本发明专利技术尤其涉及源自踝节菌属的菌种的葡糖淀粉酶和包含糖结合模块的酸性α－淀粉酶在淀粉糖化方法中的用途，在所述淀粉糖化方法中将淀粉降解成葡萄糖。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术尤其涉及源自踝节菌属的菌种(Talaromyces sp.)的葡糖淀粉酶和包含糖结合模块(CBM)的酸性α-淀粉酶在包括将淀粉降解为葡萄糖的淀粉糖化方法中的用途。
技术介绍
WO9928448A1中公开了来自Talaromyces emersonii的热稳定的葡糖淀粉酶。与黑曲霉(Aspergillus niger)葡糖淀粉酶相比，纯化的酶显示显著增强的稳定性和高3-4倍的比活性(specific activity)并且在pH 4.5和在70℃具有最适活性并因而看起来适用于葡萄糖生产的工业糖化。然而，在用Talaromycesemersonii葡糖淀粉酶工业糖化过程中葡萄糖的产量比黑曲霉葡糖淀粉酶的情况低1-2％，由此降低了用于产生高DX葡萄糖浆(high DX glucose syrup)和/或高果糖浆(high fructose syrup)的方法中的酶有用性(enzyme profitability)。专利技术概要现在本专利技术的专利技术者已经令人吃惊的发现，在使用踝节菌属葡糖淀粉酶的糖化方法中，可通过添加包含糖结合域(CBM)的酸性α-淀粉酶达到高DX。因此，本专利技术在第一个方面提供了用于糖化淀粉的方法，其包括将液化的淀粉底物与源自踝节菌属的菌种的葡糖淀粉酶以及包含糖结合模块(CBM)的酸性α-淀粉酶接触。在第二个方面，本专利技术提供了用于生产淀粉水解物的方法，其包括(a)例如，通过喷射蒸煮(jet cooking)，添加热稳定的α-淀粉酶来液化以及(b)随后将液化的淀粉与包含CBM的酸性α-淀粉酶和源自踝节菌属的菌种的葡糖淀粉酶接触。本专利技术提供所述两个方面的其它实施方案，包括(a)方法，其中糖化后水解物的DX(游离葡萄糖％)达到的值为至少94.00％、至少94.50％、至少94.75％、至少95％、至少95.25％、至少95.5％、至少95.75％或甚至至少96％，(b)方法，其中将至少93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或优选地至少99％的干固体淀粉转化为可溶性水解物，例如葡萄糖，(c)方法，其中葡糖淀粉酶是与SEQ ID NO1中所示氨基酸序列具有至少50％同源性的多肽，(d)方法，其中葡糖淀粉酶源自Talaromyces emersonii，(e)方法，其中包含CBM的酸性α-淀粉酶是野生型、变体和/或杂合体，(f)方法，其中包含CBM的酸性α-淀粉酶是有与选自下组的任何氨基酸序列具有至少50％同源性的多肽SEQ ID NO2、SEQ ID NO3和SEQ ID NO4，方法，其中包含CBM的酸性α-淀粉酶以0.05至1.0mg EP/g DS，更优选0.1至0.5mgEP/g DS，甚至更优选0.2至0.5mg EP/g淀粉的DS的量存在，(g)方法，其中包含CBM的酸性α-淀粉酶以10-10000 AFAU/kg的DS(kg of DS)的量，以500-2500 AFAU/kg的DS的量，或优选以100-1000 AFAU/kg的DS，例如大约500 AFAU/kg DS的量存在，(h)方法，其中葡糖淀粉酶以0.001至2.0 AGU/gDS，优选0.01至1.5 AGU/g DS，更优选0.05至1.0 AGU/g DS，和最优选0.01至0.5 AGU/g淀粉的DS的量存在，(i)方法，其中酸性α-淀粉酶和葡糖淀粉酶的活性以至少0.1、至少0.2、至少0.25、至少0.3、至少0.35、至少0.40、至少0.50、至少0.60、至少0.7、至少0.8、至少0.9、至少1.0、至少1.1、至少1.2、至少1.3、至少1.4、至少1.5、至少1.6、至少1.7、至少1.8、至少1.85或甚至至少1.9 AFAU/AGU的比率存在，(j)方法，其中热稳定的α-淀粉酶是细菌α-淀粉酶，优选源自芽孢杆菌属的菌种(Bacillus sp.)中的种类，优选源自地衣芽孢杆菌(Bacillus lichenformis)的菌株，(k)方法，其还包括添加脱支酶(debranching enzyme)，例如支链淀粉酶(pullulanase)或异淀粉酶(isoamylase)，(1)方法，其还包括在60℃至75℃，优选62℃至68℃，更优选64℃至66℃，并且最优选65℃的温度糖化到至少95的DX，(m)方法，其还包括在64℃-72℃，优选66℃-74℃，更优选68℃-72℃，并且最优选70℃的温度糖化到至少95的DX。在具体实施方案中，所述方法进一步包括将水解物和发酵生物接触，所述发酵生物优选产生发酵产物的酵母，所述发酵产物优选乙醇，其中将所述乙醇任选地回收。糖化和发酵可以作为同时糖化和发酵方法(SSF方法)进行。专利技术详述在实施方案中，将本专利技术的方法应用于从淀粉生产含有葡萄糖和/或含有果糖的糖浆。所述淀粉可以源自谷物(grain)或其它淀粉丰富的(starch rich)植物部分，优选玉米(corn)，小麦，大麦，稻，马铃薯。所述方法可以括连续的酶促步骤；(a)液化步骤然后是(b)糖化步骤以及任选地(c)(用于产生含有果糖的糖浆的)异构(isomerization)步骤。在液化方法的过程中，优选通过热稳定的α-淀粉酶(EC3.2.1.1)，例如细菌热稳定的α-淀粉酶，例如地衣芽孢杆菌α-淀粉酶(可由丹麦，Novozymes得到的TermamylTM或Liquozyme XTM)，通常在5.5-6.2之间的pH值并且在95-160℃的温度，在大约2小时的时间将淀粉(起初为含水介质中的淀粉悬浮液的形式)降解成糊精(淀粉的寡糖和多糖片段)。在液化步骤之后和糖化步骤之前，可将介质的pH降到4.5以下的值(例如大约pH 4.3)，维持高温(95℃以上)，由此将液化α-淀粉酶的活性变性。糖化过程中，将温度通常降低到65℃以下，例如到60℃，并且在下列物质存在下将糊精转化成葡萄糖(D-葡萄糖)(a)依据本专利技术源自踝节菌属(Talaromyces)的葡糖淀粉酶以及(b)包含CBM的酸性α-淀粉酶。在实施方案中可存在附加的酶，优选脱支酶，例如异淀粉酶(EC3.2.1.68)和/或支链淀粉酶(EC3.2.1.41)。优选糖化方法允许进行24-72小时直到水解物的DX达到的值为至少94.00％、至少94.50％、至少94.75％、至少95％、至少95.25％、至少95.5％、至少95.75％或甚至至少96％。任选地，使用例如固定的“葡萄糖异构酶”(木糖异构酶，EC 5.3.1.5)，将所得高DX葡萄糖浆转化成高果糖浆。比对和同一性出于本专利技术的目的，使用可用于蛋白质和DNA比对的软件Align，Needleman-Wunsch比对(即总体比对)，进行氨基酸序列比对和同一性分数计算。缺省得分矩阵BLOSUM50和同一性矩阵分别用于蛋白质和DNA比对。缺口中第一个残基的罚分对蛋白质为-12以及对DNA为-16，而缺口中另外的残基的罚分对蛋白质为-2以及对DNA为-4。Align来自FASTA程序包v20u6版本(W.R.Pearson and D.J.Lipman(1988)，″Improved Tools for BiologicalSequence Analysis″，PNAS 85本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于糖化淀粉的方法，其包括将液化的淀粉底物与源自踝节菌属的菌种的葡糖淀粉酶和包括糖结合模块的酸性α－淀粉酶接触。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：安德斯维克索尼尔森，斯文佩德森，
申请(专利权)人：诺维信公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]
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