CN101838635A - 一种耐高温淀粉酶制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种耐高温淀粉酶制备方法，其包括如下步骤：(1)地衣芽孢杆菌菌种复壮培养；(2)地衣芽孢杆菌种子培养；(3)地衣芽孢杆菌液态深层发酵培养；(4)发酵培养液粗滤；(5)粗滤液膜浓缩。按本发明方法生产的耐高温α-淀粉酶，产品质量符合QB/B2306-1997标准。酶活力高达20000-22000u/mL，耐受温度高达110℃，而生产成本与现有制备方法相当。
Description
技术领域
本发明涉及一种淀粉酶的制备方法，尤其是涉及一种耐高温的高活力α-淀粉酶的制备方法。
背景技术
淀粉广泛应用于食品、医药、化工、造纸、石油等领域，发展前景非常广阔。随着科学技术的不断发展，淀粉、淀粉糖和淀粉衍生物等新产品的不断增多及淀粉深加工产品的开发，加快并推动了淀粉产业的发展。
我国淀粉行业发展迅速，淀粉总产量以年均17%左右的速度递增。目前，全国淀粉年产量达2千万吨左右，是世界最大的淀粉生产国，为淀粉深加工产品的开发与生产奠定了相当的物质基础。
以淀粉为原料制取淀粉糖是淀粉深加工高效增值转化的主要途径，目前，全世界淀粉糖（包括麦芽糖、葡萄糖、果葡糖浆等）总产量在7千万吨左右，其中美国淀粉糖产量占全世界一半以上。我国目前淀粉糖总产量在650万吨左右。
在以淀粉为原料制取各种淀粉糖等制品的转化过程中，离不开酶的作用，特别是淀粉酶的降解作用，是淀粉糖生产过程中必不可少的环节，耐高温α-淀粉酶又是众多淀粉酶中最为重要的一种，在淀粉糖生产过程中，耐高温α-淀粉酶的主要作用是液化淀粉，耐高温α-淀粉酶的活力等特性决定了淀粉糖的得率和制取成本。
目前，生产耐高温α-淀粉酶的存在以下不足：一是生产成本相对较高；二是耐受的温度很难超过95℃，液化效果不理想；三是多数企业是将发酵液用硫酸铵盐析或酒精沉淀，经过滤干燥而成固体酶，这种产品含有残渣、硫酸铵等混合物，应用范围受到限制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有耐高温α-淀粉酶制备方法存在的上述缺陷，提供一种生产成本低，可耐更高温度，纯度更高的耐高温α-淀粉酶的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：其包括以下操作步骤：
（1）地衣芽孢杆菌菌种复壮培养：1）菌种复壮培养基配制：菌种复壮培养基配方：胰蛋白胨0.9-1.1wt％，酵母膏0.4-0.6wt％，NaCl0.9-1.1wt％，琼脂2wt％，可溶性淀粉0.2-0.25wt％,其余为水；pH6.5-7.0；混匀后分放于培养皿，0.1MPa加热到120-122℃灭菌30-35min，冷却到室温，制成琼脂复壮培养基,备用；2）接种与培养：将实验室保存的地衣芽孢杆菌用接种环移取1-2环放于每个培养皿的琼脂复壮培养基上，置于36℃±1℃恒温培养48-72h，取出保存，制成复壮培养的地衣芽孢杆菌菌种；
(2)地衣芽孢杆菌种子培养：1）种子培养基配制：种子培养基配方：胰蛋白胨0.9-1.1wt％，酵母膏0.4-0.6wt％，NaC10.9-1.1wt％，可溶性淀粉0.2-0.25wt％,其余为水，pH6.5-7.0，0.1MPa加热到120-122℃灭菌30-35min，冷却到40℃，制成种子培养基，备用；2）种子培养方法：取地衣芽孢杆菌复壮培养的菌种，按种子培养基重1%的接种量，接种到冷却至40℃的种子培养基，36℃±1℃恒温培养65-75小时，恒温培养时，不断搅拌通风，搅拌速度为280-300转/分钟，通风量为1.2-1.3立方气体/升培养基/分钟，制成地衣芽孢杆菌种子培养液；
（3）液态深层发酵培养：1）液态深层发酵培养基配制：液态深层发酵培养基配方：(NH4)S040.2-0.25％，KH2PO40.25-0.35％，CaC120.015-0.02％，可溶性淀粉0.2-0.25％，胰蛋白胨0.45-0.55％,玉米粉3.0-4.0%，其余为水，pH6.5-7.0，0.1MPa加热到120-122℃灭菌30-35min，冷却至40℃，制成液态深层发酵培养基，备用；2)液态深层发酵培养：取地衣芽孢杆菌种子培养液，按深层液态发酵养基重2-3%的接种量，接种到冷却至40℃的液态深层培养基，36℃±1℃恒温培养65-75小时，恒温培养时，不断搅拌通风，搅拌速度为280-300转/分钟，通风量为1.2-1.3立方气体/升培养基/分钟，制成液态深层发酵培养液；
（4）粗滤：往深层发酵培养液中添加相当于发酵培养液重3-5%的硅藻土，混合均匀，板框压滤，得粗滤液；
（5）粗滤液膜浓缩：以微滤膜将粗滤液过滤浓缩至其原重量的1/4-1/5，在5℃-25℃温度下保存，即成。
所述地衣芽孢杆菌为公知常见微生物（参见《酶制剂工业》下册，张树政主编，科学出版社1998年第三次印刷,476页）。
α-淀粉酶活力检测方法采用BAU法（参见《酶制剂工业》下册，张树政主编，科学出版社1998年第三次印刷,485页）。
按本发明方法生产的耐高温α-淀粉酶产品质量符合QB/B2306---1997标准。酶活力高达20000-22000u/mL，耐受温度高达110℃，而生产成本与现有制备方法相当。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
（1）地衣芽孢杆菌菌种复壮培养：1）称取胰蛋白胨1.0kg,酵母膏0.5kg，NaCl1.0kg,琼脂2.0kg，可溶性淀粉0.2kg,水95.3kg,pH7.0,混匀后分放于培养皿，0.1MPa加热到121℃灭菌30-35min，然后冷却到室温，制成琼脂复壮培养基,备用；2）将实验室保存的地衣芽孢杆菌环移取2环放于每个培养皿的琼脂复壮培养基上，置于36℃±1℃恒温培养70h，取出保存，制成复壮培养的地衣芽孢杆菌菌种；
（2）地衣芽孢杆菌种子培养：1）称取胰蛋白胨1.0kf，酵母膏0.5kg，NaC11.0kg，可溶性淀粉0.2kg,水97.3kg，pH7.0，0.1MPa加热到121℃灭菌33min，然后冷却到40℃，制成种子培养基，备用；2）取复壮培养的地衣芽孢杆菌菌种，按种子培养基重1%的接种量，接种到冷却至40℃的种子培养基，36℃±1℃恒温培养70小时，恒温培养时，不断搅拌通风，搅拌速度为300转/分钟，通风量为1.2立方气体/升培养基/分钟，制成地衣芽孢杆菌种子培养液；
（3）液态深层发酵培养：1）称取(NH4)S040.2kg，KH2PO40.3kg，CaC120.018kg，可溶性淀粉0.2kg，胰蛋白胨0.5kg,玉米粉3.0kg，水95.782kg，pH7.0，0.1MPa加热到121℃灭菌30-35min，然后冷却至40℃，制成液态深层发酵培养基，备用；2)液态深层发酵培养：取地衣芽孢杆菌种子培养液，按深层液态发酵养基重2.5%的接种量，接种到冷却至40℃的液态深层培养基，36℃±1℃恒温培养70小时，恒温培养时，不断搅拌通风，搅拌速度为300转/分钟，通风量为1.2立方气体/升培养基/分钟，制成液态深层发酵培养液；
（4）粗滤：往深层发酵培养液中添加相当于发酵培养液重4%的硅藻土，混合均匀，板框压滤，得粗滤液；
（5）粗滤液膜浓缩：以微滤膜将粗滤液过滤浓缩至20kg，在5℃温度下保存。
按本发明方法生产的耐高温α-淀粉酶产品质量符合QB/B2306---1997标准。采用BAU法检测,酶活力达21000u/mL。能耐受110℃高温。
实施例2
（1）地衣芽孢杆菌菌种复壮培养：1）称取胰蛋白胨1.1kg,酵母膏0.4kg，NaCl0.9kg,琼脂2.0kg，可溶性淀粉0.25kg,水95.35kg,pH6.6,混匀后分放于培养皿中，0.1MPa加热到121℃灭菌35min，然后冷却到室温，制成琼脂复壮培养基,备用；2）将实验室保存的地衣芽孢杆菌环移取2环放于每个培养皿的琼脂复壮培养基上，置于36℃±1℃恒温培养66h，取出保存，制成复壮培养的地衣芽孢杆菌菌种；
(2)种子培养：1）称取胰蛋白胨1.0kf，酵母膏0.6kg，NaC11.0kg，可溶性淀粉0.2kg,水97.3kg，pH6.8，0.1MPa加热到121℃灭菌33min，然后冷却到40℃，制成种子培养基，备用；2）取复壮培养的地衣芽孢杆菌菌种，按种子培养基重1%的接种量，接种到冷却至40℃的种子培养基，36℃±1℃恒温培养72小时，恒温培养时，不断搅拌通风，搅拌速度为300转/分钟，通风量为1.3立方气体/升培养基/分钟，制成地衣芽孢杆菌种子培养液；
（3）液态深层发酵培养：1）称取(NH4)S040.2kg，KH2PO40.3kg，CaC120.018kg，可溶性淀粉0.2kg，胰蛋白胨0.5kg,玉米粉3.0kg，水95.782kg，pH7.0，0.1MPa加热到121℃灭菌32min，然后冷却至40℃，制成液态深层发酵培养基，备用；2)液态深层发酵培养：取地衣芽孢杆菌种子培养液，按深层液态发酵养基重2.5%的接种量，接种到冷却至40℃的液态深层培养基，36℃±1℃恒温培养70小时，恒温培养时，不断搅拌通风，搅拌速度为300转/分钟，通风量为1.2立方气体/升培养基/分钟，制成液态深层发酵培养液；
（4）粗滤：往深层发酵培养液中添加相当于发酵培养液重4%的硅藻土，混合均匀，板框压滤，得粗滤液；
（5）膜浓缩：以微滤膜将粗滤液过滤浓缩至25kg，在10℃温度下保存。
按本发明方法生产的耐高温α-淀粉酶产品质量符合QB/B2306---1997标准。采用BAU法检测,酶活力达21500u/mL。能耐受110℃高温。
Claims (1)
1.一种耐高温淀粉酶制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）地衣芽孢杆菌菌种复壮培养：1）菌种复壮培养基配制：菌种复壮培养基配方：胰蛋白胨0.9-1.1wt％，酵母膏0.4-0.6wt％，NaCl0.9-1.1wt％，琼脂2wt％，可溶性淀粉0.2-0.25wt％,其余为水；pH6.5-7.0；混匀后分放于培养皿，0.1MPa加热到120-122℃灭菌30-35min，再冷却到室温，制成琼脂复壮培养基,备用；2）接种与培养：将实验室保存的地衣芽孢杆菌用接种环移取1-2环放于每个培养皿的琼脂复壮培养基上，置于36℃±1℃恒温培养48-72h，取出保存，制成复壮培养的地衣芽孢杆菌菌种；
(2)地衣芽孢杆菌种子培养：1）种子培养基配制：种子培养基配方：胰蛋白胨0.9-1.1wt％，酵母膏0.4-0.6wt％，NaC10.9-1.1wt％，可溶性淀粉0.2-0.25wt％,其余为水，pH6.5-7.0，0.1MPa加热到120-122℃灭菌30-35min，冷却到40℃，制成种子培养基，备用；2）种子培养方法：取地衣芽孢杆菌复壮培养的菌种，按种子培养基重1%的接种量，接种到冷却至40℃的种子培养基，36℃±1℃恒温培养65-75小时，恒温培养时，不断搅拌通风，搅拌速度为280-300转/分钟，通风量为1.2-1.3立方气体/升培养基/分钟，制成地衣芽孢杆菌种子培养液；
（3）液态深层发酵培养：1）液态深层发酵培养基配制：液态深层发酵培养基配方：(NH4)S040.2-0.25％，KH2PO40.25-0.35％，CaC120.015-0.02％，可溶性淀粉0.2-0.25％，胰蛋白胨0.45-0.55％,玉米粉3.0-4.0%，其余为水，pH6.5-7.0，0.1MPa加热到120-122℃灭菌30-35min，冷却至40℃，制成液态深层发酵培养基，备用；2)液态深层发酵培养：取地衣芽孢杆菌种子培养液，按深层液态发酵养基重2-3%的接种量，接种到冷却至40℃的液态深层培养基，36℃±1℃恒温培养65-75小时，恒温培养时，不断搅拌通风，搅拌速度为280-300转/分钟，通风量为1.2-1.3立方气体/升培养基/分钟，制成液态深层发酵培养液；
（4）粗滤：往深层发酵培养液中添加相当于发酵培养液重3-5%的硅藻土，混合均匀，板框压滤，得粗滤液；
（5）粗滤液膜浓缩：以微滤膜将粗滤液过滤浓缩至其原重量的1/4-1/5，在5℃-25℃温度下保存，即成。
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