a-淀粉酶的生产与应用

α-淀粉酶的合成与应用

谷君

摘要：酶, 发酵,生产,合成,应用

关键词：生产应用

一，淀粉酶的产生菌及酶的特性

（1）淀粉酶可由微生物发酵产生，也可从植物和动物中提取，目前I业生产上都以微生物发酵法进行大规模生产淀粉酶。在 1 9 0 8年和 1 9 1 7年德国的 B o k i i n 和 F A

f r o n t [ 日先后由细菌中生产出 d ．淀粉酶，用于纺织品脱浆。1 9 3 7年日本的福本口获得了产生a 一淀粉酶的括革杆菌。第二次世界大战后，由干抗生素的发明，使得微生物I业大步前进， 1 9 4 9年Ⅱ - 淀粉酶开始采用深层通风培葬法进行生产。1 9 7 3年耐热性淀粉酶投入了生产r 4 3 。随淀粉酶的用途日蓝扩大，产量日见增多，生产水平也逐步提高。近些年我们国家的酶制剂行业发展较快，从 1 9 6 5年开始应用解淀粉芽孢杆菌B F 一7 6 5 8生产淀粉酶，当时仅无锡酶制剂厂独家生产，近年在国内生产酶制剂的厂家已发展到 l 2 O多个，其中约有 4 O 左右的I厂生产淀粉酶，产品也由单一的常温I业用 d 一淀粉酶，发展到现在有I业用也有食品鼓，既有常温也有耐热的，剂型上有固体的也有液体淀粉酶。酶制剂I业现已成为近代I业生产中不可缺少的组成部门，它对社会的贡献远远超过酶I业本身。

（2）世界上许多国家都以枯草杆菌，地衣芽孢杆菌生产细菌淀粉酶和米曲霉生产的真苗淀粉酶为主要产品，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 n 一淀粉酶的活力。O n t t r u p 以地衣芽孢杆苗AT C C 9 7 9 8为出发菌株，用 Y射线， N T G以及 uV反复 7次

诱变，使其 n 一淀粉酶的产量为原苗株的 2 5 倍。A n d r e e v a 等将枯草杆菌孢子悬浮液经 5 0 ℃加热处理 3 0分钟，酶合成速度提高了 2 —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 n 一淀粉酶的生产苗上已

取得可喜的结果 K a z u m a s a 等采用转化和诱变结合的方法．使 n 一淀粉酶产量比亲株高 l 5 0 0 - -2 0 0 0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。 P a l v a r 2 等把解淀粉芽孢杆菌n 一淀粉酶基因克隆到枯草芽孢杆菌中，其 n 一淀粉酶活力比其原始的野生型苗株高 5 0 0倍。 H e n a c h a n 又把地衣芽孢杆菌耐热淀粉酶基因克隆到枯草芽孢杆苗中，美国 C P C国

际公冠的 Mo f f c t 研究中心，已获得美国食品药品管理局( F DA) 的批准，可用其研制的基因工程菌生产淀粉酶，这是第一个由 F D A 批准用基因工程菌生产的酶髑剂。。我国在利用基因重组构建耐热性一淀粉酶方面已取得一定的进展，何超刚[ 3 等将脂肪嗜热芽孢杆菌淀粉酶基因质粒带人大肠杆菌，使后者具有生

产高淀粉酶能力。任大明0 将带有淀粉酶基因的克隆片段，在枯草杆菌中得到表达。朱卫民将枯草杆菌 a淀粉酶基因在大肠杆苗中的得表达。

二淀粉酶的纯化和提取

为了提高收率、降低成本，对酶回收所做努力不亚于改进发酵工艺。从发酵液作成酶翩剂所用单元操作主要是固液分离、浓缩、沉淀以及干燥、粉碎。其中固液分离是个关键。由于发酵液固型物呈胶质状，特别是细苗发酵液带阴电荷．固液分离困难，必须通过聚电解质絮凝剂处理，再在硅藻土等助滤剂存在下用板框压滤机过滤工业酶制剂有液体和固体两种形态，液体酶是除菌浓缩液加入稳定剂和防腐剂，再标准化而成。固体酶最简便方法是将浓缩酶液喷雾干燥，或者用盐析和溶剂沉淀的方法。目前我国对 a 一淀粉酶下游工程的研究做了许多工作。王玉华口报导在发酵液中加硫酸铝 0 ． 4 7 ．再加分子量 2 0 0万的聚丙烯酰胺 2 9 4 mm ol ／ l絮凝，漏斗中过滤可提高 2 ． 9倍。刘叶青”报导用磷酸钙凝胶絮凝一

淀粉酶发酵液，再辅以啊离子高分子絮凝剂进行淀粉酶絮凝提取是可行的。赵铭0 等将发酵液用高分子絮凝剂处理，小型板框压滤机过滤达 l 5 ． 9 L ／ r n b，而不絮凝者无法过撼。

三，淀粉酶的用途及展望

淀粉酶的用途极为广泛，不同来源的淀粉酶，具有不同的性质，不同性质的酶具有不同的用途。黑曲霉酸性淀粉酶适用于制造助消化的药物。米曲霉的口 - 淀粉酶耐热性较差，用于面包工业。糖化塑细菌淀粉酶因产物具有较多的麦芽糖．可用以制造低D值的糖类．而耐热性强的细菌淀粉酶，由于液化完全，用酶量少，操作较容易，适于淀粉液化及棉布退浆、酶法生产葡萄糖以及石油压裂。目前，一淀粉酶已用在淀粉加工业面包工业、发酵工业、饲料制造等。如表 I所示。由于淀粉酶的用途广泛，在市场上一定粉酶是产量最大的酶类之一。

有一定的差距。国外淀粉酶发酵水平达9 0 0 u ／mi ，耐高温淀粉酶发酵水平为3 0 0 u ／m1 。而我国常温淀粉酶活力为3 O O 一5 0 O U／ml ，耐高温淀粉酶活力仅1 5 0 u ／r m，并且我国淀粉酶剂型、品种和生产菌株都很单一。由于我国淀粉资源丰富，淀粉酶应用范围广泛，淀粉酶工业发展也必将促进我国其它工业的迅速发展。为适应匿民经济发展需要，应进一步扩大淀粉酶的产量和品种，

今后应加强以下几个方面的研究；

1 ．口- 淀粉酶下游工程的研究，研制不同等级酶制剂及不同剂型的酶制剂。

2 ．加强菌种的筛选和诱变育种工作。

3 ．加强基础理论的研究，如菌种产酶的遗传基因控俐酶的形成．这将有助于提高酶产量和开拓酶的途甩。

4. 深入开展酶分子的改造和修饰研究，并在工业和医药去的研究。

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