[發明專利]一種提高麥芽淀粉酶活性的方法

有效

• 申請號: 201010229986.1
• 申請日: 2010-07-16
• 公開（公告）號: CN101892220A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 胡飛;王程;何艷克
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C12N13/00
• 分類號: C12N13/00;C12N9/24
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及食品生物技術領域，具體涉及一種提高麥芽淀粉酶活性的超聲處理方法。

背景技術

淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶類總稱，它們廣泛存在于植物(如大麥、土豆、甘薯等)、動物及一些微生物中，其在釀造、糧食加工、紡織品及醫藥等行業具有重要的作用。特別是淀粉酶作為糖化劑在啤酒生產中的應用一直是國內外研究的熱點。

麥芽是啤酒工業的主要原料，是啤酒工業發展的保障。麥芽的主要貯藏物質是淀粉，其通過一系列淀粉酶作用生成小分子可發酵性糖方可被酵母利用。因此，啤酒生產過程中，麥芽淀粉酶活性的高低直接決定麥汁中可發酵性糖的含量，影響啤酒發酵度，從而影響啤酒的產量和品質。目前，提高啤酒發酵度是啤酒釀造工業的技術難點。國內外一些啤酒企業主要通過外加酶法來提高釀造品質，該方法見效快且效果顯著，但成本問題限制了其進一步應用推廣。另外，通過調整糖化工藝或者外加糖法提高麥汁中可發酵性糖的含量也是有限的。因此，尋找一種廉價、高效、環保的高新技術從根本上提高淀粉酶活性是目前亟待解決的問題。

超聲波是物質介質中的一種彈性機械波，其頻率范圍為1.6×10⁴Hz～10⁹Hz。超聲波在液體中傳播時，產生一系列的特殊效應，如空化作用、熱學效應、化學效應和生物效應等。同時，超聲波具有高效、廉價、無污染等特點，這些特點使得超聲波在食品加工、醫藥、化工及生物技術等領域有著廣泛的應用。

對于生物大分子蛋白質，超聲波施加于溶液時產生氣穴效應(氣泡的生長和突然崩潰)，溫升效應(吸收超聲能量)，自由基效應，強力攪拌和剪切，微流效應等，可以有效地改變蛋白質的二級、三級和更高級的構象。酶的反應速度主要取決于兩個因素：傳質效率和酶分子的構象。超聲波作用于酶分子時，釋放的能量可導致酶分子的構象和結構發生變化，從而影響到催化活性的變化。因此，超聲技術在酶工程上的應用將為食品工業帶來廣闊的發展前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提高麥芽淀粉酶活性的方法。該方法可明顯提高麥芽淀粉酶活性，提高淀粉的水解速率，降低企業成本，對節約能源和資源有著重要意義。

本發明的目的主要通過超聲波處理方法實現。主要技術方法為：

一種提高大麥芽淀粉酶活性的方法，包括如下步驟：

(1)將干燥后的大麥芽粉碎，過40～80目的篩，得到麥芽粉；

(2)在麥芽粉中添加磷酸緩沖溶液，放置40～60min后，離心，取上清液，得到麥芽淀粉酶粗提液；

(3)對麥芽淀粉酶粗提液進行間歇式超聲波輻照，超聲波輻照3s，停1s～9s，超聲波共輻照10～20min，所述超聲波頻率為20kHz，超聲功率120～160W。

所述離心的轉速為1500～3000r/min，時間為10～15min。

所述麥芽粉與磷酸緩溶沖液的質量體積比為1∶15～1∶10g/ml。

所述磷酸緩沖液的pH＝5.8。

所述粉碎的裝置為粉碎機。

所述的超聲功率120～160W，所述超聲輻照時反應體系溫度低于4℃，以保證超聲效應對淀粉酶作用的最適發揮，同時避免物料的過強熱效應和局部高溫。

本發明的原理：超聲波是一種物理波，在其傳播過程中，超聲波具有的能量逐漸釋放并作用于其傳播介質中的物理質點，從而使這些質點發生相應的物理變化和化學變化。酶是生物大分子，具有較為穩定的構象，酶分子生物活性的表現完全取決于酶分子構象的合理程度。當超聲場作用于酶分子時，超聲波釋放的能量可導致酶分子構象的變化。合理的構象變化可使酶分子的超微結構更具柔性，使其空間結構更適宜與底物結合，從而發揮較高的催化功能。強度較低的聲場作用酶分子時，所釋放的能量可使酶分子構象趨于合理，從而提高自身催化活性。但較強的超聲處理可導致酶分子構象破壞，影響酶的活性中心，進而使酶活力下降甚至失活。

本發明與現有技術相比，具有如下優點：

(1)本發明以超聲波作為主要手段來提高麥芽淀粉酶活性，解決了麥芽淀粉酶活性不足、淀粉水解效率不高、啤酒發酵度低的主要技術缺陷；

(2)本發明技術簡單、廉價、環保，可降低企業原料成本、縮短糖化工藝，節約能源和資源，具有顯著的經濟效益；

(3)本發明也可用于淀粉糖漿生產、紡織及醫藥等其它行業，具有廣泛的應用前景。

具體實施方式

為了更好地理解本發明，下面結合實施例對本發明作進一步的說明，但本發明要求保護的范圍并不局限于實施例表示的范圍。

實施例1：