酶作为动植物细胞中的活性蛋白质,在体外极易失活,因此酶液的提取需在温和条件下进行。通常需要低温(0~4℃)和生理pH值(pH 4~9)这两个基本条件,相较于其他物质的萃取条件更为严苛,导致酶的产量普遍较低。
长期以来,利用超声波强化酶萃取的研究已取得一定进展。值得注意的是,超声功率的选择对结果具有决定性影响,不同功率甚至会导致截然相反的效果。
例如,在使用100W超声波破碎机提取细胞内葡萄糖氧化酶时,酶全部失活。而采用频率20kHz、声功率15W的超声波处理时,葡萄糖氧化酶不仅保持活性,酶产率也得到提升。在利用20kHz超声波处理脆壁克鲁弗氏酵母生产菊糖酶的过程中发现:当声功率低于10W时,酶活力随功率增加而升高;一旦声功率超过10W,酶活力则出现下降。
以上结果表明,超声萃取酶的主要机理在于机械作用和稳态空化效应强化了传质过程。然而,较高功率下所产生的瞬态空化及瞬时热效应会破坏细胞结构并导致蛋白质变性,因此在酶液萃取中应予以避免。