将物料经高温灭酶后，调制适当水分，在反应器中与酶制剂共混粉碎，在振动条件下，水、酶制剂及物料被充分活化；如图4所示，1为介质，2为物料，剪切力为L，在介质1的挤压和剪切作用力下，物料粒子不断细化，细胞及细胞器、纤维等被切断打破；同时酶制剂会嵌入到组织结构中，增加了酶制剂与底物的接触几率，提高反应效率。某些物料中会含有生物表面活性剂如皂甙、多糖、氨基酸及蛋白质等，在这种均质化条件下，形成乳化作用，促进了酶制剂与底物的反应。
在湿法操作过程中，通过控制原料温度或使振动筒体冷却或加热的方法，达到酶所适应的反应温度，同时可以进行气体保护减少和避免原料活性成分的损失。
具体操作过程如图5所示当反应底物为畜、禽及水产品类时，先将反应底物经粗碎机粉碎至20-200目后，微波加热至85℃经5分钟左右的灭酶处理后，后进入缓冲仓，并充入氮气，然后进入超细微精密复合化酶反应装置，边粉碎边添加酶制剂，酶制剂的添加量一般不大于反应底物量的3％，过一段时间后，物料经过滤装置后进入真空缓冲仓，再由计量泵将物料送入酶解反应装置。然后在25-55℃温度下，经10秒-60分钟的酶解反应后冷却，若有需要，再加水、酶制剂进行10-200分钟的酶水解，则酶制剂与反应底物的反应完成，再经酶钝化、脱脂、复配、脱水、复合化调味等后期处理，然后进行无菌包装，即可得到营养功能性骨汤料，或调味后再制粒然后进行无菌包装可得到营养风味、功能调味料。
当反应底物为藻类及瓜果蔬菜时，先将反应底物经粗碎机粉碎至60-200目再微波加热至85℃经5分钟左右的灭酶处理后，送入缓冲仓，并充入氮气或加入脱氧酶，然后进入超细微精密复合化酶反应装置，添加酶制剂，酶制剂的添加量一般小于反应底物量的1％；将两者一起粉碎至250目左右后将物料经过滤装置后进入真空缓冲仓，由计量泵将物料送入酶解反应装置。反应时，装置内温度保持在25-55℃之间。后经10秒-60分钟的酶解反应后，冷却至适当温度，若有需要，再加水、酶制剂进行10-200分钟的酶水解，酶制剂与反应底物的反应完成，再经酶钝化、浓缩然后进行无菌包装，或浓缩后脱水然后进行无菌包装，均可得到泥、浆、汁状产品；若要得到不同口味的功能性复配产品，还可在脱水后进行复合化调味，然后进行无菌包装或者调味后再制粒然后进行无菌包装更可得到超微粉、颗粒状产品。
当反应底物为豆类及谷物时，先将反应底物进行除砂、分选、清洗、干燥后再将其粉碎至10-120目后送入缓冲仓，并充入氮气，然后进入超细微精密复合化酶反应装置，添加酶制剂，酶制剂的添加量一般不大于反应底物量的5％，同时将两者一起粉碎至150目以上，加水，在25-55℃之间两者经20秒-60分钟充分反应后，物料经过滤装置后进入真空缓冲仓，进行无菌包装，即可得到微粉状半成品；若有需要，再加水、酶制剂进行10-200分钟的维持反应，然后无菌包装，即可得到功能性复配产品。
另外，本方法也适用于对新资源进行开发利用。当反应底物为秸杆、稻草、玉米芯提取物时，先将反应底物经粗碎机粉碎至60-200目后微波加热至85℃经5分钟左右的灭酶处理后进入超细微精密复合化酶反应装置，加入酶制剂，酶制剂的添加量一般不大于反应底物量的3％，后一起粉碎至250目，过一段时间后，物料经过滤装置后进入真空缓冲仓，再送入酶解反应装置。然后在25-55℃的温度下酶解反应10秒-60分钟后冷却，若有需要，再加水、酶制剂进行10-200分钟的酶水解，酶制剂与反应底物的反应完成，再经酶钝化、脱色、过滤后经浓缩进行无菌包装即可得到葡萄糖浆，结晶后进行无菌包装则可得到葡萄糖粉；若经酶钝化、脱色、过滤后再添加酶制剂进行结构异化，然后经浓缩进行无菌包装则可得到其他糖类。
采用上述方法后，充分利用了三维空间的作用力，一是可以使各种物质超细微化、发生物理特性的改变；二是可以借用生物酶，使物质定向快速解体、发生化学特性的变化；三是在临界状态下进行半干法酶反应。
在三维空间力的作用下，生物酶快速“游刃”于被冲击、挤压、剪切、撞击、破碎的含液相底物的微粒中，这比传统的生物酶温度辅助作用要强很多，主要表现为水解反应温度低、速度加快、酶制剂使用量减少等；对于干燥的微粉底物，三维空间力则将生物酶均匀、精密、准确得“配置、埋伏”于底物“微粒”中，一旦接触到水，即可由里向外、四面八方的全面迅速水解反应。
另外采用上述方法后还有如下优点A、产品粒度细化均匀物料在磨机中除受到磨碎作用以外，还受到了强烈的搅拌振动，使细化颗粒与基质精密复合。
B、减少液相物质的添加粉碎后的物料颗粒有较好的粒度级配，形成高堆积效率，降低粒子空隙率，提高固体份容重，降低用水量，同时可减少浓缩及干燥时的能源消耗。
C、稳定性好，不易沉淀良好的粒度级配使颗粒与基质易于形成较为稳定的网状结构。
D、特殊的粘度指数，具有良好的流变特性在粉碎混炼过程中，易于对于非等积粒子长度方向破坏，促成形成等积状粒子，形成滚珠效应。在剪切作用下，等积状粒子具有较小的摩擦力，流动性好，剪切粘度低。
权利要求
1.一种超细微精密复合化酶反应的方法，该方法主要包括反应底物前处理，复合化酶解反应及后期处理三个步骤，其中，在前处理过程中将反应底物进行粗碎灭酶，其特征在于在复合化酶解反应过程中，首先将反应底物与酶制剂混合，然后将其一起粉碎并混合均匀发生酶解反应。
2.一种超细微精密复合化酶反应的方法，该方法主要包括反应底物前处理，复合化酶解反应及后期处理三个步骤，其中，在前处理过程中将反应底物进行粗碎灭酶，其特征在于在复合化酶解反应过程中，首先将反应底物粉碎，在粉碎的同时加入酶制剂，然后将两者混合均匀并发生酶解反应。
3.一种超细微精密复合化酶反应的方法，该方法主要包括反应底物前处理，复合化酶解反应及后期处理三个步骤，其中，在前处理过程中将反应底物进行粗碎灭酶，其特征在于在复合化酶解反应过程中，首先将反应底物粉碎，后加入酶制剂使之混合均匀并发生酶解反应。
4.如权利要求1所述的一种超细微精密复合化酶反应的方法，其特征在于在将所述反应底物与酶制剂一起粉碎并混合均匀后加入水再使其发生酶解反应。
5.如权利要求2所述的一种超细微精密复合化酶反应的方法，其特征在于在所述反应底物粉碎的同时加入酶制剂并将两者混合均匀后加入水再使其发生酶解反应。
6.如权利要求3所述的一种超细微精密复合化酶反应的方法，其特征在于在将所述粉碎后的反应底物中加入酶制剂并混合均匀后加入水再使其发生酶解反应。
全文摘要
本发明公开了一种超细微精密复合化酶反应的方法，该方法主要包括反应底物前处理，复合化酶解反应及后期处理三个步骤，在复合化酶解反应过程中，首先将反应底物与酶制剂混合，然后一起粉碎并混合均匀发生反应；还可以首先将反应底物粉碎，在粉碎的同时加入酶制剂，使之混合均匀并发生反应；或者首先将反应底物粉碎，后加入酶制剂使之混合均匀并发生反应。在所述复合化酶解反应过程中，在将反应底物与酶制剂混合前先将反应底物进行脱氧处理。采用上述技术方案后，由于本发明使被催化的底物细化，并通过均质化，增加酶与反应底物的接触几率，改善了反应条件而且通过加快酶与底物的相对运动，从而加快酶的催化作用、提高酶解反应速度。
文档编号C12P1/00GK1721542SQ200410068990
公开日2006年1月18日 申请日期2004年7月15日 优先权日2004年7月15日
发明者白峰 申请人:白峰