[发明专利]一种提高淀粉酶热稳定性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高淀粉酶热稳定性的方法，属于酶工程技术领域。

背景技术

在酶法合成过程中，酶的热稳定性是很关键的一个因素。酶的热稳定性高不仅可以延长酶的储存时间、减少酶在运输过程中酶活的损失，而且可以使酶在较高反应温度下延长酶的反应时间，提高生产效率，进而有效的降低生产成本。

淀粉酶指作用于淀粉或其衍生物的一类酶，可催化水解或转苷反应。淀粉酶在食品、医药、纺织等工业中具有十分广泛的应用，提高淀粉酶的热稳定性对于其工业化应用具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种提高酶热稳定性的酶液，由酶和稳定剂组成，所述稳定剂活性成分为甘油和钾离子。

所述酶液中甘油含量为5％-20％(w/v)，钾离子浓度为0.1mM-1mM。

所述甘油含量为5％-20％(w/v)，是指每100mL酶液中含有甘油5g至20g。

所述酶液中酶的终浓度为5-20μM。

所述酶液，在本发明的一种实施方式中以水为溶剂。

所述钾离子是除KOH外的能形成钾离子的化合物，如KCl、KNO₃、K₂SO₄、KH₂PO₄、K₂HPO₄、K₃PO₄等。

所述酶液中的酶为淀粉酶

所述淀粉酶是淀粉分支酶、中温α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、麦芽四糖生成酶或麦芽六糖生成酶中的任一一种。

所述淀粉酶优选淀粉分支酶。

本发明还提供一种提高酶的热稳定性的方法，是将甘油和钾离子用于提高酶的热稳定性。

所述提高酶的热稳定性的方法，是在酶液中加入以甘油和钾离子为活性成分的稳定剂，混合后的酶液中甘油终浓度为5％-20％(w/v)，钾离子终浓度为0.1mM-1mM。

所述提高酶的热稳定性的方法，混合后的酶液中酶终浓度为5-20μM。

所述提高酶的热稳定性的方法，是将淀粉酶加入以甘油和钾离子为活性成分的体系中，混合后的酶液中甘油含量与酶液的质量体积比为5％-20％，钾离子浓度为0.1mM-1mM。

经试验确定，本发明对淀粉分支酶、中温α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、麦芽四糖生成酶、麦芽六糖生成酶等均有一定效果。

本发明方案能够提高淀粉酶热稳定性的原因可能是甘油的添加能够排斥酶分子周围的渗透质，使酶优先水化，提高其构象的稳定性；钾离子的添加能够增强这种水化作用，同时有些酶上可能存在钾离子结合位点，能够进一步增强酶构象的稳定。本发明通过甘油与钾离子的协同添加显著提高淀粉酶的热稳定性，大大提高了酶的工业化应用价值，同时该发明操作简单、成本低廉，具有较好的推广潜力。

附图说明

图1不同浓度甘油对淀粉分支酶热稳定性的影响，其中，■：未添加甘油；★：20％甘油；◇：10％甘油；△：7.5％甘油；○：5％甘油

图2不同浓度钾离子对淀粉分支酶热稳定性的影响，其中，■：未添加钾离子；○：0.1mM钾离子；△：0.5mM钾离子；◇：1mM钾离子

图3甘油和钾离子对淀粉分支酶热稳定的影响，其中，■：未添加助剂；○：10％甘油；△：10％甘油和0.5mM钾离子

具体实施方式

实施例1

淀粉分支酶的热稳定性分析方法：淀粉分支酶在一定温度下保温，不同时间点取样，迅速冷却至0℃，测定酶的残余活力，以未保温酶液的活力为100％。绘制相对酶活与时间的曲线。

淀粉分支酶活力的测定方法：取适当稀释的酶液300μL，加入装有预先用50mM的MOPS缓冲液(pH7.0)配制的100mg/mL直链淀粉溶液中，在50℃下反应120min。反应结束后沸水浴中灭酶15min。将反应液在室温下保温20min后，离心取上清液1mL，加入1mL醋酸钠缓冲液(pH3.5)和100μL异淀粉酶(1000U，Sigma，I5284)，在37℃下200r/min的摇床中反应20h。反应结束后在沸水浴中灭酶15min，利用二硝基水杨酸法测定体系中还原糖量。一个酶活单位定义为单位时间内产生1mmol的α-1,6糖苷键所需要加入淀粉分支酶的量。

实施例2