植酸酶的熱穩(wěn)定性具有極其重要的意義,因?yàn)樵谥屏_^(guò)程中暴露在高溫和高濕環(huán)境下的酶極易失活,因此為保持酶的活性,要求在制粒完成后再向飼料中添加酶,但這需要飼料生產(chǎn)廠家另外配備設(shè)備,而且這種添加方法可能導(dǎo)致添加不均勻, 故提高植酸酶的耐熱性,采取內(nèi)添加還是具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 下面簡(jiǎn)述幾種提高植酸酶耐高溫性能的幾種方法。 1.產(chǎn)耐熱植酸酶菌種選育: 酶作為生物催化劑具有許多特性。但是, 天然酶作為自然選擇的產(chǎn)物, 也具有局限性, 因?yàn)樽罴训拿覆粌H僅是指通過(guò)催化使反應(yīng)速度達(dá)到最快,還應(yīng)該包括酶的穩(wěn)定性、專一性等。雖然目前飼用植酸酶的種類很多, 但很多仍無(wú)法滿足人們對(duì)酶耐高溫的需要。人們想盡辦法尋找能耐高溫的植酸酶, 這其中最傳統(tǒng)的方法便是從環(huán)境中分離純化新酶。 2.分子生物學(xué)改良技術(shù) 通過(guò)定點(diǎn)突變的方法可將植酸酶非活性中心的個(gè)別氨基酸替換, 提高酶的熱穩(wěn)定性。DNA Shuffling技術(shù)也是一種酶分子改造的有效策略,DNA Shuffling的基本思路是從一種酶的基因出發(fā)。在MNA水平上對(duì)其進(jìn)行改造,經(jīng)過(guò)突變和篩選,最終得到性質(zhì)改良的新酶。 3.包被技術(shù) 通過(guò)對(duì)酶制劑進(jìn)行包被處理可以在一定程度上降低熱加工處理對(duì)酶制劑活性的影響,目前研制生產(chǎn)的包被型飼用植酸酶在飼料工業(yè)中已取得了廣泛應(yīng)用。包被操作一般是在噴霧盤式干燥塔中進(jìn)行。其制備過(guò)程大致如下:將發(fā)酵獲得的植酸酶原液經(jīng)過(guò)濾和超濾以后獲得植酸酶濃縮液。把濃縮酶液與淀粉、水溶性無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物按一定配比混合。在其加工設(shè)備中均勻揉合成面團(tuán)狀,經(jīng)擠壓、切割、圓整后制成小顆粒,再經(jīng)低溫氣流干燥、篩分獲得直徑適中的酶顆粒。含酶顆粒從塔頂自上而下做分散降落運(yùn)動(dòng),由塔的四周向顆粒均勻噴灑汽態(tài)包衣材料。含酶顆粒在降落過(guò)程中自身作隨機(jī)滾動(dòng)。不斷吸附包衣物質(zhì),最終落在塔底不斷轉(zhuǎn)動(dòng)的干燥盤上,經(jīng)干燥后即成包被型含植酸酶顆粒。植酸酶顆粒經(jīng)包被以后.可以被賦予一些特殊的性質(zhì),如顏色、低粉塵、保護(hù)酶不受周圍環(huán)境損害等。包衣材料除了可用一些像海藻酸鈉、明膠溶液、飽和脂肪酸外,有時(shí)還添加一些疏水物,如羥丙基一甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素和聚乙烯醇等.這些疏水物有助于提高酶的熱穩(wěn)定性。 4.酶分子穩(wěn)定化處理 在制粒的過(guò)程中,酶既要承受干熱處理,又要承受濕熱的處理.酶不僅吸收熱量導(dǎo)致構(gòu)像發(fā)生變化,同時(shí)水分子和酶分子內(nèi)氫鍵相互作用的破壞,使得酶的構(gòu)像更容易發(fā)生變化。有研究發(fā)現(xiàn)無(wú)機(jī)鹽離子可以提高酶的穩(wěn)定性。某些金屬離子、陰離子、多糖、多元醇和表面活性劑等在化學(xué)微環(huán)境中可影響酶的氫鍵、鹽鍵、靜電作用、疏水作用等,這種作用是由溶液離子強(qiáng)度增加和酶分子周圍水簇?cái)?shù)目的增加引起的。此外,鹽離子能結(jié)合酶分子中的配對(duì)陰離子。降低分子內(nèi)靜電排斥作用,也可增加酶的穩(wěn)定性。在酶顆粒中適當(dāng)添加某些組分可明顯提高其對(duì)飼料熱加工過(guò)程中的耐受性。 植酸酶在高溫情況下酶的穩(wěn)定性在實(shí)際生產(chǎn)中具有重要的意義。酶的化學(xué)本質(zhì)是在氨基酸順序排列成一級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,通過(guò)二硫鍵、氫鍵、鹽鍵、疏水作用和靜電作用等化學(xué)力。再折疊成對(duì)活力發(fā)揮起關(guān)鍵作用的二、三級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)象,而酶的穩(wěn)定性就取決于酶是否以最小自由能的構(gòu)象存在。因此,隨著生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和生產(chǎn)工藝不斷改進(jìn),可以通過(guò)從酶分子到酶生產(chǎn)工藝多角度來(lái)改變植酸酶的內(nèi)在氨基酸結(jié)構(gòu)和外界可影響其構(gòu)象的化學(xué)微環(huán)境,而提高植酸酶的耐熱穩(wěn)定性。 |
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