專利名稱：過氧化氫酶及其提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過氧化氫酶及其提取方法。
背景技術(shù)：
過氧化氫酶(Catalase，CAT)是一種高效、安全、環(huán)保、節(jié)能的生物催 化劑，可迅速的將過氧化氫分解為水和氧。因而在食品防腐保鮮，紡織印染行業(yè)的漂染、造 紙行業(yè)漂白處理及污水治理，化工橡膠成型，塑料粘合劑等方面得到廣泛應(yīng)用。目前國內(nèi)、外提取過氧化氫酶的方法通常有兩種；一種是微生物發(fā)酵法生產(chǎn)過氧 化氫酶；另一種是以動物肝臟為原料提取過氧化氫酶。前一種提取工藝目前尚處于實(shí)驗(yàn)研 究階段；屬小批量，還無大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)；第二種以動物肝臟為原料，在國內(nèi)、外均有 報(bào)道如美國專利US2992167等，江南大學(xué)申請的中國專利ZL03152957. 7《一種提取法提取 過氧化氫酶的方法》和專利申請?zhí)枮?2110792. 0《一種從動物肝臟中提取過氧化氫酶的方 法》，該二種方法均是以動物肝臟為提取原料，在提取過程中需要加入各種化學(xué)組份如硫酸 銨等進(jìn)行沉淀，使用有機(jī)溶劑進(jìn)行溶解，浸提取時間在20小時以上，浸提渣、液分離，得分 離液加硫酸銨沉淀即得產(chǎn)品。其生產(chǎn)過程中需使用大量有機(jī)溶劑，其提取的產(chǎn)品穩(wěn)定性差， 生產(chǎn)的酶容易失活，對環(huán)境造成一定污染，生產(chǎn)工期長，且生產(chǎn)得率低，而用發(fā)酵法生產(chǎn)過 氧化氫酶優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品易于分離和純化，但是生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)工藝條件要求高，投資大， 三廢處理量大。目前國內(nèi)市場上生產(chǎn)供應(yīng)過氧化氫酶的企業(yè)主要有丹麥諾維信公司，其是世 界上最大的酶產(chǎn)品生產(chǎn)開發(fā)企業(yè)，在國內(nèi)設(shè)有多家分公司，但其生產(chǎn)過氧化氫酶產(chǎn)品， 市場售價(jià)高；還有江蘇省江大綠康生物工程技術(shù)研究有限公司申請的中國專利申請 200910027116. 3《一種以動物肝臟為原料同時提取過氧化氫酶和促肝細(xì)胞生長液的工藝》 探索在以動物肝臟為原料提取過氧化氫酶產(chǎn)品的同時生產(chǎn)其它生物化工產(chǎn)品，這樣可大幅 降低生產(chǎn)過氧化氫酶產(chǎn)品價(jià)格，但現(xiàn)還仍處于實(shí)驗(yàn)階段，且生產(chǎn)過程三廢處理復(fù)雜使用強(qiáng) 酸、堿溶液對環(huán)境污染大。從國內(nèi)、外現(xiàn)有的生產(chǎn)過氧化氫酶的技術(shù)工藝看，還未見有以動 物肝臟為原料，采用超臨界二氧化碳萃取過氧化氫酶技術(shù)方案。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是要提供一種過氧化氫酶及其提取方法。其以動物肝臟為原料 采用超臨界CO2萃取法提取過氧化氫酶，生產(chǎn)周期短，廢水排放少，安全節(jié)能，生產(chǎn)得率高。本發(fā)明過氧化氫酶提取方法以動物肝臟為原料，采用超臨界CO2萃取法提取過氧
化氫酶。本發(fā)明過氧化氫酶提取方法，所述的超臨界二氧化碳萃取法提取過氧化氫酶，按 下列工藝步驟進(jìn)行(1)原料準(zhǔn)備動物肝臟處理將動物肝臟粉碎處理制成漿液；(2)溶解混合將上述漿液和超臨界CO2流體，在混合裝置中充分混合，制得混合流 體；(3)分離除雜將混合流體置于分離裝置中，分離除去混合流體中不溶性殘?jiān)痛?顆粒，得初分混合流體；(4)萃取制過氧化氫酶將初分混合流體用分離裝置進(jìn)行氣液相分離CO2,留下的液 相即為過氧化氫酶產(chǎn)品。
所述的過氧化氫酶提取方法，優(yōu)選按下列工藝步驟進(jìn)行(1)原料準(zhǔn)備動物肝臟處理將動物肝臟洗凈、修割、除雜，浸泡粉碎處理制成漿 液；(2)溶解混合將上述漿液和超臨界CO2流體置于壓力容器的混合裝置中，進(jìn)行充 分混合使?jié){液中含可溶性的組份完全溶入超臨界CO2流體溶劑中形成混合流體；(3)分離除雜將混合流體置于分離裝置中，經(jīng)一次或若干級次的分離除去混合流 體中的不溶性殘?jiān)痛诸w粒，制得飽含過氧化氫酶溶解物的初分混合流體；(4)萃取制過氧化氫酶將初分混合流體用分離裝置，進(jìn)行一次或若干次萃取氣液 相分離CO2,超臨界CO2由液相變?yōu)闅庀嗷厥?，留下液相即為過氧化氫酶產(chǎn)品。本發(fā)明所述的混合裝置為萃取塔，所述的分離裝置為壓力容器分離器。本發(fā)明所述超臨界CO2用高壓泵抽入裝有動物肝臟漿液的混合裝置中，使超臨界 CO2流體與動物肝臟漿液充分溶解混合，動物肝臟中可溶性活性成份完全溶入超臨界CO2流 體中，形成混合流體。所述的過氧化氫酶提取方法，是超臨界CO2在提取過程中產(chǎn)生的氣相CO2,通過壓 縮機(jī)回收至CO2儲氣罐中。本發(fā)明所述動物肝臟為豬、牛、羊、馬、雞、鴨、鵝各類動物肝臟為生產(chǎn)原料。依據(jù)本發(fā)明所述的過氧化氫酶提取方法提取得過氧化氫酶。本發(fā)明是把超臨界CO2用高壓泵抽入裝有動物肝臟漿液的混合裝置的萃取塔中使 超臨界CO2流體與動物肝臟漿液充分溶解混合，動物肝臟中可溶性活性成份完全溶入超臨 界CO2流體中，形成混合流體；分離裝置分離除去動物肝臟漿液殘?jiān)按诸w粒，形成初分混 合流體，初分混合流體經(jīng)氣液分離器分離使CO2與過氧化氫酶分為氣液兩相，分離萃取畢的 超臨界CO2流體經(jīng)高壓泵回收至CO2儲氣罐，而氣化部分經(jīng)壓縮機(jī)加壓液化后回收至CO2儲 氣罐，留下的液相即為氧化氫酶產(chǎn)品。本發(fā)明過氧化氫酶的生產(chǎn)原理是根據(jù)分子量大小，分子形態(tài)等，通過超臨界CO2 萃取獲得高活力的過氧化氫酶產(chǎn)品。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程如下動物肝臟一破碎處理漿液一分離器分離解析一去渣一過氧化氫酶產(chǎn)品一尾氣CO2 回收一渣液無害化處理并回收。本發(fā)明使用超臨界CO2萃取過氧化氫酶的方法，除說明公開的外，其它工藝，步驟 條件和現(xiàn)有應(yīng)用超臨界CO2萃取其它生物制品的工藝技術(shù)條件及操作過程相同。傳統(tǒng)的以動物肝臟為原料提取CAT的工藝流程是動物肝臟一切割破碎一制成留 漿一加緩沖溶液一細(xì)胞破碎物一調(diào)PH —攪拌浸泡一靜置一離心分離一鹽析一靜置一過濾 分離(膜分離)一溶解一除鹽一消沫防腐一過氧化氫酶產(chǎn)品，工藝冗長復(fù)雜，且得率較低， 生產(chǎn)成本高。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)優(yōu)勢應(yīng)用超臨界CO2萃取法直接萃取動物 肝臟提取液，省去傳統(tǒng)工藝硫酸銨分級沉淀步驟，大大降低了生產(chǎn)成本，產(chǎn)品收率較現(xiàn)行工 藝高60 %，方法過程簡單，產(chǎn)品質(zhì)量易于控制。本發(fā)明產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)WD-JX-20≥2000U/ml、WD-JX-30 ≥ 3000U/ml、 WD-JX-50≥5000U/ml，高濃度=211824. 5/ml蛋白，超過和達(dá)到同類產(chǎn)品·保質(zhì)期180天。菌落總數(shù)1000個/ml。國內(nèi)提取其它生物制品提取過程中亦應(yīng)用超臨界CO2萃取技術(shù)， 但應(yīng)用于提取過氧化氫酶尚屬首創(chuàng)。應(yīng)用超臨界CO2萃取，在成本低，操作簡便，溫度溫和 的條件下，能夠選擇性萃取過氧化氫酶和保持生物活性。同時具有產(chǎn)品收率及質(zhì)量穩(wěn)定等 優(yōu)點(diǎn)。萃取和分離一體化，工藝簡單；萃取和分離可在一條生產(chǎn)線上完成，當(dāng)含溶解物的 CO2超臨界流體經(jīng)分離器，由于壓力下降使CO2與CAT形成氣液兩相而立即分開，分離效率 高而且能耗少，運(yùn)行費(fèi)用低，CO2價(jià)格便宜，純度高，容易獲得，且在生產(chǎn)過程中循環(huán)使用，從 而降低生產(chǎn)成本。萃取生產(chǎn)過程中，沒有有機(jī)溶劑殘留，不需要復(fù)雜的脫除過程。由于全過程不用有 機(jī)溶劑，因此CAT產(chǎn)品無殘留溶劑，防止了提取過程對人體的毒害，和對環(huán)境的污染。CO2是 一種不活潑氣體，萃取時不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)且無味，無毒安全性好。在生產(chǎn)原料中的重金屬，無機(jī)物，塵土等不易被CO2萃取帶出產(chǎn)品質(zhì)量容易控制。萃取在密閉的高壓系統(tǒng)中進(jìn)行，可殺滅細(xì)菌，產(chǎn)品直接從分離器帶壓排入分裝容 器內(nèi)反應(yīng)用水封閉循環(huán)，無廢水排放。采用低溫萃取和分離，不破壞生物活性，在近室溫35-40°C及CO2氣體提取有效地 防止CAT對熱敏感物的氧化和逸散，因此最大限度保持產(chǎn)品的天然活性。本發(fā)明采用超臨界CO2萃取過氧化氫酶產(chǎn)品經(jīng)中國廣州分析測試中心檢測，產(chǎn)品 質(zhì)量優(yōu)于國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，見表1產(chǎn)品名稱過氧化氫酶；狀態(tài)水劑；檢測類型送檢。表1分析檢測結(jié)果
權(quán)利要求
一種過氧化氫酶提取方法，以動物肝臟為原料，其特征是采用超臨界CO2萃取法提取過氧化氫酶。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的過氧化氫酶提取方法，其特征是所述的超臨界二氧化碳萃取 法提取過氧化氫酶，按下列工藝步驟進(jìn)行(1)原料準(zhǔn)備動物肝臟處理將動物肝臟粉碎處理制成漿液；(2)溶解混合將上述漿液和超臨界CO2流體，在混合裝置中充分混合，制得混合流體；(3)分離除雜將混合流體置于分離裝置中，分離除去混合流體中不溶性殘?jiān)痛诸w粒， 制得初分混合流體；(4)萃取制過氧化氫酶將初分混合流體用分離裝置，進(jìn)行氣液相分離CO2,留下的液相 即為過氧化氫酶產(chǎn)品。
3.依據(jù)權(quán)利要求1或2所述的過氧化氫酶提取方法，其特征是按下列工藝步驟進(jìn)行(1)原料準(zhǔn)備動物肝臟處理將動物肝臟洗凈、修割、除雜，浸泡粉碎處理制成漿液；(2)溶解混合將上述漿液和超臨界CO2流體置于壓力容器的混合裝置中，進(jìn)行充分混 合使?jié){液中含可溶性的組份完全溶入超臨界CO2流體溶劑中形成混合流體；(3)分離除雜將混合流體置于分離裝置中，經(jīng)一次或若干級次的分離除去混合流體中 的不溶性殘?jiān)痛诸w粒，制得飽含過氧化氫酶溶解物的初分混合流體；(4)萃取制過氧化氫酶將初分混合流體用分離裝置，進(jìn)行一次或若干次萃取氣液相分 離CO2,超臨界CO2由液相變?yōu)闅庀嗷厥?，留下液相即為過氧化氫酶產(chǎn)品。
4.依據(jù)權(quán)利要求2所述的過氧化氫酶提取方法，其特征是所述的混合裝置為萃取塔， 所述的分離裝置為壓力容器分離器。
5.依據(jù)權(quán)利要求1或2所述的過氧化氫酶提取方法，其特征所述超臨界CO2用高壓泵 抽入裝有動物肝臟漿液的混合裝置中，超臨界CO2流體與動物肝臟漿液充分溶解混合，動物 肝臟中可溶性活性成份完全溶入超臨界CO2流體中，形成混合流體。
6.依據(jù)權(quán)利要求2所述的過氧化氫酶提取方法，其特征是超臨界CO2在提取過程中產(chǎn) 生的氣相CO2，通過壓縮機(jī)回收至CO2儲氣罐中。
7.依據(jù)權(quán)利要求1或2所述的過氧化氫酶提取方法，其特征是所述動物肝臟為豬、牛、 羊、馬、雞、鴨、鵝各類動物肝臟為生產(chǎn)原料。
8.—種過氧化氫酶依據(jù)權(quán)利要求1、2或3之一所述的提取方法提取獲得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種過氧化氫酶及其提取方法，以動物肝臟為原料，采用超臨界CO2萃取法提取過氧化氫酶，生產(chǎn)周期短，廢水排放少，安全節(jié)能，生產(chǎn)得率高。生產(chǎn)的過氧化氫酶(CAT)產(chǎn)品濃度達(dá)211824.5U/ml蛋白，超過和達(dá)到同類產(chǎn)品.保質(zhì)期180天。菌落總數(shù)≤1000個/ml。
文檔編號C12N9/08GK101942423SQ201010265399
公開日2011年1月12日 申請日期2010年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月22日
發(fā)明者鐘偉松 申請人:江西金偉生物制品有限公司