α-淀粉酶制備關鍵技術研究

α-淀粉酶可以隨機地從內部切斷淀粉、糖原內的α-1,4-葡萄糖苷鍵，將淀粉水解為糊精、低聚糖和單糖，其水解產物的末端殘基碳原子的構型為A 構型，所以稱為α-淀粉酶。α-淀粉酶廣泛應用于食品、釀造、制藥和紡織等工業領域，其中用于淀粉轉化領域的酶制劑占總酶制劑銷售量的10%～15%。

α-淀粉酶可以從植物、動物或微生物中分離提取得到。不同來源的α-淀粉酶功能相似，但在應用條件上有所差異。目前，α-淀粉酶基本都是通過微生物法進行商品化制備。制備商品化的α-淀粉酶的微生物可以是細菌、真菌或基因工程菌等。中國專利CN202080088339.5 公開了涉及麥芽五糖/麥芽六糖α-淀粉酶的組合物和方法。變體α-淀粉酶可用于淀粉液化和糖化，用于清潔衣物、餐具洗滌，在動物飼料中用于改善消化率，以及用于烘焙和釀造等。CN202111384720.9 涉及一種耐酸性高溫α-淀粉酶及其應用，該耐酸性高溫α-淀粉酶具有SEQ ID NO.4 所示的氨基酸序列，所述工程菌株以CGMCC NO.20672 為宿主細胞，在缺失基因組原始α-淀粉酶編碼基因的基礎上，在基因組中整合表達本發明突變體基因，最終得到的工程菌BYBG-8216 發酵產耐酸性高溫α-淀粉酶的發酵液酶活力282 010 U/mL，比出發菌株提高了2 倍。所產的耐酸性高溫α-淀粉酶具有良好的耐高溫性和耐酸性，可廣泛應用在淀粉加工、啤酒釀造、發酵及紡織等行業。CN202111281451.3 提供一種耐高溫α-淀粉酶制備方法，包括以下步驟：對菌種進行斜面活化，之后對活化后的菌種植入搖瓶種子培養基中進行培養；將搖瓶種子培養基培養獲得的菌種植入發酵罐進行多次發酵后獲得麩曲；對麩曲進行抽提，獲得淀粉酶液和粗制品；將淀粉酶液進行過濾并沉淀，獲得淀粉酶制品。CN202210715712.6 公開了一種利用麥芽四糖酶生產α-淀粉酶的方法，主要通過將地衣芽孢桿菌培養后，在發酵處理過程中每隔2～4 h 流加40%～70%的淀粉糖溶液、0.005%～0.010%的麥芽四糖酶，發酵結束濾去發酵漿料中的殘渣，即制得液體α-淀粉酶。該發明提供的麥芽四糖酶具有水解淀粉作用，在麥芽四糖酶作用下，可以使玉米淀粉、玉米粉水解生成麥芽四糖，所制成的α-淀粉酶活力比現有技術生產的分別提高了20%～30%，產品得率提高了10%～20%。CN202210045722.3 公開了一種綠葉蔬菜食品加工用α-淀粉酶制劑的高效純化方法，主要包括有以下步驟：將提取的地衣芽孢桿菌以及HY-3 菌株接種到種子培養基的搖瓶內進行20～24 h 培養，2%接種體積分數接種至發酵培養基，并設定培養基環境溫度為36～39 ℃，培養32～38 h。CN201710194896.5 提供了一種食品級中溫α-淀粉酶的生產方法，包括如下步驟：1)中溫α-淀粉酶發酵液的制備；2)絮凝處理；3)過濾處理；4)一次濃縮處理；5)除菌處理；6)二次濃縮處理；7)真空低溫干燥處理；8)整粒。該方法采用真空連續低溫干燥的方法制得食品級中溫α-淀粉酶制劑，其酶活性高，流動性好，溶解速度快，無雜菌污染，生產過程無粉塵，而且操作簡單，投資成本低，可連續化生產，具有良好的市場應用前景。CN202111008204.6 公開了一種利用轉基因大豆生產α-淀粉酶的方法及表達載體，其將含α-淀粉酶表達框的表達載體導入到大豆基因組中，獲得能夠生產α-淀粉酶的轉基因大豆；所述α-淀粉酶表達框包括啟動子、α-淀粉酶編碼基因、終止子。該發明轉基因大豆在種子中實現淀粉酶的高表達，所生產的淀粉酶的活性極高，每克種子最高10 000 酶活力單位以上。CN201910017912.2 提供了一種極端嗜鹽、耐表面活性劑的非鈣離子依賴型的α-淀粉酶AmySL3、編碼上述α-淀粉酶的基因組編碼基因AmySL3，以及包含該基因的重組載體和重組菌株。該α-淀粉酶AmySL3 最適pH 7.5，最適反應溫度45 ℃。該酶極端耐鹽，在5.0 mol/L NaCl 存在的情況下酶活力最高，且在該濃度下非常穩定。該酶屬于非鈣離子依賴性的α-淀粉酶，高濃度的鈣離子對該酶有抑制作用。

隨著人們環保意識的提高及對可持續發展理念的重視，生物酶的應用將更加廣泛。通過菌株篩選或基因工程改造獲得性能更好的淀粉酶生產菌株，優化規模化上下游工藝，進一步拓展應用領域等將使α-淀粉酶在以淀粉為原材料的工業中持續發揮重要作用。