Способ осветления щелочной протеазы

 

Использование: биотехнология, может быть применено в качестве биологически активной добавки к синтетическим моющим средствам для удаления со стираемых текстильных изделий из натуральных и химических волокон белковых загрязнений. Сущность изобретения: в состав сухого концентрата щелочной протеазы на стадии гранулирования вводят в незначительных количествах 0,1 - 0,4 мас. % флуоресцирующих в синей области спектра (400 - 500 нм) органических соединений, относящихся к производным 4,4'-бис(три-азиниламино)стильбен-2,2'-дисульфокислоты, кумарина, 5,6-бензокумарина, 1,3-дифенилпиразолина и бензоксазола.

Настоящее изобретение относится к ферментной отрасли микробиологической промышленности, конкретно к новому способу повышения белизны ферментного препарата щелочной протеазы, применяемой в качестве биологически активной добавки к синтетическим моющим средствам (СМС) для удаления со стираемых текстильных изделий из натуральных и химических волокон белковых загрязнений.

В отечественной промышленности для осветления щелочной протеазы, получаемой при глубинном культивировании Bacillus subtilis штамм 72, с последующей очисткой, сепарацией, стандартизацией, сушкой и гранулированием, применяют двуокись титана в количестве до 10,5% от массы сухой протеазы в зависимости от ее исходной белизны. Недостатком этого способа является применение значительного количества дефицитной и дорогой двуокиси титана, используемой только в качестве инертного наполнителя белого цвета, которая выбрасывается без утилизации при использовании СМС [1] Известен способ осветления протеазы, используемой в качестве биодобавки к СМС, химическим восстановителем ронгалитом (гидроксиметансульфинатом натрия). Осветление проводят путем обработки готового ферментативного раствора, предпочтительно после очистной фильтрации, ронгалитом, взятом в количестве до 5% от протеазы, в течение до 24 часов, при определенной температуре и pH среды (значения последних параметров в патенте [2] не указаны). Достигаемый показатель белизны (коэффициент отражения Y) 49,5% (по прибору RFC 3 Цейсс).

К недостаткам этого способа относятся необходимость введения дополнительной стадии химического осветления протеазы в водном растворе, применение значительного количества дефицитного и дорогого восстановителя и продолжительное время осветления.

Задача изобретения упрощение способа осветления щелочной протеазы.

По техническим требованиям производителей СМС (ТУ 64-13-19-89), предъявляемым к протеазе, показатель белизны (коэффициент отражения Y) должен быть не ниже 50% по лейкометру Цейсс с зеленым светофильтром, а протеолитическая активность не менее 50000±2500 ед/г.

Поставленная задача достигается путем введения в состав щелочной протеазы в незначительных количествах (0,1 0,4%) флуоресцирующих в синей области спектра (400 500 нм) органических соединений, относящихся к производным 4,4'-бис(триазиниламино)стильбен-2,2'-дисульфокислоты I, кумарина II, 5,6-бензокумарина III, 1,3-дифенилпиразолина IV и бензоксазола V [3] Осветляющее действие этих флуоресцентных органических соединений основано на том, что излучаемый ими синий или фиолетовый свет под действием ультрафиолетовых лучей дневного света компенсирует недостаток синих и фиолетовых лучей в отражаемом материалом свете, благодаря чему уменьшается желтизна и повышается его белизна.

По предложенному способу в расплав полиэтиленгликоля (ПЭГ-115) при 60 - 70^oC вводят флуоресцентной осветлитель типа I VI, неосветленную щелочную протеазу после сушки на распылительной сушилке и безводный сульфат натрия в дозировках и режиме по действующей технологии и размешивают до получения однородной массы. Последнюю гранулируют путем экструзии. По этому новому способу осветления изменять параметры технологического режима и аппаратурное оформление промышленного производства протеазы не требуется.

При применении указанных флуоресцентных осветлителей в количестве от 0,1 до 0,4% от массы протеазы коэффициент отражения последней повышается до 50,2 54,2% (такой же коэффициент получается при прибавлении 10,5% двуокиси титана). Коэффициент отражения образца протеазы, полученной в этих же условиях ( с сульфатом натрия) без применения флуоресцентного осветлителя и двуокиси титана, составил 43,6% а исходной протеазы 41,0% Протеолитическая активность протеазы, осветленная флуоресцентными соединениями, полностью сохраняется.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

В стеклянный стаканчик вместимостью 100 см³, помещенный в водяную баню для нагрева и снабженный термометром, загружают 2,5 г (25%) полиэтиленгликоля (ПЭГ-115) и расплавляют его при 60 70^oС. Затем вносят в расплав при размешивании стеклянной палочкой 0,005 0,02 г (0,1 0,4% от массы протеазы) флуоресцентного осветлителя типа I и продолжают размешивание 5 10 минут до достижения равномерного распределения осветлителя в расплаве полиэтиленгликоля. Затем загружают за 5 мин при размешивании 5 г (50%) неосветленной щелочной протеазы с показателем белизны (коэффициентом отражения) 41% размешивают при 60 70^oC в течение 10 15 мин, добавляют 2,5 г (25%) сульфата натрия и размешивают до получения однородной массы.

При этом достигается равномерное голубое свечение протеазы при облучении ультрафиолетовым светом. Полученную смесь переносят в фарфоровую ступку, охлаждают, измельчают, просеивают через сито N 04 по ГОСТ 6613-86 и определяют коэффициент отражения на лейкометре Цейсс с зеленым светофильтром в соответствии с ТУ 64-13-19-89 на "Препарат ферментный щелочная протеаза".

Коэффициент отражения протеазы, осветленной посредством флуоресцентного осветлителя 1, составил 51,2 52,9% а протеолитическая активность 53500 ед/г.

Протеаза, обработанная вышеуказанным способом без добавления осветлителя 1 и двуокиси титана, имела коэффициент отражения 43,6% Пример 2.

5 г протеазы осветляют путем добавки 0,005-0,015 г (0,1 0,3%) флуоресцентного осветлителя типа II по способу, описанному в примере 1. Получают продукт с коэффициентом отражения 50,3 -51,8% протеолитическая активность на уровне технических требований.

Пример 3.

5 г протеазы осветляют путем добавки 0,005 -0,02 г (0,1 0,4%) осветлителя типа III по способу, описанному в примере 1. Получают продукт с коэффициентом отражения 52,2 54,2% протеолитическая активность на уровне технических требований.

Пример 4.

5 г протеазы осветляют путем добавки 0,005 -0,01 г (0,1 -02%) осветлителя IV по способу, описанному в примере 1. Получают продукт с коэффициентом отражения 50,2 52,1% протеолитическая активность на уровне технических требований.

Пример 5.

5 г протеазы осветляют путем добавки 0,005 -0,01 г (0,1 0,2%) осветлителя типа V по способу, описанному в примере 1. Получают продукт с коэффициентом отражения 50,3 51,1% протеолитическая активность на уровне технических требований.

Таким образом, как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ осветления щелочной протеазы позволяет упростить этот процесс и расширить сырьевую базу благодаря применению в незначительных количествах (0,1 0,4% от массы протеазы) флуоресцентных органических соединений I-VI вместо применяемого в больших количествах (до 5% ) дефицитного и дорогого ронгалита (прототип); при этом сокращается продолжительность процесса осветления до 15 мин (прототип 30 мин 24 часа).

Формула изобретения

Способ осветления щелочной протеазы путем проведения гранулирования экструзией смеси сухого концентрата щелочной протеазы, сульфата натрия, осветлителя и полиэтиленгликоля, отличающийся тем, что экструзии подвергают расплав полиэтиленгликоля с осветлителем, в качестве которого используют флуоресцирующее в синей области спектра органическое соединение, относящееся к производным 4,4'-бис(триазиниламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты формулы где R₁ и R₂ NH₂, NHAlk, N(Alk)₂, N(CH₂CH₂OH)₂,

или кумарина формулы

где R₁ и R₂ H, Alk, Ar, ArAlk;
R₃ N(Alk)₂, NHAlk,
или 5,6-бензокумарина формулы

где R₁-Ar, COOAlk,
или 1,3-дифенилпиразолина формулы

где R₁ H₁Cl;
R₂ SO₃Na, SO₂NH₂, SO₂Alk, COONa,
или бензоксазола формулы

где R₁ H, Alk,
вводимое в сухой концентрат щелочной протеазы в количестве 0,1 0,4 мас. и сульфата натрия.