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。 用 造 淀粉加工 说明 制造葡萄糖浆 制造怡糖 翻造葡萄糖 制造各种粉末糊精 制造造各种浆糊、 粘着剂 啤酒原料的液化 酒精原料的液化及糖化 酱油 、 醋原料 处理 各种织物退浆 改瞢质量风味． 缩短时间， 节约用糖 消化药 与其它酶一起促进消化 普料加工 、 遗纸 、 石油压裂 、 暴汁制 造 酿造发酵业 纺织品工业 面包工业 医药工业 饲料工业 其 他 近年来我国酶制剂工业蓬勃发展， 品种 和产量也不断增加。但是同国外酶制剂行业 比尚有一定的差距。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。
参考文献：
（1） 张树政 酶制剂工业，科学出版社1984
（2） 陈响声 近代工业微生物 上海科学技术出版社 1982 （3） 山田浩一 食品工业微生物 光琳书院 1963 （4） 陈琦等 微生物学 1958 （5） 王桂芬 微生物学源 1989 （6） 安定华 食品与工程发酵 1983 （7） 何继春 微生物学源 1988 （8） 孔倪良 微生物学源 1989 （9） 胡学智 工业微生物 1993 （10） 任大月 生物工程学 1987 （11） 朱学春 微生物学 1992 （12） 朱卫名 微生物学 1992 （13） 王玉华 食品与发酵 1985 （14） 柳叶青 华东化工学院 1988 （15） 赵佑 工业微生物 1987
（16） 迟裕森 山东食品发酵 1989 （17） 杨基础 生物工程基础 1987
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容