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专利名称::新型的α-淀粉酶热稳定剂的制作方法
技术领域:
:本发明属a—淀粉酶热稳定剂,特别是涉及一种新型环保的热稳定剂,不仅能提高常温型a—淀粉酶的热稳定性,而且也能延长宽幅型酶在高温时的耐热时间。技术背景a—淀粉酶的全称为a—l,4一葡萄糖一4一葡聚糖水解酶,目前已在食品、发酵、谷物加工、纺织、造纸、医药、轻化工业、石油开采等领域得到应用。a—淀粉酶根据热稳定性不同可以分为普通型(常温型)和热稳定型(宽幅型)两类。a—淀粉酶的热稳定性和产酶的菌种关系密切,芽抱杆菌a—淀粉酶的耐热性较强,嗜热菌的热稳性更好,嗜热脂肪芽孢杆菌的a—淀粉酶在85'C处理20miri后仍可以保持70%的酶活。一般枯草杆菌的a—淀粉酶的稳定性较差,只能在6(TC以下保持稳定。a—淀粉酶在淀粉处理(如酿酒、生产酒精和纺织)中有着广泛的应用,而淀粉是在高温条件下才开始溶解,所以在大多数情况下就需要足够耐热的a—淀粉酶,常温型酶由于在高温条件下非常容易失活,宽幅型酶的耐热时间也比较短,所以热稳定性就成为限制其应用的因素之一。为了扩大a—淀粉酶的应用范围,需要提高其热稳定性,其中添加热稳定剂是最常用的方法。目前,热稳定剂主要有以下两种(1)金属离子,最常用的是Ca2、因为a—淀粉酶是一种金属酶,
Ca2+能使酶分子保持适当的构象,从而维持最大的活性与稳定性;(2)糖类和多元醇类,如蔗糖和山梨醇。但是在高温条件下(超过8(TC)它们的稳定作用有限,而且在用淀粉酶生产葡萄糖浆的过程中,添加金属离子后会使盐的浓度超过符合要求的水平,所以需要用离子交换树脂除去,从而造成额外的生产费用。
发明内容本发明的目的是提供一种a—淀粉酶热稳定剂,不仅能提高常温型a—淀粉酶的耐热性,而且也能延长宽幅型酶在高温时的耐热时间,从而提高酶的使用范围和应用价值。本发明的一种a—淀粉酶热稳定剂,是指该热稳定剂为壳聚糖的水溶性降解产物。、所述的a—淀粉酶的来源包括枯草杆菌、地衣芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、米曲霉、黑曲霉、链霉菌、***丁醇梭状芽孢杆菌、拟内孢酶微生物、胰脏、肝脏、唾液或麦芽汁;所述的壳聚糖的来源包括节肢动物(蟹壳、虾壳、昆虫)的外壳或酵母、蘑菇、木耳真菌类和绿藻等低等植物的细胞壁;所述的壳聚糖聚合度为11000,脱乙酰度为30100%,浓度为0。lg/L-10g/L;所述的壳聚糖的降解方法选自化学降解法、物理场降解法或酶降解法;所述的化学降解法包括酸降解法和氧化降解法;所述的物理场降解法包括微波场降解法、Y—射线降解法和超声波法。本发明的有益效果(1)该热稳定剂来源方便,价格低廉,而且具有良好的生物相容性,无毒,不会对环境造成污染;(2)
以壳聚糖的水溶性降解产物作为热稳定剂,使酶的耐热性获得极大提高,扩大酶的应用范围,可应用于各类织物的高温退浆,也可应用于淀粉加工,如制造葡萄糖、制造葡萄糖浆、制造饴糖、制造各种改性淀粉、制造各种糊精,制作面包及其它食品的前处理、词料加工,降低成本。具体实施方式下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人M可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1将壳聚糖降解得到聚合度为37的水溶性降解物,配成浓度为20g/L的水溶液,置于冰箱中备用。取lOmL配制好的壳聚糖降解物溶液稀释在230mL蒸馏水中,置于待测恒温水浴中加热,待温度达到9(TC后,在该溶液中加入10mLlg/L枯草杆菌中温a—淀粉酶液,开始计时,每隔一定时间取lml试样加入到lmL2g/L淀粉溶液中,测定此时a—淀粉酶的酶活。1个酶活单位定义为4(TC条件下lmin内lmg酶水解的淀粉量(mg)。然后,在上述条件下,测试枯草杆菌a—***化钙溶液和不加热稳定剂条件下的失活半衰期t1/2(相对剩余酶活为50%的时间)和处理2min分钟时的相对剩余酶活(%),并与壳聚糖的稳定效果作一比较,结果如表l所示-表19crc时各种热稳定剂对枯草杆菌a—淀粉酶的稳定效果
tableseeoriginaldocumentpage4tableseeoriginaldocumentpage5从表l中可以看出,,失活速率降低,,效果更好,失活半衰期明显增加,失活速率大大降低。实施例2将壳聚糖降解得到聚合度为25的水溶性降解物,配成浓度为20g/L的溶液,置于冰箱中备用。取10mL配制好的壳聚糖降解物溶液稀释在230mL蒸馏水中,置于待测恒温水浴中加热,待达到测定温度后,在该溶液中加入10mLlg/L枯草杆菌中温a—淀粉酶液,开始计时,每隔一定时间取lml试样加入到lmL2g/L淀粉溶液中,测定此时a—淀粉酶的酶活(1酶活单位定义为4(TC条件下lmiri内lmg酶水解的淀粉量(mg))。在上述条件下,测试a—***化钙溶液中和不加热稳定剂条件下的失活半衰期(tl/2)和处理10分钟时的相对剩余酶活(%),并与壳聚糖的稳定效果情况比较,结果如表2所示表2各种稳定剂在不同温度条件下对枯草杆菌a—淀粉酶的稳定效果tableseeoriginaldocumentpage5从表2中可以看出,钙离子在比较低温度(如6(TC)时的稳定作用非常好,使a—淀粉酶失活时间大大延长,失活速率明显下降。壳聚糖降解物虽然在较低温度时的稳定效果没有钙离子好,但在高温时则比钙离子要好的多。而且,通过与表l比较发现,当壳聚糖降解物的聚合度从37降到25时,a—淀粉酶的耐热性增强,说明聚合度对改善酶的耐热性有一定的影响,聚合度越低,耐热性越好。实施例
3将壳聚糖降解得到聚合度为20的水溶性降解物,配成浓度为20g/L的溶液,置于冰箱中备用。取一定量配制好的壳聚糖降解物溶液稀释在蒸馏水中,置于待测恒温水浴中加热,待温度达到9(TC后,在该溶液中加入10mLlg/L枯草杆菌中温a—淀粉酶液,开始计时,每隔一定时间取lml试样加入到lmL2g/L淀粉溶液中,测定a—淀粉酶的酶活(1酶活单位定义为4(TC条件下lmin内lmg酶水解的淀粉量(mg))。比较添加不同浓度壳聚糖降解物时a—淀粉酶的失活半衰期(U》和处理10分钟时的相对剩余酶活(%),结果如表3所示表39(TC时不同浓度壳聚糖对枯草杆菌a—淀粉酶的稳定效果tableseeoriginaldocumentpage6从表中可以看出,,a—淀粉酶的耐热性最好,增加或降低浓度都会使稳定效果变差。-淀粉酶热稳定剂,其特征在于该热稳定剂为壳聚糖的水溶性降解产物。—淀粉酶热稳定剂,其特征在于所述的a—淀粉酶的来源是枯草杆菌、地衣芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、米曲霉、黑曲霉、链霉菌、***丁醇梭状芽孢杆菌、拟内孢酶微生物、胰脏、肝脏、唾液或麦芽汁。—淀粉酶热稳定剂,其特征在于所述的壳聚糖的来源为节肢动物的外壳和软骨、或低等植物的细胞壁。
3所述的一种a—淀粉酶热稳定剂,其特征在于所述节肢动物的外壳和软骨是蟹壳、虾壳、昆虫的外壳和软骨。—淀粉酶热稳定剂,其特征在于所述的低等植物是绿藻或真菌类的酵母、蘑菇或木耳。—淀粉酶热稳定剂,其特征在于所述的壳聚糖聚合度为11000,脱乙酰度为30腿,-10g/L。—淀粉酶热稳定剂,其特征在于所述的壳聚糖的降解方法选自化学降解法、物理场降解法、酶降解法。—淀粉酶热稳定剂,其特征在于所述的化学降解法包括酸降解法和氧化降解法。,其特征在于物理场降解法包括微波场降解法、Y—射线降解法和超声波法。全文摘要本发明涉及一种α-淀粉酶热稳定剂,该热稳定剂为壳聚糖的水溶性降解产物。该热稳定剂来源方便,价格低廉,而且具有良好的生物相容性,无毒,不会对环境造成污染。以壳聚糖的水溶性降解产物作为热稳定剂,使酶的耐热性获得极大提高,扩大酶的应用范围,可应用于各类织物的高温退浆,也可应用于淀粉加工、制作面包及其它食品的前处理、饲料加工,降低成本。