专利名称：真菌α－淀粉酶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种真菌a—淀粉酶及其制备方法。属于来自微生物源的d—淀粉酶。
背景技术：
来白微生物源的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 一类可以催化淀粉和其它直链或支链i.4一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a —l， 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a —淀粉酶将淀粉液化，再 加糖化酶糖化來生产葡萄糖。目前市售a —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，PH 4.0—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n -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a -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ct一淀粉酶是由米曲霉(Aspergillus oryzae)发酵产生的一种a—淀粉酶(Novo Nordisk，丹麦生产的Fungamyl)酶的最适作用温度为55"C左右；最适PH 5.5-7.0;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6(TC左右进行，加入酶量必须加倍，在55。C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ot—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(X—淀粉酶。
3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 a—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a—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、超滤浓縮、溶析纯化、超滤、真空干燥制得；其最适 PH4.0 — 6.0，适用温度45。C一65。C，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a—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60Y—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a —淀粉酶的性能得到进一歩优化，产率也明显提高。
本发明的真菌a —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 a —淀粉酶的产率显著提高。
本发明的真菌a —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a—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a—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a —淀粉酶的产率有重要影响。
下面公开一种本发明的真菌a-淀粉酶的制备方法，其特征在于包括如下歩骤
a. 液体菌种预培养培养基10—25重量份，加水至100重量份，121"C灭菌10 — 40分钟， 冷却至3(TC—35'C，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。C一4(TC，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12(TC — 123。C蒸煮50—60分钟，降温至30°C—35。C，接入稀释 的液体菌种，使含水量40%—47%，通风量50 — 60m"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a —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a —淀粉酶及其制备方法相比现有技术有如下显著效果 l.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 a—淀粉酶，其最适PH4.0 — 6.0，适用温度45。C一65匸，酶活力16000u / g (干曲计)以上。
2. 本发明的真菌a—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a— 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歩详述 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 °C ，保温灭菌35分钟。冷却至30°C ，接入米曲霉(Aspergillus oryzae); 30。C一40。C，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'C温度下，蒸煮60分钟；冷却至35'C，搅拌 下接入经水稀释的歩骤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。C，通风量60m3/11，发酵培养5.0天，发酵水平14000u/g (干曲计)。
c. 采用浸泡提取、超滤浓縮、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,丐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12rC，保温灭菌35分钟。冷却至30'C，接入米曲霉通过平板初筛后，用 紫外线、离子束、钴60Y—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°C—40°C，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'C温度下，蒸煮50分钟；冷却
至35'C，搅拌下接入经水稀释的歩骤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'C，通风量50m3/11，发酵培养5.0天，发酵水平15000u/g (干曲计)。
c. 采用浸泡提取、超滤浓縮、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IOOOL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'C，保温灭菌35分钟。冷却至3(TC，接入米曲霉通过平板初筛后，用紫外线、离子 束、钴60Y—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°C 一40。C，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"C温度下，蒸煮50分钟；冷却至35'C，搅拌 下接入经水稀释的歩骤a中制备的液体菌种，使料的初始含水量在45%—50%;在温度 35°C，通风量50m3/11，发酵培养5.0天，发酵水平16500u/g (干曲计)。
c. 采用浸泡提取、超滤浓縮、溶析纯化、超滤、真空干燥得成品，提取收率81%。
权利要求
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ci 一淀粉酶，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60Y—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a —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a —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a —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a _淀粉酶，其特征在于固体发酵原料中的水分含量在40% 一50%之间。
7. —种权利要求1的真菌a —淀粉酶的制备方法，其特征在于包括如下歩骤a. 液体菌种预培养培养基10_25重量份，加水至100重量份，12rC灭菌10 — 40分钟， 冷却至3(TC — 35'C，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3(TC—4(TC,通风量45 — 60mVh，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12(TC — 123'C蒸煮50—60分钟，降温至30 — 35"C，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、超滤浓縮、溶析纯化、超滤、真空干燥。
8. 权利要求1的真菌a —淀粉酶的用途，其特征在于用于淀粉水解，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。
全文摘要
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。
文档编号C12N9/30GK101451129SQ20081024953
公开日2009年6月10日 申请日期2008年12月26日 优先权日2008年12月26日
发明者王克芬, 王兴吉, 郭庆文 申请人:山东隆科特酶制剂有限公司