[發明專利]一種水解生淀粉的方法及其應用

有效

• 申請號: 202010747851.8
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN113444754B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 佟毅;李義;陶進;劉松;宋偉艷;李江華;陳堅
• 申請（專利權）人: 吉林中糧生化有限公司;江南大學
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14;C12P19/04;C12N15/56;C12N15/81;C12N9/34
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 林娟

本發明公開了一種水解生淀粉的方法及其應用，屬于基因工程以及微生物工程技術領域。本發明提供了一種降解效率高的水解生淀粉的方法，此方法為將氨基酸序列如SEQ ID No.1所示的糖化酶與α?淀粉酶共同添加至含有生淀粉的反應體系中；利用此方法，將氨基酸序列如SEQ ID No.1所示的糖化酶與中溫α?淀粉酶分別以0.1U/mg_生淀粉和0.1U/mg_生淀粉的加酶量協同添加至含有生淀粉的反應體系中，于溫度為50℃的條件下水解24h，即可使反應體系中生淀粉的降解率高達96.93％。

技術領域

本發明涉及一種水解生淀粉的方法及其應用，屬于基因工程以及微生物工程技術領域。

背景技術

淀粉是高分子碳水化合物，是由葡萄糖分子聚合而成的。其基本構成單位為α-D-吡喃葡萄糖，分子式為(C₆H₁₀O₅)n。淀粉有直鏈淀粉和支鏈淀粉兩類。前者為無分支的螺旋結構；后者以24～30個葡萄糖殘基以α-1,4-糖苷鍵首尾相連而成，在支鏈處為α-1,6-糖苷鍵。生活中，玉米淀粉、木薯淀粉、大米淀粉等比較常見。

淀粉降解可產生葡萄糖，葡萄糖應用廣泛，例如，可作為藥用輔料應用于醫藥領域，可進行乙醇發酵應用于化工領域，可作為甜味劑應用于食品領域等。但是，由于天然的生淀粉顆粒不能被普通的淀粉降解酶直接降解，只有通過高溫糊化破壞生淀粉顆粒的結構，促使生淀粉變為熟淀粉，淀粉長鏈才能被淀粉降解酶有效切斷，因此，傳統的淀粉降解會有淀粉糊化和淀粉降解兩個步驟。其中，由于淀粉糊化需要加熱，并且，淀粉降解所使用的淀粉酶需要高溫環境(一般為90℃及以上)，因此，傳統的淀粉降解能耗較高，這無疑大大增加了葡萄糖的生產成本。

為了節省能量和成本，能夠在較低溫度下直接水解生淀粉一步生成葡萄糖的生淀粉酶(例如，α-淀粉酶和糖化酶等)引起了越來越多的關注。在已發現的淀粉酶中，僅有不足10％具有降解生淀粉的能力。此類酶直接作用不經糊化的生淀粉，可有效簡化生淀粉的降解過程。

然而，利用這些生淀粉酶降解生淀粉一步生產葡萄糖的工業化進程仍然難以推進，這主要是因為利用這些生淀粉酶降解生淀粉的降解率過低，例如，WeiFang等人將來源于海洋細菌的α-淀粉酶按照5U/mg_底物的添加量添加到生大米淀粉中，于溫度為35℃的條件下反應24h，僅可使生大米淀粉的降解率達52％(具體可參見文獻：Fang W,Xue S,Deng P,et al.AmyZ1:A novelα-amylase from marine bacterium Pontibacillussp.ZY withhigh activity toward raw starches[J].Biotechnology for Biofuels,2019,12(1).)；Thanasak Lomthong等人將來源于嗜熱絲狀菌的生淀粉酶和商品化的葡萄糖淀粉酶分別按照660～2600U/g_底物和66～330U/g_底物的添加量協同添加到生木薯淀粉中，于溫度為50℃的條件下反應12h，僅可使生木薯淀粉的降解率達66.3％(具體可參見文獻：Thanasak,Lomthong,Noppon,等.Production of raw starch degrading enzyme by thethermophilic filamentous bacterium Laceyella sacchari LP175 and itsapplication for ethanol production from dried cassava chips[J].Starch Strke,2016.)。

因此，急需找到一種降解率高的利用生淀粉酶降解生淀粉的方法。

發明內容

[技術問題]

本發明要解決的技術問題是提供一種降解率高的利用生淀粉酶直接降解生淀粉一步生成葡萄糖的方法。

[技術方案]