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明膠是膠原的水解產(chǎn)物，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、紡織、化工、電子、造紙、印刷等30多個行業(yè)，化學制備法一直是明膠生產(chǎn)的傳統(tǒng)工藝。
近年來，隨著對各類酶的研究進展與綠色工藝的革新，酶法制備明膠工藝成了研究者不斷探索的新方向。近日，中國科學院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究員宋詼帶領(lǐng)研究組，通過對土壤樣品宏基因組測序，發(fā)現(xiàn)了一種能夠用于明膠制備的新型蛋白酶，并以該酶為基礎(chǔ)對蛋白酶法制備明膠工藝進行了優(yōu)化。
新型蛋白酶法制備明膠工藝對于資源利用和環(huán)境維持都有重要意義，同時對于現(xiàn)有骨素處理和明膠提取設(shè)備具有很好的兼容性。此外，在生產(chǎn)方面，無需額外添加獨特工藝設(shè)備，傳統(tǒng)工藝的工廠可以快速轉(zhuǎn)化為使用酶法工藝，便于擴大生產(chǎn)規(guī)模。
由于客觀原因，我國傳統(tǒng)骨明膠制備工業(yè)多集中于骨資源豐富地區(qū)，如內(nèi)蒙古、青海、甘肅等地。同時，由于傳統(tǒng)骨明膠制備工藝要經(jīng)歷多次浸酸、水洗、浸灰、中和等步驟，對淡水需求量極大，而上述地區(qū)的淡水資源卻十分缺乏。地區(qū)資源與傳統(tǒng)工藝的局限限制了明膠工業(yè)的發(fā)展，對明膠工藝的革新提出了迫切的要求。20世紀80年代，酶法制備明膠工藝出現(xiàn)，明膠制造酶法工藝主要是采用生物酶作用于動物的骨或皮，降解其中的膠原大分子生產(chǎn)明膠。
通過利用酶法制備骨明膠，可以省略多次酸堿水洗步驟，簡化為酸、酶處理一步反應(yīng)，縮短了工藝流程，還能夠減少90%以上的淡水消耗量，同時節(jié)約了大量能源和酸堿試劑。由于其可縮短生產(chǎn)周期、減少環(huán)境污染、易于自動化控制及細化明膠品質(zhì)，是明膠制備技術(shù)的發(fā)展趨勢。
但是，酶法制備明膠還存在著一些不足。首先，目前酶解使用的蛋白酶提取自動植物(如動物內(nèi)臟、木瓜、菠蘿等)，其制備過程存在污染和耗能問題。其次，動植物來源的蛋白酶產(chǎn)品穩(wěn)定性有待提高，酶活性低。再次，蛋白酶活性容易受水解產(chǎn)物的影響，容易失去活性。此外，酶法制備明膠還存在形成的膠原水解產(chǎn)物專一性差，影響了明膠產(chǎn)品質(zhì)量；明膠制備過程中途需要人為大幅調(diào)節(jié)pH值等問題，限制了酶法制備明膠工藝的發(fā)展。
中國科學院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所基因工程與微生物應(yīng)用技術(shù)的研究隊伍將目光投向了明膠酶法制備中新型酶的研究。
目前國內(nèi)外市場上都還沒有專用于明膠制備的高溫蛋白。因此，宋詼的研究團隊從極端土壤環(huán)境里能生存的微生物中提取相關(guān)基因，然后對得到的高溫蛋白酶進行特異性分子改造并進行了外源表達，得到了大量工業(yè)蛋白酶。
隨后，他們從獲得的新蛋白酶里進行篩選研究，對一些可能制備明膠的蛋白酶進行初步檢測，通過工藝過程和產(chǎn)品指標等綜合評價，尋找到了一種酶法制備明膠效果較優(yōu)的新型蛋白酶。
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明膠制備的新型蛋白酶
來源：環(huán)球糧機網(wǎng)發(fā)布時間：2015-04-30 07:30:37
