專利名稱：真菌α－淀粉酶及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真菌a—淀粉酶及其制備方法。屬于來自微生物源的d—淀粉酶。
背景技術(shù)：
來白微生物源的a —淀粉酶(a—l， 4-葡聚糖一4一葡糖苷水解酶酶，EC3.2. 1.1)是 一類可以催化淀粉和其它直鏈或支鏈i.4一葡糖苷寡糖和多糖水解的酶。熱穩(wěn)定性高，能催 化淀粉等大分子中的a —l， 4鍵段鍵水解，產(chǎn)生分子量較小的麥芽糖糊精。完成淀粉段鍵液 化，因此也被稱為液化型淀粉酶。
傳統(tǒng)的淀粉糖化工業(yè)普遍采用雙酶法水解淀粉制糖。即先用a —淀粉酶將淀粉液化，再 加糖化酶糖化來生產(chǎn)葡萄糖。目前市售a —淀粉酶的最適PH為6.5 — 9.0，而糖化酶最適PH 為4. 5左右；顯然，PH 4.0—5.0的淀粉漿須經(jīng)歷兩次PH調(diào)節(jié)過程。這不僅使得水解工藝操 作變得繁瑣，而且外源離子的引入，減低了酶的活性、影響了糖的收率、加重了系統(tǒng)循環(huán)水 及廢水處理負擔(dān)，不利于環(huán)境保護，同時增加了生產(chǎn)成本。
真菌n -淀粉酶是第一個應(yīng)用于面包制作的微生物酶，它取代了麥芽是由于麥芽中的淀粉 酶含量不穩(wěn)定，而且含有蛋白水解酶，真菌a -淀粉酶具有更穩(wěn)定的活性而不含蛋白酶活性， 在食品加工行業(yè)中的應(yīng)用效果尤為突出是不可替代的。
真菌ct一淀粉酶是由米曲霉(Aspergillus oryzae)發(fā)酵產(chǎn)生的一種a—淀粉酶(Novo Nordisk，丹麥生產(chǎn)的Fungamyl)酶的最適作用溫度為55"C左右；最適PH 5.5-7.0;其水解淀 粉的產(chǎn)物主要是麥芽糖和一些低聚糖及少量的葡萄糖。適用于淀粉糖漿、低聚糖、啤酒、烘 焙食品、面制品、面粉加工等工藝過程。但其熱穩(wěn)定性較低，不適用于較高溫度的處理過程， 例如，釀造工業(yè)用的糖漿，如果在6(TC左右進行，加入酶量必須加倍，在55。C下有可能會出 現(xiàn)污染問題。另外，其最適PH在5.5 — 7.0，而不在4.5左右，故必須調(diào)節(jié)PH。
一種最適PH較低條件下，熱穩(wěn)定性較高的真菌ot—淀粉酶是人們所期待的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種廣泛適用 于淀粉糖化加工工業(yè)、高活性、高純度、最適PH較低條件下，熱穩(wěn)定性較高，適應(yīng)傳統(tǒng)淀 粉水解糖化工藝、能夠簡化淀粉水解工藝操作、穩(wěn)定酶的活性、提高糖的收率、節(jié)約水源、 有益環(huán)境保護的理想的真菌(X—淀粉酶。
3本發(fā)明的目的還在于提供一種設(shè)備投資省、工藝操作方便、產(chǎn)品成本低、產(chǎn)率高的真菌 a—淀粉酶的制備方法。
本發(fā)明的目的可以通過如下措施來達到
本發(fā)明的真菌a—淀粉酶，以米曲霉(Aspergillus oryzae)為菌種；通過液體菌種預(yù)培 養(yǎng)、固體發(fā)酵主培養(yǎng)；采用浸泡提取、超濾濃縮、溶析純化、超濾、真空干燥制得；其最適 PH4.0 — 6.0，適用溫度45。C一65。C，酶活力16000u/g (干曲計)以上。
本發(fā)明的目的還可以通過如下措施來達到
本發(fā)明的真菌a—淀粉酶，其特征在于所述之菌種米曲霉通過平板初篩后，用紫外線、 離子束、鈷60Y—射線、磷酸二乙酯誘變劑中的一種或其任意兩種以上交替誘變后作為菌種。 采用誘變后的菌種生產(chǎn)的真菌a —淀粉酶的性能得到進一歩優(yōu)化，產(chǎn)率也明顯提高。
本發(fā)明的真菌a —淀粉酶，其特征在于所述之主培養(yǎng)基原料中至少包括一種谷物殼。本 發(fā)明的發(fā)明人意外的發(fā)現(xiàn)，由谷物殼或未脫殼谷物參與作為固體發(fā)酵主培養(yǎng)基原料會使真菌 a —淀粉酶的產(chǎn)率顯著提高。
本發(fā)明的真菌a —淀粉酶，其特征在于所述之主培養(yǎng)基原料包括麥麩、稻殼、米糠、豆 粕、大麥、小麥、大豆水稻、高粱、玉米中的一種或其任意種以上組合與大米、小米、面粉、 土豆、紅薯中的一種或其任意兩種以上組合。
本發(fā)明的真菌a—淀粉酶，其特征在于所述之主培養(yǎng)基原料是麥麩。
本發(fā)明的真菌a—淀粉酶，其特征在于固體發(fā)酵原料中的水分含量在40%—50%之間。 固體發(fā)酵原料中的水分含量對真菌a —淀粉酶的產(chǎn)率有重要影響。
下面公開一種本發(fā)明的真菌a-淀粉酶的制備方法，其特征在于包括如下歩驟
a. 液體菌種預(yù)培養(yǎng)培養(yǎng)基10—25重量份，加水至100重量份，121"C滅菌10 — 40分鐘， 冷卻至3(TC—35'C，并調(diào)節(jié)PH至5.5—6.0，得液體菌種預(yù)培養(yǎng)液；將米曲霉(Aspergillus oryzae)類菌種接種到預(yù)培養(yǎng)液中，30。C一4(TC，通風(fēng)量45 — 60m3/h，培養(yǎng)28 — 32小時，得 液體菌種，備固體發(fā)酵用；
b. 固體發(fā)酵培養(yǎng)原料12(TC — 123。C蒸煮50—60分鐘，降溫至30°C—35。C，接入稀釋 的液體菌種，使含水量40%—47%，通風(fēng)量50 — 60m"h，培養(yǎng)周期5.0天；發(fā)酵水平16000u /g以上；
c. 采用浸泡提取、超濾濃縮、溶析純化、超濾、真空干燥。
本發(fā)明的真菌a —淀粉酶的用途，其特征在于用于淀粉水解，適用于發(fā)酵食品和飲料加 工、發(fā)酵工業(yè)、酶制劑工業(yè)、制藥工業(yè)。本發(fā)明的真菌a —淀粉酶及其制備方法相比現(xiàn)有技術(shù)有如下顯著效果 l.提供了一種高活性、高純度、最適PH較低條件下，熱穩(wěn)定性較高的真菌 a—淀粉酶，其最適PH4.0 — 6.0，適用溫度45。C一65匸，酶活力16000u / g (干曲計)以上。
2. 本發(fā)明的真菌a—淀粉酶，適應(yīng)傳統(tǒng)淀粉水解糖化工藝、能夠簡化淀粉水解工藝操作、 穩(wěn)定酶的活性、提高糖的收率、節(jié)約水源、有益環(huán)境保護。
3. 提供了一種設(shè)備投資省、工藝操作方便、產(chǎn)品成本低、產(chǎn)率高的真菌a— 淀粉酶的制備方法。
具有實施方式
本發(fā)明下面將結(jié)合實施例作進一歩詳述 實施例1
a. 液體菌種預(yù)培養(yǎng)將葡萄糖60公斤，蛋白胨3公斤，玉米漿6公斤，豆
餅粉3.6公斤，氯化鈣0.15公斤，硫酸銨0.99公斤投入1000L反應(yīng)釜中，加水至總投料量300 公斤，并調(diào)節(jié)PH至6.0;升溫至121 °C ，保溫滅菌35分鐘。冷卻至30°C ，接入米曲霉(Aspergillus oryzae); 30。C一40。C，通風(fēng)量45m3/h，罐內(nèi)壓力0.05Mpa—0.08Mpa，培養(yǎng)周期32小時， 得液體菌種，備固體發(fā)酵用；
b. 固體發(fā)酵培養(yǎng)麥麩3000公斤，在121'C溫度下，蒸煮60分鐘；冷卻至35'C，攪拌 下接入經(jīng)水稀釋的歩驟a中制備的液體菌種，使發(fā)酵原料的初始含水量在40% —45%; 在溫度35。C，通風(fēng)量60m3/11，發(fā)酵培養(yǎng)5.0天，發(fā)酵水平14000u/g (干曲計)。
c. 采用浸泡提取、超濾濃縮、溶析純化、超濾、真空干燥得成品，提取收率80%。 實施例2
a. 液體菌種預(yù)培養(yǎng)將淀粉30公斤，蛋白胨3公斤，玉米漿6公斤，豆餅粉3.6公斤， 氯化,丐0.15公斤，氯化銨0.99公斤投入1000L反應(yīng)釜中，加水至總投料量300公斤，并調(diào)節(jié) PH至6.0;升溫至12rC，保溫滅菌35分鐘。冷卻至30'C，接入米曲霉通過平板初篩后，用 紫外線、離子束、鈷60Y—射線、磷酸二乙酯誘變劑中的一種或其任意兩種以上交替誘變后 的菌種；30°C—40°C，通風(fēng)量60m3/h，罐內(nèi)壓力0.05Mpa—0.08Mpa,培養(yǎng)周期32小時，得 液體菌種，備固體發(fā)酵用；
b. 固體發(fā)酵培養(yǎng)麥麩3000公斤，在123'C溫度下，蒸煮50分鐘；冷卻
至35'C，攪拌下接入經(jīng)水稀釋的歩驟a中制備的液體菌種，使發(fā)酵原料的初始含水量在40 %—45%;在溫度35'C，通風(fēng)量50m3/11，發(fā)酵培養(yǎng)5.0天，發(fā)酵水平15000u/g (干曲計)。
c. 采用浸泡提取、超濾濃縮、溶析純化、超濾、真空干燥得成品，提取收率82%。實施例3
a.液體菌種預(yù)培養(yǎng)麥芽糖漿30公斤，玉米漿6公斤，豆餅粉3.6公斤，氯化鈣0.15公 斤，氯化銨0.99公斤投入IOOOL反應(yīng)釜中，加水至總投料量300公斤，并調(diào)節(jié)PH至5.6;升 溫至121'C，保溫滅菌35分鐘。冷卻至3(TC，接入米曲霉通過平板初篩后，用紫外線、離子 束、鈷60Y—射線、磷酸二乙酯誘變劑中的一種或其任意兩種以上交替誘變后的菌種；30°C 一40。C，通風(fēng)量60m3/h，罐內(nèi)壓力0.05Mpa—0.08Mpa,培養(yǎng)周期28小時，得液體菌種，備 固體發(fā)酵用；
b. 固體發(fā)酵培養(yǎng)麥麩3000公斤，在123"C溫度下，蒸煮50分鐘；冷卻至35'C，攪拌 下接入經(jīng)水稀釋的歩驟a中制備的液體菌種，使料的初始含水量在45%—50%;在溫度 35°C，通風(fēng)量50m3/11，發(fā)酵培養(yǎng)5.0天，發(fā)酵水平16500u/g (干曲計)。
c. 采用浸泡提取、超濾濃縮、溶析純化、超濾、真空干燥得成品，提取收率81%。
權(quán)利要求
1. 一種真菌α—淀粉酶，其特征在于以米曲霉(Aspergillus oryzae)為菌種；通過液體菌種預(yù)培養(yǎng)、固體發(fā)酵主培養(yǎng)；采用浸泡提取、超濾濃縮、溶析純化、超濾、真空干燥制得；其最適PH4.0—6.0，適用溫度45℃—65℃，酶活力16000u/g(干曲計)以上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的真菌ci 一淀粉酶，其特征在于所述之菌種米曲霉通過平板初篩后， 用紫外線、離子束、鈷60Y—射線、磷酸二乙酯誘變劑中的一種或其任意兩種以上交替誘變 后作為菌種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的真菌a —淀粉酶，其特征在于所述之主培養(yǎng)基原料中至少包括一種 谷物殼。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的真菌a —淀粉酶，其特征在于所述之主培養(yǎng)基原料包括麥麩、稻殼、 米糠、豆粕、大麥、小麥、大豆、水稻、高粱、玉米中的一種或其任意種以上組合與大米、 小米、面粉、土豆、紅薯中的一種或其任意兩種以上組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的真菌a —淀粉酶，其特征在于所述之主培養(yǎng)基原料是麥麩。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的真菌a _淀粉酶，其特征在于固體發(fā)酵原料中的水分含量在40% 一50%之間。
7. —種權(quán)利要求1的真菌a —淀粉酶的制備方法，其特征在于包括如下歩驟a. 液體菌種預(yù)培養(yǎng)培養(yǎng)基10_25重量份，加水至100重量份，12rC滅菌10 — 40分鐘， 冷卻至3(TC — 35'C，并調(diào)節(jié)PH至5.5 — 6.0得液體菌種預(yù)培養(yǎng)液；將米曲霉(Aspergillus oryzae) 類菌種接種到預(yù)培養(yǎng)液中3(TC—4(TC,通風(fēng)量45 — 60mVh，培養(yǎng)28 — 32小時，得液體菌種， 備固體發(fā)酵用；b. 固體發(fā)酵培養(yǎng)原料12(TC — 123'C蒸煮50—60分鐘，降溫至30 — 35"C，接入稀釋的 液體菌種，使含水量40—47%，通風(fēng)量50 — 60m3/h，培養(yǎng)周期5.0天；發(fā)酵水平16000u /g (干曲計)以上；c. 采用浸泡提取、超濾濃縮、溶析純化、超濾、真空干燥。
8. 權(quán)利要求1的真菌a —淀粉酶的用途，其特征在于用于淀粉水解，適用于發(fā)酵食品 和飲料加工、發(fā)酵工業(yè)、酶制劑工業(yè)、制藥工業(yè)。
全文摘要
本發(fā)明是一種真菌α-淀粉酶及其制備方法。屬于來自微生物源的α-淀粉酶。其特征在于米曲霉(Aspergillus oryzae)類菌種，通過液體菌種預(yù)培養(yǎng)、固體發(fā)酵主培養(yǎng)；采用浸泡提取、超濾濃縮、溶析純化、超濾、真空干燥制得；其最適pH4.0-6.0，適用溫度45℃-65℃，酶活力達16000u/g(干曲計)以上。本發(fā)明提供了一種高活性、高純度、最適pH較低條件下，熱穩(wěn)定性較高，適應(yīng)傳統(tǒng)淀粉水解糖化工藝、能夠簡化淀粉水解工藝操作、穩(wěn)定生產(chǎn)中酶的活性、提高糖的收率、節(jié)約水源、有益環(huán)境保護的理想的真菌α-淀粉酶及其制備方法。適用于淀粉水解糖化，廣泛用于發(fā)酵食品和飲料加工、發(fā)酵工業(yè)、酶制劑工業(yè)、制藥工業(yè)。
文檔編號C12N9/30GK101451129SQ20081024953
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者王克芬, 王興吉, 郭慶文 申請人:山東隆科特酶制劑有限公司