小麦研磨方法和GH8木聚糖酶技术

本发明专利技术涉及将小麦粉分离成包括面筋级分和淀粉级分的两种或更多种级分的方法，所述方法包括以下步骤：a)将小麦粉和水混合；b)添加一种或多种具有GH8木聚糖酶活性的多肽；c)将混合物孵育预先确定的一段时间；d)将混合物分离成包括富含面筋级分和富含淀粉级分的两种或更多种级分；以及e)回收包括富含面筋级分和富含淀粉级分的所述两种或更多种级分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】小麦研磨方法和GH8木聚糖酶对序列表的引用本申请含有计算机可读形式的序列表。将所述计算机可读形式通过参考并入本文。
本专利技术涉及一种处理作物籽粒的改进方法，以提供具有高品质的适于将淀粉转化为单糖和寡糖、乙醇、甜味剂等的淀粉产品。另外，本专利技术还涉及一种酶组合物并且涉及本专利技术的组合物的用途，该酶组合物包括一种或多种适于本专利技术的方法的酶活性。专利技术背景作为大部分作物(例如玉米、小麦、水稻、高粱大豆、大麦或果壳)籽粒的重要成分，在可以将淀粉用于将淀粉转化为糖(例如右旋糖、果糖)、醇(例如乙醇)和增甜剂之前，必须使淀粉可供使用并以一种提供高纯度淀粉的方式加以处理。如果淀粉包含多于0.5％的杂质(包括蛋白质)，则它不适于作为淀粉转化工艺的起始材料。为了从作物籽粒开始提供这样的纯的且高品质的淀粉产品，通常研磨籽粒，如将在下文进一步所描述。通常使用湿磨将作物籽粒分离为其四种基本组分：淀粉、胚芽、纤维以及蛋白质，所有这些都是有价值的。将小麦粉分离成包括面筋级分和淀粉级分的两种或更多种级分是熟知的工业方法，并且通常使用包括以下步骤的方法进行：a)将水和小麦粉混合；b)将混合物孵育一段时间以使面筋形成面筋网络；c)将混合物分离成至少两种级分，即富含面筋级分和富含淀粉级分；以及d)任选地进一步纯化所述级分。已经建议将一些不同的酶用于作物籽粒的浸渍和/或湿磨方法。然而，仍然需要改进湿磨工艺以实现例如更高的蛋白质和淀粉产量，更低的工艺流体粘度等。
技术实现思路
专利技术人测试了八种糖基水解酶家族8(GH8)木聚糖酶降低小麦粉浆液(其代表作物籽粒湿磨方法的典型产物流)粘度的能力，并且他们惊奇地发现所有八种GH8木聚糖酶均能够显著降低浆液的粘度(图4)。因此，在第一方面，本专利技术涉及将小麦粉分离成包括面筋级分和淀粉级分的两种或更多种级分的方法，所述方法包括以下步骤：a)制作小麦粉和水的混合物；b)添加一种或多种具有GH8木聚糖酶活性的多肽；c)将混合物孵育预先确定的一段时间；d)使用多个过筛和离心步骤将混合物分离成包括面筋级分和淀粉级分的两种或更多种级分；以及回收包括面筋级分和淀粉级分的所述两种或更多种级分。在第二方面，本专利技术涉及包含具有GH8木聚糖酶活性的多肽的酶组合物，其中所述具有GH8木聚糖酶活性的多肽是如本文所定义的DPSY进化枝的成员；优选地所述具有GH8木聚糖酶活性的多肽是如本文所定义的以下进化枝中的至少一种的成员：SMDY进化枝、ALWNW进化枝、WFAAAL进化枝和DEAG进化枝。a)在最后一个方面，本专利技术涉及具有GH8木聚糖酶活性的多肽在用于处理作物籽粒的方法中的用途，b)制作小麦粉和水的混合物；c)添加一种或多种具有GH8木聚糖酶活性的多肽；d)将混合物孵育预先确定的一段时间；e)使用多个过筛和离心步骤将混合物分离成包括面筋级分和淀粉级分的两种或更多种级分；以及回收包括面筋级分和淀粉级分的所述两种或更多种级分。附图图1示出了如何将GH8木聚糖酶多肽分成多个不同的进化枝，其中每个进化枝基于其保守基序来命名。图2示出了本专利技术的木聚糖酶多肽的系统发育树。图3示出了本文测试的GH8木聚糖酶的比对。图4示出了如上所定义的八个GH8木聚糖酶进化枝“DPSY”成员在ViPr测定中有效降低小麦浆液的粘度。图5示出了通过GH8木聚糖酶使小麦浆液粘度的降低比可商购的GH10木聚糖酶产品(，诺维信公司)使小麦浆液粘度的降低更好。图6示出了芽孢杆菌属物种KK-1野生型GH8木聚糖酶与没有酶相比，使小麦浆液的粘度降低了约4倍。图7示出了芽孢杆菌属物种KK-1野生型GH8木聚糖酶使蛋白质回收从约5％提高到25％-30％，即接近6倍的提高。定义等位基因变体：术语“等位基因变体”意指占据同一染色体基因座的基因的两种或更多种替代形式中的任一种。等位基因变异通过突变而自然产生，并且可以导致群体内部的多态性。基因突变可以是沉默的(所编码的多肽无变化)或可以编码具有改变的氨基酸序列的多肽。多肽的等位基因变体是由基因的等位基因变体编码的多肽。cDNA：术语“cDNA”意指可以通过从成熟的剪接的mRNA分子逆转录制备的DNA分子，该mRNA分子是从真核细胞中获得。cDNA缺少可存在于相应基因组DNA中的内含子序列。初始的初级RNA转录物是mRNA的前体，其要通过一系列的步骤(包括剪接)进行加工，之后呈现为成熟的剪接的mRNA。编码序列：术语“编码序列”意指直接指定多肽的氨基酸序列的多核苷酸。该编码序列的边界一般由开放阅读框决定，该开放阅读框通常以ATG起始密码子或替代起始密码子(如GTG和TTG)开始，并且以终止密码子(如TAA、TAG、和TGA)结束。编码序列可以是DNA、cDNA、合成、或重组的多核苷酸。控制序列：术语“控制序列”意指表达编码本专利技术的成熟多肽的多核苷酸所必需的核酸序列。每个控制序列对于编码该多肽的多核苷酸来说可以是天然的(即，来自相同基因)或外源的(即，来自不同基因)，或相对于彼此是天然的或外源的。此类控制序列包括但不限于前导序列、多腺苷酸化序列、前肽序列、启动子、信号肽序列、以及转录终止子。最少，控制序列包括启动子、以及转录和翻译终止信号。出于引入有利于将控制序列与编码多肽的多核苷酸的编码区连接的特异性限制位点的目的，这些控制序列可以提供有多个接头。表达：术语“表达”包括在多肽的生产中涉及的任何步骤，包括但不限于，转录、转录后修饰、翻译、翻译后修饰、以及分泌。表达载体：术语“表达载体”是指包括编码多肽的多核苷酸并且可操作地与提供了其表达的额外的核苷酸相连接的线性或环状DNA分子。片段：术语“片段”意指具有在成熟多肽的氨基和/或羧基末端缺失的一个或多个(例如若干个)氨基酸的多肽；其中该片段具有蛋白酶活性。在一个方面，一个片段包含至少330个氨基酸残基(例如，SEQIDNO：2的氨基酸20至349)；在另一个方面，一个片段包含至少345个氨基酸残基(例如，SEQIDNO：2的氨基酸10至354)；在一个另外的方面，一个片段包含至少355个氨基酸残基(例如，SEQIDNO：2的氨基酸5至359)。宿主细胞：术语“宿主细胞”意指对用包含本专利技术多核苷酸的核酸构建体或表达载体进行的转化、转染、转导等易感的任何细胞类型。术语“宿主细胞”涵盖由于复制期间出现的突变而与亲本细胞不完全相同的任何亲本细胞子代。分离的多核苷酸：术语“分离的多核苷酸”意指被人工修饰的多核苷酸，相对于在自然中发现的多核苷酸。在一个方面，所述分离的多核苷酸是至少1％纯的，例如至少5％纯的、至少10％纯的、至少20％纯的、至少40％纯的、至少60％纯的、至少80％纯的、至少90％纯的、以及至少95％纯的，如通过琼脂糖电泳所确定的。多核苷酸可以是基因组、cDNA、RNA、半合成、合成来源的，或其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将小麦粉分离成包括面筋级分和淀粉级分的两种或更多种级分的方法，所述方法包括以下步骤：/na)将小麦粉和水混合；/nb)添加一种或多种具有GH8木聚糖酶活性的多肽；/nc)将混合物孵育预先确定的一段时间；/nd)将混合物分离成包括富含面筋级分和富含淀粉级分的两种或更多种级分；以及/n回收包括富含面筋级分和富含淀粉级分的所述两种或更多种级分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171222 US 62/609,4091.一种将小麦粉分离成包括面筋级分和淀粉级分的两种或更多种级分的方法，所述方法包括以下步骤：
a)将小麦粉和水混合；
b)添加一种或多种具有GH8木聚糖酶活性的多肽；
c)将混合物孵育预先确定的一段时间；
d)将混合物分离成包括富含面筋级分和富含淀粉级分的两种或更多种级分；以及
回收包括富含面筋级分和富含淀粉级分的所述两种或更多种级分。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种具有GH8木聚糖酶活性的多肽是如本文所定义的DPSY进化枝的成员；优选地所述具有GH8木聚糖酶活性的多肽是如本文所定义的以下进化枝中的至少一种的成员：SMDY进化枝、ALWNW进化枝、WFAAAL进化枝和DEAG进化枝。


3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述具有GH8木聚糖酶活性的多肽选自由以下组成的组：
A.与SEQIDNO：2、5、8、11、14、17、20或23的多肽，或SEQIDNO：3、6、9、12、15、18、21或24的成熟多肽具有至少80％序列同一性的多肽；
B.由多核苷酸编码的多肽，所述多核苷酸在高严格条件或非常高严格条件下与以下各项杂交：
(i)SEQIDNO：1、4、7、10、13、16、19或22的多肽编码序列；
(ii)SEQIDNO：1、4、7、10、13、16、19或22的成熟多肽编码序列；
(iii)(i)或(ii)的全长互补链；
C.由多核苷酸编码的多肽，所述多核苷酸与SEQIDNO：1、4、7、10、13、16、19或22的成熟多肽编码序列具有至少80％序列同一性；
D.SEQIDNO：2、5、8、11、14、17、20或23的多肽或SEQIDNO：3、6、9、12、15、18、21或24的成熟多肽的变体，所述变体在一个或多个(若干个)位置处包含取代、缺失和/或插入；以及
E.A、B、C或D的多肽的具有GH8木聚糖酶活性的片段。


4.根据权利要求3所述的方法，其中所述具有GH8活性的多肽是与SEQIDNO：2、5、8、11、14、17、20或23的多肽或SEQIDNO：3、6、9、12、15、18、21或24的成熟多肽具有至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％或至少100％序列同一性的多肽。


5.根据权利要求3所述的方法，其中所述具有GH8木聚糖酶活性的多肽是由以下多核苷酸编码的多肽，所述多核苷酸与SEQIDNO：1、4、7、10、13、16、19或22的成熟多肽编码序列具有至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％或至少100％序列同一性。


6.根据权利要求3所述的方法，其中所述具有GH8木聚糖酶活性的多肽包含SEQIDNO：SEQIDNO：2、5、8、11、14、17、20或23，或SEQIDNO：3、6、9、12、15、18、21或24的成熟多肽，或由其组成。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其进一步包括在一种或多种选自由以下组成的组的酶的存在下处理浸泡的籽粒：β-木糖苷酶、纤维素酶、半纤维素酶、脂肪酶、内切葡聚糖酶、乙酰聚糖酯酶、纤维二糖水解酶I、纤维二糖水解酶II、和GH61多肽。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多肽按以下量存在：优选0.0005至1.5mg酶蛋白/gDS籽粒，优选0.001至1mg酶蛋白/gDS籽粒，优选0.01至0.5mg酶蛋白/gDS籽粒，优选0.025至0.25mg酶蛋白/gDS籽粒。


9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤a)中，将水和小麦粉以0.1-3升水/kg小麦粉，优选地0.5-2.5升水/kg小麦粉，优选地1-2升水/kg小麦粉的比例混合。


10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤c...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·拉维妮，G·J·阿贝尔，J·萨洛蒙，T·谢佩德，
申请(专利权)人：诺维信公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK