[发明专利]一种耐酸性高温α-淀粉酶及其应用有效

专利信息
申请号: 202111384720.9 申请日: 2021-11-22
公开(公告)号: CN113913408B 公开(公告)日: 2023-10-13
发明(设计)人: 王克芬;钱娟娟;佟新伟;王兴吉;郭庆文;刘文龙;郝李振 申请(专利权)人: 山东隆科特酶制剂有限公司;济南正隆生物科技有限公司
主分类号: C12N9/28 分类号: C12N9/28;C12N15/56;C12N15/75;C12N1/21;C12R1/10
代理公司: 北京瑞盛铭杰知识产权代理事务所(普通合伙) 11617 代理人: 栗华楠
地址: 276400 *** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 耐酸 高温 淀粉酶 及其 应用
【说明书】:

本发明属于生物工程技术领域,具体涉及一种耐酸性高温α‑淀粉酶及其应用。所述耐酸性高温α‑淀粉酶具有SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列,所述工程菌株以CGMCC NO.20672为宿主细胞,在缺失基因组原始α‑淀粉酶编码基因的基础上,在基因组中整合表达本发明突变体基因,最终得到的工程菌BYBG‑8216发酵产耐酸性高温α‑淀粉酶的发酵液酶活力282010U/mL,比出发菌株提高了2倍。相同酶活水平及常温储存条件下,产品酶活损失4%的储存期限,较基因工程改造前延长了1倍。所产的耐酸性高温α‑淀粉酶具有良好的耐高温性和耐酸性,可广泛应用在淀粉加工、啤酒酿造、发酵及纺织等行业。

技术领域:

本发明属于生物工程技术领域,具体涉及一种耐酸性高温α-淀粉酶及其基因、工程菌和制备方法。

背景技术:

淀粉是葡萄糖分子通过糖苷键连接而成的高聚物,分为两种类型,直链淀粉和支链淀粉。两种淀粉具有不同的结构和特性,直链淀粉是由多达6000个葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键连接,支链淀粉主链是由较短的含10~60葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接,侧链是通过β-1,6-糖苷键与主链连接,侧链长度一般为15-45个葡萄糖单元,通过α-1,4-糖苷键连接起来。

α-淀粉酶是一种内切酶,能水解淀粉分子中的α-1,4糖苷键,将其任意切成长短不一的短链糊精和少量的低相对分子质量糖类,直链淀粉和支链淀粉均以无规则的形式进行分解,从而使淀粉糊的粘度迅速下降。

液化和糖化过程,是淀粉产品深加工领域必须经过的两个流程。首先,液化过程,是将淀粉浆的pH值由自然的4.5左右,加碱调至5.8-6.2,然后加耐高温淀粉酶,边搅拌边通入蒸汽,慢慢升温至90℃,保温酶解1-1.5h左右,使淀粉浆慢慢形成淀粉糊。其次,糖化过程,是在所形成的淀粉糊中,慢慢加酸,将pH值调为4.0-4.5左右,同时降温至50℃-60℃,再加入糖化酶,按需要保温不同时间后,经过滤,制备成淀粉水解糖。在以上淀粉深加工的两个流程中,所加的两种酶的作用温度和作用pH都有显著差异。目前制糖工艺广泛采用喷射液化,喷射温度一般在105~108℃,在中间高温维持罐停留5-6min。

为进一步降低生产成本,最好能不进行上述调pH和降温的操作,这就需要耐酸性的高温α-淀粉酶。而目前广泛应用的商品化耐酸性高温α-淀粉酶最适pH一般在5.0-6.0左右,大部分存在热稳定性差、pH范围窄、Ca2+依赖性高的缺陷,且储存条件要求低温,产品易失活。对酸性条件下(pH4.0-4.5)的淀粉深加工工艺存在局限性。因此开发在低pH值下可高效液化淀粉的低成本、易储存新型耐酸性高温α-淀粉酶具有重要的工业应用价值。

此外,由于耐酸性高温α-淀粉酶在酸性和高温条件下所具有的酶学特性,低成本、易储存的耐酸性高温α-淀粉酶还可应用于食品加工、酿酒、纺织等多个行业,促进其它行业的工艺改进升级。

中国专利CN201210246909.6公布了一种耐酸性高温α-淀粉酶及其基因、工程菌和制备方法,其技术方案是利用重组DNA技术定点突变地衣芽孢杆菌耐高温α-淀粉酶基因,得到耐高温α-淀粉酶耐酸性突变基因,即耐酸性高温α-淀粉酶基因,并利用枯草芽孢杆菌表达系统,分泌表达耐酸性高温α-淀粉酶的方法。本发明所公布的耐酸性高温α-淀粉酶,在pH4.5,90℃条件下,保温60min的残余酶活力仍保持在40%以上。在pH4.0-5.5条件下,重组表达菌株的酶活水平在1120U/mL-2170U/mL,较对照菌株130U/mL-1130U/mL高。

中国专利CN201610670173.3公开一种耐酸性高温α-淀粉酶的基因、工程菌及其制备方法,该耐酸性高温α-淀粉酶在pH4.2-4.6、95℃条件下较文献报道的突变体热稳定性增强,并且表达量达到2g/L。

中国专利CN202011388025.5公开的酸性α-淀粉酶的最适温度为50℃,最适pH为5.0,最示适盐度为0.5%NaCl,活性不依赖于钙离子,在酸性条件下具有较高的活性和良好的稳定性。

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