[發明專利]一種嗜水氣單胞菌麥芽糖α-淀粉酶突變體及其應用

有效

• 申請號: 202110443810.4
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN112921017B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 韋宇拓;藺小婭;潘世優;田芬;杜麗琴
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: C12N9/24
• 分類號: C12N9/24;C12N15/56;C12P19/14;C12P19/12
• 代理公司: 南寧市吉昌知識產權代理事務所(普通合伙) 45125
• 代理人: 滕藝瓊

本發明公開了一種嗜水氣單胞菌麥芽糖α?淀粉酶突變體，所述嗜水氣單胞菌麥芽糖α?淀粉酶突變體的氨基酸序列如序列表SEQ ID NO.1所示。本發明的麥芽糖α?淀粉酶水解產物也更單一，主要產物為麥芽糖和少量的葡萄糖，沒有低聚糖，水解淀粉產物中麥芽糖能達到99.79％左右，不含麥芽三糖及麥芽四糖，在水解淀粉制備麥芽糖漿上具有優勢，極大簡化了麥芽糖生產的步驟，能提高淀粉的利用率。

技術領域

本發明涉及酶工程和基因工程領域，具體涉及一種嗜水氣單胞菌麥芽糖α-淀粉酶的突變體及其應用。

背景技術

麥芽糖α-淀粉酶是最重要的工業酶制劑之一，對工業生產技術意義重大，廣泛應用于食品、農業、發酵、紡織、制藥、洗滌劑、釀造、烘焙和造紙等行業，約占25％的工業酶市場份額。根據淀粉酶的催化模式不同，大致上可以分為外切淀粉酶和內切淀粉酶兩大類。作為最常見的酶制劑，麥芽糖α-淀粉酶的來源也十分廣泛，包括動物、植物以及微生物，其中微生物來源的淀粉酶因其具有遺傳可操作性和巨大的潛在經濟應用價值而廣受關注。其他潛在的應用包括淀粉加工處理廢水、生產生物乙醇、制造低聚糖混合物以及用于生產粉狀食品米糕等用的高分子量分支的糊精等。

根據麥芽糖的含量可將麥芽糖漿分為麥芽糖糖飴或M40(麥芽糖含量 50％)、麥芽糖糖漿或M50(麥芽糖含量50-70％之間)、高麥芽糖糖漿或M70 (麥芽糖含量70-95％)、結晶麥芽糖(麥芽糖含量≥95％)。在淀粉行業，麥芽糖α-淀粉酶主要用于生產高麥芽糖漿，與β-淀粉酶或脫支酶一起使用的雙酶法，也有多種酶配合使用的全酶法生產麥芽糖漿。目前，國內市場上麥芽糖產品以低純度的麥芽糖飴、麥芽糖漿為主，但高純度結晶麥芽糖的產品卻比較少。工業上生產高純度的麥芽糖，一般是先將原料預處理之后，經液化和糖化過程，濃縮得到普通麥芽糖漿，普通麥芽糖漿通過提純可以進一步提高產品中麥芽糖含量，如除去糊精和寡糖一般用活性炭柱吸附，麥芽糖先利用陰離子交換樹脂吸附，再將吸附柱上的麥芽糖洗脫下來能得到純度97％以上麥芽糖漿；用有機溶劑(如30％-50％丙酮，v/v)沉淀糖液中糊精可獲得95％麥芽糖漿，但是有機溶劑的消耗量大，危害嚴重；用超濾和反滲透膜等分離方法可獲得純度96％的麥芽糖漿。結晶法提純麥芽糖，需要原料純度高。目前工業上一般是先用陽離子交換樹脂色層分離法或超濾膜分離法提純后，再進行麥芽糖結晶操作。也有利用色譜法分離純化獲得高純度的麥芽糖。張云茹等在溫度60℃，pH 5.2條件下加入液化酶，麥芽糖酶和脫支酶、反應時間 72h得到的產率最高可達94.5％。黃偉紅等利用淀粉經過液化、糖化、脫色、離子交換、濃縮工序，制備出麥芽糖漿，然后添加活性干酵母繼續發酵利用其中的葡萄糖，經優化得到麥芽糖含量超過98％，但是該法操作繁瑣，耗時長。

食品工業，尤其糖果業麥芽糖應用廣泛，使用麥芽糖制造的硬糖，甜度柔和、透明度較高、抗砂性較好；在制造果醬、果凍時，利用麥芽糖漿的抗結晶性可防止蔗糖結晶析出提高產品質量；在餅干和麥乳精中，利用麥芽糖漿的低吸濕性可使其保持松脆性、貨架期得以延長；麥芽糖也可應用于啤酒釀制、面包烘烤、軟飲料的生產中；麥芽糖漿也可用作加工改進劑，能代替葡萄糖制成醫藥注射液，因其滲透壓力只有葡萄糖的一半，能提高2倍注射液濃度，供熱量比葡萄糖高2倍，并且麥芽糖的水解速度比葡萄糖更慢，適合于糖尿病和肥胖病患者使用；麥芽糖經葡萄糖苷轉糖基反應，可以制成促進雙歧桿茵生長的功能性低聚糖——低聚異麥芽糖。然而，麥芽糖在自然界中并不以游離的形式存在，采用酶法制備麥芽糖漿，但是里面還含有麥芽三糖、葡萄糖、寡糖、色素等，需要經過后期的分離純化，才能得到高純度的麥芽糖。常用的方法有活性炭吸附法、溶劑沉淀、結晶、膜分離法、納濾法、離子交換樹脂法]、色譜法等，這些方法不僅繁瑣而且價格昂貴。高麥芽糖漿和結晶麥芽糖的應用日益擴大，需求也在日益擴增，如何提高麥芽糖漿中的麥芽糖含量，簡化提取和純化的步驟成亟待解決的問題。