专利名称：一种用于去除蔬果表面农药残留的酶制剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种酶制剂及其制备方法，尤其涉及一种用于去除蔬果表面农药残留的酶制剂及其制备方法。
背景技术：
为了防止病虫害对蔬果品质的影响，农药被广泛使用在蔬果的种植过程中。大多数用于蔬果的农药对人体和动物均有害，理论上这些蔬果必须在农药的毒性消失后才能收获并在市场上销售，然而实践过程中农药毒性消失往往是人为判断，在市场上出售的蔬菜或水果的表面上，难以避免会存在或多或少的农药残留，存在潜在的食用安全问题。因此，现在市场上出现了多种用于清除蔬果表面农药残留的洗涤剂，这些洗涤剂一般是通过使用可降解蔬果表面农药残留的酶制剂对蔬果进行清洁，往往只能针对某些单 一种类的农药进行去除，随着施用在蔬果表面农药的不断更新以及使用种类的复杂化，这些酶制剂已经远远不能满足清除蔬果表面农药残留的需要，同时这些酶制剂在使用过程中往往会损失酶活，在实际洗涤过程难以有效的清除掉蔬果表面的农药残留，不能满足目前对于蔬果表面农药清除标准的要求。因此，如何提供一种可全面、有效清除蔬果表面农药残留的酶制剂及其制备方法成为有待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种酶制剂，通过一种或多种酶与碱性缓冲盐结合，并形成纳米级制齐U，能全面、有效的去除蔬果表面的农药残留。本发明还提供了所述酶制剂的制备方法，通过特定的造粒工艺，得到稳定的酶制剂产品，并且有效渗透进蔬果表面与农药化合物分子之间，彻底去除蔬果表面的农药残留。本发明进一步提供了一种洗涤剂，使所述酶制剂以适于使用和储运的剂型提供，形成可高效生产的工业化产品。本发明还提供了一种去除蔬果表面农药残留的方法，通过将所述洗涤剂与适当的水混合，通过浸泡即可有效全面的去除蔬果表面的农药残留。本发明提供的一种酶制剂，所述酶制剂中包含一种或多种酶以及碱性缓冲盐，且所述酶制剂为粒径分布在50到500纳米的颗粒制剂。进一步的，所述酶制剂的大小也可以为150至350纳米。上述大小的酶制剂可显著提高蔬果表面残留农药的去除效果。更进一步的，所述酶制剂中还包含具有多孔结构的填料，所述酶制剂通过包括以下步骤的方法形成对包含所述一种或多种酶和填料的混合物料实施造粒成为酶颗粒混合物，并且使得所述酶颗粒混合物中有45wt%_55wt%的酶包埋进所述填料，之后在流化床中将所述酶颗粒混合物与所述碱性缓冲盐的水溶液混合。进一步的，所述填料为具有多孔结构的碳酸盐或糖类。更进一步的，所述填料为具有多孔结构的碳酸钙、碳酸镁和碳酸钠中的一种或多种。所述填料在酶制剂中对上述一种或多种酶主要起支撑作用，酶与填料混合后至少部分的酶会包埋进这些填料的多孔结构中，利用酶定量法(针对使用的酶的种类的不同，可以根据国家标准中规定的酶定量方法进行测定)可检测其中包埋率，本领域技术人员可以根据选择的酶制剂以及填料的种类的不同，选择适当的酶与填料的混合比例以及合适的造粒工艺(例如喷雾干燥)，出于成本等因素的考虑，只要控制有45wt%-55wt%的酶包埋进所述填料即可获得良好的去除蔬果表面残留农药的效果。进一步的，本发明方案中所述一种或多种酶为能降解蔬果表面农药残留并且不影响蔬果品质的水解酶。进一步的，所述水解酶为糖苷酶、蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶中的一种或多种，根据对该酶制剂能提供的活性要求可以选择或确定水解酶的含量或总酶活，例如，针对欲应用的果蔬情况(不同的果蔬产品，其表面残留的农药种类以及残留量可能会不同，果蔬产品的食用方式不同，对农药残留的去除要求也会不同)，确定所适用的酶制剂中包含的酶的种类 及含量。优选的，所述糖苷酶为木聚糖酶(如内切-1，4-β-木聚糖酶)、葡聚糖酶(如内切-1，4-β -葡聚糖酶)或其混合物。优选的，所述木聚糖酶的酶活为3000-30000TXU/克，更优选的为5200至18000TXU/克，最优选的为5400至9000TXU/克。所述葡聚糖酶的酶活为2000至20000TXU/克，更优选的2200至10000TXU克。优选的，以酶制剂的总重计，所述木聚糖酶的重量百分比为1_20%，优选的为I. 5-10%，更优选的为1.8-5%。所述葡聚糖酶的重量百分比为O. 01-10%，优选的为O. 1_6%，更优选的为0.2-2%。ITXU等于在ρΗ3. 5，55°C条件下,每分钟从小麦阿拉伯木聚糖中释放5mmol还原糖所需要的酶量。或者可参考本领域酶制剂制造商(例如BASF)对TXU/克的定义。进一步的，所述蛋白酶为木瓜蛋白酶和/或菠萝蛋白酶。优选的，所述木瓜蛋白酶的酶活为1000至50000TXU/克，更优选的为3000至25000TXU/克。所述菠萝蛋白酶的酶活为1500TXU/克至35000TXU/克，更优选的为4000至20000TXU/克。优选的，以酶制剂的总重计，所述木瓜蛋白酶的重量百分比1-20% ;更优选的为3-15%。所述菠萝蛋白酶的重量百分比O. 5-10% ;更优选的为I. 5-5%。本领域技术人员当然也可以根据欲应用的果蔬情况的不同，适当确定上述酶的含量以及酶活。进一步的，所述淀粉酶为α-淀粉酶和/或葡萄糖淀粉酶。优选的，所述α-淀粉酶的酶活为1000至25000TXU/克，更优选的为2500至10000TXU/克。所述葡萄糖淀粉酶的酶活为500至20000TXU/克，更优选的为1500至8000TXU/克。优选的，以酶制剂的总重计，所述α-淀粉酶的重量百分比O. 5-15%;更优选的为O. 9-8%。所述葡萄糖淀粉酶的重量百分比O. 5-10%;更优选的为1.6-10%。本领域技术人员当然也可以根据欲应用的果蔬情况的不同，适当确定上述酶的含量以及酶活。进一步的，所述纤维素酶可以包括葡聚糖酶、内切-1，4_β-葡聚糖酶和葡萄糖苷酶。所述葡聚糖酶、内切_1，4-β-葡聚糖酶的活性和含量如上所述。优选的，所述β -葡萄糖苷酶的活性可以为2000-28000TXU/克，更优选的为5100至17000TXU/克，最优选的为5000至9000TXU/克。优选的，以酶制剂的总重计，所述葡萄糖苷酶的重量百分比1_15%，更优选的为1.5-8%。本领域技术人员当然也可以根据欲应用的果蔬情况的不同，适当确定上述酶的含量以及酶活。
更进一步的，所述水解酶为木聚糖酶、葡聚糖酶、木瓜蛋白酶、α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、菠萝蛋白酶和β_葡萄糖苷酶中一种或多种。本发明方案中使用的一种或多种酶，均可以商购获得，可以直接以干酶粉的形式使用。本发明方案中，所述碱性缓冲盐为可食用的pH为7-11的有机盐或无机盐，包括碱金属盐和碱土金属盐中的一种或多种。进一步的，所述碱性缓冲盐为碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐、盐酸盐、柠檬酸盐以及具有I至8个碳原子的羧酸盐。更进一步的，所述碱性缓冲盐包括钙盐，镁盐，钠盐和钾盐中的一种或多种。更进一步的，所述一种或多种酶与所述碱性缓冲盐的重量比为O. 1-0. 9:1。在本发明的方案中，碱性缓冲盐的浓度(即碱性缓冲盐占其水溶液的比例)可以为l-25wt%，优选为2-15wt%，更优选的为2. 5_10wt%。本领域技术人员可以根据对碱性缓冲盐的水溶液与酶颗粒混合物均匀混合的需要，以及对最终制成的酶制剂的含水量的要求，选择合适的碱性缓冲盐的浓度。进一步的，所述碱性缓冲盐中最好含有钙，尤其是钙的含量可以为1000-30000ppm(以碱性缓冲盐的水溶液计)。 在本发明的具体实施方式
中，所述酶制剂中还包括填料、粘合剂、造粒溶剂、染料和稳定剂中的一种或多种。进一步的，所述粘合剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、羟丙基纤维素、甲基纤维素和羧甲基纤维素中的一种或多种。进一步的，所述造粒溶剂为水和/或丙二醇。进一步的，所述稳定剂为丙二醇和/或聚乙二醇。在本发明的方案中，所述酶制剂的含水量小于10wt%。更进一步优选的，所述酶制剂的含水量为5到10被％的重量。最优选的，为I至7wt%。上述含水量的控制可通过在流化床中干燥实现，或者经适当的干燥处理达到，控制酶制剂中含水量可使得酶制剂提高酶制剂在储存过程的稳定性。本领域技术人员可根据选择的酶制剂中酶、碱性缓冲盐等的种类，以及所要达到的酶制剂的储存时间，选择适当的含水量的比例。本发明提供的所述酶制剂的制备方法，所述方法包括将包含所述一种或多种酶与填料的混合物料通过喷雾干燥制成酶颗粒混合物，并且使得所述酶颗粒混合物中有45wt%-55wt%的酶包埋进所述填料，之后在流化床中将所述酶颗粒混合物与所述碱性缓冲盐的水溶液混合形成所述酶制剂的过程。其中，控制所述喷雾干燥过程的温度在50°C温度左右，本领域技术人员可以使用常规的喷雾干燥手段对混合物料进行造粒，并且根据需要选择混合物料中酶与填料的比例，只要最终有45wt%-55wt%的酶包埋进所述填料即可。优选的，所述酶制剂中，包括8-9重量份的水解酶，43-45重量份的碱性缓冲盐和21-23重量份的填料。进一步的，所述填料为碳酸盐，所述酶为木聚糖酶、葡聚糖酶、木瓜蛋白酶、α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、菠萝蛋白酶和β_葡萄糖苷酶中一种或多种。进一步的，所述碳酸盐包括酸式碳酸盐、碱金属碳酸盐和碱土金属碳酸盐中的一种或多种。进一步的，所述填料为多孔碳酸镁、多孔碳酸钙和多孔碳酸钠中的一种或多种。进一步的，所述碱性缓冲盐为碳酸氢钙、氯化钠、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钾和碳酸钠中的一种或多种。进一步的，所述方法包括将包含所述一种或多种酶与填料、粘合剂的混合物料在搅拌器中混匀，然后加入造粒溶剂，通过喷雾干燥制成酶颗粒混合物，然后在流化床中将所述酶颗粒混合物与所述碱性缓冲盐的水溶液混合形成所述酶制剂，并控制所制成的酶制剂中含水量小于10%。进一步的，所述粘合剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、羟丙基纤维素、甲基纤维素和羧甲基纤维素中的一种或多种。进一步的，所述造粒溶剂为水和/或丙二醇。本发明提供的一种洗涤剂，包括所述的酶制剂。进一步的，所述洗涤剂为片剂，其中还含有凝固剂和分散剂，以所述洗涤剂的总重计，所述凝固剂占34-40wt%,所述分散剂占l-3wt%。进一步的，所述片剂的单位重量为1-3克/片。
进一步的，所述分散剂可以是交联羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠和羟丙基淀粉中的一种或多种。进一步的，所述凝固剂可以是聚乙烯吡咯烷酮、微晶纤维素和预胶化淀粉中的一种或多种。本发明提供的一种去除蔬果表面农药残留的方法，包括利用所述的洗涤剂清洗蔬果的过程。进一步的，包括将所述洗涤剂与水以1:800-1000的重量比混合，然后浸泡蔬果5-15分钟。本发明提供的方案具有以下优点I、本发明提供的酶制剂，可全面去除蔬果表面的各种残留农药，由以下的实施例的数据可知，农药残留的去除率可达到88%以上并接近完全去除，而且不会对蔬果的品质和口感产生影响。2、本发明提供的酶制剂的制备方法，可使至少部分的酶被所述碱性缓冲盐层包裹，本发明酶制剂可实现上述去除率，除了酶制剂本身对农药的降解作用外，更主要的原因是包裹了碱性缓冲盐层的酶所形成的纳米级的酶制剂能很好的渗透到蔬果表面与农药化合物之间，从而有效地破坏农药化合物在蔬果表面的延展性和粘附性，从而实现对农药的闻效去除。3、本发明提供的去除蔬果表面农药残留的方法，不完全依赖于特定酶制剂对农药的降解作用，更主要的是利用纳米级的酶制剂破坏农药化合物在蔬果表面的延展性和粘附性，因此，对于在生长过程中使用了多种混合农药以及更新种类农药的蔬果，也能高效的去除其表面的各种农药残留。4、本发明提供的去除蔬果表面农药残留的方法，由于酶制剂本身对农药有一定的降解作用，因此可以将高毒的农药大分子降解为无毒的可以溶于水的小分子，使得清洗过蔬果的水是无毒的，没有二次污染。5、本发明提供的含有所述酶制剂的洗涤剂，通过制成片剂，利于产业化实施，也便
于运输和保存。6、本发明提供的酶制剂中，可以在38°C，60天后仍保持85%的酶活力即可。室温(15-25°C)下，所述酶制剂可在较长的时间(例如I年左右)内保持至少60%的酶活。7、本发明提供的酶制剂，除了能够去除蔬果表面的农药残留，还能有效去除蔬果在运输或保存过程中表面粘附的细菌、真菌等有害微生物，进一步提升蔬菜、水果的品质，保障食用安全。另外，本申请的酶制剂还可以用于茶叶和烟叶的前处理过程，能有效去除茶叶和烟叶的农药残留并不影响茶叶和烟叶的原有风味。
图I为本发明的具有多孔结构的填料在NIKON科研级正置显微镜Ni系列下观察的图。图2A和2B为本发明的从流化床收集的酶制剂的NIKON科研级正置显微镜Ni系列下观察的图，其中较大的颗粒为包埋有酶的填料经碱性缓冲盐溶液包裹形成的颗粒，较小的颗粒为没有包埋进填料的酶经碱性缓冲盐溶液包裹形成的颗粒，从图上的刻度可以看出，酶制剂为粒径分布在50到500纳米的颗粒制剂。
具体实施方式
实施例I使用本发明的酶制剂对圣女果表面的毒死蜱残留的去除I、酶制剂的配方表I本实施例固体酶制剂标准配方及成分范围
权利要求
1.一种用于去除蔬果表面农药残留的酶制剂，所述酶制剂中包含一种或多种酶以及碱性缓冲盐，且所述酶制剂为粒径分布在50到500纳米的颗粒制剂。
2.根据权利要求I所述的酶制剂，所述酶制剂中还包含具有多孔结构的填料，所述酶制剂通过包括以下步骤的方法形成对包含所述一种或多种酶和填料的混合物料实施造粒成为酶颗粒混合物，并且使得所述酶颗粒混合物中有45wt%-55wt%的酶包埋进所述填料，之后在流化床中将所述酶颗粒混合物与所述碱性缓冲盐的水溶液混合。
3.根据权利要求2所述的酶制剂，所述填料为具有多孔结构的碳酸盐或糖类。
4.根据权利要求3所述的酶制剂，所述填料为具有多孔结构的碳酸钙、碳酸镁和碳酸钠中的一种或多种。
5.根据权利要求I所述的酶制剂，所述一种或多种酶为能降解蔬果表面农药残留并且不影响蔬果品质的水解酶。
6.根据权利要求5所述的酶制剂，所述水解酶为糖苷酶、蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的酶制剂，所述水解酶为木聚糖酶、葡聚糖酶、木瓜蛋白酶、α -淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、菠萝蛋白酶和β -葡萄糖苷酶中一种或多种。
8.根据权利要求I所述的酶制剂，所述碱性缓冲盐为可食用的PH为7-11的有机盐或无机盐，包括碱金属盐和碱土金属盐中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的酶制剂，所述碱性缓冲盐为碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐、盐酸盐、柠檬酸盐，以及具有I至8个碳原子的羧酸盐。
10.根据权利要求I所述的酶制剂，所述一种或多种酶与所述碱性缓冲盐的重量比为O.I-O. 9:1。
11.根据权利要求I或8所述的酶制剂，所述碱性缓冲盐的水溶液中包含1000到30000ppm的隹丐。
12.根据权利要求I所述的酶制剂，所述酶制剂的含水量小于10%。
13.—种如权利要求1-12任一项所述酶制剂的制备方法，所述方法包括将包含所述一种或多种酶与填料的混合物料通过喷雾干燥制成酶颗粒混合物，并且使得所述酶颗粒混合物中有45wt%-55wt%的酶包埋进所述填料，之后在流化床中将所述酶颗粒混合物与所述碱性缓冲盐的水溶液混合形成所述酶制剂的过程。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述填料为碳酸盐，所述酶为木聚糖酶、葡聚糖酶、木瓜蛋白酶、α -淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、菠萝蛋白酶和β-葡萄糖苷酶中一种或多种。
15.根据权利要求14所述的方法，所述碳酸盐包括酸式碳酸盐、碱金属碳酸盐和碱土金属碳酸盐中的一种或多种。
16.根据权利要求13所述的方法，所述方法包括将包含所述一种或多种酶与填料、粘合剂的混合物料在搅拌器中混匀，然后加入造粒溶剂，通过喷雾干燥制成酶颗粒混合物，然后在流化床中将所述酶颗粒混合物与所述碱性缓冲盐的水溶液混合形成所述酶制剂，并控制所制成的酶制剂中含水量小于10%。
17.根据权利要求16所述的方法，所述粘合剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、羟丙基纤维素、甲基纤维素和羧甲基纤维素中的一种或多种。
18.根据权利要求16所述的方法，所述造粒溶剂为水和/或丙二醇。
19.一种洗涤剂，包括根据权利要求1-12任一项所述的酶制剂。
20.根据权利要求19所述的洗涤剂，其为片剂，其中还含有凝固剂和分散剂，以所述洗涤剂的总重计，所述凝固剂占34-40wt%，所述分散剂占l-3wt%。
21.根据权利要求20所述的洗涤剂，所述片剂的单位重量为1-3克/片。
22.一种去除蔬果表面农药残留的方法，包括利用权利要求19-21任一项所述的洗涤剂清洗蔬果的过程。
23.根据权利要求22所述的方法，包括将所述洗涤剂与水以1:800-1000的重量比混合，然后浸泡蔬果5-15分钟。
全文摘要
本发明提供一种用于去除蔬果表面农药残留的酶制剂及其制备方法，所述酶制剂包括一种或多种酶以及碱性缓冲盐，所述酶制剂为粒径分布在50到500纳米的颗粒制剂。所述酶制剂中还包含具有多孔结构的填料，所述酶制剂通过包括以下步骤的方法形成对包含所述一种或多种酶和填料的混合物料实施造粒成为酶颗粒混合物，并且使得所述酶颗粒混合物中有45wt%-55wt%的酶包埋进所述填料，之后在流化床中将所述酶颗粒混合物与所述碱性缓冲盐的水溶液混合。本发明提供的酶制剂能全面、有效的去除蔬果表面的农药残留，并且能去除蔬果表面的有害微生物，进一步提高蔬果的品质。
文档编号C11D17/06GK102827709SQ20121032474
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者黄齐, 姚质子, 杨平, 杨国浩 申请人:质子德宝生物科技(北京)有限公司