一种耐酸性高温α-淀粉酶及其应用制造技术

本发明专利技术属于生物工程技术领域，具体涉及一种耐酸性高温α

【技术实现步骤摘要】
一种耐酸性高温
α
‑
淀粉酶及其应用

：
[0001]本专利技术属于生物工程
，具体涉及一种耐酸性高温α
‑
淀粉酶及其基因、工程菌和制备方法。

技术介绍
：
[0002]淀粉是葡萄糖分子通过糖苷键连接而成的高聚物，分为两种类型，直链淀粉和支链淀粉。两种淀粉具有不同的结构和特性，直链淀粉是由多达6000个葡萄糖分子通过α
‑
1,4
‑
糖苷键连接，支链淀粉主链是由较短的含10～60葡萄糖单元通过α
‑
1,4
‑
糖苷键连接，侧链是通过β
‑
1,6
‑
糖苷键与主链连接，侧链长度一般为15
‑
45个葡萄糖单元，通过α
‑
1,4
‑
糖苷键连接起来。
[0003]α
‑
淀粉酶是一种内切酶，能水解淀粉分子中的α
‑
1,4糖苷键，将其任意切成长短不一的短链糊精和少量的低相对分子质量糖类，直链淀粉和支链淀粉均以无规则的形式进行分解，从而使淀粉糊的粘度迅速下降。
[0004]液化和糖化过程，是淀粉产品深加工领域必须经过的两个流程。首先，液化过程，是将淀粉浆的pH值由自然的4.5左右，加碱调至5.8
‑
6.2，然后加耐高温淀粉酶，边搅拌边通入蒸汽，慢慢升温至90℃，保温酶解1
‑
1.5h左右，使淀粉浆慢慢形成淀粉糊。其次，糖化过程，是在所形成的淀粉糊中，慢慢加酸，将pH值调为4.0
‑
4.5左右，同时降温至50℃
‑
60℃，再加入糖化酶，按需要保温不同时间后，经过滤，制备成淀粉水解糖。在以上淀粉深加工的两个流程中，所加的两种酶的作用温度和作用pH都有显著差异。目前制糖工艺广泛采用喷射液化，喷射温度一般在105～108℃，在中间高温维持罐停留5
‑
6min。
[0005]为进一步降低生产成本，最好能不进行上述调pH和降温的操作，这就需要耐酸性的高温α
‑
淀粉酶。而目前广泛应用的商品化耐酸性高温α
‑
淀粉酶最适pH一般在5.0
‑
6.0左右，大部分存在热稳定性差、pH范围窄、Ca
2+
依赖性高的缺陷，且储存条件要求低温，产品易失活。对酸性条件下(pH4.0
‑
4.5)的淀粉深加工工艺存在局限性。因此开发在低pH值下可高效液化淀粉的低成本、易储存新型耐酸性高温α
‑
淀粉酶具有重要的工业应用价值。
[0006]此外，由于耐酸性高温α
‑
淀粉酶在酸性和高温条件下所具有的酶学特性，低成本、易储存的耐酸性高温α
‑
淀粉酶还可应用于食品加工、酿酒、纺织等多个行业，促进其它行业的工艺改进升级。
[0007]中国专利CN201210246909.6公布了一种耐酸性高温α
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淀粉酶及其基因、工程菌和制备方法，其技术方案是利用重组DNA技术定点突变地衣芽孢杆菌耐高温α
‑
淀粉酶基因，得到耐高温α
‑
淀粉酶耐酸性突变基因，即耐酸性高温α
‑
淀粉酶基因，并利用枯草芽孢杆菌表达系统，分泌表达耐酸性高温α
‑
淀粉酶的方法。本专利技术所公布的耐酸性高温α
‑
淀粉酶，在pH4.5，90℃条件下，保温60min的残余酶活力仍保持在40％以上。在pH4.0
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5.5条件下，重组表达菌株的酶活水平在1120U/mL
‑
2170U/mL，较对照菌株130U/mL
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1130U/mL高。
[0008]中国专利CN201610670173.3公开一种耐酸性高温α
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淀粉酶的基因、工程菌及其制备方法，该耐酸性高温α
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淀粉酶在pH4.2
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4.6、95℃条件下较文献报道的突变体热稳定性增
强，并且表达量达到2g/L。
[0009]中国专利CN202011388025.5公开的酸性α
‑
淀粉酶的最适温度为50℃，最适pH为5.0，最示适盐度为0.5％NaCl，活性不依赖于钙离子，在酸性条件下具有较高的活性和良好的稳定性。
[0010]中国专利CN202011430548.1公开的地衣芽孢杆菌诱变株CGMCC NO.20672液体发酵产耐酸性高温α
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淀粉酶的发酵液酶活力在8.9
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9.2U/mL；所产的耐酸性高温α
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淀粉酶在pH4.0，98℃的条件保温3h，剩余酶活力为98％；最适pH为3.5
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4.4；最适温度反应为98
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100℃；具有良好的耐高温性和耐酸性，可广泛应用在淀粉加工、啤酒酿造、发酵及纺织等多个行业。
[0011]中国专利CN201610542505.X公开的淀粉酶突变体IG181
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182*/C363G和IG181
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182*/N463T，在85℃的半衰期分别由对照(突变前)的5.3min提高到77.0min和82.5min。
[0012]中国专利CN201110179350.5公开的棘孢曲霉(Bacillussubtilis CGMCCNO.3877)菌株液体发酵淀粉酶活力达到2000
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2300U/mL。所述酸性高温淀粉酶最适酶解温度为95℃，耐受温度100℃，100℃保温30分钟，酶活力保存90％
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95％。最适酶解pH3.0
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3.5，适应pH范围2.0
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7.0。
[0013]中国专利CN201210532851.1公布了一种耐酸性淀粉酶突变体及其制备方法。以枯草芽孢杆菌淀粉酶为母本，对枯草芽孢杆菌淀粉酶序列进行定点突变，枯草芽孢杆菌淀粉酶最适反应pH由7.0变为4.5，且突变后在pH4.5条件下，淀粉酶催化效率提高5倍。
[0014]近年来，生物发酵原料的价格持续上涨，为了降低生产成本、拓展作用条件及范围，满足市场需求，促进相关产业的节能降耗控制成本，需要开发出一株高产耐酸性高温α
‑
淀粉酶的生产菌株，且所产的耐酸性高温α
‑
淀粉酶具有制造成本低(比活力提高或发酵酶活水平提高)，使用方法简单(不依赖于Ca
2+
)，易储存(常温存储时间长)的特点。

技术实现思路
：
[0015]为了解决上述技术问题，本专利技术将通过对出发菌株地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)CGMCC NO.20672的耐酸性高温α
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淀粉酶进行结构分析、分子动力学模拟分析及热稳定性分析，确定构建改造耐酸性高温α
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐酸性高温α
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淀粉酶突变体，其特征在于，氨基酸序列如序列SEQ ID NO.4所示。2.权利要求1所述耐酸性高温α
‑
淀粉酶突变体的编码...

【专利技术属性】
技术研发人员：王克芬，钱娟娟，佟新伟，王兴吉，郭庆文，刘文龙，郝李振，
申请(专利权)人：济南正隆生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：