真菌α－澱粉酶及其製備方法
2023-06-29 03:56:46
專利名稱：真菌α－澱粉酶及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種真菌a—澱粉酶及其製備方法。屬於來自微生物源的d—澱粉酶。
背景技術：
來白微生物源的a —澱粉酶(a—l， 4-葡聚糖一4一葡糖苷水解酶酶，EC3.2. 1.1)是 一類可以催化澱粉和其它直鏈或支鏈i.4一葡糖苷寡糖和多糖水解的酶。熱穩定性高，能催 化澱粉等大分子中的a —l， 4鍵段鍵水解，產生分子量較小的麥芽糖糊精。完成澱粉段鍵液 化，因此也被稱為液化型澱粉酶。
傳統的澱粉糖化工業普遍採用雙酶法水解澱粉製糖。即先用a —澱粉酶將澱粉液化，再 加糖化酶糖化來生產葡萄糖。目前市售a —澱粉酶的最適PH為6.5 — 9.0，而糖化酶最適PH 為4. 5左右；顯然，PH 4.0—5.0的澱粉漿須經歷兩次PH調節過程。這不僅使得水解工藝操 作變得繁瑣，而且外源離子的引入，減低了酶的活性、影響了糖的收率、加重了系統循環水 及廢水處理負擔，不利於環境保護，同時增加了生產成本。
真菌n -澱粉酶是第一個應用於麵包製作的微生物酶，它取代了麥芽是由於麥芽中的澱粉 酶含量不穩定，而且含有蛋白水解酶，真菌a -澱粉酶具有更穩定的活性而不含蛋白酶活性， 在食品加工行業中的應用效果尤為突出是不可替代的。
真菌ct一澱粉酶是由米麴黴(Aspergillus oryzae)發酵產生的一種a—澱粉酶(Novo Nordisk，丹麥生產的Fungamyl)酶的最適作用溫度為55"C左右；最適PH 5.5-7.0;其水解澱 粉的產物主要是麥芽糖和一些低聚糖及少量的葡萄糖。適用於澱粉糖漿、低聚糖、啤酒、烘 焙食品、麵製品、麵粉加工等工藝過程。但其熱穩定性較低，不適用於較高溫度的處理過程， 例如，釀造工業用的糖漿，如果在6(TC左右進行，加入酶量必須加倍，在55。C下有可能會出 現汙染問題。另外，其最適PH在5.5 — 7.0，而不在4.5左右，故必須調節PH。
一種最適PH較低條件下，熱穩定性較高的真菌ot—澱粉酶是人們所期待的。
發明內容
本發明的目的在於避免上述現有技術中的不足之處，而提供一種廣泛適用 於澱粉糖化加工工業、高活性、高純度、最適PH較低條件下，熱穩定性較高，適應傳統澱 粉水解糖化工藝、能夠簡化澱粉水解工藝操作、穩定酶的活性、提高糖的收率、節約水源、 有益環境保護的理想的真菌(X—澱粉酶。
3本發明的目的還在於提供一種設備投資省、工藝操作方便、產品成本低、產率高的真菌 a—澱粉酶的製備方法。
本發明的目的可以通過如下措施來達到
本發明的真菌a—澱粉酶，以米麴黴(Aspergillus oryzae)為菌種；通過液體菌種預培 養、固體發酵主培養；採用浸泡提取、超濾濃縮、溶析純化、超濾、真空乾燥製得；其最適 PH4.0 — 6.0，適用溫度45。C一65。C，酶活力16000u/g (幹曲計)以上。
本發明的目的還可以通過如下措施來達到
本發明的真菌a—澱粉酶，其特徵在於所述之菌種米麴黴通過平板初篩後，用紫外線、 離子束、鈷60Y—射線、磷酸二乙酯誘變劑中的一種或其任意兩種以上交替誘變後作為菌種。 採用誘變後的菌種生產的真菌a —澱粉酶的性能得到進一歩優化，產率也明顯提高。
本發明的真菌a —澱粉酶，其特徵在於所述之主培養基原料中至少包括一種穀物殼。本 發明的發明人意外的發現，由穀物殼或未脫殼穀物參與作為固體發酵主培養基原料會使真菌 a —澱粉酶的產率顯著提高。
本發明的真菌a —澱粉酶，其特徵在於所述之主培養基原料包括麥麩、稻殼、米糠、豆 粕、大麥、小麥、大豆水稻、高粱、玉米中的一種或其任意種以上組合與大米、小米、麵粉、 土豆、紅薯中的一種或其任意兩種以上組合。
本發明的真菌a—澱粉酶，其特徵在於所述之主培養基原料是麥麩。
本發明的真菌a—澱粉酶，其特徵在於固體發酵原料中的水分含量在40%—50%之間。 固體發酵原料中的水分含量對真菌a —澱粉酶的產率有重要影響。
下面公開一種本發明的真菌a-澱粉酶的製備方法，其特徵在於包括如下歩驟
a. 液體菌種預培養培養基10—25重量份，加水至100重量份，121"C滅菌10 — 40分鐘， 冷卻至3(TC—35'C，並調節PH至5.5—6.0，得液體菌種預培養液；將米麴黴(Aspergillus oryzae)類菌種接種到預培養液中，30。C一4(TC，通風量45 — 60m3/h，培養28 — 32小時，得 液體菌種，備固體發酵用；
b. 固體發酵培養原料12(TC — 123。C蒸煮50—60分鐘，降溫至30°C—35。C，接入稀釋 的液體菌種，使含水量40%—47%，通風量50 — 60m"h，培養周期5.0天；發酵水平16000u /g以上；
c. 採用浸泡提取、超濾濃縮、溶析純化、超濾、真空乾燥。
本發明的真菌a —澱粉酶的用途，其特徵在於用於澱粉水解，適用於發酵食品和飲料加 工、發酵工業、酶製劑工業、製藥工業。本發明的真菌a —澱粉酶及其製備方法相比現有技術有如下顯著效果 l.提供了一種高活性、高純度、最適PH較低條件下，熱穩定性較高的真菌 a—澱粉酶，其最適PH4.0 — 6.0，適用溫度45。C一65匸，酶活力16000u / g (幹曲計)以上。
2. 本發明的真菌a—澱粉酶，適應傳統澱粉水解糖化工藝、能夠簡化澱粉水解工藝操作、 穩定酶的活性、提高糖的收率、節約水源、有益環境保護。
3. 提供了一種設備投資省、工藝操作方便、產品成本低、產率高的真菌a— 澱粉酶的製備方法。
具有實施方式
本發明下面將結合實施例作進一歩詳述 實施例1
a. 液體菌種預培養將葡萄糖60公斤，蛋白腖3公斤，玉米漿6公斤，豆
餅粉3.6公斤，氯化鈣0.15公斤，硫酸銨0.99公斤投入1000L反應釜中，加水至總投料量300 公斤，並調節PH至6.0;升溫至121 °C ，保溫滅菌35分鐘。冷卻至30°C ，接入米麴黴(Aspergillus oryzae); 30。C一40。C，通風量45m3/h，罐內壓力0.05Mpa—0.08Mpa，培養周期32小時， 得液體菌種，備固體發酵用；
b. 固體發酵培養麥麩3000公斤，在121'C溫度下，蒸煮60分鐘；冷卻至35'C，攪拌 下接入經水稀釋的歩驟a中製備的液體菌種，使發酵原料的初始含水量在40% —45%; 在溫度35。C，通風量60m3/11，發酵培養5.0天，發酵水平14000u/g (幹曲計)。
c. 採用浸泡提取、超濾濃縮、溶析純化、超濾、真空乾燥得成品，提取收率80%。 實施例2
a. 液體菌種預培養將澱粉30公斤，蛋白腖3公斤，玉米漿6公斤，豆餅粉3.6公斤， 氯化,丐0.15公斤，氯化銨0.99公斤投入1000L反應釜中，加水至總投料量300公斤，並調節 PH至6.0;升溫至12rC，保溫滅菌35分鐘。冷卻至30'C，接入米麴黴通過平板初篩後，用 紫外線、離子束、鈷60Y—射線、磷酸二乙酯誘變劑中的一種或其任意兩種以上交替誘變後 的菌種；30°C—40°C，通風量60m3/h，罐內壓力0.05Mpa—0.08Mpa,培養周期32小時，得 液體菌種，備固體發酵用；
b. 固體發酵培養麥麩3000公斤，在123'C溫度下，蒸煮50分鐘；冷卻
至35'C，攪拌下接入經水稀釋的歩驟a中製備的液體菌種，使發酵原料的初始含水量在40 %—45%;在溫度35'C，通風量50m3/11，發酵培養5.0天，發酵水平15000u/g (幹曲計)。
c. 採用浸泡提取、超濾濃縮、溶析純化、超濾、真空乾燥得成品，提取收率82%。實施例3
a.液體菌種預培養麥芽糖漿30公斤，玉米漿6公斤，豆餅粉3.6公斤，氯化鈣0.15公 斤，氯化銨0.99公斤投入IOOOL反應釜中，加水至總投料量300公斤，並調節PH至5.6;升 溫至121'C，保溫滅菌35分鐘。冷卻至3(TC，接入米麴黴通過平板初篩後，用紫外線、離子 束、鈷60Y—射線、磷酸二乙酯誘變劑中的一種或其任意兩種以上交替誘變後的菌種；30°C 一40。C，通風量60m3/h，罐內壓力0.05Mpa—0.08Mpa,培養周期28小時，得液體菌種，備 固體發酵用；
b. 固體發酵培養麥麩3000公斤，在123"C溫度下，蒸煮50分鐘；冷卻至35'C，攪拌 下接入經水稀釋的歩驟a中製備的液體菌種，使料的初始含水量在45%—50%;在溫度 35°C，通風量50m3/11，發酵培養5.0天，發酵水平16500u/g (幹曲計)。
c. 採用浸泡提取、超濾濃縮、溶析純化、超濾、真空乾燥得成品，提取收率81%。
權利要求
1. 一種真菌α—澱粉酶，其特徵在於以米麴黴(Aspergillus oryzae)為菌種；通過液體菌種預培養、固體發酵主培養；採用浸泡提取、超濾濃縮、溶析純化、超濾、真空乾燥製得；其最適PH4.0—6.0，適用溫度45℃—65℃，酶活力16000u/g(幹曲計)以上。
2. 根據權利要求1的真菌ci 一澱粉酶，其特徵在於所述之菌種米麴黴通過平板初篩後， 用紫外線、離子束、鈷60Y—射線、磷酸二乙酯誘變劑中的一種或其任意兩種以上交替誘變 後作為菌種。
3. 根據權利要求1的真菌a —澱粉酶，其特徵在於所述之主培養基原料中至少包括一種 穀物殼。
4. 根據權利要求1的真菌a —澱粉酶，其特徵在於所述之主培養基原料包括麥麩、稻殼、 米糠、豆粕、大麥、小麥、大豆、水稻、高粱、玉米中的一種或其任意種以上組合與大米、 小米、麵粉、土豆、紅薯中的一種或其任意兩種以上組合。
5. 根據權利要求1的真菌a —澱粉酶，其特徵在於所述之主培養基原料是麥麩。
6. 根據權利要求1的真菌a _澱粉酶，其特徵在於固體發酵原料中的水分含量在40% 一50%之間。
7. —種權利要求1的真菌a —澱粉酶的製備方法，其特徵在於包括如下歩驟a. 液體菌種預培養培養基10_25重量份，加水至100重量份，12rC滅菌10 — 40分鐘， 冷卻至3(TC — 35'C，並調節PH至5.5 — 6.0得液體菌種預培養液；將米麴黴(Aspergillus oryzae) 類菌種接種到預培養液中3(TC—4(TC,通風量45 — 60mVh，培養28 — 32小時，得液體菌種， 備固體發酵用；b. 固體發酵培養原料12(TC — 123'C蒸煮50—60分鐘，降溫至30 — 35"C，接入稀釋的 液體菌種，使含水量40—47%，通風量50 — 60m3/h，培養周期5.0天；發酵水平16000u /g (幹曲計)以上；c. 採用浸泡提取、超濾濃縮、溶析純化、超濾、真空乾燥。
8. 權利要求1的真菌a —澱粉酶的用途，其特徵在於用於澱粉水解，適用於發酵食品 和飲料加工、發酵工業、酶製劑工業、製藥工業。
全文摘要
本發明是一種真菌α-澱粉酶及其製備方法。屬於來自微生物源的α-澱粉酶。其特徵在於米麴黴(Aspergillus oryzae)類菌種，通過液體菌種預培養、固體發酵主培養；採用浸泡提取、超濾濃縮、溶析純化、超濾、真空乾燥製得；其最適pH4.0-6.0，適用溫度45℃-65℃，酶活力達16000u/g(幹曲計)以上。本發明提供了一種高活性、高純度、最適pH較低條件下，熱穩定性較高，適應傳統澱粉水解糖化工藝、能夠簡化澱粉水解工藝操作、穩定生產中酶的活性、提高糖的收率、節約水源、有益環境保護的理想的真菌α-澱粉酶及其製備方法。適用於澱粉水解糖化，廣泛用於發酵食品和飲料加工、發酵工業、酶製劑工業、製藥工業。
文檔編號C12N9/30GK101451129SQ20081024953
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月26日 優先權日2008年12月26日
發明者王克芬, 王興吉, 郭慶文 申請人:山東隆科特酶製劑有限公司