[發明專利]糖類結合結構域在淀粉加工中的用途

無效

• 申請號: 97180864.3
• 申請日: 1997-11-21
• 公開（公告）號: CN1241217A
• 公開（公告）日: 2000-01-12
• 發明（設計）人: S·佩德森;C·克里斯托弗森
• 申請（專利權）人: 諾沃挪第克公司
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14;C12P19/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 黃革生

本發明特別是涉及糖類結合結構域(“CBD”)和用于工業淀粉加工(值得一提的是用于生產增甜劑，特別是含有葡萄糖和/或果糖之糖漿(參見下文)的淀粉加工)的一類酶的組合應用，所述的這類酶具體是淀粉分解酶，例如用于所謂的“淀粉液化作用”加工(參見下文)的α-淀粉酶，其中將淀粉降解(常稱為“糊精化”)成較小的寡糖和/或多糖片段，或者是與所謂的“糖化作用”加工(參見下文)有關的用于對支鏈淀粉衍生的淀粉片段進行脫支的脫支酶(例如異淀粉酶或支鏈淀粉酶)，“糖化作用”加工過程通常是在液化階段之后進行的。

?????????????????????發明背景

如上所述，本發明在淀粉加工(淀粉轉變)領域特別有價值。常規的淀粉轉變工藝和液化和/或糖化作用工藝的條件描述于例如美國專利3,912,590和EP?0252730和EP?063909。

從淀粉生產增甜劑

從淀粉生產含有葡萄糖和/或果糖之糖漿的“傳統”工藝通常由三個連續的酶促過程組成，即液化過程，隨后是糖化作用過程和(用于生產含有果糖的糖漿時)異構化過程。在液化過程期間，通常在pH5.5-6.2之間和在95-160℃的溫度下，由α-淀粉酶[EC?3.2.1.1；例如Termanyl^TM(地衣芽孢桿菌α-淀粉酶)，可從Novo?Nordisk?A/S，Bagsvaerd，丹麥獲得]作用約2小時而將淀粉(從含水介質中的淀粉懸浮液形式開始)降解為糊精(淀粉的寡糖和多糖片段)。為了確保在這些條件下有最佳酶穩定性，通常將約1mM的鈣(約40ppm的游離鈣離子)加入到淀粉懸浮液中。

在液化過程之后，通過加入葡糖淀粉酶(淀粉葡糖苷酶，EC?3.2.1.3；例如AMG^TM，從Novo?Nordisk?A/S獲得)，并且通常加入脫支酶，例如異淀粉酶(EC?3.2.1.68)或支鏈淀粉酶(EC?3.2.1.41；例如Promozyme^TM，從Novo?Nordisk?A/S獲得)將糊精轉變為右旋糖(D-葡萄糖)。在該步驟之前，通常將介質的pH降低到低于4.6(例如pH4.3)，并維持高溫(95℃以上)，從而使液化作用的α-淀粉酶活性變性。然后通常將溫度調低到60℃，并加入葡糖淀粉酶和脫支酶。通常使液化過程進行24-72小時。

在糖化作用階段完成之后，將介質的pH升高到6-8的范圍內，優選的是pH7.5，并通過離子交換層析去除鈣離子。然后可利用諸如固定化的“葡萄糖異構酶”(木糖異構酶，EC?5.3.1.5；例如Sweetzyme^TM，從Novo?Nordisk?A/S獲得)將獲得的糖漿(右旋糖糖漿)轉變為高果糖糖漿。

在本說明書和權利要求書中所提到的酶分類號(EC號)是與國際化學與分子生物學學會命名委員會推薦命名(1992)(高等學術出版公司，1992)一致的。

鑒于要達到比“傳統”(和現行)有所改進的淀粉加工結果，對目前用于淀粉轉化加工的酶的特性進行一些改進可能是必要的。就淀粉液化而言，對液化作用的α-淀粉酶可以進行至少3種改進，概括于下文中；各種改進被視為單方面有益，雖然將它們結合使用(例如1+2，1+3，2+3，或1+2+3)有可能得到更好的效果。

改進1：降低液化性α-淀粉酶對Ca²⁺的依賴性

為了確保目前用于淀粉液化的α-淀粉酶具有合適的高穩定性，需要加入游離鈣(鈣離子)，但是異構階段的介質中存在鈣離子會導致對其中使用的葡萄糖異構酶的活性產生強烈抑制。因此有必要借助于昂貴的裝置操作(例如離子交換)，將介質中的鈣離子含量降低到低于約3-5ppm的游離鈣水平，或者以其它的方式將鈣的抑制作用降低到最小，例如通過在糖化作用階段之后將量足以適當地“競爭性取消”鈣離子與葡萄糖異構酶結合的鎂離子加入到介質中。如果不加入鈣離子也可以進行液化過程，從而不需要隨后的昂貴補救裝置操作來去除鈣離子或將其抑制作用降低到最小，則可以顯著地節約資金。

為此，就需要一種在低濃度的游離鈣(＜40ppm)中穩定的和有高活性的α-淀粉分解酶。優選地，這樣的酶的最適pH值在pH4.5-6.5范圍內，更優選是在pH4.5-5.5范圍內。

改進2：使無用Maillard產物的形成降低