专利名称：过氧化氢酶及其提取方法
技术领域：
本发明涉及一种过氧化氢酶及其提取方法。
背景技术：
过氧化氢酶(Catalase，CAT)是一种高效、安全、环保、节能的生物催 化剂，可迅速的将过氧化氢分解为水和氧。因而在食品防腐保鲜，纺织印染行业的漂染、造 纸行业漂白处理及污水治理，化工橡胶成型，塑料粘合剂等方面得到广泛应用。目前国内、外提取过氧化氢酶的方法通常有两种；一种是微生物发酵法生产过氧 化氢酶；另一种是以动物肝脏为原料提取过氧化氢酶。前一种提取工艺目前尚处于实验研 究阶段；属小批量，还无大规模的工业化生产；第二种以动物肝脏为原料，在国内、外均有 报道如美国专利US2992167等，江南大学申请的中国专利ZL03152957. 7《一种提取法提取 过氧化氢酶的方法》和专利申请号为02110792. 0《一种从动物肝脏中提取过氧化氢酶的方 法》，该二种方法均是以动物肝脏为提取原料，在提取过程中需要加入各种化学组份如硫酸 铵等进行沉淀，使用有机溶剂进行溶解，浸提取时间在20小时以上，浸提渣、液分离，得分 离液加硫酸铵沉淀即得产品。其生产过程中需使用大量有机溶剂，其提取的产品稳定性差， 生产的酶容易失活，对环境造成一定污染，生产工期长，且生产得率低，而用发酵法生产过 氧化氢酶优点是产品易于分离和纯化，但是生产工艺复杂，生产工艺条件要求高，投资大， 三废处理量大。目前国内市场上生产供应过氧化氢酶的企业主要有丹麦诺维信公司，其是世 界上最大的酶产品生产开发企业，在国内设有多家分公司，但其生产过氧化氢酶产品， 市场售价高；还有江苏省江大绿康生物工程技术研究有限公司申请的中国专利申请 200910027116. 3《一种以动物肝脏为原料同时提取过氧化氢酶和促肝细胞生长液的工艺》 探索在以动物肝脏为原料提取过氧化氢酶产品的同时生产其它生物化工产品，这样可大幅 降低生产过氧化氢酶产品价格，但现还仍处于实验阶段，且生产过程三废处理复杂使用强 酸、碱溶液对环境污染大。从国内、外现有的生产过氧化氢酶的技术工艺看，还未见有以动 物肝脏为原料，采用超临界二氧化碳萃取过氧化氢酶技术方案。发明内容本发明就是要提供一种过氧化氢酶及其提取方法。其以动物肝脏为原料 采用超临界CO2萃取法提取过氧化氢酶，生产周期短，废水排放少，安全节能，生产得率高。本发明过氧化氢酶提取方法以动物肝脏为原料，采用超临界CO2萃取法提取过氧
化氢酶。本发明过氧化氢酶提取方法，所述的超临界二氧化碳萃取法提取过氧化氢酶，按 下列工艺步骤进行(1)原料准备动物肝脏处理将动物肝脏粉碎处理制成浆液；(2)溶解混合将上述浆液和超临界CO2流体，在混合装置中充分混合，制得混合流 体；(3)分离除杂将混合流体置于分离装置中，分离除去混合流体中不溶性残渣和粗 颗粒，得初分混合流体；(4)萃取制过氧化氢酶将初分混合流体用分离装置进行气液相分离CO2,留下的液 相即为过氧化氢酶产品。
所述的过氧化氢酶提取方法，优选按下列工艺步骤进行(1)原料准备动物肝脏处理将动物肝脏洗净、修割、除杂，浸泡粉碎处理制成浆 液；(2)溶解混合将上述浆液和超临界CO2流体置于压力容器的混合装置中，进行充 分混合使浆液中含可溶性的组份完全溶入超临界CO2流体溶剂中形成混合流体；(3)分离除杂将混合流体置于分离装置中，经一次或若干级次的分离除去混合流 体中的不溶性残渣和粗颗粒，制得饱含过氧化氢酶溶解物的初分混合流体；(4)萃取制过氧化氢酶将初分混合流体用分离装置，进行一次或若干次萃取气液 相分离CO2,超临界CO2由液相变为气相回收，留下液相即为过氧化氢酶产品。本发明所述的混合装置为萃取塔，所述的分离装置为压力容器分离器。本发明所述超临界CO2用高压泵抽入装有动物肝脏浆液的混合装置中，使超临界 CO2流体与动物肝脏浆液充分溶解混合，动物肝脏中可溶性活性成份完全溶入超临界CO2流 体中，形成混合流体。所述的过氧化氢酶提取方法，是超临界CO2在提取过程中产生的气相CO2,通过压 缩机回收至CO2储气罐中。本发明所述动物肝脏为猪、牛、羊、马、鸡、鸭、鹅各类动物肝脏为生产原料。依据本发明所述的过氧化氢酶提取方法提取得过氧化氢酶。本发明是把超临界CO2用高压泵抽入装有动物肝脏浆液的混合装置的萃取塔中使 超临界CO2流体与动物肝脏浆液充分溶解混合，动物肝脏中可溶性活性成份完全溶入超临 界CO2流体中，形成混合流体；分离装置分离除去动物肝脏浆液残渣及粗颗粒，形成初分混 合流体，初分混合流体经气液分离器分离使CO2与过氧化氢酶分为气液两相，分离萃取毕的 超临界CO2流体经高压泵回收至CO2储气罐，而气化部分经压缩机加压液化后回收至CO2储 气罐，留下的液相即为氧化氢酶产品。本发明过氧化氢酶的生产原理是根据分子量大小，分子形态等，通过超临界CO2 萃取获得高活力的过氧化氢酶产品。本发明的生产工艺流程如下动物肝脏一破碎处理浆液一分离器分离解析一去渣一过氧化氢酶产品一尾气CO2 回收一渣液无害化处理并回收。本发明使用超临界CO2萃取过氧化氢酶的方法，除说明公开的外，其它工艺，步骤 条件和现有应用超临界CO2萃取其它生物制品的工艺技术条件及操作过程相同。传统的以动物肝脏为原料提取CAT的工艺流程是动物肝脏一切割破碎一制成留 浆一加缓冲溶液一细胞破碎物一调PH —搅拌浸泡一静置一离心分离一盐析一静置一过滤 分离(膜分离)一溶解一除盐一消沫防腐一过氧化氢酶产品，工艺冗长复杂，且得率较低， 生产成本高。本发明与现有技术相比，具有如下技术优势应用超临界CO2萃取法直接萃取动物 肝脏提取液，省去传统工艺硫酸铵分级沉淀步骤，大大降低了生产成本，产品收率较现行工 艺高60 %，方法过程简单，产品质量易于控制。本发明产品技术指标WD-JX-20≥2000U/ml、WD-JX-30 ≥ 3000U/ml、 WD-JX-50≥5000U/ml，高浓度=211824. 5/ml蛋白，超过和达到同类产品·保质期180天。菌落总数1000个/ml。国内提取其它生物制品提取过程中亦应用超临界CO2萃取技术， 但应用于提取过氧化氢酶尚属首创。应用超临界CO2萃取，在成本低，操作简便，温度温和 的条件下，能够选择性萃取过氧化氢酶和保持生物活性。同时具有产品收率及质量稳定等 优点。萃取和分离一体化，工艺简单；萃取和分离可在一条生产线上完成，当含溶解物的 CO2超临界流体经分离器，由于压力下降使CO2与CAT形成气液两相而立即分开，分离效率 高而且能耗少，运行费用低，CO2价格便宜，纯度高，容易获得，且在生产过程中循环使用，从 而降低生产成本。萃取生产过程中，没有有机溶剂残留，不需要复杂的脱除过程。由于全过程不用有 机溶剂，因此CAT产品无残留溶剂，防止了提取过程对人体的毒害，和对环境的污染。CO2是 一种不活泼气体，萃取时不会发生化学反应且无味，无毒安全性好。在生产原料中的重金属，无机物，尘土等不易被CO2萃取带出产品质量容易控制。萃取在密闭的高压系统中进行，可杀灭细菌，产品直接从分离器带压排入分装容 器内反应用水封闭循环，无废水排放。采用低温萃取和分离，不破坏生物活性，在近室温35-40°C及CO2气体提取有效地 防止CAT对热敏感物的氧化和逸散，因此最大限度保持产品的天然活性。本发明采用超临界CO2萃取过氧化氢酶产品经中国广州分析测试中心检测，产品 质量优于国家质量标准要求，见表1产品名称过氧化氢酶；状态水剂；检测类型送检。表1分析检测结果
权利要求
一种过氧化氢酶提取方法，以动物肝脏为原料，其特征是采用超临界CO2萃取法提取过氧化氢酶。
2.依据权利要求1所述的过氧化氢酶提取方法，其特征是所述的超临界二氧化碳萃取 法提取过氧化氢酶，按下列工艺步骤进行(1)原料准备动物肝脏处理将动物肝脏粉碎处理制成浆液；(2)溶解混合将上述浆液和超临界CO2流体，在混合装置中充分混合，制得混合流体；(3)分离除杂将混合流体置于分离装置中，分离除去混合流体中不溶性残渣和粗颗粒， 制得初分混合流体；(4)萃取制过氧化氢酶将初分混合流体用分离装置，进行气液相分离CO2,留下的液相 即为过氧化氢酶产品。
3.依据权利要求1或2所述的过氧化氢酶提取方法，其特征是按下列工艺步骤进行(1)原料准备动物肝脏处理将动物肝脏洗净、修割、除杂，浸泡粉碎处理制成浆液；(2)溶解混合将上述浆液和超临界CO2流体置于压力容器的混合装置中，进行充分混 合使浆液中含可溶性的组份完全溶入超临界CO2流体溶剂中形成混合流体；(3)分离除杂将混合流体置于分离装置中，经一次或若干级次的分离除去混合流体中 的不溶性残渣和粗颗粒，制得饱含过氧化氢酶溶解物的初分混合流体；(4)萃取制过氧化氢酶将初分混合流体用分离装置，进行一次或若干次萃取气液相分 离CO2,超临界CO2由液相变为气相回收，留下液相即为过氧化氢酶产品。
4.依据权利要求2所述的过氧化氢酶提取方法，其特征是所述的混合装置为萃取塔， 所述的分离装置为压力容器分离器。
5.依据权利要求1或2所述的过氧化氢酶提取方法，其特征所述超临界CO2用高压泵 抽入装有动物肝脏浆液的混合装置中，超临界CO2流体与动物肝脏浆液充分溶解混合，动物 肝脏中可溶性活性成份完全溶入超临界CO2流体中，形成混合流体。
6.依据权利要求2所述的过氧化氢酶提取方法，其特征是超临界CO2在提取过程中产 生的气相CO2，通过压缩机回收至CO2储气罐中。
7.依据权利要求1或2所述的过氧化氢酶提取方法，其特征是所述动物肝脏为猪、牛、 羊、马、鸡、鸭、鹅各类动物肝脏为生产原料。
8.—种过氧化氢酶依据权利要求1、2或3之一所述的提取方法提取获得。
全文摘要
本发明公开了一种过氧化氢酶及其提取方法，以动物肝脏为原料，采用超临界CO2萃取法提取过氧化氢酶，生产周期短，废水排放少，安全节能，生产得率高。生产的过氧化氢酶(CAT)产品浓度达211824.5U/ml蛋白，超过和达到同类产品.保质期180天。菌落总数≤1000个/ml。
文档编号C12N9/08GK101942423SQ201010265399
公开日2011年1月12日 申请日期2010年8月22日 优先权日2010年8月22日
发明者钟伟松 申请人:江西金伟生物制品有限公司