蛋白酶規模化制備核心：3個噴霧干燥機實操案例詳解

蛋白酶是水解蛋白質肽鏈的一類酶的總稱，按降解多肽的方式可分為內肽酶和端肽酶，能催化蛋白質和多肽水解為小分子肽或氨基酸，廣泛存在于動物內臟、植物莖葉果實及微生物中，其中工業生產主要依托微生物發酵制備，因其催化效率高、適用性強，已成為最重要的工業酶制劑之一。

在工業生產中，蛋白酶的應用場景十分廣泛，覆蓋多個核心行業。食品行業中，它可用于奶酪成熟加速、肉類嫩化、面包發酵、速溶蛋白制品加工，還能實現食品的脫苦和風味提升；醫藥行業里，可用于消化不良、支氣管炎等病癥的輔助治療，以及外科創口凈化等；此外，在皮革脫毛軟化、蠶絲脫膠、加酶洗滌劑生產、飼料酶解改性等行業中，蛋白酶也發揮著的作用，既能提升生產效率，又能改善產品品質。

由于蛋白酶的活性易受溫度、濕度等環境因素影響，規模化制備過程中，干燥環節的技術選擇尤為關鍵。噴霧干燥技術因操作連續、成本可控，且能快速脫水、限度保留酶活性，成為蛋白酶制備的主流干燥方式，其中離心式和氣流式因適配性更強，被廣泛應用于實際生產，以下結合三個實際生產案例，詳細解析其制備過程。

某公司專注于食品級蛋白酶的研發與生產，為解決傳統封裝方式封裝效率低、無法規模化生產的問題，采用那艾儀器氣流式噴霧干燥機開展風味蛋白酶的微囊化制備，該蛋白酶為米曲霉來源的真菌蛋白酶-肽酶復合物，主要用于奶酪成熟加速及脫苦處理。制備過程中，先以牛血清白蛋白為模型蛋白，采用殼聚糖與三聚磷酸鈉交聯形成的殼聚糖基質作為微囊壁材，通過試驗優化確定工藝參數：酶濃度控制為0.1%（v/v），噴霧干燥進風溫度設定為130℃，在此條件下，蛋白酶的活性收率達到88.0%，封裝效率達78.6%。同時，通過掃描電子顯微鏡和激光衍射法對制備的蛋白酶微囊進行表征，確認其粒徑均勻、形態穩定，有效解決了傳統封裝技術的弊端，實現了食品級蛋白酶的規模化、高質量制備，可直接應用于奶酪生產，有效改善奶酪風味、縮短成熟周期。

某公司聚焦多類型蛋白酶規模化生產，涵蓋堿性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶等，采用那艾儀器離心式噴霧干燥機完成蛋白酶的干燥制備，全程圍繞“保留酶活性、提升產品純度"優化工藝。預處理階段，先根據不同類型蛋白酶的特性，采用磷酸鹽或Tris-HCl緩沖液將料液pH值調節至酶的范圍（6.0-9.0），再添加10%-20%的乳糖作為酶保護劑，防止干燥過程中酶結構破壞、活性流失；隨后采用截留分子量為10kDa的中空纖維膜進行超濾濃縮，將料液固含量提升至15%-25%，降低后續干燥能耗，最后通過0.22μm濾芯進行除菌過濾，保障產品生物安全性。干燥階段，選用變頻調速型離心霧化器，轉速控制在15000-20000r/min，霧化盤直徑為120-180mm，干燥塔采用夾套式結構，內層為鏡面拋光316L不銹鋼，防止物料粘壁，同時優化工藝參數：進風溫度120-140℃、出風溫度60-70℃、進料流量300-800kg/h、塔內負壓-300至-500Pa，霧化器頻率50-80Hz，確保霧滴粒徑控制在30-80μm。后處理階段，通過流化床將粉體溫度冷卻至30℃以下，避免殘留熱量影響酶活性，再經氣流粉碎機微粉化處理，將粒徑控制在10-50μm，提升產品溶解性，最后采用鋁箔袋充氮包裝，確保產品保質期。該工藝可適配不同類型蛋白酶的制備需求，產品酶活保留率≥85%，水分含量≤5%，細菌總數≤1000CFU/g，可廣泛應用于食品、洗滌劑、皮革等多個行業。

某公司致力于蛋制品深加工領域，采用那艾儀器離心式噴霧干燥機開展蛋白酶制備，該蛋白酶主要為木瓜蛋白酶和堿性蛋白酶，用于速溶雞蛋蛋清粉的酶解改性，解決傳統蛋清粉溶解性、分散性差的問題。制備過程中，先完成蛋白酶的預活化處理，再根據蛋白酶類型優化酶解參數：若選用木瓜蛋白酶，控制底物濃度10%、pH值6.5、溫度60℃，加酶量（E/S）1.5%，酶解時間3.0-4.0h；若選用堿性蛋白酶，控制溫度50-55℃、pH值8.0，加酶量（E/S）0.875%，酶解時間3.0-4.0h。酶解完成后，對料液進行高剪切超微化處理，控制轉速30000rpm，剪切12min，再在30-70℃、20MPa壓力下進行均質，提升料液均勻度。噴霧干燥階段，優化參數為進風溫度115℃、可溶性固形物18Brix、進風量0.8m3/min、進料量4.0×180mL/h，確保料液快速干燥成型。通過該工藝制備的蛋白酶活性穩定，應用于蛋清粉生產后，可使蛋清粉溶解度達到99%以上，制粉得率87%，有效實現蛋品精深加工，適配中老年人、野外工作人員等特殊群體的蛋白質補充需求。