[發(fā)明專利]一種同時液化糖化玉米淀粉的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110401677.2
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN103146780A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設計）人: 李丹;李曉磊
• 申請（專利權(quán)）人: 長春大學;李丹;李曉磊
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領域

本項發(fā)明屬于農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)領域。

本項發(fā)明涉及一種將玉米淀粉同時進行液化和糖化的方法，尤其是指：將玉米淀粉與水混合，高溫預熱以后，同時加入液化酶和糖化酶，再繼續(xù)在相同的高溫條件下保溫一段時間，最終將玉米淀粉完全酶解轉(zhuǎn)化為單糖和雙糖的方法。

背景技術(shù)

玉米淀粉糖(例如：葡萄糖和麥芽低聚糖等)是醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物化工等行業(yè)的重要原料。玉米淀粉糖的生產(chǎn)通常使用一種包括液化和糖化操作的二步法生產(chǎn)工藝；即：先后采用淀粉液化酶和淀粉糖化酶，對玉米淀粉進行液化、再進行糖化，而生產(chǎn)葡萄糖和麥芽低聚糖的工藝。

淀粉液化酶和淀粉糖化酶是二種對淀粉作用方式不同的淀粉酶。目前，商品化的液化酶為地衣芽孢桿菌(Bacillus?licheniformis)α-淀粉酶，其最適催化條件為90℃、pH?6.0，能隨機快速地水解淀粉分子內(nèi)部的α-1，4糖苷鍵，產(chǎn)生極限糊精及少量麥芽糖，導致淀粉漿黏度迅速下降；商品化的糖化酶為黑曲霉(Aspergillus?niger)葡萄糖淀粉酶，此糖化酶的最適催化條件為60℃、pH?4.2～4.5，能水解極限糊精分子非還原末端的α-1，4糖苷鍵或a-1，6糖苷鍵，產(chǎn)生葡萄糖，導致淀粉漿還原力升高。同時，為了加快糖化、提高最終的糖產(chǎn)率，也常常加入淀粉脫枝酶---嗜酸普魯蘭芽胞桿菌(Bacillus?acidopullulyticus)普魯蘭酶。

由于上述液化酶和糖化酶具有不同的最適催化反應條件，所以在淀粉的液化和糖化的過程中需要使用不同的反應溫度和pH，因而增加了淀粉糖的生產(chǎn)時間和生產(chǎn)成本。

為了能夠建立一種一步法同時對玉米淀粉進行液化糖化、或使液化的淀粉能夠在相同的條件下繼續(xù)糖化的工藝，淀粉糖工業(yè)迫切需要一種最適催化反應溫度在90℃左右、最適催化反應pH在弱酸性范圍的糖化酶。目前，普遍認為采用基因工程技術(shù)提高黑曲霉(Aspergillus?niger)葡萄糖淀粉酶的熱穩(wěn)定性、克隆表達嗜熱微生物葡萄糖淀粉酶，是解決上述問題的二個途徑。

極端嗜熱古細菌是一類能在80℃以上高溫環(huán)境中生長的微生物；近來研究發(fā)現(xiàn)，不少種類的極端嗜熱古細菌具有熱穩(wěn)定性葡萄糖淀粉酶基因。

基因重組嗜苦菌(Picrophilus?torridus)葡萄糖淀粉酶在35-65℃、pH?4.5-6.5范圍內(nèi)具有活性，但是其最適水解底物為麥芽三糖(Schepers，B.Thiemann，V.Antranikian，G.Characterization?of?a?novel?glucoamylase?from?the?thermoacidophilic?archaeon?Picrophilus?torridus?heterologously?expressed?in?E.coli.Engineering?in?life?sciences.2006，6(3)：311-317.)，對淀粉的水解活性低，而未能用于淀粉糖化工業(yè)。

基因重組嗜酸熱原體菌(Thermoplasma?acidophilum)葡萄糖淀粉酶最適催化反應溫度僅為75℃、最適催化反應pH為5.0，能夠在5小時內(nèi)將0.5％(w/v)的馬鈴薯支鏈淀粉部分轉(zhuǎn)化為葡萄糖(Dock，C.Hess，M.Antranikian，G.A?thermoactive?glucoamylase?with?biotechnological?relevance?from?the?thermoacidophilic?euryarchaeon?Thermoplasma?acidophilum.Applied?microbiology?and?biotechnology.2008，78(1)：105-114.)。

硫磺礦硫化葉菌(Sulfolobus?solfataricus)的基因重組葡萄糖淀粉酶(SSGA)和基因重組糖原脫枝酶(SSGDE)的最適水解底物分別為麥芽三糖和支鏈淀粉；這二種酶需要配合使用，才能夠在pH為5.5～6.5、溫度為75～80℃的條件下聯(lián)合水解液化的淀粉，而得到高產(chǎn)率的葡萄糖(KR?20040025179、KR101014802)。

由于這些極端嗜熱古細菌葡萄糖淀粉酶的最適催化反應溫度較低、或者對淀粉的水解活性低，不能在90℃以上的條件下，與地衣芽孢桿菌(Bacillus?licheniformis)α-淀粉酶一起使用，對玉米淀粉同時進行液化和糖化。

發(fā)明內(nèi)容