淀粉酶的生产与应用VIP免费

生物技术4(3):1一5,1994iBoteehnologya一淀粉酶的生产与应用`谷军(黑龙江省科学院应用微生物研究所,哈尔滨)。淀粉晦是一类用途十分广泛的晦,推食加工、食品工业、酿造、发哮、纷织品工业和医药行业都经常使用。-a沈粉畴(Ec.3.2.1.1)l[〕作用淀粉时可从分子内部切开-a1、4健,而生成糊精和还原糖,产物的末端残基碳原子构型为a构型,故称a一沈粉晦。a一沈粉晦可由徽生物发酵产生,也可从植物和动物中提取,目前工业生产上都以微生物发哮法进行大规模生产二沈粉畴。在1908年和1917年德国的B心记in和-fEfronltz〕先后由细菌中生产出-a沈粉晦,用于纷织品脱浆。1937年日本的福本阁获得了产生-a淀粉酶的枯草杆菌。第二次世界大战后,由于杭生素的发明,使得徽生物工业大步前进,1949年-a淀粉晦开始采用深层通风培养法进行生产。1973年衬热性-a淀粉酶投入了生产闭。随-a淀粉畴的用途日益扩大,产量日见增多,生产水平也逐步提高。近些年我们国家的畴制荆行业发展较快,从1965年开始应用解淀粉芽艳杆菌BF一7658生产。淀粉酶,当时仅无锡酶制剂厂独家生产,近年在国内生产晦制剂的厂家己发展到12。多个,其中约有40%左右的工厂生产-a沈拼酶,产品也由单一的常温工业用a一淀粉酶,发展到现在有工业用也有食品级,既有常温也有衬热的,荆型上有固体的也有液体二淀粉畴。晦制荆工业现已成为近代工业生产中不可缺少的组成部门,它对社会的贡献远远超过畴工业本身。一、-a淀粉酶的产生菌及酶的特性有实用价值的-a淀粉酶的产生菌如下:枯草杆菌(B.二沉“访)闹、地衣芽抱杆菌(B一ilc俪汀汾二is)6[」、嗜热脂肪芽抱杆菌(B.名绝“,ohtermo神枷。)[,〕、凝聚芽抱杆菌(B一eo,g咖:s)[.〕、淀粉液化芽抱杆菌(B.a二,勿z`-卯aelc蜘。)[幻、嗜碱芽抱杆菌(B.aalk勿两阮即尹.)[`。〕、米曲霉(滋.,卿e)[“〕、黑曲霉(月.,`夕,)[`2〕、拟内抱霉(瓜do二夕co尹廊介阮igl,)l[3〕.虽然这些微生物都能产生-a淀粉酶,但不同菌株产生的酶在耐热性,作用的最适pH,对淀粉的水解程度以及产物的性质均有差异。。淀粉酶通常在pH5.5一8是稳定的,大多数。一淀粉酶的最适温度是50℃一60℃,最适温度最低的是尖镰抱a一淀粉酶的25℃,最高的是地衣芽抱杆菌-a淀粉酶的90℃。-a淀粉酶的分子量范围是15600一239300,通常为45000一60000[“〕.-a淀粉酶可分为耐热、耐酸[`5〕、耐碱[`6〕及耐盐酶[17〕,其中唯有耐热酶在工业上大规模使用,地衣芽抱杆菌、嗜热脂肪芽抱杆菌和凝结芽抱杆菌产生的-a淀粉酶的耐热性较强。所有-a淀粉酶都是金属酶,每个酶分子至少含有一个钙离子,钙离子使酶分子保持适当的构象,从而维持其最大的活性和稳定性18[〕,许多添加物如钠、钾、硼砂、硼酸氢钠、琉基乙醇也是-a淀粉酶良好的稳定剂,而最常用的还是钙离子.乙二醇、甘油、山犁醇一些非酶底物的,本文于1993年12月21日收到生物技术4卷3期糖类,可提高a一淀粉酶的热稳定性〔川。世界上许多国家都以枯草杆菌,地衣芽抱杆菌生产细菌淀粉酶和米曲霉生产的真菌淀粉酶为主要产品,在工业生产中使用的菌种,最初都是从自然中得到的,通过筛选和诱变育种工作,可改变菌种的特性,提高二淀粉酶的活力。ontrup[`似地衣芽抱杆菌ATee9798为出发菌株,用丫射线,NTG以及Uv反复7次诱变,使其-a淀粉酶的产量为原菌株的25倍。Adnereva20[〕等将枯草杆菌抱子悬浮液经50℃加热处理30分钟,酶合成速度提高了2一2.7倍,可见采用诱变育种是行之有效的方法,但也有一定的局限性和缺点,由于发生平顶效应使之育种效果降低,利用转化法改良菌种,在枯草杆菌二淀粉酶的生产菌上已取得可喜的结果。Kazumasa〔213等采用转化和诱变结合的方法,使a一淀粉酶产量比亲株高1500一200。倍。近年来,随生物工程技术的发展,基因工程技术已应用到菌种的改造方面。aPlva[2)等把解淀粉芽抱杆菌-a淀粉酶基因克隆到枯草芽抱杆菌中,其a一淀粉酶活力比其原始`的野生型菌株高50倍。eHanhcan23[〕又把地衣芽抱杆菌耐热-a淀粉酶基因克隆到枯草芽抱杆菌中,美国cPc国际公司的Mofet研究中心,已获得美国食品药品管理局(FDA)的批准,可用其研制的基因工程菌生产a一淀粉酶,这是第一个由FDA批准用基因工程菌生产的酶制剂。我国对二淀粉酶菌种的选育、研究和生产做...