Sposób otrzymywania stałego preparatu kompleksu enzymów
Transkrypt
Sposób otrzymywania stałego preparatu kompleksu enzymów
RZECZPOSPOLITA POLSKA OPIS PATENTOWY Patent dodatkowy do patentu nr Zgłoszono: 86 07 31 145 354 Int. Cl.4 C12N 9/99 C12N 9/00 (P. 260887) Int. Cl.5 CUD 3/386 C12N 9/00 Pierwszeństwo URZĄD PATENTOWY RP Zgłoszenie ogłoszono: 87 07 13 Opis patentowy opublikowano: 1990 09 28 Twórcywynalazku: Edward Galas, Tadeusz Trzmiel, Janusz Idziak, Mirosława Szczęsna Uprawniony zpatentu: Politechnika Łódzka, Łódź (Polska) Sposób otrzymywania stałego preparatu kompleksu enzymów pochodzenia bakteryjnego Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania stałego preparatu kompleksu enzymów pochodzenia bakteryjnego, zawierającego proteinazę serynową, metaloproteinazę, alfa-amylazę i lipazy, przeznaczonego zwłaszcza do środków piorących. Z polskiego opisu patentowego nr 97 023 jest znany sposób otrzymywania stałych preparatów enzymu subtilopeptydazy polegający na tym, że do 2-krotnie zatężonego filtratu po hodowli Bacillus subtilis o pH = 7,5 dodaje się etanol w ilości 2,5 części objętościowe na 1 część objętościową filtratu, po czym oddziela się osad enzymu, który po przemyciu acetonem suszy się w warunkach próżniowych nad wodorotlenkiem potasu. Niedogodnością tego sposobu jest stosowanie rozpuszczalników organicznych do wytrącania preparatów enzymatycznych. Enzymy wytrącane przy użyciu rozpuszczalników organicznych są trudnorozpuszczalne w wodzie, co uniemożliwia zastosowanie ich w środkach piorących. Nadto stosowanie acetonu i etanolu w warunkach przemysłowych stwarza zagrożenie pożarowe oraz pociąga za sobą konieczność stosowania wysokoenergochłonnej aparatury do ich regeneracji oraz opracowania sposobu utylizacji odpadów pogonowych. Z innego polskiego opisu patentowego nr 137479 jest znany sposób otrzymywania stałego preparatu kompleksu enzymów proteolitycznych, amylolitycznych i lipolitycznych z Bacillus subltilis IBT C-3 polegający na wysoleniu tych preparatów z oczyszczonych roztworów pohodowlanych o pH = 7,4 za pomocą siarczanu amonu i następnie osadzeniu ich na nieorganicznych lub organicznych chemicznych zmiękczaczach wody. Preparat enzymów otrzymany tym sposobem zawiera domieszkę siarczanu amonu pochodzącego z procesu wysalania, który w środowisku alkalicznym ulega rozkładowi z wydzieleniem amoniaku. Zastosowanie więc preparatu otrzymanego tym sposobem do środków piorących powoduje wydzielanie się nieprzyjemnego zapachu amoniaku z kąpieli piorącej, a także podczas przechowy¬ wania środków piorących zawierających preparat otrzymany tym sposobem. Znany jest także, z polskich opisów patentowych nr nr 87 350 i 114 551, sposób otrzymywania stałych preparatów enzymu alfa-amylazy polegający na suszeniu praparatów ciekłych metodą rozpyłową. Preparaty otrzymane tym sposobem są słaborozpuszczalne w wodzie, zawierają związki balastowe pochodzące z podłoży pohodowlanych drobnoustrojów i są bardzo pyliste. 145 354 2 Znane są także sposoby wysalania preparatów enzymatycznych z płynu pohodowlanego za pomocą siarczanu sodowego w temperaturze bliskiej 0°C. Sposoby te znane są, między innymi, z książki pt. „Methods in Enzymology vol. XXII, s. 511 (1971). Sposoby te znajdują zastosowanie najczęściej do frakcjonowanego wysalania białek z dalszą ich ekstrakcją rozpuszczalnikami. Sposoby wytrącania enzymów w temperaturach bliskich 0°C są nieprzydatne do otrzymywania stałych preparatów enzymów w skali przemysłowej. Sposób otrzymywania stałego preparatu kompleksu enzymów pochodzenia bakteryjnego, zawierającego proteinazę serynową, metaloproteinazę, alfa-amylazę i lipazy, przeznaczonego zwłaszcza do środków piorących, na drodze wysalania z roztworów pohodowlanych za pomocą stałego siarczanu sodowego, według wynalazku polega na tym, że wstępnie oczyszczony roztwór kompleksu enzymów poddaje się działaniu siarczanu sodowego przy pH = 7,4-9,1, korzystnie 8,1-8,6 i w temperaturze 289-308 K, korzystnie 303-306 K, po czym wytrącony osad preparatu oddziela się w temperaturze 306 K, suszy w temperaturze 333-378 K oraz ewentualnie granuluje i/lub otoczkuje, przy czym siarczan sodowy stosuje się w ilości 300-350 g, korzystnie 330 g na 1 dm3 roztworu pohodowlanego. Prowadzenie w sposobie według wynalazku procesu wysalania kompleksu enzymów w tempe¬ raturze ok. 306 K zapobiega krystalizacji siarczanu sodowego i czyni sposób ten w pełni przydat¬ nym do produkcji preparatów enzymatycznych przeznaczonych do środków piorących w skali przemysłowej. Preparaty enzymatyczne otrzymane sposobem według wynalazku spełniają wszystkie wymagania stawiane preparatom enzymatycznym przeznaczonym do produkcji dobrych środków piorących, są bardzo dobrze rozpuszczalne w wodzie, stabilne podczas przechowywania i mogą być stosowane bez niebezpieczeństwa rozkładu w roztworach o szerokim zakresie pH. Sposób według wynalazku ilustrują bliżej podane niżej przykłady. Przykład I. Do 100 cm3 cieczy po hodowli Bacillus subtilis IBT C-3, wstępnie oczyszczonej przez oddzielenie biomasy, 2-krotnie zatężonej w wyparce próżniowej i przefiltrowanej przez płyty filtrujące EK, zawierającej w 1 cm3 ll,56mjA proteinazy serynowej, 7,23mjA metaloproteinazy, 800jFS alfa-amylazy i 65jL lipazy, o pH = 8,3 i temperaturze 303 K, dodano powoli, w trakcie ciągłego mieszania 30 g stałego, bezwodnego siarczanu sodowego. Rozwtór reakcyjny mieszano do całkowitego rozpuszczenia siarczanu i następnie jeszcze w ciągu 30 minut. Wytworzony osad enzymów odwirowano w wirówce kuwetowej i wysuszono w temperaturze 338 K. Otrzymano 2,6 g preparatu stałego o aktywności: serynowej proteinazy 391 mjA/g, metaloproteinazy 208mjA/g, alfa-amylazy 24300 jFS/g oraz lipazy 16jL/g. Otrzymany preparat okazał się odporny w temperaturze 318 K w ciągu 60 minut na działanie składników środków piorących takich, jak Kosulfonat 40, Rokafenol N-8, Rokanol R2-12, trójpolifosforan sodowy, Ergon B, metakrzemian sodowy, kwaśny węglan sodowy, nadboran sodowy. Ponadto preparat ten zwiększał wyraźnie — o około 30% — zdolność usuwania zabrudzeń, a zwłaszcza plam krwi z tkanin testowych w porównaniu z modelowymi środkami piorącymi nieenzymatycznymi. Przykład II. Do 4,09 dm3 cieczy po hodowli Bacillus subtilis IBT C-3, wstępnie przygoto¬ wanej jak w przykładzie I, zawierającej w 1 cm3 12,26 mjA proteinazy serynowej, o pH = 8,3 i temperaturze 303 K, dodano powoli, w trakcie ciągłego mieszania 1227 g stałego, bezwodnego siarczanu sodowego. Roztwór reakcyjny mieszano do całkowitego rozpuszczenia się siarczanu i następnie jeszcze w ciągu 30 minut. Wytworzony osad enzymu odwirowano i wysuszono w temperaturze 378 K w suszarce z nawiewem powietrza. Otrzymano 137,6g preparatu stałego o aktywności serynowej proteinazy 321 mjA/g praparatu. Własności preparatu były analogicznejak preparatu otrzymanego w przykładzie I. Zastrzeżenie patentowe Sposób otrzymywania stałego preparatu kompleksu enzymów pochodzenia bakteryjnego, zawierającego proteinazę serynową, metaloproteinazę, alfa-amylazę i lipazy, przeznaczonego zwłaszcza do środków piorących, na drodze wysalania z roztworów pohodowlanych za pomocą stałego siarczanu sodowego, znamienny tym, że wstępnie oczyszczony roztwór kompleksu enzy- 145 354 3 mów poddaje się działaniu siarczanu sodu przy pH = 7,4-9,1, korzystnie 8,1-8,6 i w temperaturze 289-308 K, korzystnie 303-306 K, po czym wytrącony osad preparatu oddziela się w temperaturze 306 K, suszy w temperaturze 333-378 K oraz ewentualnie granuluje i/lub otoczkuje, przy czym siarczan sodu stosuje się w ilości 300-350 g, korzystnie 330 g na 1 dm3 roztworu pohodowlanego.