CN101451129A - 真菌α－淀粉酶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种真菌α－淀粉酶及其制备方法。属于来自微生物源的α－淀粉酶。其特征在于米曲霉(Aspergillus oryzae)类菌种，通过液体菌种预培养、固体发酵主培养；采用浸泡提取、超滤浓缩、溶析纯化、超滤、真空干燥制得；其最适pH4.0－6.0，适用温度45℃－65℃，酶活力达16000u/g(干曲计)以上。本发明提供了一种高活性、高纯度、最适pH较低条件下，热稳定性较高，适应传统淀粉水解糖化工艺、能够简化淀粉水解工艺操作、稳定生产中酶的活性、提高糖的收率、节约水源、有益环境保护的理想的真菌α－淀粉酶及其制备方法。适用于淀粉水解糖化，广泛用于发酵食品和饮料加工、发酵工业、酶制剂工业、制药工业。
Description
技术领域
本发明涉及一种真菌α—淀粉酶及其制备方法。属于来自微生物源的α—淀粉酶。
背景技术
来自微生物源的α—淀粉酶(α—1，4-葡聚糖—4—葡糖苷水解酶酶，EC3.2.1.1)是一类可以催化淀粉和其它直链或支链1.4—葡糖苷寡糖和多糖水解的酶。热稳定性高，能催化淀粉等大分子中的α—1，4键段键水解，产生分子量较小的麦芽糖糊精。完成淀粉段键液化，因此也被称为液化型淀粉酶。
传统的淀粉糖化工业普遍采用双酶法水解淀粉制糖。即先用α—淀粉酶将淀粉液化，再加糖化酶糖化来生产葡萄糖。目前市售α—淀粉酶的最适PH为6.5—9.0，而糖化酶最适PH为4.5左右；显然，PH4.0—5.0的淀粉浆须经历两次PH调节过程。这不仅使得水解工艺操作变得繁琐，而且外源离子的引入，减低了酶的活性、影响了糖的收率、加重了系统循环水及废水处理负担，不利于环境保护，同时增加了生产成本。
真菌α-淀粉酶是第一个应用于面包制作的微生物酶，它取代了麦芽是由于麦芽中的淀粉酶含量不稳定，而且含有蛋白水解酶，真菌α-淀粉酶具有更稳定的活性而不含蛋白酶活性，在食品加工行业中的应用效果尤为突出是不可替代的。
真菌α—淀粉酶是由米曲霉(Aspergillus oryzae)发酵产生的一种α—淀粉酶(NovoNordisk，丹麦生产的Fungamyl)酶的最适作用温度为55℃左右；最适PH5.5-7.0；其水解淀粉的产物主要是麦芽糖和一些低聚糖及少量的葡萄糖。适用于淀粉糖浆、低聚糖、啤酒、烘焙食品、面制品、面粉加工等工艺过程。但其热稳定性较低，不适用于较高温度的处理过程，例如，酿造工业用的糖浆，如果在60℃左右进行，加入酶量必须加倍，在55℃下有可能会出现污染问题。另外，其最适PH在5.5—7.0，而不在4.5左右，故必须调节PH。
一种最适PH较低条件下，热稳定性较高的真菌α—淀粉酶是人们所期待的。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种广泛适用于淀粉糖化加工工业、高活性、高纯度、最适PH较低条件下，热稳定性较高，适应传统淀粉水解糖化工艺、能够简化淀粉水解工艺操作、稳定酶的活性、提高糖的收率、节约水源、有益环境保护的理想的真菌α—淀粉酶。
本发明的目的还在于提供一种设备投资省、工艺操作方便、产品成本低、产率高的真菌α—淀粉酶的制备方法。
本发明的目的可以通过如下措施来达到：
本发明的真菌α—淀粉酶，以米曲霉(Aspergillus oryzae)为菌种；通过液体菌种预培养、固体发酵主培养；采用浸泡提取、超滤浓缩、溶析纯化、超滤、真空干燥制得；其最适PH4.0—6.0，适用温度45℃—65℃，酶活力16000u/g(干曲计)以上。
本发明的目的还可以通过如下措施来达到：
本发明的真菌α—淀粉酶，其特征在于所述之菌种米曲霉通过平板初筛后，用紫外线、离子束、钴60γ—射线、磷酸二乙酯诱变剂中的一种或其任意两种以上交替诱变后作为菌种。采用诱变后的菌种生产的真菌α—淀粉酶的性能得到进一步优化，产率也明显提高。
本发明的真菌α—淀粉酶，其特征在于所述之主培养基原料中至少包括一种谷物壳。本发明的发明人意外的发现，由谷物壳或未脱壳谷物参与作为固体发酵主培养基原料会使真菌α—淀粉酶的产率显著提高。
本发明的真菌α—淀粉酶，其特征在于所述之主培养基原料包括麦麸、稻壳、米糠、豆粕、大麦、小麦、大豆水稻、高粱、玉米中的一种或其任意种以上组合与大米、小米、面粉、土豆、红薯中的一种或其任意两种以上组合。
本发明的真菌α—淀粉酶，其特征在于所述之主培养基原料是麦麸。
本发明的真菌α—淀粉酶，其特征在于固体发酵原料中的水分含量在40％—50％之间。固体发酵原料中的水分含量对真菌α—淀粉酶的产率有重要影响。
下面公开一种本发明的真菌α—淀粉酶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
a.液体菌种预培养：培养基10—25重量份，加水至100重量份，121℃灭菌10—40分钟，冷却至30℃—35℃，并调节PH至5.5—6.0，得液体菌种预培养液；将米曲霉(Aspergillusoryzae)类菌种接种到预培养液中，30℃—40℃，通风量45—60m3/h，培养28—32小时，得液体菌种，备固体发酵用；
b.固体发酵培养：原料120℃—123℃蒸煮50—60分钟，降温至30℃—35℃，接入稀释的液体菌种，使含水量40％—47％，通风量：50—60m3/h，培养周期：5.0天；发酵水平：16000u/g以上；
c.采用浸泡提取、超滤浓缩、溶析纯化、超滤、真空干燥。
本发明的真菌α—淀粉酶的用途，其特征在于用于淀粉水解，适用于发酵食品和饮料加工、发酵工业、酶制剂工业、制药工业。
本发明的真菌α—淀粉酶及其制备方法相比现有技术有如下显著效果：
1.提供了一种高活性、高纯度、最适PH较低条件下，热稳定性较高的真菌α——淀粉酶，其最适PH4.0—6.0，适用温度45℃—65℃，酶活力16000u/g(干曲计)以上。
2.本发明的真菌α—淀粉酶，适应传统淀粉水解糖化工艺、能够简化淀粉水解工艺操作、稳定酶的活性、提高糖的收率、节约水源、有益环境保护。
3.提供了一种设备投资省、工艺操作方便、产品成本低、产率高的真菌α—淀粉酶的制备方法。
具有实施方式
本发明下面将结合实施例作进一步详述：
实施例1
a.液体菌种预培养：将葡萄糖60公斤，蛋白胨3公斤，玉米浆6公斤，豆饼粉3.6公斤，氯化钙0.15公斤，硫酸铵0.99公斤投入1000L反应釜中，加水至总投料量300公斤，并调节PH至6.0；升温至121℃，保温灭菌35分钟。冷却至30℃，接入米曲霉(Aspergillusoryzae)；30℃—40℃，通风量45m3/h，罐内压力0.05Mpa—0.08Mpa，培养周期32小时，得液体菌种，备固体发酵用；
b.固体发酵培养：麦麸3000公斤，在121℃温度下，蒸煮60分钟；冷却至35℃，搅拌下接入经水稀释的步骤a中制备的液体菌种，使发酵原料的初始含水量在40％—45％；在温度35℃，通风量60m3/h，发酵培养5.0天，发酵水平：14000u/g(干曲计)。
c.采用浸泡提取、超滤浓缩、溶析纯化、超滤、真空干燥得成品，提取收率80％。
实施例2
a.液体菌种预培养：将淀粉30公斤，蛋白胨3公斤，玉米浆6公斤，豆饼粉3.6公斤，氯化钙0.15公斤，氯化铵0.99公斤投入1000L反应釜中，加水至总投料量300公斤，并调节PH至6.0；升温至121℃，保温灭菌35分钟。冷却至30℃，接入米曲霉通过平板初筛后，用紫外线、离子束、钴60γ—射线、磷酸二乙酯诱变剂中的一种或其任意两种以上交替诱变后的菌种；30℃—40℃，通风量60m3/h，罐内压力0.05Mpa—0.08Mpa，培养周期32小时，得液体菌种，备固体发酵用；
b.固体发酵培养：麦麸3000公斤，在123℃温度下，蒸煮50分钟；冷却至35℃，搅拌下接入经水稀释的步骤a中制备的液体菌种，使发酵原料的初始含水量在40％—45％；在温度35℃，通风量50m3/h，发酵培养5.0天，发酵水平：15000u/g(干曲计)。
c.采用浸泡提取、超滤浓缩、溶析纯化、超滤、真空干燥得成品，提取收率82％。
实施例3
a.液体菌种预培养：麦芽糖浆30公斤，玉米浆6公斤，豆饼粉3.6公斤，氯化钙0.15公斤，氯化铵0.99公斤投入1000L反应釜中，加水至总投料量300公斤，并调节PH至5.6；升温至121℃，保温灭菌35分钟。冷却至30℃，接入米曲霉通过平板初筛后，用紫外线、离子束、钴60γ—射线、磷酸二乙酯诱变剂中的一种或其任意两种以上交替诱变后的菌种；30℃—40℃，通风量60m3/h，罐内压力0.05Mpa—0.08Mpa，培养周期28小时，得液体菌种，备固体发酵用；
b.固体发酵培养：麦麸3000公斤，在123℃温度下，蒸煮50分钟；冷却至35℃，搅拌下接入经水稀释的步骤a中制备的液体菌种，使料的初始含水量在45％—50％；在温度35℃，通风量50m3/h，发酵培养5.0天，发酵水平：16500u/g(干曲计)。
c.采用浸泡提取、超滤浓缩、溶析纯化、超滤、真空干燥得成品，提取收率81％。
Claims (8)
1.一种真菌α—淀粉酶，其特征在于以米曲霉(Aspergillus oryzae)为菌种；通过液体菌种预培养、固体发酵主培养；采用浸泡提取、超滤浓缩、溶析纯化、超滤、真空干燥制得；其最适PH4.0—6.0，适用温度45℃—65℃，酶活力16000u/g(干曲计)以上。
2.根据权利要求1的真菌α—淀粉酶，其特征在于所述之菌种米曲霉通过平板初筛后，用紫外线、离子束、钴60γ—射线、磷酸二乙酯诱变剂中的一种或其任意两种以上交替诱变后作为菌种。
3.根据权利要求1的真菌α—淀粉酶，其特征在于所述之主培养基原料中至少包括一种谷物壳。
4.根据权利要求1的真菌α—淀粉酶，其特征在于所述之主培养基原料包括麦麸、稻壳、米糠、豆粕、大麦、小麦、大豆、水稻、高粱、玉米中的一种或其任意种以上组合与大米、小米、面粉、土豆、红薯中的一种或其任意两种以上组合。
5.根据权利要求1的真菌α—淀粉酶，其特征在于所述之主培养基原料是麦麸。
6.根据权利要求1的真菌α—淀粉酶，其特征在于固体发酵原料中的水分含量在40％—50％之间。
7.一种权利要求1的真菌α—淀粉酶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
a.液体菌种预培养：培养基10—25重量份，加水至100重量份，121℃灭菌10—40分钟，冷却至30℃—35℃，并调节PH至5.5—6.0得液体菌种预培养液；将米曲霉(Aspergillus oryzae)类菌种接种到预培养液中30℃—40℃，通风量45—60m3/h，培养28—32小时，得液体菌种，备固体发酵用；
b.固体发酵培养：原料120℃—123℃蒸煮50—60分钟，降温至30—35℃，接入稀释的液体菌种，使含水量40—47％，通风量：50—60m3/h，培养周期：5.0天；发酵水平：16000u/g(干曲计)以上；
c.采用浸泡提取、超滤浓缩、溶析纯化、超滤、真空干燥。
8.权利要求1的真菌α—淀粉酶的用途，其特征在于用于淀粉水解，适用于发酵食品和饮料加工、发酵工业、酶制剂工业、制药工业。
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| CNA2008102495342A CN101451129A (zh) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | 真菌α－淀粉酶及其制备方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103103135A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-05-15 | 沈阳科纳提克生物科技有限公司 | 一种米曲霉菌株及其液态发酵生产真菌α-淀粉酶的方法 |
| CN103141791A (zh) * | 2013-02-23 | 2013-06-12 | 湖南省天香生物科技有限责任公司 | 利用生物酶解技术生产全价紫薯糕类产品的方法 |
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2008
- 2008-12-26 CN CNA2008102495342A patent/CN101451129A/zh active Pending
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| CN103141791A (zh) * | 2013-02-23 | 2013-06-12 | 湖南省天香生物科技有限责任公司 | 利用生物酶解技术生产全价紫薯糕类产品的方法 |
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