[发明专利]转植酸酶玉米的用途和制备液化液和糖化液及发酵产品的方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业生物技术领域，具体地，涉及转植酸酶玉米在制备玉米淀粉液化液、玉米淀粉糖化液或玉米淀粉发酵产品中的用途；还涉及一种制备玉米淀粉液化液的方法、一种制备玉米淀粉糖化液的方法和一种制备玉米淀粉发酵产品的方法。

背景技术

我国2011年玉米产量高达1.92亿吨，其中有22％作为原料，被应用于工业生产中。其主要产品通过包括生产各种醇类、有机酸、抗坏血酸中间体、氨基酸或蛋白质等。其中，液化通常是玉米籽粒在工业化应用中的第一步反应，其主要目的是将玉米淀粉降解为流动性较好的液体糊精。目前液化反应的工艺大致有两种，其一是利用高温(125-140℃)蒸煮，其二是利用酶催化水解液化反应(80-105℃)。其中，利用酶法能耗低、水耗低，应用前途广阔。液化酶是一种可内切玉米淀粉α-1，4-糖苷键的内切水解酶，该酶通常来源于各种芽孢杆菌或真菌，但由于玉米粉中的成份复杂，许多成份会影响到该酶的效率，因此有些研究希望通过外加酶制剂(如脂酶、纤维素酶等)来去除抑制液化酶活性的物质，但外加酶制剂会使生产成本增加，同时由于酶的用量通常比较大，而玉米粉在水中又不能完全溶解，因此酶制剂很难完全去除玉米浆中的酶抑制剂，其效率一般较低。因此到目前为止，以玉米为原料在工业化生产中仍然存在玉米液化效果差及发酵效率低的问题。

发明内容

为了克服以玉米作为工业原料进行发酵生产中存在玉米淀粉液化效果差及发酵效率低，以及降低外加酶制剂的成本，提高生产效率的问题，在本专利中提出了一种制备玉米淀粉液化液的方法、一种制备玉米淀粉糖化液的方法和一种制备玉米淀粉发酵产品的方法。

本发明提供了一种制备玉米淀粉液化液的方法，该方法包括如下步骤：

(1)将转植酸酶玉米粉碎得到玉米粉，

(2)将所述玉米粉与水混合，得到玉米粉浆；

(3)将所得玉米粉浆预处理；

(4)将经预处理的玉米粉浆在液化酶存在下进行液化，从而得到玉米淀粉液化液；

液化酶对转植酸酶玉米的液化效果比未转植酸酶的玉米以及在未转植酸酶的玉米粉中填加与转植酸酶玉米等酶活的植酸酶两种条件下的液化效果都好；其中，所述转植酸酶玉米是将植酸酶植物重组表达载体转化受体玉米并培育和筛选再生玉米后得到；

该植酸酶植物重组表达载体为PHP20754AO如图1所示，含有以下序列：启动子序列、来源于微生物的植酸酶基因、信号肽和蛋白体定位序列和终止子序列；其中，所述的启动子序列是SEQ ID NO：2所示的核苷酸序列；所述的来源于微生物的植酸酶基因是SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列；所述的信号肽和蛋白体定位序列是SEQ ID NO：4所示的核苷酸序列；所述的终止子序列是SEQ ID NO：3所示的核苷酸序列。

本发明所述的微生物来源的植酸酶来源于真菌Aspergillus niger963(黑曲霉)，在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物保藏中心的保藏号为CGMCC：0332，所述的玉米胚乳特异表达的启动子和终止子序列可根据文献(Woo，et al.2001，Plant cell.Oct.13(10)：2297-317)来设计引物分离得到。所述的信号肽和蛋白体定位序列为SEQ ID NO：4所示的核苷酸序列(引导基因产物分泌和定位的信号肽序列，控制基因产物的定位，该信号肽和蛋白体定位序列可以引导植酸酶定位到细胞的蛋白体中)。

优选地，相对于每升的水，玉米粉的用量为290-385克。

优选地，粉碎得到的玉米粉的粒度为15-25目。

优选地，对玉米粉浆进行预处理的方法包括：在pH值5-6且温度为35-40℃下保持20-60分钟。

优选地，根据权利要求1或2所述的方法，其中，相对于每克的玉米粉，液化酶的用量为2-8U。

优选地，液化的温度为60-90℃，时间为20-150分钟，pH值为5.0-7.0。本发明还提供了一种制备玉米淀粉糖化液的方法，其中，该方法包括如下步骤：

(1)按本发明提供的方法制备玉米淀粉液化液的方法制备玉米淀粉液化液；

(2)将所述玉米淀粉液化液进行热变性并在糖化酶的存在下进行糖化，得到玉米淀粉糖化液。

优选地，相对于每克的玉米粉，糖化酶的用量为40-100U。

优选地，糖化的温度为50-70℃，pH值4.5-6.0，时间为5-30分钟。

另一方面，本发明还提供了一种制备玉米淀粉发酵产品的方法，该方法包括如下步骤：