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中温淀粉酶产品技术工艺发展分析

第一节 基本生产技术、工艺或流程

1965年,我国开始应用淀粉芽孢杆菌BF-7658生产α-淀粉酶,当时只有无锡酶制剂厂独家生产。1967年杭州怡糖厂实现了应用α-淀粉酶生产饴糖的新工艺,可以节约麦芽7%~10%,提高出糖率10%左右。1964年我国开始了酶法水解淀粉生产葡萄糖lI:艺的研究。l979年9月通过了酶法注射葡萄糖新工艺的鉴定,并先后在华北制药厂、河北东风制药厂、郑州嵩山制药厂等单位得到应用,取得了良好的经济效益。与传统的酸法相比呵以提高收率10%,降低成本15%以上。另外我国以酶法进行柠檬酸生产、谷氨酸发酵、糖化制啤酒、酒精发酵、黄酒酿造、酱油制造、醋生产等方面也已经研究成功并投入生产。

第二节 新技术研发、应用情况

巴基斯坦和加拿大的科技工作者最近从马铃薯淀粉加工的中间废弃物中分离出一种新的菌株Bacillussubtilis(JS-2004),其产生的α-淀粉酶具有很高的耐热性和很宽的PH活性范围。耐热α-淀粉酶一直被广泛地应用于淀粉加工、酿造和制糖工业中。研究人员称这种酶的最适PH为8.0,在PH5.5时的活性仍能为PH8.0时活性的68%,在PH10.0时能保留45%的活性。

第三节 国外技术发展现状

目前,除开展大量常规诱变育种工作外,国外已初步搞清了产α-淀粉酶的调控基因,探讨了有关转导转化和基因克隆等育种技术。将枯草芽孢杆菌重组体的基因引入生产菌株,使α-淀粉酶产量提高7~10倍,并已应用于食品和制酒工业,给选育高产α-淀粉酶菌株开创了新的途径。

第四节 技术开发热点、难点分析

由于α-淀粉酶是具有重要应用价值的工业酶,周内外很多课题组对它进行了研究。国内有代表性的研究单位有:四川大学,主要研究α-淀粉酶的生产菌株及其培养条件;江南大学,主要研究α-淀粉酶的结构以及应用性能,如耐热性、耐酸性;西北大学,主要研究α-淀粉酶的变性机理以及环境对α-淀粉酶的影响;华南理工大学,主要研究α-淀粉酶的固定化和动力性质;还有华中农业大学,中国科学院沈阳应用生态研究所,天津科技大学,南开大学生命科学学院,中国农业科学院,中国科学院微生物研究所等多家研究机构对多种α-淀粉酶生产菌的α-淀粉酶基因进行了克隆以及表达研究

国外有代表性的研究单位有:加拿大的UniversityofBritishColumbia,他们对人胰腺的α-淀粉酶结构和作用机理进行了深入的研究;丹麦的Carlsberg实验室主要研究大麦α-淀粉酶结构域与结合位点;美国的WesternRegionalResearchCenter主要研究大麦的α-淀粉酶与抗菌素的作用以及大麦α-淀粉酶的活性位点。

第五节 技术未来发展趋势分析

1、提高淀粉酶制剂的纯度和活力进一步提高淀粉酶制剂的纯度、活力,在生产中减少酶制剂添加量,等于减少“杂质”的添加量;增强淀粉酶制剂的作用专一性,在生产中容易控制淀粉糖浆产品的糖分组分;或者弱化淀粉酶制剂的作用专一性,在生产中对底物组成的要求低,适用性变广。这两种相反的改变或改进,各有各的用处。

2、提高纤维素酶、半纤维素酶制剂的性能和效果进一步提高纤维素酶、半纤维素酶制剂的性能和使用效果,在用粗淀粉原料生产发酵用糖时,配合淀粉酶的水解,既减少糖渣的数量,又增加可发酵糖的量,干物质利用率提高,生产成本降低,很有前景。

 

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