專利名稱：液態(tài)發(fā)酵真菌α-淀粉酶及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種液態(tài)發(fā)酵真菌a-淀粉酶及其制備方法，屬于來自微生物源的 a-淀粉酶。
背景技術(shù)：
來自微生物源的a-淀粉酶(a-l， 4-葡聚糖-4-葡糖苷水解酶酶，EC3.2丄1)是 一類可以催化淀粉和其它直鏈或支鏈1.4-葡糖苷寡糖和多糖水解的酶。熱穩(wěn)定性高，能 催化淀粉等大分子中的a-l， 4鍵段鍵水解，產(chǎn)生分子量較小的麥芽糖糊精。完成淀粉 段鍵液化，因此也被稱為液化型淀粉酶。 傳統(tǒng)的淀粉糖化工業(yè)普遍采用雙酶法水解淀粉制糖。即先用a-淀粉酶將淀粉 液化，再加糖化酶糖化來生產(chǎn)葡萄糖。目前市售a-淀粉酶的最適PH為6.5-9.0，而糖化 酶最適pH為4.5左右；顯然，pH 4.0-5.0的淀粉漿須經(jīng)歷兩次pH調(diào)節(jié)過程。這不僅使 得水解工藝操作變得繁瑣，而且外源離子的引入，減低了酶的活性、影響了糖的收率、 加重了系統(tǒng)循環(huán)水及廢水處理負(fù)擔(dān)，不利于環(huán)境保護(hù)，同時增加了生產(chǎn)成本。
真菌a -淀粉酶是第一個應(yīng)用于面包制作的微生物酶，它取代了麥芽是由于麥芽 中的淀粉酶含量不穩(wěn)定，而且含有蛋白水解酶，真菌a-淀粉酶具有更穩(wěn)定的活性而不 含蛋白酶活性，在食品加工行業(yè)中的應(yīng)用效果尤為獨特，不可替代。市場需求量增長迅 速，供不應(yīng)求。 真菌a -淀粉酶是由米曲霉(Aspergillus oryzae)發(fā)酵產(chǎn)生的一種a -淀粉酶(Novo Nordisk，丹麥生產(chǎn)的Fungamyl)酶的最適作用溫度為55t:左右；最適pH 5.5-7.0;其水解
淀粉的產(chǎn)物主要是麥芽糖和一些低聚糖及少量的葡萄糖。適用于淀粉糖漿、低聚糖、啤 酒、烘焙食品、面制品、面粉加工等工藝過程。但其熱穩(wěn)定性較低，不適用于較高溫度 的處理過程，例如，釀造工業(yè)用的糖漿，如果在6(TC左右進(jìn)行，加入酶量必須加倍，在 55t:下有可能會出現(xiàn)污染問題。另外，其最適pH在5.5-7.0，而不在4.5左右，故必須調(diào) 節(jié)pH。 —種最適pH較低條件下，熱穩(wěn)定性較高的真菌a-淀粉酶及其設(shè)備投資省、生 產(chǎn)能力高、工藝操作方便、酶產(chǎn)率高、成本較低的液態(tài)發(fā)酵真菌a-淀粉酶的制備方法。 是人們所期待的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種最適pH較低條 件下，熱穩(wěn)定性較高，適應(yīng)性強(qiáng)的真菌a-淀粉酶。 本發(fā)明的目的還在于提供一種設(shè)備投資省、生產(chǎn)能力高、工藝操作方便、酶產(chǎn)
率高、成本較低的液態(tài)發(fā)酵真菌a-淀粉酶的制備方法。 本發(fā)明的目的可以通過如下措施來達(dá)到 本發(fā)明的液態(tài)發(fā)酵真菌a -淀粉酶，其特征在于
a.酶學(xué)特性最適pH 6.0，穩(wěn)定pH 5.5-7.0 ;最適作用溫度為50°C -60°C ;b.選用米曲霉菌種(Aspergillus oryzae)保藏于CICC編號M;3e為產(chǎn)酶菌種，采用
液態(tài)發(fā)酵工藝制備，達(dá)到如下工藝技術(shù)指標(biāo) ①發(fā)酵產(chǎn)酶水平27200u/ml ; ②壓濾提取、澄清過濾、超濾、精濾后，液體酶回收率^80%，達(dá)到食品級衛(wèi)生 標(biāo)準(zhǔn)。 發(fā)明人選用的米曲霉菌種(Aspergillus oryzae)保藏于CICC編號2436菌種，與自 主開發(fā)的液態(tài)發(fā)酵工藝巧妙結(jié)合，產(chǎn)生了意想不到的技術(shù)效果，從而完成了本發(fā)明的任務(wù)。 本發(fā)明的目的還可以通過如下措施來達(dá)到 本發(fā)明的液態(tài)發(fā)酵真菌a-淀粉酶，其特征在于b中所述之米曲霉菌種 (Aspergillus oryzae)，保藏于CICC編號2436產(chǎn)酶菌種以鈷60射線、超量紫外誘變處理， 能夠賦予其遺傳性狀穩(wěn)定好、產(chǎn)酶速度快、產(chǎn)酶水平高等優(yōu)良特性。
本發(fā)明的液態(tài)發(fā)酵真菌a -淀粉酶的制備方法，其特征在于包括如下步驟
a.菌種培養(yǎng) 培養(yǎng)基包括按照重量份數(shù)計的原料組分 麥芽糖漿0-6 蛋白胨1 淀粉 0-5 麥芽糊精0-6 玉米槳2 豆餅粉 1.2-2.2 氯化鈣 0.05 硫酸銨0.33 ; 按照以上配方準(zhǔn)確稱量培養(yǎng)基原料計10-12重量份，加水至100重量份，調(diào)節(jié)pH 5-6， 121。C滅菌30-35分鐘，冷卻至30°C-35°C ，接入米曲霉(Aspergillus oryzae)，保藏于 CICC編號2436菌種，得液體菌種預(yù)培養(yǎng)液；控制溫度30°C -40°C，通風(fēng)量45-60m3/h， 壓力0.05Mpa-0.08Mpa，培養(yǎng)28-32小時，得液體菌種，備液態(tài)發(fā)酵用；
b.液態(tài)發(fā)酵 包括如下按照重量份數(shù)計的原料組分 淀粉 0-9 豆餅粉 3-4.5 麥芽糊精0-8 玉米槳 2 磷酸二氫鉀 0.5 氯化鈣 0.05 硫酸銨 0.33 ; 按照以上配方準(zhǔn)確稱量發(fā)酵原料原料計10-12重量份，投入發(fā)酵罐，加水至IOO
5重量份，調(diào)節(jié)pH5-6， 12rC滅菌30-35分鐘，冷卻至30°C-35°C ，接入步驟a制備的米曲 霉(Aspergillus oryzae)，保藏于CICC編號2436菌種培養(yǎng)液，控制溫度30°C-40°C ，通風(fēng) 量450-600m3/11，壓力0.05Mpa-0.08Mpa，攪拌下培養(yǎng)100-120小時，得發(fā)酵液；發(fā)酵水平 7200u/ml ;
c.提取
①壓濾提取 在步驟b制備的發(fā)酵液中加入硅藻土，攪拌下，混勻，然后壓濾，固液分離， 得提取液，備用；
②澄清過濾 步驟①制備的提取液，計量體積、取樣測定酶活力并調(diào)節(jié)pH至5.2士0.1，加入 821#硅藻土，澄清過濾，得澄清過濾液，備用；
③超濾、精濾，pH精調(diào) 將步驟②制備的澄清過濾液，超濾、精濾后，用稀釋后的檸檬酸或純堿精調(diào)pH
至5.2±0.1 ; 調(diào)配灌裝 按產(chǎn)品規(guī)格的要求，進(jìn)行酶活力的調(diào)配，灌裝，提取收率280%。 本發(fā)明的液態(tài)發(fā)酵真菌a-淀粉酶，其特征在于適用于淀粉糖漿、低聚糖、啤
酒、烘焙食品、面制品、面粉加及工釀造工業(yè)等工藝過程。 本發(fā)明的液態(tài)發(fā)酵真菌a -淀粉酶及其制備方法相比現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實質(zhì)性 特點和顯著的進(jìn)步，并能產(chǎn)生如下技術(shù)效果 l.提供了一種最適pH較低條件下，熱穩(wěn)定性較高、適應(yīng)性強(qiáng)的真菌a-淀粉酶
A 口 廣PR 5 2.提供了一種設(shè)備投資省、生產(chǎn)能力高、工藝操作方便、酶產(chǎn)率高、成本較低 的液態(tài)發(fā)酵真菌a-淀粉酶的制備方法； 3.為市場急需的真菌a -淀粉酶的生產(chǎn)提供了技術(shù)支持； 4.發(fā)酵水平27200u/ml、液體酶回收率^80%，符合食品級衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)； 5.適用于淀粉糖漿、低聚糖、啤酒、烘焙食品、面制品、面粉加及工釀造工業(yè)
等工藝過程。
具體實施例方式
本發(fā)明下面將結(jié)合實施例作進(jìn)一步詳述 實施例l按照本發(fā)明的制備方法，制備本發(fā)明的液態(tài)發(fā)酵真菌a-淀粉酶，包括
如下步驟 a.菌種培養(yǎng) 培養(yǎng)基包括按照重量份數(shù)計的原料組分
麥芽糖漿6
蛋白胨 1
玉米槳2
豆餅粉 1.2
氯化鈣 0.05
硫酸銨0.33 ; 按照以上配方準(zhǔn)確稱量培養(yǎng)基原料計10-12重量份，加水至100重量份，調(diào)節(jié)pH 5-6， 121。C滅菌30-35分鐘，冷卻至30°C-35°C ，接入米曲霉(Aspergillus oryzae)，保藏于 CICC編號2436菌種，得液體菌種預(yù)培養(yǎng)液；控制溫度30°C -40°C，通風(fēng)量45-60m3/h， 壓力0.05Mpa-0.08Mpa，培養(yǎng)28-32小時，得液體菌種，備液態(tài)發(fā)酵用；
b.液態(tài)發(fā)酵 包括如下按照重量份數(shù)計的原料組分 淀粉 6 豆餅粉 3 玉米槳 2 磷酸二氫鉀 0.5 氯化鈣 0.05 硫酸銨 0.33 ; 按照以上配方準(zhǔn)確稱量發(fā)酵原料原料計10-12重量份，投入發(fā)酵罐，加水至IOO 重量份，調(diào)節(jié)pH5-6， 12rC滅菌30-35分鐘，冷卻至30°C-35°C ，接入步驟a制備的米曲 霉(Aspergillus oryzae)，保藏于CICC編號2436菌種培養(yǎng)液，控制溫度30°C-40°C，通風(fēng) 量450-600m3/11，壓力0.05Mpa-0.08Mpa，攪拌下培養(yǎng)100-120小時，得發(fā)酵液；發(fā)酵水平 27200u/ml ;
C.提取
①壓濾提取 在步驟b制備的發(fā)酵液中加入硅藻土，攪拌下，混勻，然后壓濾，固液分離， 得提取液，備用；
②澄清過濾 步驟①制備的提取液，計量體積、取樣測定酶活力并調(diào)節(jié)pH至5.2士0.1，加入 821#硅藻土，澄清過濾，得澄清過濾液，備用；
③超濾、精濾，pH精調(diào) 將步驟②制備的澄清過濾液，超濾、精濾后，用稀釋后的檸檬酸或純堿精調(diào)pH
至5.2±0.1 ; 調(diào)配灌裝 按產(chǎn)品規(guī)格的要求，進(jìn)行酶活力的調(diào)配，灌裝，提取收率^80%，符合食品級衛(wèi) 生標(biāo)準(zhǔn)。 實施例2 按照實施例1的方法和步驟，按照如下配方，制備本發(fā)明的液態(tài)發(fā)酵真菌a-淀 粉酶 a.菌種培養(yǎng) 培養(yǎng)基包括按照重量份數(shù)計的原料組分
蛋白胨 1
淀粉 5
玉米槳 2 豆餅粉 1.2 氯化鈣 0.05 硫酸銨 0.33 ; b.液態(tài)發(fā)酵 包括如下按照重量份數(shù)計的原料組分 淀粉 9 豆餅粉 3 玉米槳 2 磷酸二氫鉀 0.5 氯化f丐 0.05 硫酸銨 0.33 ; 發(fā)酵水平27200u/ml ;液體酶回收率^80%，符合食品級衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。 實施例3 按照實施例1的方法和步驟，按照如下配方，制備本發(fā)明的液態(tài)發(fā)酵真菌a-淀 粉酶 a.菌種培養(yǎng) 培養(yǎng)基包括按照重量份數(shù)計的原料組分 蛋白胨1 麥芽糊精6 玉米槳2 豆餅粉 2.2 氯化鈣 0.05 硫酸銨0.33; b.液態(tài)發(fā)酵 包括如下按照重量份數(shù)計的原料組分 麥芽糊精 8 豆餅粉 4.5 玉米槳 2 磷酸二氫鉀 0.5 氯化鈣 0.05 硫酸銨 0.33 ; 發(fā)酵水平27200u/ml ;液體酶回收率^80%，符合食品級衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
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權(quán)利要求
一種液態(tài)發(fā)酵真菌α-淀粉酶，其特征在于a.酶學(xué)特性最適pH 6.0，穩(wěn)定pH 5.5-7.0；最適作用溫度為50℃-60℃；b.選用米曲霉菌種(Aspergillus oryzae)保藏于CICC編號2436為產(chǎn)酶菌種，采用液態(tài)發(fā)酵工藝制備，達(dá)到如下工藝技術(shù)指標(biāo)①發(fā)酵產(chǎn)酶水平≥7200u/ml；②壓濾提取、澄清過濾、超濾、精濾后，液體酶回收率≥80％，達(dá)到食品級衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1液態(tài)發(fā)酵真菌a-淀粉酶，其特征在于b中所述之米曲霉菌種(Aspergillus oryzae)，保藏于CICC編號2436產(chǎn)酶菌種以鈷60射線、超量紫外誘變處理，能夠賦予其遺傳性狀穩(wěn)定好、產(chǎn)酶速度快、產(chǎn)酶水平高等優(yōu)良特性。
3. —種權(quán)利要求1的液態(tài)發(fā)酵真菌a -淀粉酶的制備方法，其特征在于包括如下步驟a. 菌種培養(yǎng)培養(yǎng)基包括按照重量份數(shù)計的原料組分麥芽糖槳 0-6蛋白胨 1淀粉 0-5麥芽糊精 0-6玉米漿 2豆餅粉 1.2-2.2氯化*丐 0.05硫酸銨0.33 ;按照以上配方準(zhǔn)確稱量培養(yǎng)基原料計10-12重量份，加水至100重量份，調(diào)節(jié)pH5-6， 121。C滅菌30-35分鐘，冷卻至30°C-35°C ，接入米曲霉(Aspergillus oryzae)，保藏于CICC編號2436菌種，得液體菌種預(yù)培養(yǎng)液；控制溫度3(TC-40°C，通風(fēng)量45-60m3/h，壓力0.05Mpa-0.08Mpa，培養(yǎng)28-32小時，得液體菌種，備液態(tài)發(fā)酵用；b. 液態(tài)發(fā)酵包括如下按照重量份數(shù)計的原料組分淀粉 0-9豆餅粉 3-4.5麥芽糊精 0-8玉米漿 2磷酸二氫鉀 0.5氯化f丐 0.05硫酸銨 0.33 ;按照以上配方準(zhǔn)確稱量發(fā)酵原料原料計10-12重量份，投入發(fā)酵罐，加水至100重量份，調(diào)節(jié)pH5-6， 12rC滅菌30-35分鐘，冷卻至30°C-35°C，接入步驟a制備的米曲霉(Aspergillus oryzae)，保藏于CICC編號2436菌種培養(yǎng)液，控制溫度30°C-40°C，通風(fēng)量`450-600m3/h，壓力0.05Mpa-0.08Mpa，攪拌下培養(yǎng)100-120小時，得發(fā)酵液；發(fā)酵水平 7200u/ml ;c.提?、?壓濾提取在步驟b制備的發(fā)酵液中加入硅藻土，攪拌下，混勻，然后壓濾，固液分離，得提取液，備用；② 澄清過濾步驟①制備的提取液，計量體積、取樣測定酶活力并調(diào)節(jié)pH至5.2士0.1，加入821#硅藻土，澄清過濾，得澄清過濾液，備用；③ 超濾、精濾，pH精調(diào)將步驟②制備的澄清過濾液，超濾、精濾后，用稀釋后的檸檬酸或純堿精調(diào)pH至5.2±0.1 ; 調(diào)配灌裝按產(chǎn)品規(guī)格的要求，進(jìn)行酶活力的調(diào)配，灌裝，提取收率^80%。
4.權(quán)利要求1的液態(tài)發(fā)酵真菌a-淀粉酶，其特征在于適用于淀粉糖漿、低聚糖、啤酒、烘焙食品、面制品、面粉加及工釀造工業(yè)等工藝過程。
全文摘要
本發(fā)明是一種液態(tài)發(fā)酵真菌α-淀粉酶及其制備方法，屬于來自微生物源的α-淀粉酶。其特征在于a.酶學(xué)特性最適pH 6.0，穩(wěn)定pH 5.5-7.0；最適作用溫度為50℃-60℃；b.選用米曲霉菌種(Aspergillus oryzae)保藏于CICC編號2436為產(chǎn)酶菌種，采用液態(tài)發(fā)酵工藝制備，達(dá)到如下工藝技術(shù)指標(biāo)①發(fā)酵產(chǎn)酶水平≥7200u/ml；②壓濾提取、澄清過濾、超濾、精濾后，液體酶回收率≥80％，達(dá)到食品級衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。提供了一種最適pH較低條件下，熱穩(wěn)定性較高、適應(yīng)性強(qiáng)的真菌α-淀粉酶產(chǎn)品；及其設(shè)備投資省、生產(chǎn)能力高、工藝操作方便、酶產(chǎn)率高、成本較低的液態(tài)發(fā)酵真菌α-淀粉酶的制備方法；符合食品級衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；適用于淀粉糖漿、低聚糖、啤酒、烘焙食品、面制品、面粉加工及釀造工業(yè)。
文檔編號A21D8/04GK101691564SQ20091001914
公開日2010年4月7日 申請日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者劉順啟, 王興吉, 郭慶文, 錢娟娟 申請人:山東隆科特酶制劑有限公司