[發(fā)明專利]用于淀粉加工的α-淀粉酶混合物及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080044924.1
• 申請日: 2010-07-27
• 公開（公告）號: CN102647918A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: G·E·內(nèi)德文;V·夏爾馬;J·舍蒂
• 申請（專利權(quán)）人: 丹尼斯科美國公司
• 主分類號: A23L1/105
• 分類號: A23L1/105;C12N9/28
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 凌立;黃革生

優(yōu)先權(quán)

本申請要求2009年8月7日提交的美國臨時申請系列號61/232,276的優(yōu)先權(quán)，該臨時申請在此以其整體引用作為參考。

序列表

附上包含SEQ?ID?NO：1-6的序列表，并在此以其整體引用作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本文描述加工淀粉的方法，其通過使低pH、熱穩(wěn)定的α-淀粉酶和地衣芽孢桿菌(Bacillus?licheniformis)α-淀粉酶與淀粉底物接觸來液化淀粉。酶可以作為混合物加入或順次加入。本文所述的酶混合物適合用于淀粉液化和糖化、乙醇產(chǎn)生和/或甜味劑產(chǎn)生等。還描述通過用低pH、熱穩(wěn)定的α-淀粉酶和地衣芽孢桿菌α-淀粉酶液化淀粉來加工淀粉的方法。

背景技術(shù)

來自谷粒、谷物和塊莖的淀粉，例如玉米淀粉被廣泛用于諸如糖漿和生物燃料的產(chǎn)物的工業(yè)制備。例如，高果糖玉米糖漿(HFCS)是加工形式的玉米葡萄糖漿，其具有高果糖含量和與蔗糖相當?shù)奶鸲龋沟肏FCS可在軟飲料和其他加工食物中用作糖替代物。HFCS生產(chǎn)目前代表了十億美元的產(chǎn)業(yè)。類似地，從淀粉生產(chǎn)乙醇是快速增長的產(chǎn)業(yè)。

可以通過催化淀粉降解為葡萄糖的酶促方法從淀粉產(chǎn)生糖漿和生物燃料。此酶促方法通常涉及一系列酶催化的反應(yīng)：

(1)液化：α-淀粉酶(EC?3.2.1.1)首先催化可含有30-40％w/w干固體(ds)的淀粉懸液降解為麥芽葡聚糖(maltodextran)。α-淀粉酶是催化隨機切割內(nèi)部的α-1，4-D-糖苷鍵的內(nèi)水解酶(endohydrolase)。因為通常在高溫，例如90-100℃下進行液化，所以優(yōu)選將熱穩(wěn)定的α-淀粉酶，如來自芽孢桿菌屬物種(Bacillus?sp.)的α-淀粉酶用于此步驟。目前用于此步驟的α-淀粉酶，例如來自地衣芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌(B.amyloliquefaciens)和嗜熱脂肪土芽孢桿菌(Geobacillus?stearothermophilus)(AmyS)的α-淀粉酶不產(chǎn)生顯著量的葡萄糖。相反，產(chǎn)生的液化產(chǎn)物(liquefact)具有低葡萄糖當量(DE)，包含麥芽糖和高聚合度(DPn)糖類。

(2)糖化：葡糖淀粉酶催化從非還原端液化后形成的麥芽糖糊精的α-1，4-糖苷鍵的水解，釋放D-葡萄糖。糖化產(chǎn)生高葡萄糖糖漿。脫支酶，如支鏈淀粉酶可以輔助糖化。

(3)進一步加工：此方法中的分支點出現(xiàn)在產(chǎn)生富含葡萄糖的糖漿之后。如果最終希望的產(chǎn)物是生物燃料，那么酵母可將富含葡萄糖的糖漿發(fā)酵為乙醇。另一方面，如果最終希望的產(chǎn)物是富含果糖的糖漿，那么葡萄糖異構(gòu)酶可催化富含葡萄糖的糖漿轉(zhuǎn)化為果糖。

α-淀粉酶分離自多種細菌、真菌、植物和動物來源。許多工業(yè)上重要的α-淀粉酶分離自芽孢桿菌屬物種，部分是由于芽孢桿菌屬(Bacillus)普遍高的分泌淀粉酶進入生長培養(yǎng)基中的容量。此外，通過遺傳工程獲得了具有改變、同時也是更希望的特性的芽孢桿菌屬α-淀粉酶變體。此外，存在對α-淀粉酶或其變體的混合物的需要，該混合物可以利用至少兩種不同來源的α-淀粉酶的最佳特性。

α-淀粉酶(SEQ?ID?NO：2)(Verenium?Corp.)是通過三種親本酶的DNA改組獲得的改造α-淀粉酶。見Richardson等，J.Biol.Chem.277：26501-26507(2002)；美國專利號7,323,336。α-淀粉酶的有利特性包含：較低劑量下有效的黏度降低、改善的熱穩(wěn)定性和寬的pH操作范圍。但是，此α-淀粉酶的用途目前僅限于生物燃料應(yīng)用，例如乙醇產(chǎn)生，因為它產(chǎn)生無效(ineffectual)葡萄糖漿，其不適合用于諸如甜味劑應(yīng)用的下游應(yīng)用。具體而言，糖化來自α-淀粉酶的淀粉液化產(chǎn)物產(chǎn)生指示不完全淀粉水解的碘陽性糖(IPS)。因此，如果可以通過使用α-淀粉酶的優(yōu)化混合物來找到充分利用α-淀粉酶在淀粉加工中，尤其是在甜味劑應(yīng)用中的優(yōu)勢的方式，那么這也可以代表對本領(lǐng)域的有用貢獻。

發(fā)明概述

由于無效淀粉水解，通過低pH、熱穩(wěn)定α-淀粉酶，例如α-淀粉酶加工淀粉進行高葡萄糖糖漿產(chǎn)生不令人滿意。本公開提供酶混合物，其包含低pH、熱穩(wěn)定α-淀粉酶，例如α-淀粉酶，及地衣芽孢桿菌α-淀粉酶。在用于淀粉加工時，該酶混合物消除了單獨使用低pH、熱穩(wěn)定α-淀粉酶引起的碘陽性糖(IPS；藍糖)。因此，該酶混合物產(chǎn)生適合用于諸如甜味劑產(chǎn)生的下游應(yīng)用的糖化淀粉。